核磁共振非常规岩芯系统原理

作为一种清洁能源，页岩气因其储量丰富、分布广，引起了人们的极大关注．页岩气所贮存的页岩层由大量微纳米孔隙构成 ，整体上表现为低孔隙度、低渗透率．对北美多个地区页岩样品进行分析，认为页岩孔隙度极低(＜5%)，渗透率在10－9～10－3μm2之间。观察了页岩中复杂的孔隙结构，认为主要存在三种孔隙类型:直径在5～1000nm 之间的层状碳酸盐孔隙、直径在50～1000nm 之间的溶解碳酸盐孔隙和直径在 10～100 nm 之间的有机质孔隙．通过实验得出页岩孔隙直径在2～20 nm 之间，有机质作为干酪根的主要成分，其含量达到 40%～50%．因此页岩气开发需要解决诸多微纳米力学问题: ①页岩气在微纳米孔隙中的贮存机制; ②页岩气注气驱替的相关机制; ③页岩气开采过程中从微纳米孔隙极终运移到井筒的多尺度运移机制 ．对于流体中的质子：当流体处于均匀静磁场时，T1近似等于T2。核磁共振非常规岩芯系统原理

中国陆相页岩油与粉砂质致密油，源岩与储集层均属于细粒沉积岩。源岩以陆相半深湖-深湖相富有机质页岩以Ⅰ型和ⅡA 型干酪根为主，成熟度普遍偏低，Ｒo 一般为 0. 7% ～ 1. 3% ，处于生成偏轻的石油阶段，页岩有机质丰度较高( TOC 一般在2. 0% 以上，极高可达 40% ) ，是陆相页岩油与致密油重要的烃源岩类型。储集层多形成于三角洲前缘-三角洲-深湖-半深湖等细粒沉积环境，而有别于常规岩芯油气储集层形成的冲积扇-河流-三角洲平原等粗粒级沉积环境 。因此，开展中国陆相页岩油与粉砂质致密油源储细粒沉积岩沉积机理与分布模式研究，创新和建立沉积学研究的一个新分支—细粒沉积学，以页岩、粉砂岩等不同岩性细粒沉积物的物理与化学性质及其沉积作用、沉积过程等为研究内容，将为明确细粒致密储集层、富有机质页岩分布预测、有利沉积相带和富集区提供基础依据。核磁共振非常规岩芯系统原理常规岩芯储层孔隙度大于 10%；孔喉直径大于1μm 或空气渗透率大于1mD。

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。而常规岩芯油气，在上述标志和参数方面表现明显不同，孔隙度多介于10%～30%，渗透率多大于 1mD。非常规岩芯油气评价重点是烃源岩特性、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，常规岩芯油气评价重点是生、储、盖、圈、运、保“六要素”匹配关系。非常规岩芯油气富集“甜点区”有 8 项评价标准，其中 3 项关键指标是 TOC 大于 2%、孔隙度较高（致密油气>10%，页岩油气>3%）和微裂缝发育；常规岩芯油气重要评价成藏要素及其时空匹配，重点评价高质量烃源灶、有利储集体、圈闭规模及有效的输导体系等。

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）。达西进行了水通过饱和砂的实验研究，发现了渗流量Q与上下游水头差和垂直于水流方向的截面积A成正比。

页岩油和致密油聚集机理的重要是“致密化减孔聚集”或称为“致密化成藏”，页岩系统依靠压实、成岩等使孔隙减小，实现自身封闭聚集油气，揭示两者聚集机理，直接决定各自地质特征和分布规律。 “原位滞留聚集”或“原位成藏”是页岩油聚集机理，包括泥页岩中烃类释放和烃类排出两个过程，液态烃释放受干酪根物理性质、热成熟度、网络结构等控制，液态烃排出受岩性组合、有效运移通道、压力分布及微裂缝发育程度等控制，流体压力、有机质孔和微裂缝的发育和耦合关系，决定着页岩油的动态集聚与资源规模。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，如孔隙度、孔径分布、核磁渗透率。核磁共振非常规岩芯系统原理

较轻的油具有高度的扩散，具有较长的T1和T2时间，并且通常表现为单指数衰减。核磁共振非常规岩芯系统原理

非常规岩芯油气储层孔隙类型多样，既有粒间溶蚀微孔、粒间原生微孔、粒内原生微孔，也存在有机质微孔与晶间微孔、微裂缝等多种类型；孔喉大小以纳米级为主，但也存在微米级、毫米级微孔或微裂缝，中国海相页岩气储层孔径为 5～200nm，致密砂岩油储层孔径为 50～900nm，致密石灰岩油储层孔径为40～500nm，页岩油储层孔径为 30～400nm，不同尺度孔喉大小构成了毫米—微米—纳米多级别微孔—微裂缝系统。 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。核磁共振非常规岩芯系统原理

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