高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

致密油是一種非常規(guī)巖芯石油資源，產(chǎn)層為具極低滲透率的頁巖、粉砂巖、砂巖或碳酸鹽巖等致密儲集層，具有與富有機質(zhì)源巖緊密接觸，原油油質(zhì)輕的基本地質(zhì)特征。在開采方面，也需要利用水平鉆井、分級壓裂等頁巖氣開采的特殊方式。在地質(zhì)特征、甜點區(qū)、資源潛力等方面，致密油與頁巖油均存在差異。 致密油聚集機理則為“近源阻流聚集”或“近源成藏”，區(qū)域蓋層或致密化減孔，致使油氣遇阻，不能運移進入更遠圈閉。形成包括烴類初次運移和烴類聚集兩個過程，烴類初次運移受源儲壓差、供烴界面窗口、孔喉結(jié)構(gòu)等控制，近源烴類聚集主要受長期供烴指向、優(yōu)勢運移孔喉系統(tǒng)、規(guī)模儲集空間等時空匹配控制。由于流體之間的弛豫時間NMR數(shù)據(jù)可用于區(qū)分粘土結(jié)合水、毛細結(jié)合水、可動水、天然氣、輕質(zhì)油和粘性油。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

致密儲集層孔隙結(jié)構(gòu)復雜、流體粘滯性偏高、微裂縫發(fā)育，復雜介質(zhì)條件和孔隙流體，對基于均勻介質(zhì)和理想流體假設(shè)的經(jīng)典孔隙介質(zhì)聲學理論模型和聲、電、磁等地球物理響應機理研究提出了挑戰(zhàn)。與以圈閉描述為對象的常規(guī)地球物理勘探理論和技術(shù)相比，致密油層油水分異差，油層地球物理響應差異小，致密油層識別、有效儲集層劃分、儲集層參數(shù)計算、儲集層展布預測、工程參數(shù)測井評價等遇到挑戰(zhàn)。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線性滲流曲線和較高流速下的擬線性滲流曲線，滲流曲線主要受巖芯滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度越大，非達西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動機制。磁共振非常規(guī)巖芯產(chǎn)品介紹小角中子散射和超小角中子散射技術(shù)：不能精確表征頁巖多尺度全孔徑范圍內(nèi)的微觀孔隙結(jié)構(gòu)。

非常規(guī)巖芯油氣是指用傳統(tǒng)技術(shù)無法獲得自然工業(yè)產(chǎn)量、需用新技術(shù)改善儲層滲透率或流體黏度等才能經(jīng)濟開采、連續(xù)或準連續(xù)型聚集的油氣資源。非常規(guī)巖芯油 氣有兩個關(guān)鍵標志和兩個關(guān)鍵參數(shù)，兩個關(guān)鍵標志為：①油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯；②無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達西滲流不明顯。兩個關(guān)鍵參數(shù)為：①孔隙度小于 10%；②孔喉直徑小于 1μm 或空氣滲透率小于 1mD。非常規(guī)巖芯油氣主要特征表現(xiàn)為源儲共生，在盆地中心、斜坡大面積分布，圈閉界限與水動力效應不明顯（圖 2），儲量豐度低，主要采用水平井體積壓裂技術(shù)、平臺式鉆井—“工廠化”生產(chǎn)、納米技術(shù)提高采收率等方式開采。非常規(guī)巖芯油氣主要類型有致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣、重油瀝青、天然氣水合物等。

海相頁巖油與陸相頁巖形成與分布特征： 陸相頁巖油形成與分布特征：①富有機質(zhì)頁巖主要形成于二疊紀—新近紀暖室期，整體氣候濕潤，降水豐富，部分靠近海洋的盆地易受海水間歇倒灌影響，形成海陸過渡相沉積，但在陸內(nèi)干旱氣候帶發(fā)育蒸發(fā)咸化湖盆。長周期構(gòu)造演化和中短期氣候變化旋回控制了陸相細粒沉積。②頁巖分布在斷陷湖盆、坳陷湖盆、前陸盆地前淵等負向構(gòu)造單元中心及其周緣斜坡中心，細粒沉積空間相對局限。③富有機質(zhì)層段受局部有利沉積微相控制而相對集中分布，有機質(zhì)普遍以中低成熟度為主，Ro 普遍小于1.0％，有機質(zhì)類型以Ⅰ型干酪根為主，其次為Ⅱ型干酪根，但受陸源沉積注入影響，局部發(fā)育Ⅲ型干酪根；頁巖層段礦物成分復雜，黏土礦物含量高，微納米無機孔隙和微頁理裂縫為主要儲滲空間通道，相對高孔隙儲層“甜點區(qū)段”局部富集，流體黏度和密度大，地層壓力和GOR相對較低，單層厚度小且不均質(zhì)性強。有效（含烴）孔隙度：巖石中含烴類體積Ve與巖石總體積Vb之比。

非常規(guī)巖芯油氣儲層孔隙類型多樣，既有粒間溶蝕微孔、粒間原生微孔、粒內(nèi)原生微孔，也存在有機質(zhì)微孔與晶間微孔、微裂縫等多種類型；孔喉大小以納米級為主，但也存在微米級、毫米級微孔或微裂縫，中國海相頁巖氣儲層孔徑為 5～200nm，致密砂巖油儲層孔徑為 50～900nm，致密石灰?guī)r油儲層孔徑為40～500nm，頁巖油儲層孔徑為 30～400nm，不同尺度孔喉大小構(gòu)成了毫米—微米—納米多級別微孔—微裂縫系統(tǒng)。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達西滲流特征，存在啟動壓力梯度；滲流曲線由平緩過渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線性滲流曲線和較高流速下的擬線性滲流曲線，滲流曲線主要受巖芯滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度越大，非達西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開采的流動機制。自由弛豫是流體的固有弛豫特性。它是由流體的物理性質(zhì)控制的，如粘度和化學成分。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

對于中等粘度和輕質(zhì)油，T2由自由弛豫和表面弛豫共同決定，并取決于粘度。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制

非常規(guī)巖芯油氣資源的儲集載體一般發(fā)育在水下沉積環(huán)境中，其中致密油主要分布在大型坳陷湖盆長軸三角洲前緣的致密細砂巖、粉細砂巖和灘壩砂巖、云質(zhì) 砂巖中。灘壩和前緣席狀砂圍繞湖岸線形成連片儲集體，與烴源巖緊密接觸，是致密油氣富集的有利相帶。頁巖油賦存的富有機質(zhì)頁巖發(fā)育在半深湖斜坡到深湖相環(huán)境。與粗粒沉積體系不同，泥頁巖沉積是物理沉積與化學沉積的結(jié)合。古氣候、湖盆生產(chǎn)力、水文環(huán)境鹽度、生物群落和有機質(zhì)保存等條件決定了頁巖中有機質(zhì)的豐度和類型，進而影響非常規(guī)巖芯油氣的形成聚集。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯弛豫機制