需要高压分步加压是为了克服致密、非均质储层固有的巨大毛细管阻力。 如果不能以受控的方式达到高达 60 MPa 的压力，流体就无法渗透到岩石基质最细小的孔隙中。这将导致饱和不完全，使得后续的核磁共振 (NMR) 分析在真实的孔隙结构方面不准确。
致密储层包含微孔，这些微孔对流体进入构成重大障碍。能够分步加压至 60 MPa 的饱和系统对于将盐水压入这些微小空间至关重要，以确保岩心达到近 100% 的饱和度，从而获得完整且有效的核磁共振 T2 谱。
致密储层的挑战
克服毛细管阻力
致密储层的定义是其极小的喉部孔隙。这些微小空间会产生很高的毛细管阻力，有效地阻止试图进入岩石的流体。
标准的饱和方法缺乏穿透这种阻力所需的力。为了模拟地层条件并填充这些孔隙，饱和系统必须施加显著的外部压力。
处理高非均质性
这些储层岩石并非均匀的；它们具有高度的非均质性。这意味着样品中的孔隙尺寸差异很大。
单一的、较低的压力点可能会填充大孔，但会使复杂的微孔网络保持干燥。高压是确保整个非均质网络被访问的均衡器。
分步加压的机制
为什么 60 MPa 是目标
主要参考资料表明，需要高达 60 MPa 的压力才能将模拟地层盐水压入最细小的孔隙。
在此量级下，外部压力可以克服致密岩层中最细小独立孔隙的内部毛细管力。
控制步骤的功能
您不能直接将样品瞬间加压到 60 MPa。系统必须采用分步加压，例如每小时增加 5 MPa。
这种渐进式的方法允许流体自然地迁移到孔隙结构中，而不会对岩石造成机械冲击。它确保了稳定的饱和前沿，而不是捕获气穴或损坏岩心结构。
确保核磁共振数据的完整性
达到近 100% 的饱和度
饱和过程的最终目标是确保岩心不含空气。它必须完全被盐水饱和。
如果饱和不完全，核磁共振设备将无法检测到“空”的孔隙。这将导致数据丢失，并从根本上误解岩石的潜在储集能力。
捕获完整的 T2 谱
核磁共振分析依赖于 T2 谱来绘制孔隙尺寸分布图。
通过使用高压填充所有微孔，所得的 T2 谱反映了所有孔隙的尺寸分布。这提供了储层特征的全面图景，而不仅仅是易于访问的大孔的局部视图。
理解权衡
时间和完整性
此方法的主要权衡是时间。每小时分步增加 5 MPa 以达到 60 MPa 需要相当长的时间（仅加压就需要 12 小时以上）。
然而，为了速度而牺牲这种渐进式过程会导致数据在统计学上对于致密储层来说是无关紧要的。为了准确性，时间投入是不可协商的。
设备要求
在 60 MPa 下运行对流体饱和系统施加了巨大的压力。
设备必须足够坚固，能够长时间安全地维持这些高压。标准的实验室饱和容器通常不足以满足此特定应用。
为您的目标做出正确的选择
为确保您的核磁共振实验在致密储层中产生有效结果，请考虑以下几点：
- 如果您的主要关注点是准确的孔隙尺寸测定：确保您的系统能够达到 60 MPa，以访问定义致密储层的最细微孔。
- 如果您的主要关注点是样品完整性：严格遵守分步加压速率（例如，5 MPa/h），以防止在压入流体时对岩心造成机械损坏。
完全饱和不是一个变量；它是可靠的核磁共振解释的基线要求。
摘要表：
| 特征 | 要求 | 对核磁共振结果的影响 |
|---|---|---|
| 最大压力 | 高达 60 MPa | 克服最细微孔隙中的毛细管阻力。 |
| 加压方法 | 分步（例如，5 MPa/h） | 防止岩心损坏并确保稳定的流体迁移。 |
| 饱和目标 | 近 100% | 消除气穴，以反映真实的储集能力。 |
| 数据输出 | 完整的 T2 谱 | 提供所有孔隙尺寸分布的全面图谱。 |
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参考文献
- Z.H. Gu, Wenhua Zhao. Utilizing Differences in Mercury Injection Capillary Pressure and Nuclear Magnetic Resonance Pore Size Distributions for Enhanced Rock Quality Evaluation: A Winland-Style Approach with Physical Meaning. DOI: 10.3390/app14051881
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
