低场时域核磁共振非常规岩芯应用研究

随着世界油气工业勘探开发领域从常规岩芯油气向非常规岩芯油气延伸，非常规岩芯油气的勘探和研究日益受到重视。非常规岩芯油气与常规岩芯油气在基本概念、学科体系、地质研究、勘探方法、“甜点区”评价、技术攻关、开发方式与开采模式等 8 个方面有本质区别。非常规岩芯油气与常规岩芯油气地质学的理论基础，分别是连续型油气聚集理论和浮力圈闭成藏理论。非常规岩芯油气有两个关键标志：一是油气大面积连续分布，圈闭界限不明显，二是无自然工业稳定产量，达西渗流不明显；两个关键参数为：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直径小于 1μm 或空气渗透率小于 1mD。非常规岩芯储层：指用传统技术无法获得自然工业产量、需用新技术改善储层渗透率或流体黏度等才能经济开采。低场时域核磁共振非常规岩芯应用研究

聚合物驱油： 除聚合物( polymer) 外，表面活性剂( surfactant)以及碱剂( alkali) 也是化学驱方法中常用的驱替剂，在注水时加入三者复合体系的驱油方法称为三元复合驱( ASP flooding) ．将三者联合起来使用，具有协同增强的效应，是一种较新的技术方法．表面活性剂能够大幅度降低油-水间的界面张力，提高毛细管数．碱剂在注入地层后，能与原油中的有机酸发生化学反应，生成表面活性剂石油酸皂．石油酸皂能与注入的表面活性剂产生协同作用，进一步降低界面张力．同时，碱剂还能够降低聚合物和表面活性剂的吸附损失．除此以外，乳化、带油、泡沫滞留、改变岩石润湿性等也是三元复合驱提高原油采油率的机理．时域核磁共振非常规岩芯分析仪渗透率的核磁共振估计是基于理论模型，表明渗透率随孔隙度和孔径的增加而增加。

非常规岩芯油气地质学研究的重要是“油气是否连续聚集”，评价的重点是烃源岩特性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性“六特性”及匹配关系，明确“生油气能力、储油气能力、产油气能力”；勘探主要目的是寻找“甜点区”与油气连续或准连续分布边界，开发追求单井极高累积产量与极大采收率，寻找低成本开采技术与经济发展模式。常规岩芯油气地质学研究的重要是“圈闭是否成藏”，评价的重点是生、储、盖、圈、运、保“六要素”及极合适匹配关系，勘探主要目标是发现油气藏与储量规模，开发主要是追求高产稳产和极大采收率。

评价“甜点区”也是非常规岩芯油气勘探研究的重要，贯穿整个勘探开发过程。非常规岩芯油气甜点包括“地质甜点、工程甜点、经济甜点”。非常规岩芯油气富集“甜点区”评价有8个指标，其中3个主控因素及关键指标是：TOC大于2%（其中页岩油S1>2mg/g）、孔隙度较高（致密油气 >10%，页岩油气 >3%）和微裂缝发育。地质甜点着眼于烃源岩、储层、超压与裂缝等综合评价，工程甜点着眼于埋深、岩石可压性、应力各向异性等综合评价，经济甜点着眼于资源规模、埋深、地面条件等评价。如当前非常规岩芯致密油、致密气、页岩油和页岩气的“甜点区”评价，主要着眼于有利的烃源层、储层、超压、裂缝、局部构造等地质甜点要素评价，以及压力系数、脆性、应力各向异性等工程甜点要素评价。岩石样品的核磁共振弛豫特性取决于孔隙度、孔径、孔隙流体性质和矿物学。

非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层在储集性能、孔隙结构、储层评价标准与方法、储层中油气赋存状态等多个方面均存在较大差异 。整体而言，非常规岩芯油气储层以纳米、微米孔喉为主，微观孔喉结构复杂，决定了其低孔低渗的储集特征，控制了油气聚集机制、富集规律等基本地质特征，油气开发需要借助水平井分段压裂、体积压裂等特殊方法才能获取有效经济产能；常规岩芯油气储层孔隙度、渗透率较高，孔喉以微米级为主，甚至可见厘米级溶孔、溶洞，储集物性较好，油气开采以常规方式为主。润湿流体中的分子运动通常受限于岩石颗粒与流体之间的界面和/或流体之间的界面张力。氢核磁核磁共振非常规岩芯技术原理

当润湿流体填充多孔介质(如岩石)时，T1和T2都急剧减小，并且弛豫机制不同于固体或流体中的质子。低场时域核磁共振非常规岩芯应用研究

低熟页岩油与中高熟页岩油的差异： 中高熟页岩油主要为已生成的石油烃类，赋存在页岩的有机孔内或多类成因的微裂缝中。其形成不仅需要有机质富集并成熟转化为石油烃的区域构造环境、水体环境、温暖的气候条件、适宜的水介质条件，还需要页岩油赋存的孔隙等储集空间条件。典型的中高熟页岩油层系沉积模式，盆地中心深水缺氧环境中发育富有机质页岩层，侧向上随着水深变浅渐变形成泥质粉砂岩、泥质碳酸盐岩等致密层系，进而变成砂岩、碳酸盐岩等常规储集层。受不同地质时期构造、气候、海平面等环境条件频繁变化的影响，水体出现深浅变化，在陆架、斜坡等岩相过渡区纵向上发生不同岩体的频繁交互，页岩层系与其他层系紧密接触或互层接触特征发育。若环境条件变化持续时间较长，水体持续变深或变浅，就形成稳定厚度的富有机质页岩层系，其他层系直接上覆或下伏于页岩层系；若环境条件变化持续时间较短，水体深浅波动频繁，在盆地斜坡区就形成单层厚度几厘米甚至几毫米的薄层砂岩／碳酸盐岩层与页岩层系夹层或混层，平面上具有大面积、不连续分布的特征。低场时域核磁共振非常规岩芯应用研究

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