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一、先搞懂:什么是煤巖氣、煤巖油“賦存狀態(tài)"?為什么非要評(píng)價(jià)它?
“賦存狀態(tài)"聽起來很專業(yè),其實(shí)通俗講就是“能源在煤巖里的居住方式"——包括它們藏在哪個(gè)角落、以什么形態(tài)存在,以及和煤巖、水分之間的關(guān)系。對(duì)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(tài)",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(tài)",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(shù)會(huì)溶解在煤層的地層水里,形成“溶解態(tài)"。
為什么非要花大力氣評(píng)價(jià)這種“居住方式"?因?yàn)樗苯記Q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(tài),且藏在極小的孔隙里,開采時(shí)就需要用特殊技術(shù)讓它“脫離"煤巖;如果是游離態(tài)且藏在大裂隙中,開采難度就會(huì)小很多。簡(jiǎn)單說,賦存狀態(tài)評(píng)價(jià)就是給地下能源做“精準(zhǔn)體檢",為后續(xù)開采提供科學(xué)依據(jù),避免盲目施工造成浪費(fèi)或安全隱患。
二、重點(diǎn)關(guān)注:煤巖氣、煤巖油賦存狀態(tài)評(píng)價(jià)要查哪些“關(guān)鍵指標(biāo)"?
給煤巖能源做“體檢",不是隨便看看就行,而是要精準(zhǔn)測(cè)量幾個(gè)核心指標(biāo),這些指標(biāo)就像“體檢報(bào)告"里的關(guān)鍵數(shù)據(jù),直接反映賦存狀態(tài)的好壞:
第-一個(gè)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(fā)價(jià)值的基礎(chǔ)——如果含氣量太低,開采成本可能比收益還高,就沒必要開發(fā)了。
第二個(gè)是“賦存形態(tài)比例":也就是吸附態(tài)、游離態(tài)、溶解態(tài)各自占多少比例。比如我國(guó)大部分煤層的煤巖氣,吸附態(tài)占比能達(dá)到70%以上,這就決定了開采時(shí)必須重點(diǎn)解決“解吸"問題,讓吸附在孔隙壁上的氣體釋放出來。
第三個(gè)是“煤巖孔隙結(jié)構(gòu)":煤巖不是實(shí)心的,而是像一塊布滿小孔的海綿,這些孔隙的大小、數(shù)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(fā)絲細(xì)幾千倍)多的煤巖,吸附能力強(qiáng),但氣體很難流出來;大孔隙或裂隙多的煤巖,氣體流動(dòng)順暢,開采效率更高。
第四個(gè)是“地層環(huán)境影響":地下的溫度、壓力會(huì)直接改變賦存狀態(tài)。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(huì)讓氣體更容易“掙脫"煤巖的束縛。所以評(píng)價(jià)時(shí)必須結(jié)合實(shí)際的地層條件,才能得出準(zhǔn)確結(jié)論。
一、傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式的局限:制約資源開發(fā)的技術(shù)瓶頸
煤巖氣、煤巖油的賦存狀態(tài)復(fù)雜,以吸附態(tài)和游離態(tài)并存,且儲(chǔ)層具有強(qiáng)非均質(zhì)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(chǔ)層含氣飽和度平均達(dá)98%,孔隙以微孔為主且滲透率極低。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式在應(yīng)對(duì)這些復(fù)雜特征時(shí),暴露出諸多難以克服的缺點(diǎn),嚴(yán)重影響評(píng)價(jià)精度與開發(fā)效率。
二、低場(chǎng)核磁共振原理:“透視"煤巖內(nèi)部的微觀世界
低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的核心原理是利用氫原子核(1H)在磁場(chǎng)中的弛豫特性,探測(cè)煤巖孔隙中流體(水、甲烷、油氣等)的分布與狀態(tài)。氫核是煤巖中油氣和水的共同組成元素,其在磁場(chǎng)中的響應(yīng)信號(hào)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(píng)價(jià)的理想技術(shù)手段。
弛豫時(shí)間的長(zhǎng)短與氫核所處的孔隙環(huán)境密切相關(guān):通過對(duì)T?弛豫譜的解析,可精準(zhǔn)識(shí)別吸附態(tài)與游離態(tài)油氣的含量及分布,定量表征不同尺度孔隙的結(jié)構(gòu)參數(shù)(孔隙度、孔徑分布、滲透率等),甚至通過核磁共振成像(MRI)實(shí)現(xiàn)流體分布的二維/三維可視化。若配備溫壓控制系統(tǒng),還可模擬深層地層的高溫高壓環(huán)境,開展原位條件下的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。
三、低場(chǎng)核磁共振優(yōu)勢(shì):重塑煤巖氣煤巖油評(píng)價(jià)與開發(fā)的精準(zhǔn)范式
相較于傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式,低場(chǎng)核磁共振技術(shù)憑借無損、快速、精準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)等核心優(yōu)勢(shì),全面突破了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸,在煤巖氣、煤巖油賦存狀態(tài)評(píng)價(jià)與開發(fā)效果評(píng)價(jià)中展現(xiàn)出無可-比擬的應(yīng)用價(jià)值。
1. 無損原位,保真性強(qiáng)
無需破壞煤樣,完整保留原始結(jié)構(gòu)與應(yīng)力狀態(tài),支持溫壓模擬,使評(píng)價(jià)結(jié)果更貼近真實(shí)地質(zhì)條件,從源頭保證數(shù)據(jù)真實(shí),對(duì)深層復(fù)雜儲(chǔ)層尤為重要。
2. 高效快速,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
單次測(cè)試僅需數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘,效率較傳統(tǒng)方法提升數(shù)十倍,滿足批量快速評(píng)價(jià)需求。同時(shí)支持連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),全程捕捉吸附、解吸、驅(qū)替等動(dòng)態(tài)過程。
3. 信息全面,解析深入
不僅能精準(zhǔn)量化油氣總含量,還能清晰區(qū)分吸附態(tài)與游離態(tài)分布,表征多尺度孔隙貢獻(xiàn)。通過監(jiān)測(cè)T?譜動(dòng)態(tài)變化,可直觀可視化CO?驅(qū)替CH?等競(jìng)爭(zhēng)吸附過程,精準(zhǔn)量化置換效率,揭示微觀驅(qū)替機(jī)理。
4. 應(yīng)用廣泛,貫穿全流程
技術(shù)可覆蓋從勘探(賦存狀態(tài)評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量估算)到開發(fā)(措施優(yōu)化、效果監(jiān)測(cè))的全周期,為各類煤巖氣藏評(píng)價(jià)及煤巖油飽和度測(cè)量提供可靠支撐,助力高效開發(fā)。
案例:

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