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一、先搞懂:什么是煤巖氣、煤巖油“賦存狀態"?為什么非要評價它?
“賦存狀態"聽起來很專業,其實通俗講就是“能源在煤巖里的居住方式"——包括它們藏在哪個角落、以什么形態存在,以及和煤巖、水分之間的關系。對煤巖氣和煤巖油來說,它們的“居住方式"主要分兩種:
一種是“吸附態",就像我們用海綿吸水分一樣,煤巖氣、煤巖油的分子緊緊“粘"在煤巖的孔隙壁上,被煤巖的分子力牢牢束縛住,這是它們最主要的存在形式;另一種是“游離態",它們像小氣泡一樣,自由地“逛"在煤巖的大孔隙或裂隙里,就像水洼里的氣泡藏在泥土縫隙中。除此之外,還有極少數會溶解在煤層的地層水里,形成“溶解態"。
為什么非要花大力氣評價這種“居住方式"?因為它直接決定了“寶藏好不好挖、能挖多少"。比如,如果煤巖氣大多是吸附態,且藏在極小的孔隙里,開采時就需要用特殊技術讓它“脫離"煤巖;如果是游離態且藏在大裂隙中,開采難度就會小很多。簡單說,賦存狀態評價就是給地下能源做“精準體檢",為后續開采提供科學依據,避免盲目施工造成浪費或安全隱患。
二、重點關注:煤巖氣、煤巖油賦存狀態評價要查哪些“關鍵指標"?
給煤巖能源做“體檢",不是隨便看看就行,而是要精準測量幾個核心指標,這些指標就像“體檢報告"里的關鍵數據,直接反映賦存狀態的好壞:
第-一個是“含氣量/含油量":也就是單位重量的煤巖里,能藏多少煤巖氣或煤巖油。這是判斷一處煤層有沒有開發價值的基礎——如果含氣量太低,開采成本可能比收益還高,就沒必要開發了。
第二個是“賦存形態比例":也就是吸附態、游離態、溶解態各自占多少比例。比如我國大部分煤層的煤巖氣,吸附態占比能達到70%以上,這就決定了開采時必須重點解決“解吸"問題,讓吸附在孔隙壁上的氣體釋放出來。
第三個是“煤巖孔隙結構":煤巖不是實心的,而是像一塊布滿小孔的海綿,這些孔隙的大小、數量、分布,直接決定了能源能藏多少、能順利流出來多少。比如微孔(比頭發絲細幾千倍)多的煤巖,吸附能力強,但氣體很難流出來;大孔隙或裂隙多的煤巖,氣體流動順暢,開采效率更高。
第四個是“地層環境影響":地下的溫度、壓力會直接改變賦存狀態。比如深度越深,壓力越大,煤巖能吸附的氣體就越多;溫度升高又會讓氣體更容易“掙脫"煤巖的束縛。所以評價時必須結合實際的地層條件,才能得出準確結論。
一、傳統評價方式的局限:制約資源開發的技術瓶頸
煤巖氣、煤巖油的賦存狀態復雜,以吸附態和游離態并存,且儲層具有強非均質性、孔隙跨尺度分布、深層高溫高壓等特征,如鄂爾多斯盆地深層煤巖氣儲層含氣飽和度平均達98%,孔隙以微孔為主且滲透率極低。傳統評價方式在應對這些復雜特征時,暴露出諸多難以克服的缺點,嚴重影響評價精度與開發效率。
二、低場核磁共振原理:“透視"煤巖內部的微觀世界
低場核磁共振技術的核心原理是利用氫原子核(1H)在磁場中的弛豫特性,探測煤巖孔隙中流體(水、甲烷、油氣等)的分布與狀態。氫核是煤巖中油氣和水的共同組成元素,其在磁場中的響應信號能夠直接反映流體的賦存特征,這一特性使其成為煤巖氣、煤巖油評價的理想技術手段。
弛豫時間的長短與氫核所處的孔隙環境密切相關:通過對T?弛豫譜的解析,可精準識別吸附態與游離態油氣的含量及分布,定量表征不同尺度孔隙的結構參數(孔隙度、孔徑分布、滲透率等),甚至通過核磁共振成像(MRI)實現流體分布的二維/三維可視化。若配備溫壓控制系統,還可模擬深層地層的高溫高壓環境,開展原位條件下的動態評價實驗。
三、低場核磁共振優勢:重塑煤巖氣煤巖油評價與開發的精準范式
相較于傳統評價方式,低場核磁共振技術憑借無損、快速、精準、動態等核心優勢,全面突破了傳統技術的瓶頸,在煤巖氣、煤巖油賦存狀態評價與開發效果評價中展現出無可-比擬的應用價值。
1. 無損原位,保真性強
無需破壞煤樣,完整保留原始結構與應力狀態,支持溫壓模擬,使評價結果更貼近真實地質條件,從源頭保證數據真實,對深層復雜儲層尤為重要。
2. 高效快速,動態監測
單次測試僅需數分鐘至數十分鐘,效率較傳統方法提升數十倍,滿足批量快速評價需求。同時支持連續實時監測,全程捕捉吸附、解吸、驅替等動態過程。
3. 信息全面,解析深入
不僅能精準量化油氣總含量,還能清晰區分吸附態與游離態分布,表征多尺度孔隙貢獻。通過監測T?譜動態變化,可直觀可視化CO?驅替CH?等競爭吸附過程,精準量化置換效率,揭示微觀驅替機理。
4. 應用廣泛,貫穿全流程
技術可覆蓋從勘探(賦存狀態評價、儲量估算)到開發(措施優化、效果監測)的全周期,為各類煤巖氣藏評價及煤巖油飽和度測量提供可靠支撐,助力高效開發。
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