氫核磁共振非常規(guī)巖芯應用研究

致密儲集層孔隙結構復雜、流體粘滯性偏高、微裂縫發(fā)育，復雜介質條件和孔隙流體，對基于均勻介質和理想流體假設的經典孔隙介質聲學理論模型和聲、電、磁等地球物理響應機理研究提出了挑戰(zhàn)。與以圈閉描述為對象的常規(guī)地球物理勘探理論和技術相比，致密油層油水分異差，油層地球物理響應差異小，致密油層識別、有效儲集層劃分、儲集層參數(shù)計算、儲集層展布預測、工程參數(shù)測井評價等遇到挑戰(zhàn)。 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，增加驅替力，形成有效開采的流動機制。自由弛豫是流體的固有弛豫特性。它是由流體的物理性質控制的，如粘度和化學成分。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應用研究

頁巖油是指已生成仍滯留于富有機質泥頁巖地層微納米級儲集空間中的石油，富有機質泥頁巖既是生油巖，又是儲集巖，具有6大地質特征： 源儲一體，滯留聚集。頁巖油也是典型的源儲一體、滯留聚集、連續(xù)分布的石油聚集。與頁巖氣不同，頁巖油主要形成在有機質演化的液態(tài)烴生成階段。在富有機質泥頁巖持續(xù)生油階段，石油在泥頁巖儲集層中滯留聚集，呈現(xiàn)干酪根內分子吸附相、親油顆粒表面分子吸附相和親油孔隙網絡游離相 3 種類型，具有滯留聚集特點。只有在泥頁巖儲集層自身飽和后才向外溢散或運移。因此，處在液態(tài)烴生成階段的富有機質泥頁巖均可能聚集頁巖油。 較高成熟度富有機質頁巖，含油性較好。富有機質頁巖主要發(fā)育在半深湖-深湖相沉積環(huán)境，常分布于極大湖泛面附近的高位體系域下部和湖侵體系域。富含有機質是泥頁巖富含油氣的基礎，當有機質開始大量生油后，才會富集有規(guī)模的頁巖油。高產富集頁巖油一般 TOC＞2% ，有利頁巖油成熟度 Ｒo 為 0. 7% ～ 2. 0% ，形成輕質油和凝析油，有利于開采。一體式非常規(guī)巖芯分析設備低溫氣體吸附法：低溫液氮吸附法受到測試方法原理限制無法測量孔徑大于 300nm 的孔隙等。

非常規(guī)巖芯油氣地質學研究的重要是“油氣是否連續(xù)聚集”，評價的重點是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應力各向異性“六特性”及匹配關系，明確“生油氣能力、儲油氣能力、產油氣能力”；勘探主要目的是尋找“甜點區(qū)”與油氣連續(xù)或準連續(xù)分布邊界，開發(fā)追求單井極高累積產量與極大采收率，尋找低成本開采技術與經濟發(fā)展模式。常規(guī)巖芯油氣地質學研究的重要是“圈閉是否成藏”，評價的重點是生、儲、蓋、圈、運、?！傲亍奔皹O合適匹配關系，勘探主要目標是發(fā)現(xiàn)油氣藏與儲量規(guī)模，開發(fā)主要是追求高產穩(wěn)產和極大采收率。

非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質學的理論基礎，分別是連續(xù)型油氣聚集理論和浮力圈閉成藏理論。非常規(guī)巖芯油氣有兩個關鍵標志：一是油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯，二是無自然工業(yè)穩(wěn)定產量，達西滲流不明顯；兩個關鍵參數(shù)為：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直徑小于1μm 或空氣滲透率小于1mD。而常規(guī)巖芯油氣，在上述標志和參數(shù)方面表現(xiàn)明顯不同，孔隙度多介于10%～30%，滲透率多大于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣評價重點是烴源巖特性、巖性、物性、脆性、含油氣性與應力各向異性“六特性”及匹配關系，常規(guī)巖芯油氣評價重點是生、儲、蓋、圈、運、保“六要素”匹配關系。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，重點評價高質量烴源灶、有利儲集體、圈閉規(guī)模及有效的輸導體系等。碳氫化合物，如天然氣、輕質油、中粘度油和重油，也有非常不同的核磁共振特征。

常規(guī)巖芯油氣主要發(fā)育在斷陷盆地大型構造帶、前陸沖斷帶大型構造、被動大陸邊緣以及克拉通大型隆起等正向構造單元，二級構造單元控制油氣分布。油氣聚集于構造高點，平面上呈孤立的單體式分布；或聚集于巖性圈閉、地層圈閉中，平面上呈較大規(guī)模的集群式分布。常規(guī)巖芯油氣勘探，關鍵是尋找有效聚油圈閉，重要工作是預探獲取發(fā)現(xiàn)，評價確定圈閉邊界。第一步，進行圈閉識別、圈閉和圈閉精細描述，落實有利鉆探目標；第二步，選擇極有利目標、很合適鉆探位置進行預探，力求獲得油氣發(fā)現(xiàn)；第三步，開展評價鉆探，落實油氣水界面，確定含油氣范圍與儲量規(guī)模。對于流體中的質子：當流體處于梯度磁場并采用CPMG測量過程時，T2小于T1。小核磁非常規(guī)巖芯弛豫機制

小角中子散射和超小角中子散射技術：不能精確表征頁巖多尺度全孔徑范圍內的微觀孔隙結構。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應用研究

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領域，通過解剖國內外致密油實例，可歸納出以下地質特征: 發(fā)育微 納米 級 孔 喉 系 統(tǒng)。孔 喉 半 徑 小，主 體 直 徑 40 ～ 900 nm，孔隙結構復雜，喉道小，致密砂巖油儲集層 泥質含量高，水敏、酸敏、速敏嚴重，因而開采過程 易受傷害，損失產量可達 30% ～ 50% 。 致密油 層非均質性嚴重。由于沉積環(huán)境不穩(wěn)定，致密砂層 厚度和層間滲透率變化大，有的砂巖泥質含量高， 地層水電阻率低，油水層評價困難較大。由于孔喉 結構復雜，吼道小，毛細管壓力高，原始含水飽和度 較高( 一般 30% ～ 40% ，個別達 60% ) ，原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅硬致密，但存在不同程度裂縫，一般受區(qū)域性地 應力控制，具有一定方向性，對油田開發(fā)效果影響 較大，裂縫既是油氣聚集的通道，也是注水竄流的條件，且人工裂縫多與天然裂縫方向一致。氫核磁共振非常規(guī)巖芯應用研究

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