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近十年,我國新增油氣儲量超54%來自深層和超深層。這不是一個邊緣數據——向更深的地方找油,已經是保障國家能源安全的必然選擇。深層/超深層/深地正在成為中國油氣增產的主戰場,而頁巖氣是其中最-具潛力的接替資源之一。
2025年1月,中國首口超萬米科探井——深地塔科1井在新疆塔里木盆地完鉆,垂深10910米,成為亞洲第一、世-界-第-二陸上深井。這口深地探索的里程碑在全--球首-次于萬米以下發現油氣顯示。同年10月,四川盆地首口萬米科探井深地川科1井也突破一萬米,鉆穿了5.4億年前的地層。
但“一深帶萬難"。深層/超深層不是淺層油氣藏的簡單延伸,深地勘探開發面臨的挑戰是顛-覆性的。
深層/超深層的頁巖氣,到底卡在哪?
高溫:深地川科1井井下超過200攝氏度,金屬鉆具像面條一樣軟。經緯公司完成的一口萬米深井,完鉆井深10245米,井底溫度206攝氏度、壓力154兆帕。高溫高壓環境下,頁巖的孔隙結構和流體性質都會發生顯著變化,直接影響頁巖氣的賦存狀態和可采性。
高壓:深地川科1井地層壓力超過130兆帕,指甲蓋大小的區域承受著十幾頭大象的重量。這種超高壓環境對鉆井工程是巨大考驗,對頁巖氣藏的儲層評價和壓裂改造更是提出了前-所-未-有的難度。
低孔低滲:頁巖儲層本身孔隙度就低,滲透率極低。到了深層/超深層,高溫高壓讓孔隙結構更加復雜,傳統評價手段根本“看不清"深地頁巖儲層的真實面貌。
為什么深層/超深層頁巖氣采收率低?因為看不透。
深層頁巖的孔隙以納米級為主,孔徑普遍在2到50納米之間,部分甚至小于2納米。氣體在納米孔喉里的流動規律和常規砂巖完-全是兩碼事。淺層那套“排水—降壓—解吸"的經驗,搬到深層/超深層基本行不通——深地的高溫高壓徹-底改變了頁巖氣的賦存方式和滲流機制。
看不透深層頁巖的孔隙結構,就不知道頁巖氣藏在哪里;看不透深地環境下的流體分布,就不知道怎么采;看不透壓裂效果,就不知道裂縫有沒有真正溝通深層頁巖儲層。這三個“看不透",直接鎖死了深層/超深層頁巖氣提高采收率的天花板。
低場核磁技術:給深層/超深層頁巖氣藏“拍CT"
低場核磁共振技術的原理不復雜——通過施加低頻磁場激發巖石中流體的氫核,測量弛豫時間,反演出孔隙大小、流體類型和賦存狀態。
通俗來說就是:它能“看見"深層頁巖里面那些納米級的孔洞,還能分清孔洞里裝的是水、是油、還是頁巖氣。
具體能幫深層/超深層頁巖氣提高采收率做什么?
第一,精準測量深層頁巖的孔隙度和滲透率。 低場核磁共振技術可提供頁巖孔隙度、孔徑分布、滲透率、相對流體飽和度等信息,這些參數是評價深層/超深層頁巖儲層品質、預測采收率的基礎。基于對四川盆地龍馬溪組海相頁巖的低場核磁共振系統實驗分析,已經形成了一套針對頁巖孔隙度、滲透率、孔隙類型、孔隙結構和甲烷吸附能力的精細定量表征技術,為深層頁巖氣提高采收率提供了基礎數據支撐。
第二,識別深層頁巖中的流體類型和賦存狀態。頁巖的孔隙里,有可動流體、毛管束縛流體、黏土結合流體。在深層/超深層高溫高壓環境下,這三種流體的比例和分布會發生明顯變化,直接影響頁巖氣的可動性和最終采收率。低場核磁可以準確區分這些流體,算出深層頁巖“真能采出來多少",這是制定提高采收率方案的第一步。
第三,評價深層頁巖的壓裂效果和優化開采方案。水力壓裂是開發頁巖氣的關鍵技術,在深層/超深層更是不-可-或-缺——沒有有效的壓裂改造,深層頁巖氣根本無法實現經濟開采。但壓裂效果好不好,裂縫有沒有真正連通深層頁巖儲層,傳統手段很難判斷。低場核磁共振可以分析壓裂前后孔隙結構的變化,評價壓裂液對深層頁巖儲層的影響。
第四,全程無損檢測。這點在深層/超深層樣品尤其重要。巖心從萬米深地下取上來,每一塊都極其珍貴。低場核磁全程無損的優勢尤為突出——測完了樣品還能做其他實驗,不浪費。這對于深層/超深層頁巖這種樣品獲取成本極-高的場景,價值不言而喻。
回到深層/超深層/深地頁巖氣提高采收率這個場景
深層/超深層的勘探開發已經全面展開,頁巖氣是深地領域最-具潛力的增長點之一。深地塔科1井從地表鉆到萬米用了279天,但從萬米到最后近1公里,耗時300多天。萬米鉆探,步步驚心。鉆一口萬米深井的成本以億計,如果因為儲層評價不準、壓裂方案不對導致深層頁巖氣采收率上不去,前期投入就打水漂了。
低場核磁對提高深層/超深層頁巖氣采收率的價值就在這里——在投入壓裂液之前、在制定排采制度之前,先把深層頁巖儲層“看清楚"。深層頁巖的孔隙多大、連通性如何、含氣飽和度多少、可動流體占比幾何——這些數據越精準,深地頁巖氣的開發方案就越靠譜,提高采收率就越有保障。
深層/超深層找頁巖氣,已經從“能不能找到"進入了“怎么高效采出來、怎么把采收率提上去"的階段。低場核磁技術,給深地頁巖氣提高采收率提供了一雙看得見納米級孔隙的“眼睛"。

