TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

致密油與頁巖油均無明顯圈閉界限，無自然工業(yè)產(chǎn)能，需要采用直井縫網(wǎng)壓裂、水平井體積壓裂、空氣與CO2 等氣驅(qū)、納米驅(qū)油劑等方式進行開發(fā)，形成“人造滲透率”，持續(xù)獲得產(chǎn)能，屬典型“人造油氣藏”。) 。通過整理國內(nèi)外有關(guān)致密油與頁巖油研究進展，筆者認為二者在地質(zhì)、開發(fā)、工程等方面均存在明顯差異，應(yīng)定義為 2 種不同類型的非常規(guī)巖芯油氣資源。 頁巖油是指成熟或低熟烴源巖已生成并滯留在頁巖地層中的石油聚集，頁巖既是生油巖，又是儲集巖，石油基本未運移( 圖 1) ，屬原地滯留油氣資源，是未來非常規(guī)巖芯石油發(fā)展的潛在領(lǐng)域。連通孔隙度：巖石中相互連通的孔隙體積Vc與巖石總體積Vb之比。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機質(zhì)泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油，富有機質(zhì)泥頁巖既是生油巖，又是儲集巖，具有6大地質(zhì)特征： 發(fā)育微納米級孔與裂縫系統(tǒng)。頁巖油儲集層中常常發(fā)育納米級孔喉系統(tǒng)，一般孔徑大小為50～300nm 的孔隙構(gòu)成主要的儲集空間，局部發(fā)育微米級孔隙?？紫额愋桶ｉg孔、粒內(nèi)孔、有機質(zhì)孔、晶間孔等。其次，微裂縫在頁巖油儲集層中也非常發(fā)育，類型多樣，以未充填的水平層理縫為主，次為干縮縫，近斷裂帶處發(fā)育有直立或斜交的構(gòu)造縫。與頁巖氣儲集層相比，頁巖油儲集層熱演化程度較低、埋深較淺，儲集空間較大。部分泥頁巖中黏土礦物呈片狀結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)紋層結(jié)構(gòu)等多種微觀結(jié)構(gòu)類型，頁巖油多賦存于礦物微觀結(jié)構(gòu)或與其平行的微裂縫。 儲集層脆性指數(shù)較高，宜于壓裂改造。脆性礦物含量是影響頁巖微裂縫發(fā)育程度、含油性、壓裂改造方式的重要因素。頁巖中高嶺石、蒙脫石、水云母等黏土礦物含量越低，石英、長石、方解石等脆性礦物含量越高，巖石脆性越強，在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導(dǎo)裂縫，利于頁巖油開采。中國湖相富有機質(zhì)頁巖脆性礦物含量總體比較高，可達40%以上。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹粘土結(jié)合水、毛細管結(jié)合水和可動水具有不同的孔隙大小和位置。

非常規(guī)巖芯油氣評價重點是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應(yīng)力各向異性“六特性”及匹配關(guān)系，常規(guī)巖芯油氣評價重點是生、儲、蓋、圈、運、保“六要素”及匹配關(guān)系。非常規(guī)巖芯油氣富集“甜點區(qū)”有8項評價標準，其中3項關(guān)鍵指標是TOC大于2%、孔隙度較高（致密油氣>10%，頁巖油氣 >3%）和微裂縫發(fā)育；常規(guī)巖芯油氣重要評價成藏要素及其時空匹配，重點評價高質(zhì)量烴源灶、有利儲集體、圈閉規(guī)模及有效的輸導(dǎo)體系。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線性滲流曲線和較高流速下的擬線性滲流曲線，滲流曲線主要受巖芯滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度越大，非達西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動機制。

低熟頁巖油與中高熟頁巖油的差異 低熟頁巖油發(fā)育在富含油型有機質(zhì)的頁巖中，有機質(zhì)低熟或未熟，尚未大量轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴。其形成需要相對穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境和水體環(huán)境、溫暖的氣候條件和適宜的水介質(zhì)條件。此類頁巖沉積期的區(qū)域構(gòu)造相對穩(wěn)定，沉積位置多為盆地頁巖沉積層系邊緣區(qū)；沉積期的氣候溫暖，藻類及菌類繁盛或無脊椎動物繁盛，有機質(zhì)來源充足，為富有機質(zhì)頁巖的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；沉積期水體較深，水動力較弱，易形成還原環(huán)境使有機質(zhì)不易被分解，利于有機質(zhì)保存。富有機質(zhì)頁巖形成后，受埋藏深度、低地溫梯度等影響，經(jīng)歷淺成巖作用或短暫成巖作用后經(jīng)歷抬升剝蝕，造成有機質(zhì)演化程度較低，未規(guī)模轉(zhuǎn)化為石油烴類，形成低熟頁巖油。通過確定不可還原水體積(BVI)和游離流體體積(MFFI)來區(qū)分可能產(chǎn)烴的區(qū)域和可能產(chǎn)水的區(qū)域。

聚合物驅(qū)油 為驗證聚合物的粘彈性對驅(qū)油效率的影響，各國學(xué)者進行了一系列的實驗．實驗均發(fā)現(xiàn)，聚合物溶液的粘彈性越強，驅(qū)油效果越好．高粘彈性聚合物驅(qū)的采油率甚至是常規(guī)聚合物驅(qū)采油率的兩倍．一些數(shù)值模擬研究結(jié)果也得出相似的結(jié)論，即聚合物溶液的粘彈性是影響微觀驅(qū)替效率的重要因素．用UCM ( upper-convected Maxwell) 方程描述流體的粘彈性，使用有限體積法研究了粘彈性聚合物溶液流經(jīng)變截面孔道時的性質(zhì)．模擬結(jié)果表明，流體的彈性越大，流速越大，越有利于驅(qū)替出角落處的殘余油．對于流體中的質(zhì)子：當(dāng)流體處于均勻靜磁場時，T1近似等于T2。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

毛細管孔隙：流體在外力作用下可自由流動（一般砂巖）。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

基于致密油與頁巖油儲集層物性差、粒度細、非均質(zhì)性強，油氣源儲一體或近源聚集等特殊地質(zhì)特征，致密油/頁巖油在沉積環(huán)境與分布模式、儲集層特征與成因機理、油氣聚集規(guī)律、地質(zhì)評價預(yù)測與地球物理響應(yīng)等多方面遇到極大挑戰(zhàn)，成為制約中國致密油與頁巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁巖油儲集層均具有物性差，滲透率多小于1 mD，發(fā)育微-納米級孔喉系統(tǒng)，成巖作用與非均質(zhì)性強等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁巖等致密儲集層成因機制與儲集能力研究成為致密油與頁巖油的重要問題。細粒頁巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀結(jié)構(gòu)等儲集層基本特征成為儲集層儲集性能評價的基礎(chǔ)，精細表征微-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲集層評價的難點。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