基于低场核磁共振法的甲烷扩散特征研究

2021-11-02房祥龙蔡益栋刘大锰

中国煤炭地质 2021年10期

房祥龙，蔡益栋*，刘大锰

(1.中国地质大学(北京)能源学院，北京 100083；2.中国地质大学(北京)煤层气开发利用国家工程研究中心煤储层物性实验室，北京 100083)

0 引言

我国煤储层地质条件极其复杂，大多数煤层气储层都呈现“三低一高”的特点，即低孔、低渗、低含气饱和度和高非均质性[1-3]。煤储层物性的差异发育使煤层气的解吸-扩散过程研究十分困难，难以剖析煤层气藏的生产规律[4-5]。加之我国煤层气开发地质理论与技术研究相对薄弱，特别是对煤中气体吸附-扩散-渗流机理的认识仍然不足，导致煤层气井排采控制不合理，地面煤层气井普遍产量低、不稳定，存在现有技术难以支撑产业快速发展的问题[6-7]，亟需新的技术理论应用于煤层气扩散过程及机理的研究中。

自20世纪80年代以来，基于核磁共振驰豫理论的岩心分析技术已经逐渐开始广泛应用于砂岩、砂砾岩、碳酸盐、火山岩和变质岩等油气储层的评价[8-10]。随后，国内外学者开始尝试用核磁共振成像(NMRI)理论来研究煤的煤体结构特征，姚艳斌和刘大锰[11]通过对储层流体中1H核子NMR信号的观测，来系统分析NMR在煤的孔隙度、孔隙结构、渗透率和可动流体特征研究中的应用，并建立煤岩物性的NMR定量表征新技术。近年来，随着煤层气开发理论深入，低场核磁共振技术逐渐被应用于研究煤储层孔裂隙[12-13]、矿物孔隙润湿规律研究[14]及煤层气的赋存和运移规律研究[15-16]。