低场磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

常规岩芯油气主要发育在断陷盆地大型构造带、前陆冲断带大型构造、被动大陆边缘以及克拉通大型隆起等正向构造单元，二级构造单元控制油气分布。油气聚集于构造高点，平面上呈孤立的单体式分布；或聚集于岩性圈闭、地层圈闭中，平面上呈较大规模的集群式分布。常规岩芯油气勘探，关键是寻找有效聚油圈闭，重要工作是预探获取发现，评价确定圈闭边界。第一步，进行圈闭识别、圈闭和圈闭精细描述，落实有利钻探目标；第二步，选择极有利目标、很合适钻探位置进行预探，力求获得油气发现；第三步，开展评价钻探，落实油气水界面，确定含油气范围与储量规模。结合流体的T1和T2时间都很短，扩散速度也很慢(小D)，这是由于分子在小孔隙中的运动受到限制。低场磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

非常规岩芯油气主要包括致密油（页岩油）、油砂油、致密气、页岩气、煤层气和天然气水合物等。非常规岩芯油气资源的有效开发改变了全球油气供给格局。非常规岩芯天然气已经成为全球天然气产量增长的主力，非常规岩芯油已经成为全球原油产量的重要组成2020 年全球非常规岩芯油产量 5.4×108t，约占原油总产量的 13%。其中，致密油与页岩油产量 3.8×108t，油砂油产量 1.6×108t。2020 年全球非常规岩芯天然气产量超过 1.1×1012m3，约占天然气总产量的 29%。其中，页岩气产量7700×108m3，致密气产量3020×108m3，煤层气产量50×108m3。针对非常规岩芯油气复杂地质特征，中国油气企业探索形成了系列特色理论技术，有效推动了致密气、煤层气和页岩气的勘探开发，成为中国天然气产量的重要组成，致密油与页岩油等勘探评价在多盆地取得重要发现，成为未来国内原油稳产增产的关键领域。2020 年，我国非常规岩芯天然气产量 732×108m3，约占天然气总产量的 38%。其中，致密气产量 465×108m3，页岩气产量 200×108m3，煤层气产量 67×108m3。时域核磁共振非常规岩芯液体驱替对岩芯影响自旋回波序列的衰减是流体中氢的数量和分布的函数。

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．

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。对于流体中的质子：当流体处于均匀静磁场时，T1近似等于T2。

引入并发展连续型油气聚集理论，提出连续型油气聚集具有 10 项重要特征 ；通过纳米 CT、场发射等先进手段，发现了致密油、致密气、页岩油和页岩气等非常规岩芯油气储层中纳米孔喉系统 ；研究了不同类型非常规岩芯储层地质特征、油气形成与分布规律、“甜点区”主要控制因素；提出含油气单元内常规与非常规岩芯油气形成常规—非常规岩芯油气“有序聚集”体系。贾承造等评价出不同类型非常规岩芯油气资源潜力，明确提出中国不同类型非常规岩芯油气发展战略，提出了非常规岩芯油气地质学的 4 项重要理论问题 。“非常规岩芯油气地质学”的发展，不仅在于解决人类社会发展的能源需求，更重要的是培育非常规岩芯思维、非常规岩芯创新，使人类认识世界有非常规岩芯思想、改造世界有非常规岩芯方法、推动世界有非常规岩芯人才，形成“非常规岩芯哲学”重要理论基础。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。低场磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

毛细管孔隙：流体在外力作用下可自由流动（一般砂岩）。低场磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析

石油开采一般分为三个阶段: 一次采油、二次采油和三次采油( 也称为强化采油) ．其中，一次采油只利用油藏的天然能量，石油采收率很低; 二次采油通过注水、注气的方法维持地层能量，采收率虽较一次采油有提高，但仍处于较低水平，油藏中还存在大量原油; 三次采油，又称为强化采油 ( enhanced oilrecovery，EOＲ)，是在二次采油后，向油藏中注入特殊的流体，通过物理、化学、热量、生物等方法改变油藏岩石及流体性质，从而进一步提高采收率的方法．低场磁共振非常规岩芯产油和产气过程的实时模拟分析