基于核磁共振弛豫谱技术的页岩储层物性与流体特征研究

页岩以纳米级孔隙为主,具有特殊的孔隙结构、复杂的岩石组成和超低的渗透性等特点,这给常规表征技术手段的应用带来了困难。基于对四川盆地龙马溪组海相页岩的低场核磁共振系统实验分析,提出了一套较为完善的针对页岩孔隙度、渗透率、孔隙类型、孔隙结构和甲烷吸附能力的精细定量表征技术,从理论和技术两个角度阐明了核磁共振弛豫谱技术在页岩储层物性与流体特征分析中的应用。结果表明:核磁共振技术可有效识别页岩的黏土束缚流体、毛管束缚流体和可动流体,并计算它们的孔隙度;提出的基于双T2截止值的页岩孔径划分方案可有效应用于评价页岩的储集和产出性能;提出的基于饱和流体和束缚流体双T2几何平均值的SDR渗透率计算模型在页岩渗透率预测方面具有较强的适应性;利用核磁共振技术可定量识别页岩中吸附态、孔束缚态甲烷和游离态,可获得样品的等温吸附曲线;利用核磁共振实验模拟页岩中注CO2后甲烷的相态变化过程,发现注CO2可有效提高页岩中吸附气的采收率。总体上,基于低场核磁共振的页岩储层物性和流体特征表征为页岩储层研究提供了一种全新的技术思路。     

基于核磁共振与电阻率测井的煤储层孔隙性评价

针对实验方法获取孔隙度存在单点性和成本昂贵等问题,文章在核磁共振实验分析煤储层孔隙结构和探讨阿尔奇公式在煤层评价中适用性的基础上,创新性地提出了利用核磁数据校正电阻率资料求取的煤储层裂隙孔隙度,获得了电阻率资料有效评价煤储层裂隙孔隙度的方法,取得了较好的效果。实例工区的研究结果表明:该地区核磁T2谱呈现明显的双峰形态,左峰表示吸附孔隙,在离心前后变化小;阿尔奇法计算得到的孔隙度主要反映的是煤储层的裂隙孔隙度;通过核磁技术校正的煤储层裂隙孔隙度精度更高。     

煤储层微小孔孔隙结构的低场核磁共振研究

基于系列中高煤阶煤样的低温液氮吸附实验和低场核磁共振实验,系统分析了样品的吸附脱附曲线特征及孔径分布特征,通过对比分析获得了测试样品的核磁共振表面弛豫率,获得了核磁共振T2弛豫时间与煤的微小孔孔径分布之间的转换系数C。结果表明：对于研究煤样,高煤阶煤的吸附脱附曲线有明显拐点,中煤阶煤的吸附脱附曲线拐点不明显;高煤阶煤的表面弛豫率约为0.54×10-8 m/ms,而中煤阶煤集中在1.18×10-8 m/ms左右;进一步求得高煤阶煤的C值为1.62×10-8 m/ms,中煤阶煤的C值为3.54×10-8 m/ms;利用求得的C值计算得到基于核磁法的微小孔的赝孔径分布,发现赝孔径分布与采用BJH获得的孔径分布在形态和变化趋势上都具有高度一致性。     

余吾煤业原煤和构造煤核磁共振碳谱测试

采用核磁共振碳谱测试,对余吾煤业原煤和构造煤的分子结构特征进行研究。结果表明：构造煤的芳香环缩合程度相对原煤增加了58.31%,说明构造煤经历地质构造作用后,煤分子结构中芳香碳含量和芳香环的缩聚程度增加,提高了煤炭对瓦斯的吸附能力。     

核磁共振技术在致密油储层流体饱和度分析中的应用研究

松辽盆地致密油勘探已成为油田增储上产的重点,致密油储层具有物性差、孔隙结构复杂、储层参数计算难的特点,给储层流体的可动用性评价带来了难题。核磁共振分析不仅能够提供储层岩石样品的孔隙度、渗透率等物性参数,还能提供可动流体饱和度等数据,克服了致密油储层评价的局限性。为了进一步提升应用效果,系统分析了核磁共振分析机理及分析流程,探讨了核磁共振T2谱分析方法、T2截止时间的确定及流体饱和度的求取,并且在大庆长垣地区致密油储层油水层解释中进行了应用,取得了较好的应用效果,为储层综合评价和开发提供了可靠的手段。     

