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(jì)開采、連續(xù)或準(zhǔn)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(biāo)志和兩個關(guān)鍵參數(shù)，兩個關(guān)鍵標(biāo)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(dá)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(yīng)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。自由流體模型或Coates模型可應(yīng)用于含水和/或碳?xì)浠衔锏牡貙?。核磁共振非常?guī)巖芯技術(shù)原理

隨著世界油氣工業(yè)勘探開發(fā)領(lǐng)域從常規(guī)巖芯油氣向非常規(guī)巖芯油氣延伸，非常規(guī)巖芯油氣的勘探和研究日益受到重視。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣在基本概念、學(xué)科體系、地質(zhì)研究、勘探方法、“甜點區(qū)”評價、技術(shù)攻關(guān)、開發(fā)方式與開采模式等 8 個方面有本質(zhì)區(qū)別。非常規(guī)巖芯油氣與常規(guī)巖芯油氣地質(zhì)學(xué)的理論基礎(chǔ)，分別是連續(xù)型油氣聚集理論和浮力圈閉成藏理論。非常規(guī)巖芯油氣有兩個關(guān)鍵標(biāo)志：一是油氣大面積連續(xù)分布，圈閉界限不明顯，二是無自然工業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量，達(dá)西滲流不明顯；兩個關(guān)鍵參數(shù)為：一是孔隙度小于 10%，二是孔喉直徑小于 1μm 或空氣滲透率小于 1mD。高精度NMR非常規(guī)巖芯液體驅(qū)替的影響與自由弛豫一樣，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、溫度和壓力都會影響擴(kuò)散。

致密油與頁巖油儲集層包括常見的致密砂巖、致密灰?guī)r、頁巖，也包括陸相湖盆碎屑巖與湖相碳酸鹽巖混合成因的混積巖類，巖石成分復(fù)雜; 不同礦物與有機(jī)質(zhì)呈紋層狀或分散狀分布，成為頁巖油或致密油有利的微觀源儲組合( 圖 4) ，特別是致密油儲集層以陸源碎屑與碳酸鹽組分在空間上構(gòu)成交替互層或夾層的混合( 馮進(jìn)來等，2011) ，有機(jī)質(zhì)與長石、黏土等陸源碎屑或白云石、方解石等碳酸鹽礦物呈紋層狀或分散狀分布的特征，為致密混積巖油形成提供了有利源儲條件。 非常規(guī)巖芯儲層呈現(xiàn)低速非達(dá)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(dá)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(jī)制。

致密油成為全球非常規(guī)巖芯石油勘探開發(fā)的亮點領(lǐng)域，通過解剖國內(nèi)外致密油實例，可歸納出以下地質(zhì)特征: 發(fā)育微 納米 級 孔 喉 系 統(tǒng)?？?喉 半 徑 小，主 體 直 徑 40 ～ 900 nm，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，喉道小，致密砂巖油儲集層 泥質(zhì)含量高，水敏、酸敏、速敏嚴(yán)重，因而開采過程 易受傷害，損失產(chǎn)量可達(dá) 30% ～ 50% 。 致密油 層非均質(zhì)性嚴(yán)重。由于沉積環(huán)境不穩(wěn)定，致密砂層 厚度和層間滲透率變化大，有的砂巖泥質(zhì)含量高， 地層水電阻率低，油水層評價困難較大。由于孔喉 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吼道小，毛細(xì)管壓力高，原始含水飽和度 較高( 一般 30% ～ 40% ，個別達(dá) 60% ) ，原油密度多 小于 0. 825 g /cm3。 發(fā)育天然裂縫系統(tǒng)。巖石 堅硬致密，但存在不同程度裂縫，一般受區(qū)域性地 應(yīng)力控制，具有一定方向性，對油田開發(fā)效果影響 較大，裂縫既是油氣聚集的通道，也是注水竄流的條件，且人工裂縫多與天然裂縫方向一致。達(dá)西進(jìn)行了水通過飽和砂的實驗研究，發(fā)現(xiàn)了滲流量Q與滲流長度L成反比。

頁巖氣開采是指貯存在微納米孔隙和顆粒間的頁巖氣在人為驅(qū)動下運移至宏觀裂縫，極終匯集到井筒的過程 頁巖氣具有多種貯存方式: ①吸附在有機(jī)質(zhì)(干酪根) 孔隙表面; ②游離于孔隙和裂縫中; ③溶解于瀝青和干酪根中．其中吸附是主要貯存方式，吸附氣可以占到頁巖氣總量 20% ～ 85%．吸附量的大小與有機(jī)碳含量成正比，此外還受儲層的壓力、溫度和比表面積等因素的影響，關(guān)系十分復(fù)雜．吸附機(jī)理的準(zhǔn)確認(rèn)識對頁巖氣解吸以及產(chǎn)量預(yù)測起到至關(guān)重要的作用．油的核磁共振特性變化很大，很大程度上取決于油的粘度。麥格瑞非常規(guī)巖芯驅(qū)替過程的滲透率變化

當(dāng)潤濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機(jī)制不同于固體或流體中的質(zhì)子。核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理

非常規(guī)巖芯油氣聚集過程中，呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動壓力梯度。以四川盆地侏羅系致密油為例，在運聚滲流實驗的流速范圍內(nèi)，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，滲流曲線主要受巖心滲透率的影響，滲透率越低，啟動壓力梯度 越大，非達(dá)西現(xiàn)象越明顯。運移過程中依次經(jīng)歷擬線性流、非線性流和滯流 3 個階段。由于生烴增壓產(chǎn)生的壓力梯度由源向儲呈現(xiàn)遞減趨勢，因此 3 個階段的石油運移速度和含油飽和度都將逐級降低（圖 6）。致密儲層非達(dá)西滲流機(jī)制決定了油驅(qū)水阻力大、含油飽和度低的特點，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(jī)制。核磁共振非常規(guī)巖芯技術(shù)原理