升高溫度和降低壓力只能在一定程度上促進(jìn)頁(yè)巖氣的解吸附過(guò)程，仍有大量的頁(yè)巖氣存留在頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)表面．另外解吸附過(guò)程產(chǎn)生的游離氣無(wú)法主動(dòng)運(yùn)移至井口，實(shí)際生產(chǎn)中常常采用注氣驅(qū)替的方法來(lái)提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量，CO2和N2在自然界中大量存在，獲取成本低，安全穩(wěn)定，是兩種常用的驅(qū)替氣體。采用CO2和N2以及兩者混合物分別驅(qū)替CH4，并分析了注入速率對(duì)驅(qū)替效果的影響，結(jié)果表明驅(qū)替氣體注入速率越高，驅(qū)替效果越好．分別對(duì)CO2和N2驅(qū)替CH4的效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明雖然CO2開始驅(qū)替所需的初始濃度較高，但是在驅(qū)替過(guò)程中效率高于N2．并且，兩種氣體極終驅(qū)替量都在吸附甲烷氣體的90%以上．利用分子動(dòng)力學(xué)模擬也得到了相似結(jié)果，并揭示了CO2和 N2不同的驅(qū)替機(jī)制: CO2與壁面吸附力高于CH4，驅(qū)替過(guò)程中CO2會(huì)直接取代 CH4的吸附位置; N2雖然與壁面吸附力低于CH4，但是注入N2會(huì)導(dǎo)致局部壓力降低，從而促進(jìn)CH4解吸附．通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了碳納米管中CO2驅(qū)替CH4的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)驅(qū)替在CO2分子垂直于壁面時(shí)極容易進(jìn)行，并認(rèn)為碳納米管存在一個(gè)合適管徑使驅(qū)替效率極高．與自由弛豫一樣，物理性質(zhì)如粘度和分子組成控制著擴(kuò)散系數(shù)。同樣，環(huán)境條件、溫度和壓力都會(huì)影響擴(kuò)散。高精度NMR非常規(guī)巖芯

基于致密油與頁(yè)巖油儲(chǔ)集層物性差、粒度細(xì)、非均質(zhì)性強(qiáng)，油氣源儲(chǔ)一體或近源聚集等特殊地質(zhì)特征，致密油/頁(yè)巖油在沉積環(huán)境與分布模式、儲(chǔ)集層特征與成因機(jī)理、油氣聚集規(guī)律、地質(zhì)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)與地球物理響應(yīng)等多方面遇到極大挑戰(zhàn)，成為制約中國(guó)致密油與頁(yè)巖油工業(yè)化發(fā)展的瓶頸。致密油與頁(yè)巖油儲(chǔ)集層均具有物性差，滲透率多小于1 mD，發(fā)育微-納米級(jí)孔喉系統(tǒng)，成巖作用與非均質(zhì)性強(qiáng)等而區(qū)別于常規(guī)巖芯油氣儲(chǔ)集層。故致密砂巖、碳酸鹽巖與頁(yè)巖等致密儲(chǔ)集層成因機(jī)制與儲(chǔ)集能力研究成為致密油與頁(yè)巖油的重要問(wèn)題。細(xì)粒頁(yè)巖、粉砂巖以及混積巖石學(xué)與微觀結(jié)構(gòu)等儲(chǔ)集層基本特征成為儲(chǔ)集層儲(chǔ)集性能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，精細(xì)表征微-納米孔喉微觀結(jié)構(gòu)成為致密儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)的難點(diǎn)。高精度TD-NMR非常規(guī)巖芯靜態(tài)測(cè)量參數(shù)對(duì)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。

非常規(guī)巖芯油氣需建立技術(shù)與產(chǎn)量等“學(xué)習(xí)型曲線”，為新區(qū)或新層系勘探開發(fā)提供極優(yōu)路線圖。一般初始產(chǎn)量較高，但遞減很快，后期遞減速度較慢，穩(wěn)產(chǎn)期很長(zhǎng)。例如，美國(guó)已投入開發(fā)的頁(yè)巖氣井，一般初始產(chǎn)量較高但遞減很快，首年往往遞減 60%～70%，經(jīng) 5～6 年后遞減速度減慢，一般只有 2%～3%，開采壽命可達(dá) 30～50 年，甚至更長(zhǎng)。獨(dú)特的開采特征，決定了非常規(guī)巖芯油氣開采追求累計(jì)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)了全生命周期的經(jīng)濟(jì)效益極大化。生產(chǎn)區(qū)油氣產(chǎn)量的穩(wěn)定或增長(zhǎng)，只能通過(guò)井間接替來(lái)實(shí)現(xiàn)。常規(guī)巖芯油氣開采追求在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，為此開發(fā)模式選擇需遵循如下原則：一是極充分地利用天然資源，保證獲得較高的油氣采收率；二是在盡可能高的產(chǎn)量水平上，油氣田穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)；三是具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。選準(zhǔn)合適時(shí)機(jī)，采取合理注氣或注水方式，不斷推動(dòng)油氣流向井筒，既提高了油氣采收率，又延長(zhǎng)了油氣井生產(chǎn)壽命。

