對儲(chǔ)層孔隙微觀結(jié)構(gòu)以及賦存其中的不同流體的表征和可動(dòng)性評價(jià)是頁巖油氣儲(chǔ)層評價(jià)工作的重點(diǎn)內(nèi)容。頁巖礦物成分多樣,孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通常具有低孔隙度、低滲透率和非均質(zhì)性強(qiáng)的特征,難以使用常規(guī)的巖石物性表征技術(shù)開展研究。低場核磁共振技術(shù)(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)具有快速、無損、近原位測試的技術(shù)優(yōu)勢,結(jié)合多樣化的前處理方式可獲取樣品孔隙度、滲透率、可動(dòng)流體飽和度、潤濕性等巖石物理參數(shù)。近些年來,T1—T2二維核磁共振技術(shù)使得頁巖中不同含氫組分得以區(qū)分,為頁巖儲(chǔ)層以及賦存于其中的流體的精細(xì)化表征提供了技術(shù)手段。

低場核磁共振系統(tǒng)及前處理實(shí)驗(yàn)裝置主要包括:巖心抽真空加壓飽和裝置、巖心低溫離心裝置以及搭配高溫高壓外圍和超臨界二氧化碳驅(qū)替裝置的MesoMR核磁共振成像分析系統(tǒng)(圖1)。核磁共振譜儀磁場強(qiáng)度(0.3±0.03) T,主頻率12.0 MHz;可實(shí)現(xiàn)CPMG、IR-CPMG以及SR-CPMG等序列的采樣分析;高溫高壓驅(qū)替裝置可實(shí)現(xiàn)最高70 MPa圍壓和150 ℃溫度條件的測試。

目前,本實(shí)驗(yàn)室核磁共振譜儀已應(yīng)用于四川、鄂爾多斯等盆地頁巖油氣儲(chǔ)層評價(jià)研究工作:主要通過飽和流體、離心、滲吸處理前后弛豫時(shí)間的變化特征評價(jià)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性、滲透率和潤濕性,T1—T2二維核磁共振技術(shù)評價(jià)儲(chǔ)層的含油性;利用高溫高壓以及超臨界二氧化碳驅(qū)替系統(tǒng)研究近地層條件下頁巖油的可動(dòng)性以及滲流機(jī)理,顯示出較好的應(yīng)用前景。