氢核磁共振非常规岩芯检测原理

基于致密油与页岩油储集层物性差、粒度细、非均质性强，油气源储一体或近源聚集等特殊地质特征，致密油/页岩油在沉积环境与分布模式、储集层特征与成因机理、油气聚集规律、地质评价预测与地球物理响应等多方面遇到极大挑战，成为制约中国致密油与页岩油工业化发展的瓶颈。致密油与页岩油储集层均具有物性差，渗透率多小于1 mD，发育微-纳米级孔喉系统，成岩作用与非均质性强等而区别于常规岩芯油气储集层。故致密砂岩、碳酸盐岩与页岩等致密储集层成因机制与储集能力研究成为致密油与页岩油的重要问题。细粒页岩、粉砂岩以及混积岩石学与微观结构等储集层基本特征成为储集层储集性能评价的基础，精细表征微-纳米孔喉微观结构成为致密储集层评价的难点。碳氢化合物，如天然气、轻质油、中粘度油和重油，也有非常不同的核磁共振特征。氢核磁共振非常规岩芯检测原理

非常规岩芯油气需建立技术与产量等“学习型曲线”，为新区或新层系勘探开发提供极优路线图。一般初始产量较高，但递减很快，后期递减速度较慢，稳产期很长。例如，美国已投入开发的页岩气井，一般初始产量较高但递减很快，首年往往递减 60%～70%，经 5～6 年后递减速度减慢，一般只有 2%～3%，开采寿命可达 30～50 年，甚至更长。独特的开采特征，决定了非常规岩芯油气开采追求累计产量，实现了全生命周期的经济效益极大化。生产区油气产量的稳定或增长，只能通过井间接替来实现。常规岩芯油气开采追求在较长时间内实现高产和稳产，为此开发模式选择需遵循如下原则：一是极充分地利用天然资源，保证获得较高的油气采收率；二是在尽可能高的产量水平上，油气田稳产时间长；三是具有极高的经济效益。选准合适时机，采取合理注气或注水方式，不断推动油气流向井筒，既提高了油气采收率，又延长了油气井生产寿命。高精度非常规岩芯应用介绍自由弛豫是流体的固有弛豫特性。它是由流体的物理性质控制的，如粘度和化学成分。

聚合物驱油： 聚合物溶液与盲端中的油不仅会产生切应力，还会在聚合物长链分子的作用下产生法向应力．由于法向应力的作用，聚合物溶液对油滴产生了更大的拉力，从而更有利于将油滴从侧面盲端中“拉”出来．聚合物溶液的粘弹性越大，对油滴的拉拽效果越好，越有利于提高驱替效率。 经实验发现，使用水、甘油、粘弹性HPAM 溶液分别作为驱替剂进行驱油试验时，HPAM 驱替后孔道盲端中的残余油量极少．聚合物溶液在孔道中流动时，不仅能够像非弹性流体一样“推”着前面的油，还能“拉”着侧面和后面的 油．这是由于聚合物分子为长链高分子，长链与长链之间相互缠绕、相互制约．运动时，聚合物长链分子就会产生拉伸，带动周围的分子一起运动，从而能够拉拽盲端中的残余油，实验结果表明，人工合成聚合物( HPAM，PAM) 的驱油效果比生物聚合物(黄原胶) 好，其中，HPAM 的效果极好，而且增加聚合物的分子量有利于提高采收率．

聚合物驱油： 除聚合物( polymer) 外，表面活性剂( surfactant)以及碱剂( alkali) 也是化学驱方法中常用的驱替剂，在注水时加入三者复合体系的驱油方法称为三元复合驱( ASP flooding) ．将三者联合起来使用，具有协同增强的效应，是一种较新的技术方法．表面活性剂能够大幅度降低油-水间的界面张力，提高毛细管数．碱剂在注入地层后，能与原油中的有机酸发生化学反应，生成表面活性剂石油酸皂．石油酸皂能与注入的表面活性剂产生协同作用，进一步降低界面张力．同时，碱剂还能够降低聚合物和表面活性剂的吸附损失．除此以外，乳化、带油、泡沫滞留、改变岩石润湿性等也是三元复合驱提高原油采油率的机理．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。

非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层的差异决定了储层中油气赋存状态、运移方式、流动机理以及含油气性等多个方面，但归根到底，储层致密、孔喉小、微观结构复杂是非常规岩芯油气储层与常规岩芯油气储层的本质差异 。 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。非常规岩芯储层孔隙度小于10%；孔喉直径小于1μm或空气渗透率小于1mD。氢核磁核磁共振非常规岩芯孔径分布检测

核磁共振技术在20世纪60年代引起石油工业的兴趣，研究结果显示核磁共振技术具有良好的渗透率相关性。氢核磁共振非常规岩芯检测原理

非常规岩芯油气为源内或近源非浮力聚集，水动力效应不明显，油气水分布复杂。在致密油储层中，纳米级孔喉是主要的储集空间，烃源岩生烃增压产生的异 常高压促使油气在源内滞留或短距离运移聚集，或经初次运移，注入致密储层形成致密油气。在这种非浮力聚集的情况下，致密油气区不存在明确的油气水边界，这一规律和特征已被 Bakken 等中外典型致密油研究所证实。对于致密储层，烃源岩生烃模拟实验及岩石物性测试表明，生烃增压和毛细管压力差是致密油运聚的主要动力，浮力难以发生作用。氢核磁共振非常规岩芯检测原理

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