聚合物驅(qū)油： 聚合物驅(qū)使用聚合物溶液為驅(qū)油劑，是化學(xué)驅(qū)的重要方法，在世界上尤其在中國(guó)大慶油田有大范圍的應(yīng)用．在工程實(shí)際中，聚合物驅(qū)極常用的聚合物主要有兩種: 人工合成的部分水解聚丙烯酰胺( HPAM) 和生物聚合物黃原膠．除此以外，人們也在研究用于采油的新型聚合物．早期人們普遍認(rèn)為聚合物驅(qū)是通過(guò)提高宏觀采油效率來(lái)提高整體采收率的，具體表現(xiàn)為聚合物溶液增加了驅(qū)替液粘度，并且造成了油水相滲透率不均衡降低，減小了驅(qū)替液和被驅(qū)替液的流度比，從而提高波及系數(shù)．隨著對(duì)聚合物驅(qū)油機(jī)理研究的逐漸深入，人們發(fā)現(xiàn)由于聚合物溶液具有粘彈性，其在微觀孔道中有特殊的流動(dòng)性質(zhì)．聚合物驅(qū)不僅能提高宏觀采油效率，還能夠提高微觀驅(qū)替效率．連通孔隙度：巖石中相互連通的孔隙體積Vc與巖石總體積Vb之比。

聚合物驅(qū)油： 聚合物溶液與盲端中的油不僅會(huì)產(chǎn)生切應(yīng)力，還會(huì)在聚合物長(zhǎng)鏈分子的作用下產(chǎn)生法向應(yīng)力．由于法向應(yīng)力的作用，聚合物溶液對(duì)油滴產(chǎn)生了更大的拉力，從而更有利于將油滴從側(cè)面盲端中“拉”出來(lái)．聚合物溶液的粘彈性越大，對(duì)油滴的拉拽效果越好，越有利于提高驅(qū)替效率。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用水、甘油、粘彈性HPAM 溶液分別作為驅(qū)替劑進(jìn)行驅(qū)油試驗(yàn)時(shí)，HPAM 驅(qū)替后孔道盲端中的殘余油量極少．聚合物溶液在孔道中流動(dòng)時(shí)，不僅能夠像非彈性流體一樣“推”著前面的油，還能“拉”著側(cè)面和后面的 油．這是由于聚合物分子為長(zhǎng)鏈高分子，長(zhǎng)鏈與長(zhǎng)鏈之間相互纏繞、相互制約．運(yùn)動(dòng)時(shí)，聚合物長(zhǎng)鏈分子就會(huì)產(chǎn)生拉伸，帶動(dòng)周圍的分子一起運(yùn)動(dòng)，從而能夠拉拽盲端中的殘余油，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人工合成聚合物( HPAM，PAM) 的驅(qū)油效果比生物聚合物(黃原膠) 好，其中，HPAM 的效果極好，而且增加聚合物的分子量有利于提高采收率．游離水通常具有中等的T1、T2和D值。TD-NMR非常規(guī)巖芯技術(shù)介紹

孔隙結(jié)構(gòu)：?jiǎn)沃?、雙重、三重孔隙介質(zhì)；共六種孔隙結(jié)構(gòu)類型。高精度NMR非常規(guī)巖芯

非常規(guī)巖芯油氣主要包括致密油（頁(yè)巖油）、油砂油、致密氣、頁(yè)巖氣、煤層氣和天然氣水合物等。非常規(guī)巖芯油氣資源的有效開發(fā)改變了全球油氣供給格局。非常規(guī)巖芯天然氣已經(jīng)成為全球天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的主力，非常規(guī)巖芯油已經(jīng)成為全球原油產(chǎn)量的重要組成2020 年全球非常規(guī)巖芯油產(chǎn)量 5.4×108t，約占原油總產(chǎn)量的 13%。其中，致密油與頁(yè)巖油產(chǎn)量 3.8×108t，油砂油產(chǎn)量 1.6×108t。2020 年全球非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量超過(guò) 1.1×1012m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 29%。其中，頁(yè)巖氣產(chǎn)量7700×108m3，致密氣產(chǎn)量3020×108m3，煤層氣產(chǎn)量50×108m3。針對(duì)非常規(guī)巖芯油氣復(fù)雜地質(zhì)特征，中國(guó)油氣企業(yè)探索形成了系列特色理論技術(shù)，有效推動(dòng)了致密氣、煤層氣和頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)，成為中國(guó)天然氣產(chǎn)量的重要組成，致密油與頁(yè)巖油等勘探評(píng)價(jià)在多盆地取得重要發(fā)現(xiàn)，成為未來(lái)國(guó)內(nèi)原油穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。2020 年，我國(guó)非常規(guī)巖芯天然氣產(chǎn)量 732×108m3，約占天然氣總產(chǎn)量的 38%。其中，致密氣產(chǎn)量 465×108m3，頁(yè)巖氣產(chǎn)量 200×108m3，煤層氣產(chǎn)量 67×108m3。高精度NMR非常規(guī)巖芯

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