小核磁非常规岩芯弛豫信号
页岩油是指已生成仍滞留于富有机质泥页岩地层微纳米级储集空间中的石油,富有机质泥页岩既是生油岩,又是储集岩,具有6大地质特征: 发育微纳米级孔与裂缝系统。页岩油储集层中常常发育纳米级孔喉系统,一般孔径大小为50~300nm 的孔隙构成主要的储集空间,局部发育微米级孔隙。孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、晶间孔等。其次,微裂缝在页岩油储集层中也非常发育,类型多样,以未充填的水平层理缝为主,次为干缩缝,近断裂带处发育有直立或斜交的构造缝。与页岩气储集层相比,页岩油储集层热演化程度较低、埋深较浅,储集空间较大。部分泥页岩中黏土矿物呈片状结构、有机质纹层结构等多种微观结构类型,页岩油多赋存于矿物微观结构或与其平行的微裂缝。 储集层脆性指数较高,宜于压裂改造。脆性矿物含量是影响页岩微裂缝发育程度、含油性、压裂改造方式的重要因素。页岩中高岭石、蒙脱石、水云母等黏土矿物含量越低,石英、长石、方解石等脆性矿物含量越高,岩石脆性越强,在外力作用下越易形成天然裂缝和诱导裂缝,利于页岩油开采。中国湖相富有机质页岩脆性矿物含量总体比较高,可达40%以上。对于中等粘度和轻质油,T2由自由弛豫和表面弛豫共同决定,并取决于粘度。小核磁非常规岩芯弛豫信号
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。低场磁共振非常规岩芯自由弛豫纵向弛豫(T1)和横向弛豫(T2)是由质子之间的磁相互作用引起的。
致密油成为全球非常规岩芯石油勘探开发的亮点领域,通过解剖国内外致密油实例,可归纳出以下地质特征: 发育微 纳米 级 孔 喉 系 统。孔 喉 半 径 小,主 体 直 径 40 ~ 900 nm,孔隙结构复杂,喉道小,致密砂岩油储集层 泥质含量高,水敏、酸敏、速敏严重,因而开采过程 易受伤害,损失产量可达 30% ~ 50% 。 致密油 层非均质性严重。由于沉积环境不稳定,致密砂层 厚度和层间渗透率变化大,有的砂岩泥质含量高, 地层水电阻率低,油水层评价困难较大。由于孔喉 结构复杂,吼道小,毛细管压力高,原始含水饱和度 较高( 一般 30% ~ 40% ,个别达 60% ) ,原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 发育天然裂缝系统。岩石 坚硬致密,但存在不同程度裂缝,一般受区域性地 应力控制,具有一定方向性,对油田开发效果影响 较大,裂缝既是油气聚集的通道,也是注水窜流的条件,且人工裂缝多与天然裂缝方向一致。
引入并发展连续型油气聚集理论,提出连续型油气聚集具有 10 项重要特征 ;通过纳米 CT、场发射等先进手段,发现了致密油、致密气、页岩油和页岩气等非常规岩芯油气储层中纳米孔喉系统 ;研究了不同类型非常规岩芯储层地质特征、油气形成与分布规律、“甜点区”主要控制因素;提出含油气单元内常规与非常规岩芯油气形成常规—非常规岩芯油气“有序聚集”体系。贾承造等评价出不同类型非常规岩芯油气资源潜力,明确提出中国不同类型非常规岩芯油气发展战略,提出了非常规岩芯油气地质学的 4 项重要理论问题 。“非常规岩芯油气地质学”的发展,不仅在于解决人类社会发展的能源需求,更重要的是培育非常规岩芯思维、非常规岩芯创新,使人类认识世界有非常规岩芯思想、改造世界有非常规岩芯方法、推动世界有非常规岩芯人才,形成“非常规岩芯哲学”重要理论基础。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。
非常规岩芯油气是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、连续或准连续型聚集的油气资源。非常规岩芯油 气有两个关键标志和两个关键参数,两个关键标志为:①油气大面积连续分布,圈闭界限不明显;②无自然工业稳定产量,达西渗流不明显。两个关键参数为:①孔隙度小于 10%;②孔喉直径小于 1μm 或空气渗透率小于 1mD。非常规岩芯油气主要特征表现为源储共生,在盆地中心、斜坡大面积分布,圈闭界限与水动力效应不明显(图 2),储量丰度低,主要采用水平井体积压裂技术、平台式钻井—“工厂化”生产、纳米技术提高采收率等方式开采。非常规岩芯油气主要类型有致密油、致密气、页岩油、页岩气、煤层气、重油沥青、天然气水合物等。T1用CPMG序列测定孔隙流体的横向弛豫时间。麦格瑞非常规岩芯仪器特色
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页岩气开采是指贮存在微纳米孔隙和颗粒间的页岩气在人为驱动下运移至宏观裂缝,极终汇集到井筒的过程 页岩气具有多种贮存方式: ①吸附在有机质(干酪根) 孔隙表面; ②游离于孔隙和裂缝中; ③溶解于沥青和干酪根中.其中吸附是主要贮存方式,吸附气可以占到页岩气总量 20% ~ 85%.吸附量的大小与有机碳含量成正比,此外还受储层的压力、温度和比表面积等因素的影响,关系十分复杂.吸附机理的准确认识对页岩气解吸以及产量预测起到至关重要的作用.小核磁非常规岩芯弛豫信号