低場(chǎng)核磁共振技術(shù)助力頁(yè)巖氣采收率提升，解鎖油氣藏開(kāi)發(fā)新機(jī)遇

在當(dāng)今能源領(lǐng)域，頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)備受矚目。隨著對(duì)清潔能源需求的不斷增長(zhǎng)，如何高效開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣資源成為關(guān)鍵課題。其中，增強(qiáng)氣體采收率（EGR）方法因在注入 CO?以提高天然氣采收率和在枯竭頁(yè)巖氣藏中封存 CO?方面展現(xiàn)出綜合優(yōu)勢(shì)，近期吸引了眾多研究人員的目光。

研究表明，注入頁(yè)巖中的 CO?有 30 - 55% 會(huì)被吸附在巖石基質(zhì)的孔隙表面，進(jìn)而促使 CH?解吸，實(shí)現(xiàn)額外的天然氣回收率達(dá)到 8 - 16%。為了更好地在不同頁(yè)巖儲(chǔ)層條件下應(yīng)用，諸如 Langmuir、Ono Kondo 和 DA 等最佳擬合吸附模型也已被總結(jié)出來(lái)。這些理論成果無(wú)疑豐富了當(dāng)前關(guān)于 CO?吸附和封存以及 CH?解吸特性的研究，并且大量模擬研究還指出，井距、裂縫滲透率、注入壓力和策略是 CO? - EGR 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)示范中需要重點(diǎn)考慮的有效因素。

然而，盡管理論解釋、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和建模結(jié)果都已取得一定進(jìn)展，但 CO? - EGR 項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模試驗(yàn)仍存在局限。一方面，CO? - CH?混合存在風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，捕獲、凈化和將 CO?重新注入枯竭儲(chǔ)層的成本居高不下。此外，頁(yè)巖地層那不可預(yù)測(cè)的非均質(zhì)性也給天然氣采收帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在此背景下，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)嶄露頭角，為頁(yè)巖氣提高采收率帶來(lái)了新的希望和解決方案，有望在油氣藏開(kāi)發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)具有獨(dú)-特的優(yōu)勢(shì)，它能夠非侵入性地對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層進(jìn)行微觀孔隙結(jié)構(gòu)分析和流體分布探測(cè)。通過(guò)精確測(cè)量頁(yè)巖孔隙中流體的弛豫特性，我們可以清晰地了解孔隙的大小、形狀以及流體的賦存狀態(tài)，從而為優(yōu)化開(kāi)采方案提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。在頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中，利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) CO?注入后的驅(qū)替效果，直觀地看到 CH?的解吸過(guò)程和分布變化，幫助工程師們及時(shí)調(diào)整注入?yún)?shù)，如壓力、流量等，以實(shí)現(xiàn)最佳的采收效率。

紐邁分析大口徑核磁共振成像分析儀

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)更加高效、準(zhǔn)確，而且對(duì)儲(chǔ)層的損害極小。它能夠在不破壞頁(yè)巖地層結(jié)構(gòu)的前提下，深入洞察儲(chǔ)層內(nèi)部的奧秘，為解決頁(yè)巖地層的非均質(zhì)性難題提供有力的技術(shù)手段。這不僅有助于提高頁(yè)巖氣的采收率，降低開(kāi)采成本，還能減少開(kāi)采過(guò)程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為油氣藏的可持續(xù)開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

盡管目前頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)，但低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的出現(xiàn)為我們指明了新的方向。學(xué)術(shù)界和研究人員應(yīng)加大對(duì)這一技術(shù)及其相關(guān) EGR 技術(shù)的深入研究，充分挖掘其潛力，同時(shí)深入探討其經(jīng)濟(jì)影響，以推動(dòng)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)朝著更加高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方向發(fā)展，為全球能源供應(yīng)貢獻(xiàn)更多的清潔能源。

應(yīng)用案例：

使用核磁表征頁(yè)巖孔隙氣體吸附流動(dòng)：

圖一：頁(yè)巖樣品的全尺度孔隙大小分布

圖二：頁(yè)巖孔隙分布及氣體傳輸機(jī)制