油氣資源是我國能源的重要組成部分，《“十四五”能源領域科技創新規劃》指出，需切實增強油氣供應能力，提高創新發展能力，加強科技創新合作。

儲層的開發主要依靠裂縫，裂縫是改善儲層流動能力和提高産能的重要因素，對儲層中裂縫的認識程度決定着油氣藏的開發效果。國内外目前對油氣藏的裂縫表征多數還是以天然裂縫研究為主，對采用壓裂技術促進裂縫發育的研究仍處于不斷摸索創新的階段，對裂縫的空間分布和尺寸研究遇到許多難題，主要是缺乏有效的描述裂縫以及識别裂縫的手段。

可靠的壓裂過程裂縫發育定量測試分析不僅是裂縫表征成果的綜合展現，更是一種定量化裂縫表征的手段，是油氣勘探開發領域的重要發展需要。

低場核磁作為一項成熟的壓裂過程裂縫發育定量測試分析技術，可以結合溫度、三軸壓力等試驗環境，在線或離線研究樣品壓裂從彈性形變到塑性形變的全部過程，完成裂縫發育過程中孔隙結構、流體飽和度、滲透率等變化的定量測試分析，實現裂縫發育過程的可視化。

一、什麼是壓裂技術？

壓裂技術就是利用壓裂作用，使儲層形成裂縫的一種方法。主要分為水力壓裂、氮氣泡沫壓裂、CO2壓裂和液化油氣壓裂等。壓裂技術是用壓裂車，把具有一定特性的介質高壓擠入儲層，促進裂縫發育，當把儲層壓出許多裂縫後，加入支撐劑（如石英砂等）充填進裂縫，提高儲層的滲透能力，以增加油氣産量，達到增産增效的目的。

壓裂是中、低滲透儲層勘探開發工程序列中的重要環節。由于中低滲儲層物性條件的限制，以及在鑽井過程中的鑽井液傷害等原因，鑽井射孔後自然産能低，開采效益差，必須經過壓裂才能投入正常生産。壓裂技術促進儲層裂縫發育提高油氣滲透率，是科學開發中低滲油氣田的重要手段。

二、裂縫發育研究對于能源增産重要嗎？

裂縫發育情況是決定儲層滲透性和流體流動能力的重要因素。有的裂縫可以作為油氣的運移通道和儲集空間，對油氣井産能起建設性作用；而有的裂縫則會影響油氣的保存條件或者影響油氣井的壓裂改造體積，對産能起破壞性作用。

影響油氣藏儲層裂縫的發育與分布因素有很多，主要受内因和外因兩大因素控制。外因主要包括區域構造應力、構造部位、沉積成岩作用和生烴過程産生的高異常地層壓力；内因主要為岩石結構、岩相組成和岩石礦物占比等。

開啟狀态的天然裂縫、有效的壓裂裂縫以及壓後恢複活力的微裂縫都是油氣的主要滲流通道，這些裂縫的發育程度、産狀物性參數及組合特征在一定程度上決定了油氣的開發價值。

因此，在實際生産活動正式壓裂之前，必須對儲層的天然裂縫（包括小—微尺度的封閉狀态的微裂縫和大—中尺度的處于開啟狀态的裂縫）的發育特征進行系統表征，同時模拟地層條件，對儲層岩心進行壓力過程裂縫發育定量測試分析，可以了解目标地區的儲層裂縫以及裂縫發育機理。

在油氣井井位部署階段，在常規構造預測的基礎上，預測有效裂縫分布規律，選擇裂縫活動性好的區域部署井位，實現在井位部署中即考慮後期儲改難易程度與優化措施，這對于能源儲層增産具有重要指導作用。

三、裂縫發育研究方法有哪些？

1、岩石三軸實驗機對岩石施加三軸壓力，直至岩石壓裂，力學感應器跟蹤記錄三軸壓力，以便後續分析，可以得到岩石的壓裂過程與宏觀裂縫形變表征等特性。

2、将宏觀三軸壓縮試驗與細觀CT掃描相結合的研究方法。得到岩石在不同梯度載荷作用下岩石中裂縫被壓密、微裂縫萌生、分叉、發展、斷裂、破壞、卸載等各個階段清晰的CT圖像，研究岩石在壓裂過程中的細觀裂縫發育規律。

3、将宏觀三軸壓縮試驗與細觀核磁共振測試相結合的研究方法。得到岩石在不同梯度載荷作用下岩石中裂縫被壓密、微裂縫萌生、分叉、發展、斷裂、破壞、卸載等各個階段的弛豫時間譜和清晰的核磁共振圖像，研究岩石在壓裂過程中的細觀裂縫發育規律。

低場核磁相較其他方法，作為壓裂過程裂縫發育研究新的定量測試分析技術，具有快速、無損、準确、綠色等優勢。

四、低場核磁共振助力壓裂過程裂縫發育研究

随着壓力的施加，岩心受到不同梯度力的作用，孔隙收縮，發生變形，先經曆彈性變形階段，此時如果撤去外力，岩心可以恢複到施加壓力前的狀态。随着壓力的繼續施加，超過岩心的疲勞極限後，岩心内部發生塑性變形，生成新的裂縫，由于外力的持續存在，裂縫進一步發育，此過程不可逆。實現壓裂過程裂縫發育的定量測試分析。

基于低場核磁對氫信号優秀的捕捉能力，可以在岩心受到外力作用，發生變形時，進行在線、快速、精準的成像，實現壓裂過程裂縫發育定量測試分析的可視化。

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