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一、先搞懂:什么是煤岩气、煤岩油“赋存状态"?为什么非要评价它?
“赋存状态"听起来很专业,其实通俗讲就是“能源在煤岩里的居住方式"——包括它们藏在哪个角落、以什么形态存在,以及和煤岩、水分之间的关系。对煤岩气和煤岩油来说,它们的“居住方式"主要分两种:
一种是“吸附态",就像我们用海绵吸水分一样,煤岩气、煤岩油的分子紧紧“粘"在煤岩的孔隙壁上,被煤岩的分子力牢牢束缚住,这是它们最主要的存在形式;另一种是“游离态",它们像小气泡一样,自由地“逛"在煤岩的大孔隙或裂隙里,就像水洼里的气泡藏在泥土缝隙中。除此之外,还有极少数会溶解在煤层的地层水里,形成“溶解态"。
为什么非要花大力气评价这种“居住方式"?因为它直接决定了“宝藏好不好挖、能挖多少"。比如,如果煤岩气大多是吸附态,且藏在极小的孔隙里,开采时就需要用特殊技术让它“脱离"煤岩;如果是游离态且藏在大裂隙中,开采难度就会小很多。简单说,赋存状态评价就是给地下能源做“精准体检",为后续开采提供科学依据,避免盲目施工造成浪费或安全隐患。
二、重点关注:煤岩气、煤岩油赋存状态评价要查哪些“关键指标"?
给煤岩能源做“体检",不是随便看看就行,而是要精准测量几个核心指标,这些指标就像“体检报告"里的关键数据,直接反映赋存状态的好坏:
第-一个是“含气量/含油量":也就是单位重量的煤岩里,能藏多少煤岩气或煤岩油。这是判断一处煤层有没有开发价值的基础——如果含气量太低,开采成本可能比收益还高,就没必要开发了。
第二个是“赋存形态比例":也就是吸附态、游离态、溶解态各自占多少比例。比如我国大部分煤层的煤岩气,吸附态占比能达到70%以上,这就决定了开采时必须重点解决“解吸"问题,让吸附在孔隙壁上的气体释放出来。
第三个是“煤岩孔隙结构":煤岩不是实心的,而是像一块布满小孔的海绵,这些孔隙的大小、数量、分布,直接决定了能源能藏多少、能顺利流出来多少。比如微孔(比头发丝细几千倍)多的煤岩,吸附能力强,但气体很难流出来;大孔隙或裂隙多的煤岩,气体流动顺畅,开采效率更高。
第四个是“地层环境影响":地下的温度、压力会直接改变赋存状态。比如深度越深,压力越大,煤岩能吸附的气体就越多;温度升高又会让气体更容易“挣脱"煤岩的束缚。所以评价时必须结合实际的地层条件,才能得出准确结论。
一、传统评价方式的局限:制约资源开发的技术瓶颈
煤岩气、煤岩油的赋存状态复杂,以吸附态和游离态并存,且储层具有强非均质性、孔隙跨尺度分布、深层高溫高压等特征,如鄂尔多斯盆地深层煤岩气储层含气饱和度平均达98%,孔隙以微孔为主且渗透率极低。传统评价方式在应对这些复杂特征时,暴露出诸多难以克服的缺点,严重影响评价精度与开发效率。
二、低场核磁共振原理:“透视"煤岩内部的微观世界
低场核磁共振技术的核心原理是利用氢原子核(¹H)在磁场中的弛豫特性,探测煤岩孔隙中流体(水、甲烷、油气等)的分布与状态。氢核是煤岩中油气和水的共同组成元素,其在磁场中的响应信号能够直接反映流体的赋存特征,这一特性使其成为煤岩气、煤岩油评价的理想技术手段。
弛豫时间的长短与氢核所处的孔隙环境密切相关:通过对T₂弛豫谱的解析,可精准识别吸附态与游离态油气的含量及分布,定量表征不同尺度孔隙的结构参数(孔隙度、孔径分布、渗透率等),甚至通过核磁共振成像(MRI)实现流体分布的二维/三维可视化。若配备温压控制系统,还可模拟深层地层的高溫高压环境,开展原位条件下的动态评价实验。
三、低场核磁共振优势:重塑煤岩气煤岩油评价与开发的精准范式
相较于传统评价方式,低场核磁共振技术凭借无损、快速、精准、动态等核心优势,全面突破了传统技术的瓶颈,在煤岩气、煤岩油赋存状态评价与开发效果评价中展现出无可-比拟的应用价值。
1. 无损原位,保真性强
无需破坏煤样,完整保留原始结构与应力状态,支持温压模拟,使评价结果更贴近真实地质条件,从源头保证数据真实,对深层复杂储层尤为重要。
2. 高效快速,动态监测
单次测试仅需数分钟至数十分钟,效率较传统方法提升数十倍,满足批量快速评价需求。同时支持连续实时监测,全程捕捉吸附、解吸、驱替等动态过程。
3. 信息全面,解析深入
不仅能精准量化油气总含量,还能清晰区分吸附态与游离态分布,表征多尺度孔隙贡献。通过监测T₂谱动态变化,可直观可视化CO₂驱替CH₄等竞争吸附过程,精准量化置换效率,揭示微观驱替机理。
4. 应用广泛,贯穿全流程
技术可覆盖从勘探(赋存状态评价、储量估算)到开发(措施优化、效果监测)的全周期,为各类煤岩气藏评价及煤岩油饱和度测量提供可靠支撑,助力高效开发。
案例:

