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Introducción·
La RMN es sensible a los materiales que contienen hidrógeno en medios porosos y es un método no destructivo y efectivo para caracterizar las propiedades físicas de las rocas en los depósitos de aceite.. La información de resonancia magnética nuclear de protones se deriva principalmente de la interacción entre protones y campos magnéticos, y contiene dos constantes de descomposición de tiempo características: Tiempo de relajación longitudinal T1 y tiempo de relajación lateral T2. Aunque las propiedades físicas de la roca y las características del fluido se obtuvieron originalmente de T1, Las pruebas T2 ahora se usan porque las pruebas T2 son más rápidas. En las últimas dos décadas, La resonancia magnética nuclear ha sido una técnica importante para revelar las propiedades físicas (porosidad, permeabilidad, distribución del tamaño de los poros, Contenido de fluido móvil, etc.) de arenisca, carbonato, carbón, y otros depósitos.
Como fuente de aceite y roca de embalse, El esquisto es un medio poroso heterogéneo complejo, rico en materia orgánica y minerales de arcilla, y bajo en porosidad y permeabilidad. Hay muchas formas de probar los poros de esquisto, incluyendo intrusión de mercurio, adsorción de gas, (súper) dispersión de neutrones de ángulo pequeño, microscopía electrónica de barrido, y micro / nano CT. La mayoría de los métodos anteriores tienen limitaciones:
Para la intrusión de mercurio, Debido a la compresibilidad de los minerales y nanoporos arcillosos, La presión excesiva de inyección de mercurio puede distorsionar la estructura porosa de la lutita. Además, El efecto de blindaje de poros de pequeños poros dará como resultado una pequeña estimación de volumen de poros.
La adsorción de gas puede probar los poros de esquisto bituminoso de más de 200 nm, pero es necesario destruir la muestra en polvo.
Técnicas de microscopía (microscopía electrónica de barrido, Connecticut, y dispersión de ángulo pequeño) están limitados por la resolución y el tamaño de la muestra y no pueden eliminar la fuerte heterogeneidad de la estructura de poros. Por lo tanto, Para caracterizar mejor el esquisto bituminoso, Se necesita un método que pueda caracterizar sistemáticamente las propiedades físicas de las muestras de lutitas completas.
En años recientes, La resonancia magnética nuclear se ha considerado como una opción efectiva para caracterizar el esquisto, y se ha utilizado para estudiar las propiedades físicas de las lutitas con gases. Sin embargo, Pocas personas han estudiado las propiedades físicas de la lutita con petróleo por RMN. en este papel, Se realizan dos conjuntos de experimentos de RMN de campo bajo en lutitas con aceite.. Los resultados demuestran que la RMN tiene una fuerte aplicabilidad en la caracterización de la porosidad de esquisto, permeabilidad, Contenido de fluido móvil, y distribución del tamaño de poro. RMN es conveniente, eficaz, y lo más importante no destructivo, capaz de probar poros que van desde nanómetros hasta cientos de micras. Estas ventajas son importantes tanto para la tala como para el análisis de laboratorio del desarrollo del aceite de esquisto..
Métodos
Se seleccionaron un total de seis muestras masivas de lutitas con petróleo de cuatro pozos de esquisto en pozos de aceite.. La muestra se cortó en un núcleo de roca cilíndrica de 25 mm de diámetro paralelo al plano de la ropa de cama. Para cada núcleo, El helio se midió por porosidad, permeabilidad, Resonancia magnética nuclear y análisis CT. Al mismo tiempo, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, El contenido total de carbono orgánico y el análisis de pirólisis de roca se realizaron en esquejes superiores e inferiores.
Se realizaron dos conjuntos de pruebas de resonancia magnética nuclear en el núcleo: (1) 100% condiciones de queroseno saturadas (Entonces); (2) condiciones de queroseno residuales (Señor). Todos los núcleos se sometieron primero a pruebas de RMN en el estado SO, y luego se centrifugó para obtener el estado SIR en un diferencial de presión de 2.76 MPA. La resonancia magnética nuclear utiliza el analizador de núcleo de resonancia magnética nuclear micromr 12-025V fabricado por Suzhou Niumag.
Características de la muestra de esquisto
Del análisis de la abundancia de materia orgánica, madurez, composición mineral, y porosidad, Las seis muestras diferían enormemente. El contenido total de carbono orgánico de las seis lutitas varía desde 0.16% a 2.62% (promedio 1.25%). El contenido de S1 es de 0.0941 mg / g a 1.0230 mg / gramo (promedio 0.3496 mg / gramo). La madurez de la materia orgánica cambia de baja a alta con la temperatura máxima de hidrocarburos de pirólisis desde 437-487 ℃. El contenido mineral de arcilla varía de 2.6% a 32.8% (promedio 23%), y el contenido de cuarzo es entre 43% y 19.8% (promedio 33.6%). La porosidad del helio es 1.60% a 8.74%, con un promedio de 5.88%. La permeabilidad del helio es extremadamente baja, menos que 100 × 10-6 μm2.
Mesa 1 Contenido de carbono orgánico, tasa de pirólisis y composición mineral de muestras de esquisto
Mesa 2 Porosidad y permeabilidad medidas por resonancia magnética nuclear y helio
Para las muestras de esquisto estudiadas, poros intergranulares, Los poros intragranulares y los poros de disolución de los minerales de arcilla fueron los tipos de poros más comunes observados por microscopía electrónica de barrido (Cifra 1).
Los poros intergranulares existen principalmente entre partículas minerales, y sus tamaños varían dentro de una amplia gama y se distribuyen de manera desigual. Los granos minerales de arcilla tienen poros internos largos en forma de cuña o triangulares, que existen principalmente en el interlaminar de los copos de arcilla entre los minerales frágiles. Los poros de disolución son irregulares y desiguales, resultante de la alteración diagenética de las partículas de calcita o dolomita. En general, Cuando el contenido de esquisto es alto, Es principalmente poros intergranulares. Cuando el contenido mineral de arcilla es alto y el contenido de cuarzo es bajo, Los poros intergranulares e intragranulares del mineral de arcilla se desarrollan principalmente. Sin embargo, La abundancia de poros y el tipo de lutita calcárea dependen principalmente de la diagénesis, y calcita (o dolomita) generalmente se disuelve para formar una gran cantidad de poros de disolución.