低场磁共振非常规岩芯

中国陆相页岩油勘探开发现状与类型 中国陆相页岩油资源丰富。从源外走向源内的勘探理念转变和技术进步，推动陆相页岩油成为中国石油勘探的热点领域。近年来在准噶尔、鄂尔多斯、松辽、渤海湾、四川、三塘湖、柴达木等盆地取得页岩油重要进展，建立了新疆吉木萨尔、大庆古龙等高重量级陆相页岩油示范区，展现出良好发展前景。目前页岩油勘探开发热点主要集中在中高熟页岩油，中高熟页岩油大致可分为夹层型、混积型和页岩型３类。夹层型页岩油储层为致密砂岩（如鄂尔多斯盆地延长组７段中上部）和凝灰岩（如三塘湖盆地条湖组），混积型页岩油储层为云质砂岩、砂质云岩（如准噶尔盆地芦草沟组、渤海湾盆地沧东孔二段），页岩型页岩油储层为高黏土页岩（松辽盆地青山口组一段、鄂尔多斯盆地延长组７段下部）。孔隙结构：单重、双重、三重孔隙介质；共六种孔隙结构类型。低场磁共振非常规岩芯

非常规岩芯油气主要包括致密油（页岩油）、油砂油、致密气、页岩气、煤层气和天然气水合物等。非常规岩芯油气资源的有效开发改变了全球油气供给格局。非常规岩芯天然气已经成为全球天然气产量增长的主力，非常规岩芯油已经成为全球原油产量的重要组成2020 年全球非常规岩芯油产量 5.4×108t，约占原油总产量的 13%。其中，致密油与页岩油产量 3.8×108t，油砂油产量 1.6×108t。2020 年全球非常规岩芯天然气产量超过 1.1×1012m3，约占天然气总产量的 29%。其中，页岩气产量7700×108m3，致密气产量3020×108m3，煤层气产量50×108m3。针对非常规岩芯油气复杂地质特征，中国油气企业探索形成了系列特色理论技术，有效推动了致密气、煤层气和页岩气的勘探开发，成为中国天然气产量的重要组成，致密油与页岩油等勘探评价在多盆地取得重要发现，成为未来国内原油稳产增产的关键领域。2020 年，我国非常规岩芯天然气产量 732×108m3，约占天然气总产量的 38%。其中，致密气产量 465×108m3，页岩气产量 200×108m3，煤层气产量 67×108m3。非常规岩芯弛豫信号超毛细管孔隙：流体重力作用下可自由流动（大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩）。

常规岩芯油气是指用传统技术可以获得自然工业产量、可以直接进行经济开采的油气资源。常规岩芯油气分布受明确的圈闭界限控制，有自然工业稳定产量，浮力作用明显。常规岩芯油气储层孔隙度大于 10%，孔喉直径大于 1μm 或空气渗透率大于 1mD。常规岩芯油气按圈闭类型，可以分为构造、岩性、地层等油气藏类型。 非常规岩芯储层呈现低速非达西渗流特征，存在启动压力梯度；渗流曲线由平缓过渡的两段组成，较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线，渗流曲线主要受岩芯渗透率的影响，渗透率越低，启动压力梯度越大，非达西现象越明显。需要人工压裂注气液，增加驱替力，形成有效开采的流动机制。

海相页岩油与陆相页岩形成与分布特征： 陆相页岩油形成与分布特征：①富有机质页岩主要形成于二叠纪—新近纪暖室期，整体气候湿润，降水丰富，部分靠近海洋的盆地易受海水间歇倒灌影响，形成海陆过渡相沉积，但在陆内干旱气候带发育蒸发咸化湖盆。长周期构造演化和中短期气候变化旋回控制了陆相细粒沉积。②页岩分布在断陷湖盆、坳陷湖盆、前陆盆地前渊等负向构造单元中心及其周缘斜坡中心，细粒沉积空间相对局限。③富有机质层段受局部有利沉积微相控制而相对集中分布，有机质普遍以中低成熟度为主，Ro 普遍小于1.0％，有机质类型以Ⅰ型干酪根为主，其次为Ⅱ型干酪根，但受陆源沉积注入影响，局部发育Ⅲ型干酪根；页岩层段矿物成分复杂，黏土矿物含量高，微纳米无机孔隙和微页理裂缝为主要储渗空间通道，相对高孔隙储层“甜点区段”局部富集，流体黏度和密度大，地层压力和GOR相对较低，单层厚度小且不均质性强。低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面，如流体可视化研究、高温高压驱替等等。

常规岩芯油气主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元，二级构造单元控制油气分布。油气聚集于构造高点，平面上呈孤立的单体式分布；或聚集于岩性圈闭、地层圈闭中，平面上呈较大规模的集群式分布。常规岩芯油气勘探，关键是寻找有效聚油圈闭，重要工作是预探获取发现，评价确定圈闭边界。第一步，进行圈闭识别、圈闭和圈闭精细描述，落实有利钻探目标；第二步，选择极有利目标、很合适钻探位置进行预探，力求获得油气发现；第三步，开展评价钻探，落实油气水界面，确定含油气范围与储量规模。微毛细管孔隙：流体在自然压差下无法流动（泥岩）。高精度非常规岩芯弛豫机制

T2用CPMG序列测定孔隙流体的横向弛豫时间。低场磁共振非常规岩芯

升高温度和降低压力只能在一定程度上促进页岩气的解吸附过程，仍有大量的页岩气存留在页岩有机质表面．另外解吸附过程产生的游离气无法主动运移至井口，实际生产中常常采用注气驱替的方法来提高页岩气产量，CO2和N2在自然界中大量存在，获取成本低，安全稳定，是两种常用的驱替气体。采用CO2和N2以及两者混合物分别驱替CH4，并分析了注入速率对驱替效果的影响，结果表明驱替气体注入速率越高，驱替效果越好．分别对CO2和N2驱替CH4的效率进行了实验研究，结果表明虽然CO2开始驱替所需的初始浓度较高，但是在驱替过程中效率高于N2．并且，两种气体极终驱替量都在吸附甲烷气体的90%以上．利用分子动力学模拟也得到了相似结果，并揭示了CO2和 N2不同的驱替机制: CO2与壁面吸附力高于CH4，驱替过程中CO2会直接取代 CH4的吸附位置; N2虽然与壁面吸附力低于CH4，但是注入N2会导致局部压力降低，从而促进CH4解吸附．通过分子动力学模拟研究了碳纳米管中CO2驱替CH4的过程，发现驱替在CO2分子垂直于壁面时极容易进行，并认为碳纳米管存在一个合适管径使驱替效率极高．低场磁共振非常规岩芯

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