TD-NMR非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

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 ．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）。TD-NMR非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

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。非常规岩芯分析系统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。

开展致密油、页岩油形成条件和分布规律研究，致密油、页岩油富集参数，建立不同类型的地质预测方法。开展大尺度致密油、页岩油分布的物理与数值模拟，可揭示地层条件下致密油、页岩油的分布及富集规律; 开展致密油、页岩油资源评价模型及方法研究，可建立评价模型及标准，探索其分布范围及边界确定方法，极终评价中国大陆主要盆地致密油、页岩油地质、技术可采资源量。开展致密油勘探开发先导区试验研究，可确定致密油富集区评价参数、制定评价标准和建立评价方法。评价出致密油富集区与重点勘探区，明确页岩油有利区。

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。游离水通常具有中等的T1、T2和D值。

常规岩芯油气多为远源浮力聚集，水动力效应明显，油气水分布相对简单。在常规岩芯油气储层中，微米级及其以上级别孔喉是主要的储集空间，遵循达西渗流规律。烃源岩生烃增压产生的异常高压促使油气发生初次运移，二次运移主要依靠流体势推动，在圈闭中的油气聚集主要依靠浮力。在浮力驱动油气聚集的情况下，常规岩芯油气区存在明确的油气水边界。 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。自旋回波序列的衰减是流体中氢的数量和分布的函数。NMR非常规岩芯自由弛豫

光学显微镜检测技术可探测微米孔隙。TD-NMR非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

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。 致密油是指储集在覆压基质渗 透率小于或等于 0. 1×10 －3μm2( 空气渗透率小于 1× 10 －3μm2) 的致密砂岩、致密碳酸盐岩等储集层中的 石油。单井一般无自然产能或自然产能低于工业 油流下限，但在一定经济条件和技术措施下可获得工业石油产量。如酸化压裂、多级压裂、水平井、多分支井等措施，这是目前全球非常规岩芯石油发展的亮点领域，TD-NMR非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

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