高精度TD-NMR非常规岩芯弛豫分析

石油勘探开发从常规岩芯油气延伸到非常规岩芯油气领域，非常规岩芯油气地质研究日益受到重视。20 世纪 90 年代以来，中国出现深盆气、根源气 、深盆油 、向斜油 、非稳态成藏、致密油、致密气 、页岩气、页岩油、源岩油气等概念。油气地质基础研究呈现出由常规岩芯油气向非常规岩芯油气发展的新趋向，非常规岩芯油气地质学是非常规岩芯油气资源勘探开发实践的产物，是石油与天然气地质学的一个重要分支学科，也是推动非常规岩芯油气工业实现跨越式发展的理论基础。 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。与自由弛豫一样，物理性质如粘度和分子组成控制着扩散系数。同样，环境条件、温度和压力都会影响扩散。高精度TD-NMR非常规岩芯弛豫分析

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。磁共振非常规岩芯系统应用领域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。

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: 致密碳酸盐岩、致密砂岩为2类主要储集层。储集层物性差，基质渗透率低，空气渗透率多小于或等于1×10－3μm2，孔隙度小于或等于12% ，受有利沉积相带控制。 富油气凹陷内致密油源储共生。圈闭界限不明显，高质量生油岩区致密油大面积连续分布，一般TOC≥2%。 油气以短距离运移为主。持续充注，非浮力聚集，油层压 力系数变化大、油质轻; 一般生油岩成熟区( 0.6%≤Ｒo≤1.3% ) 气油比高，初期易高产。

综合对比非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层特征，可归纳以下几点差异： (1) 非常规岩芯油气储层致密，物性较差。非常规岩芯油气储层总体致密是其与常规岩芯油气储层的极大区别。松辽盆地让字井区斜坡带扶余油层泉四段砂岩储层，孔隙度为1%～19%，平均为10.7%；渗透率为0.001～10mD，平均为0.82mD。常规砂岩储层渗透率大于1mD，孔隙度达 10%～18%，孔隙类型为颗粒与填隙物溶蚀扩大孔、残余原生孔，压汞测试表明喉道直径为1～10μm，孔喉连通性较好，埋深较浅； (2) 非常规岩芯油气储层岩性多样，有效储层规模较小。中国非常规岩芯油气储层岩性复杂，既有砂岩、石灰岩，也有页岩、煤以及混积岩类等多种岩石类型。但致密油、致密气、页岩油、页岩气、煤层气等主要类型储层空气基质渗透率多小于1mD，孔隙度主体小于12%，属于致密储层范畴。 (3) 非常规岩芯油气储层孔隙微观结构复杂，孔喉多小于1μm。非常规岩芯油气砂岩储层与常规岩芯油气致密砂岩储层特征对比表明，非常规岩芯油气致密砂岩储层岩石组分中缺少抗压程度的石英矿物，并多处于中、晚成岩阶段，故以次生孔隙为主，喉道呈席状、弯曲片状，连通差；孔隙度为3%～10%，渗透率多小于1mD。从原子的角度来看，当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时，弛豫就发生了。

常规岩芯油气是以圈闭和油气藏为研究对象，圈闭是重要，学科基础是浮力圈闭成藏理论。传统石油地质研究强调从烃源岩到圈闭的油气运移，寻找有效聚油圈闭是油气勘探的重要。圈闭是油气聚集的基本单元，生、储、盖、圈、运、保六要素是评价圈闭有效性的关键，即油气生成、运移、聚集和保存等多种地质条件的时空配置，是常规岩芯油气勘探实践的重要内容。按照圈闭定型时间与大规模油气排聚时间的匹配关系，可分为早圈闭型、同步圈闭型和晚圈闭型3种类型。只有那些在油气区域性运移以前或同时形成的圈闭，即早圈闭型与同步圈闭型对油气的聚集才有效。油气地质研究的目标是有利圈闭、确定有效聚油气圈闭，关键是编制出“两图一表”，即圈闭顶面构造图、油气藏剖面图和圈闭要素表。微孔隙中的流体表现出快速的T，当TE=0.5 ms时可以观察到，但当TE=1.2 ms时不能观察到。小核磁共振非常规岩芯表面弛豫

达西定律：描述饱和土中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律，又称线性渗流定律。高精度TD-NMR非常规岩芯弛豫分析

致密油与页岩油均无明显圈闭界限，无自然工业产能，需要采用直井缝网压裂、水平井体积压裂、空气与CO2 等气驱、纳米驱油剂等方式进行开发，形成“人造渗透率”，持续获得产能，属典型“人造油气藏”。) 。通过整理国内外有关致密油与页岩油研究进展，笔者认为二者在地质、开发、工程等方面均存在明显差异，应定义为 2 种不同类型的非常规岩芯油气资源。 页岩油是指成熟或低熟烃源岩已生成并滞留在页岩地层中的石油聚集，页岩既是生油岩，又是储集岩，石油基本未运移( 图 1) ，属原地滞留油气资源，是未来非常规岩芯石油发展的潜在领域。高精度TD-NMR非常规岩芯弛豫分析

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