基于改性表面活性剂的煤储层表面物理改性增产机理分析

以五里堠煤矿煤样为研究对象,采用表面活性剂压裂液(1.5%KCl+0.05%AN),通过表面张力和接触角测试实验,揭示了煤储层表面物理改性增产机理。研究结果表明:表面活性剂压裂液中的表面活性剂成分能够在煤储层表面进行物理吸附,使得煤储层表面的润湿性、接触角等物理性质发生改变;表面活性剂压裂液能够降低煤层气产出的临界孔径,促进煤层气解吸,实现增解增产;能够降低煤储层孔喉毛细管压力,促进压裂液的排出,有效减少水锁对煤储层渗透率的伤害,实现防水锁增透增产;能够增强煤粉的水润湿性,促进煤粉沉降,有效减少速敏对煤储层渗透率的伤害,实现防速敏增透增产。     

煤体内部裂隙和流体通道分析的核磁共振成像方法研究

将水饱和煤样置于核磁共振仪中,利用核磁共振成像技术获取水饱和煤样的核磁共振图像。应用数值软件中的图像处理函数对共振图像进行处理分析,观察研究煤样的主裂隙及水在煤样流体通道中的流动情况。     

基于核磁共振测井的储层渗透率计算方法综述

储层渗透率是储层评价的重要参数之一,在油气勘探中发挥着重要的作用,是不可或缺的储层物性参数.核磁共振测井技术以其快速、无损、测量准确等优点,能够较为便捷地获取储层渗透率,广泛应用于目前逐步特殊化、复杂化的储层中,成为了国内外众多学者研究的焦点.根据核磁共振渗透率计算方法的发展趋势进行了归纳,将基于核磁共振测井的渗透率计...     

基于核磁共振技术的低阶煤储层孔隙特征研究

为了探究低阶煤储层孔径及有效孔隙度特征,有利于提高煤层气的开采效率,基于核磁共振试验,分析了煤储层的横向弛豫T2谱、微小孔孔径分布及有效孔隙度特征。结果表明:试验的低阶煤的横向弛豫T2谱存在3种峰的类型:单峰型、双峰型及三峰型,谱峰T2弛豫时间分别处在0.1~1.0 ms、10 ms左右以及70 ms处,得出了煤样主要以微小孔发育为主;计算出了试验的低阶煤的表面弛豫率为1.51×10~(-8) m/ms左右和微小孔孔径与T2弛豫时间的转换系数C为4.53×10~(-8)m/ms,进而得出微小孔孔径分布曲线;获得了有效孔隙度平均值为0.97%,认为有效孔隙度大小与固定碳含量呈正相关关系,与灰分及挥发分含量呈负相关关系,可断定该煤储层孔隙连通性较差,且有效孔隙度较低,不利于煤层气开采。     

低场核磁共振技术在煤孔隙结构精准表征中的应用与展望

煤的孔隙结构对于瓦斯、水等流体的运移起关键作用,煤储层资源评估和致裂效果评价均有赖于高效的测孔技术.在众多的测孔技术中,低场核磁共振是近年来应用广泛的煤孔隙结构无损、快速、精准测试技术.该技术通过检测多孔介质中的饱和含氢流体(甲烷、水、油等)的核磁共振驰豫信号,反映孔隙结构及孔隙流体分布等信息.通过核磁共振弛豫谱分析可...     

煤与瓦斯突出流体多物理参数动态响应试验研究

为进一步认识煤与瓦斯突出后巷道内突出流体的运移传播规律以及突出灾害的防灾减灾机制,以大型物理模拟试验为主,研究了突出流体运动、煤粉堆积、冲击波阵面传播、静压和温度等多物理参数的动态响应特征,建立了突出流体运移模型,并着重分析了突出流体在弧形直角拐弯巷道的运移规律.结果表明:突出煤粉在巷道内堆积呈现出两头多中间少的分布特...     

