NMR非常规岩芯检测原理

非常规岩芯油气地质学就是一门研究非常规岩芯油气类型、细粒沉积、微纳米级孔隙储层、油气形成机理、分布特征、富集规律、产出机制、评价方法、重要技术、发展战略与经济评价等为重点的新兴油气地质学科，已成为石油与天然气地质学的一个重要分支。非常规岩芯油气是以连续型或准连续型油气聚集的重要区和甜点区为研究对象，源储配置是重要，学科基础是连续型油气聚集理论。常规石油地质学研究对象是圈闭和油气藏，重要是圈闭及其有效性，学科基础是浮力 圈闭成藏理论。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，如束缚流体与可动流体识别、油气水识别。NMR非常规岩芯检测原理

纳米流体驱油 纳米流体是指以一定的方式和比例在基液中加入纳米颗粒( 尺寸一般为1～100 nm)制备成的均匀、稳定的流体．纳米颗粒尺寸小、比表面积大，加入不同的纳米颗粒可以制得不同纳米流体，具有不同的特殊性质．利用这些特殊性质提高采收率近些年成为研究的热点，其中涉及的微纳米力学问题是解释纳米流体提高采收率机理的关键问题． 纳米流体驱油中影响采油效率的因素有很多，如油滴的尺寸，纳米颗粒的浓度、尺寸、所带电荷、表面润湿性等．为研究这些因素的影响，学者们展开了一系列的理论、实验、模拟工作． 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。一站式磁共振非常规岩芯扩散弛豫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。

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。

低熟页岩油与中高熟页岩油的差异： 中高熟页岩油主要为已生成的石油烃类，赋存在页岩的有机孔内或多类成因的微裂缝中。其形成不仅需要有机质富集并成熟转化为石油烃的区域构造环境、水体环境、温暖的气候条件、适宜的水介质条件，还需要页岩油赋存的孔隙等储集空间条件。典型的中高熟页岩油层系沉积模式，盆地中心深水缺氧环境中发育富有机质页岩层，侧向上随着水深变浅渐变形成泥质粉砂岩、泥质碳酸盐岩等致密层系，进而变成砂岩、碳酸盐岩等常规储集层。受不同地质时期构造、气候、海平面等环境条件频繁变化的影响，水体出现深浅变化，在陆架、斜坡等岩相过渡区纵向上发生不同岩体的频繁交互，页岩层系与其他层系紧密接触或互层接触特征发育。若环境条件变化持续时间较长，水体持续变深或变浅，就形成稳定厚度的富有机质页岩层系，其他层系直接上覆或下伏于页岩层系；若环境条件变化持续时间较短，水体深浅波动频繁，在盆地斜坡区就形成单层厚度几厘米甚至几毫米的薄层砂岩／碳酸盐岩层与页岩层系夹层或混层，平面上具有大面积、不连续分布的特征。小角中子散射和超小角中子散射技术：不能精确表征页岩多尺度全孔径范围内的微观孔隙结构。

非常规岩芯油气突破了储层物性下限与传统圈闭找油理念，针对大面积展布的非常规岩芯储集体，关键在于大规模纳米级孔喉致密储层背景与油气生成、排聚过程的时空匹配。重点研究烃源岩和储集体评价条件、油气充注下限及有效性、运移和渗流机理、重要区评价指标等，油气运移为初次运移或短距离二次运移，生烃增压和毛细管压力差是油气运移和聚集的主要动力，通常遵循非达西渗流定律油气地质研究的目标是重要区、确定富集甜点区，关键是编制出“三图一表”，即成熟烃源岩厚度平面分布图、储层厚度平面分布图、储层顶面构造图和甜点区评价表。流动孔隙度：流体能在其内自由流动的孔隙体积Vff与岩石总体积Vb之比。低场核磁共振非常规岩芯弛豫机制

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。NMR非常规岩芯检测原理

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．NMR非常规岩芯检测原理