核磁共振技术解锁油气开发密码
* 来源 :中国石化报 * 发表时间 : 2025-12-26 8:03:00 * 浏览 : 315
本报记者 杨静丽 通讯员 王 璇 侯春红
12月17日,恒温实验室里机器嗡鸣,中原油田勘探开发研究院实验中心技术人员郑佳冰,将一份来自文15-119井的灰褐色岩芯样本缓缓送入核磁共振仪探头中心。蓝色指示灯亮起,屏幕上开始实时捕捉信号。“我们通过模拟不同开发方式,观察岩芯内剩余油的变化,为研究东濮老区稠油动用机理提供支撑。”郑佳冰介绍。
从地下数千米深处取出的岩芯,是认识油气藏最直接的“物证”。今年以来,中原油田引进大口径多尺度核磁共振在线设备,经持续技术攻关,构建起从静态表征到动态模拟、从常温常压到高温高压的全方位实验支撑体系,为非常规油气藏储量精准识别、采收率提升提供关键的技术支撑。
给岩芯做检测摸清岩芯“健康状况”
随着油气勘探开发向深层、非常规领域推进,搞清楚岩石内部微小孔隙的结构、精准判断孔隙内油气和水的流动能力,成为提升复杂储层开发效果的关键。
“在医学中,核磁共振是通过磁场和射频波扫描人体内的氢原子,利用其释放的电磁信号生成图像。”勘探开发研究院技术专家齐桂雪说,“给岩芯做核磁共振的原理也一样。油气和水里面都含有氢原子,核磁设备发出的信号触碰岩石中的氢原子后,氢原子会产生回应,科研人员就能据此反推岩芯内部油、气、水的分布情况,经处理后还能形成直观的谱图,并从谱图里看清微小孔隙的结构。”
更关键的是,这项技术效率远超传统方法。“过去分析一块岩芯的孔隙度、含油饱和度,耗时数天甚至更久。现在用核磁技术,几十分钟就能完成检测,还不会破坏岩芯,测完的样本能继续用于其他实验,样本利用率大幅提高。”齐桂雪说。该核磁系统让单次岩芯分析效率提升10余倍,测试精度达到微米级,与常规氦气法相比,孔隙度测量精度整体提升约14%,为实施更为有效的增产措施提供助力。
按需定制方案为不同储层“量体裁衣”
相较于常规储层,非常规储层开发对岩芯分析的需求更为复杂多样。为此,科研团队开展系列技术攻关,建立标准化体系,针对性解决各类储层开发痛点。
团队先厘清了核磁信号和孔隙度的对应规律,制定多套可直接套用的标准流程和解释图版。有了这些基础工具,团队才能对不同类型的储层精准“量体裁衣”。
压驱焖井是低渗油藏常见的开采方式,但压驱后焖井效果的监测一直较为困难。如今借助核磁共振技术,科研人员针对东濮老区濮84块、内蒙古两干新区的低渗储层,通过压驱后焖井渗吸动态核磁监测,能清晰描绘出微观流体的运动规律,为开发方案的动态调整提供可靠支撑。
面对页岩、致密砂岩这类质地坚硬的储层,团队构建完善了核磁—渗吸综合评价体系。这一体系相当于给各类化学剂举办了一场公平的“性能竞赛”,通过核磁共振技术能清晰、量化地看到哪种化学剂配方渗入得更深、洗油效果更好,从而为现场筛选最佳化学剂提供可靠依据。
在线模拟驱替预判“治疗效果”
在油气开发中,驱替效果直接影响最终采收率。传统方法要等后期试采或动态监测才能评估开发方案,不仅周期长、成本高,而且调整滞后。而核磁共振在线分析技术能把这个过程前置,相当于开发前就给储层做“疗效预判”。
针对普光地区碳酸盐岩气藏水侵、能量衰减问题,研究团队用这项技术开展注二氧化碳补能控水全流程在线模拟实验。结果显示,注入的二氧化碳能在这些又硬又密的岩石内部形成一道稳定推进的“气体墙壁”,它能持续向前移动,突破水层封锁,补充地层能量,把深层剩余气“推”出来。经核磁共振在线监测与定量分析,注入二氧化碳可补充约46%的地层能量,显著增强气藏驱动能力。
如今,在难动用储量注气开发中,核磁共振在线分析技术能精细化重现和评估二氧化碳、天然气、氮气等不同注气介质的驱替过程,为优化注气参数、设计气水交替注入策略提供直接依据,实现开发从经验驱动向精准预测的跨越。
目前,该院正联合高校攻关智能解谱算法,搭建油气储层核磁共振大数据智能分析平台,为油气开发提供更智慧的决策支撑。