赵庄矿3号煤储层流体压力及其地质影响因素

赵庄矿煤层气地面预抽井排采过程中产水量较大,动液面下降缓慢。文章通过研究以往的水文地质资料,主要从含煤地下水动力场、地下水化学场、煤储层流体压力系统及其分布、煤储层流体压力系统的地质控制四个方面分析了赵庄矿3号煤储层流体压力及其地质影响因素,对煤层气开发及优化煤层气井排采制度具有一定的指导意义。     

基于RBF神经网络的煤储层随机建模

利用RBF神经网络进行非条件模拟,改进估计加模拟误差法(ESE)随机模拟技术,在ArcGIS和MATLAB软件平台上进行煤储层随机建模。在贵州省织纳煤田实例研究中,获得了与煤层气资源量有关的煤层厚度、空气干燥基灰分、煤中空气干燥基水分等煤储层属性随机建模多个实现。利用50,100次两组随机建模实现计算煤层气资源量,进行概率资源量分布特征研究,煤层气概率资源量分布类型相似,基本呈正态分布,资源量变化范围分别为14.972×10 8 ~16.964×10 8 ,14.972×10 8 ~17.047×10 8 m 3 ,平均值分别为15.92×10 8 和15.97×10 8 m 3 。利用100次随机建模实现获得的资源量数据制作累积概率分布图,得到P90,P50,P10三个概率资源量。研究区煤层气实际资源量大于P90（15.389×10 8 m 3 ）的概率是90%,大于P10（16.611×10 8 m 3 ）的概率为10%。提出基于栅格像元的煤层气资源量概率空间变异分析方法,通过计算获得了由50次随机模拟实现得到的栅格资源量概率空间变异图。     

中国煤储层岩石物理学因素控气地质特征及其机理

基于全国主要矿区和勘探区统计资料，总结了煤级、煤岩类型、显微组分组成等煤的岩石物理学因素与煤层含气量、吸附性、渗透性等之间的关系，探讨了煤储层岩石物理学特征的控气作用机理。发现煤级一含气量的“包络线”具有阶段性演化规律，最大含气量的显著变化与煤化作用阶跃高度一致，煤储层含气量较高的地区沿纬向等间距展布且与较高煤级分布区吻合，煤的兰氏体积与镜质组含量关系中存在一个镜质组含量临界值。指出不同煤化作用阶段控气作用的实质在于煤物理结构和化学结构的演化，沉积作用控气的思路对煤储层渗透率非均质性预测具有一定实践意义。     

基于VBA的煤储层参数反演模型

煤层气排采过程中大量的产水、水位降深及产气量数据,一般用Excel表格进行存储。基于这些数据,为了更好的指导煤层气后期的排采,预测产气及产水降深至关重要。理论上,产气及产水降深在Excel表中按泰斯公式可以进行数值计算,但由于计算过程复杂且煤层气排采为变流量的产水过程,利用VBA对原先编制的泰斯Excel公式试验数据处理表进行了二次开发,在计算过程中增加了降深、参数m、累计产气量共3个Excel函数,并对这3个函数进行了VBA编程,通过点击试验结果按钮,可以计算出产水降深及产气量,并与实际结果拟合,发现曲线基本吻合,满足要求。     

煤与岩石的导热系数研究

阐述了煤系地层的导热机理,具有不均匀性、各向异性和属于多相介质等固有特性,以及几种典型相分布时导热系数的计算公式。介绍了稳态法和非稳态法的工作原理和测定方法,测试了大量煤系地层试样的导热系数,并对其影响因素如温度、孔隙率和化学结构等进行了分析。     

煤与岩石的渗透率测试研究

介绍了煤与岩石渗透率测定仪的功能、结构、设计原理、技术参数和使用方法，获得了煤系地层各种岩性试样的渗透率。     

基于地震波复数道分析的储层流体识别

储层含有油气等流体区域对地震波的吸收衰减比周围干层区域严重,地震剖面解释的精确度较低。应用粘弹介质体中的声波传播方程进行含流体储层的地震信号响应的数值模拟,得到储层合成地震记录剖面,应用复数道分析技术对地震记录进行瞬时参数与主参数的提取,重点分析各种瞬时参数对流体识别的敏感性。研究结果表明:主参数对流体识别的敏感性明显优越于瞬时参数。主参数对流体识别的敏感程度依次为:主相位最敏感,主振幅次之,主频率最差。主相位和主振幅在流体识别中将起到重要作用。     

煤的裂隙与煤层气储层评价

煤中的裂隙是煤层气储层评价的重要内容之一，直接影响到煤的渗透率，是进行煤层气勘探开发设计的基本依据。根据裂隙的形态和成因可将其分为：内生裂隙、外生裂隙和继承裂隙三类。同时对裂隙的野外观测和室内研究方法和内容进行了综述。借鉴瓦斯地质学对煤体结构的分类，探讨了裂隙类型与煤体结构类型之间的关系。阐明了利用裂隙类型和煤体结构进行煤层气储层评价和有利区块选择的原则。