【石油能源应用第二弹】低场核磁共振在非常规岩心研究中的应用解决方案

2019-02-20 11:29:00 苏州纽迈分析仪器股份有限公司

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随着世界经济的快速发展，油气需求量的日益增加，常规、易采、优质油气资源日益减少，迫使人们加大对致密油气、煤层气、页岩气等非常规油气资源的勘探开发力度。致密储层在油气勘探储量增长和能源供应方面将发挥越来越重要的作用。然而，致密储层物性差、孔喉半径小、超低渗透、非均质性强、排驱压力高，严重制约了非常规油气资源的研究和勘探开发。

低场核磁共振分析是近几年新兴的快速测量岩石物性参数的一种新技术，能反映储集层孔隙结构特征和流体性质。纽迈分析近年研发的核磁共振短弛豫分析技术，能研究页岩等致密岩心的物性及裂缝发育，为低孔、低渗储层开发提供技术参考，为致密储集层评价提供了一种有效手段。

案例分析

案例

储层非均质性评价

储层的非均质性是影响地下油、气、水的运动和分布以及油气采收率的重要因素，孔吼大小和渗透率的非均质性，严重影响水驱油的效率。

全直径岩心饱水后的MRI成像

全直径岩心饱水后T₂弛豫

岩心的各向差异性明显，局部取样往往不具有代表性，利用150mm大口径岩心分析仪分析全直径岩心物性更能反应地层真实情况。

案例

页岩自发渗析

页岩储层水力压裂初期形成水锁，导致压裂液返排率低，关井一段时间后水锁自动解除。运用低磁场核磁共振技术，研究压裂液在页岩自发渗吸过程中的分布特征，对提高页岩气的产能具有很大帮助。

页岩自发渗吸T₂谱

页岩T₂谱呈孤立的双峰特征（左峰面积远大于右峰面积）。自发渗吸前期，T₂谱增加较快，自发渗吸80min后，自吸量依然逐渐增加。其左峰的左翼随自发渗吸时间延长逐渐重合，表明微孔隙首先被充填；其左峰的右翼振幅逐渐增加，表明其稍大孔隙中水量逐渐增加；同时左峰的右翼逐渐向右移动，表明样品中产生了新孔隙。页岩T₂谱右峰面积基本无变化，表明大孔或裂缝在自发渗吸初期瞬间被充满。

参考文献：蒙冕模, 葛洪魁, 纪文明,等. 基于核磁共振技术研究页岩自发渗吸过程[J]. 特种油气藏, 2015, 22(5):137-140.

案例

致密岩心核磁共振成像

Spiral-Sprite

二维K空间取点方式

Conical

三维K空间取点方式

致密岩心成像图(Porosity=7.2%)

采用X、Y、Z三轴独立梯度区分位置，配套的各种高级先进成像序列（Spiral-Sprite以及Conical），满足对致密岩心的成像需求。

案例

核磁法纳米孔隙测试

累积孔体积

微分孔体积与孔直径关系

对数微分孔体积与孔直径关系

结合微分孔径分布和对数微分孔径分布可知样品在2-3nm左右孔隙分布的数量较多，而在100-200左右的孔隙占据了大部分的孔隙体积。

案例

超低渗透砂岩水驱油实验

6块岩性为细粒长石砂岩和中-细粒长石砂岩样品，水驱后的核磁共振T₂谱仍为双峰态，但较饱油条件下双峰均有不同程度下降，并且右峰下降幅度明显，表明较大孔喉的水驱效果更好。左峰主要代表小孔喉和较小孔喉，左峰也有小幅下降，说明水驱过程中小孔喉和较小孔喉的油相也有动用，这与实验岩样天然的自吸作用有关，即小孔喉和较小孔喉中的原油靠毛细管力的作用吸入水排出油。

参考文献：高辉, 程媛, 王小军,等. 基于核磁共振驱替技术的超低渗透砂岩水驱油微观机理实验[J]. 地球物理学进展, 2015(5):2157-2163.