高圧段階的加圧は、タイトで不均質な貯留層に固有の巨大な毛管抵抗を克服するために必要です。 60 MPaという高圧に制御された方法で到達しないと、流体は岩石マトリックスの最も細かい細孔に浸透できません。これにより飽和が不完全になり、その後の核磁気共鳴（NMR）分析は真の細孔構造に関して不正確になります。
タイト貯留層には、流体侵入に対して大きな障壁となる微細な細孔が含まれています。60 MPaまでの段階的加圧が可能な飽和システムは、これらの小さな空間にブラインを強制的に注入し、完全で有効なNMR T2スペクトルを得るために岩石コアがほぼ100％飽和に達することを保証するために不可欠です。
タイト貯留層の課題
毛管抵抗の克服
タイト貯留層は、信じられないほど小さい細孔スロートによって定義されます。これらの小さな空間は高い毛管抵抗を生み出し、岩石に入ろうとする流体に対して効果的に押し戻します。
標準的な飽和方法では、この抵抗を破るのに必要な力が不足しています。貯留層条件をシミュレートし、これらの細孔を満たすためには、飽和システムは大きな外部圧力をかける必要があります。
高い不均質性への対処
これらの貯留層岩石は均一ではありません。高い不均質性を持っています。これは、細孔サイズがサンプル全体で劇的に変化することを意味します。
単一の低い圧力点では、大きな細孔は満たされるかもしれませんが、小さな微細孔の複雑なネットワークは乾燥したままになります。高圧は、不均質なネットワーク全体にアクセスできるようにする均等化器です。
段階的加圧のメカニズム
60 MPaが目標である理由
主な参照によると、タイト岩石層で発見された最も細かい細孔の内部毛管力を克服するために、60 MPaまでの圧力が必要であることが示されています。
この大きさで、外部圧力はタイト岩石層で発見された最も細かい細孔の内部毛管力を克服します。
制御されたステップの機能
サンプルに60 MPaを瞬時に噴射することはできません。システムは、段階的な加圧を利用する必要があります。たとえば、1時間あたり5 MPaずつ圧力を上げるなどです。
この段階的なアプローチにより、流体は岩石に機械的な衝撃を与えることなく、細孔構造に自然に移動できます。空気を閉じ込めたり、コア構造を損傷したりするのではなく、安定した飽和フロントを保証します。
NMRデータ整合性の確保
ほぼ100％の飽和に到達する
飽和プロセスの最終目標は、岩石コアに空気が含まれていないことを保証することです。ブラインで完全に飽和している必要があります。
飽和が不完全な場合、NMR装置は「空の」細孔を検出できません。これにより、データの欠落と、岩石の真の貯留能力の根本的な誤解が生じます。
完全なT2スペクトルのキャプチャ
NMR分析は、T2スペクトルを使用して細孔のサイズ分布をマッピングします。
高圧を使用してすべての微細孔を満たすことにより、結果として得られるT2スペクトルはすべての細孔のサイズ分布を反映します。これにより、貯留層の特性の包括的な画像が得られ、アクセスしやすい大きな細孔の部分的なビューだけではありません。
トレードオフの理解
時間 vs. 完全性
この方法における主なトレードオフは時間です。60 MPaに到達するために1時間あたり5 MPaの段階的な増加は、かなりの期間（加圧だけで12時間以上）を必要とします。
しかし、この段階的なプロセスよりも速度を優先すると、タイト貯留層にとっては統計的に無関係なデータが得られます。時間の投資は、正確さのために交渉の余地がありません。
機器の要求
60 MPaでの運用は、流体飽和システムに多大なストレスをかけます。
機器は、これらの高圧を長期間安全に維持できるほど堅牢である必要があります。標準的な実験室飽和容器は、この特定のアプリケーションにはしばしば不十分です。
目標に合わせた正しい選択
タイト貯留層のNMR実験が有効な結果をもたらすことを保証するために、以下を検討してください。
- 正確な細孔サイジングが主な焦点である場合：タイト貯留層を定義する最も細かい微細孔にアクセスするために、システムが60 MPaに到達できることを確認してください。
- サンプル整合性が主な焦点である場合：流体を強制的に注入しながらコアの機械的損傷を防ぐために、段階的な加圧率（例：5 MPa/h）に厳密に従ってください。
完全な飽和は変数ではなく、信頼性の高いNMR解釈の基本的な要件です。
概要表：
| 特徴 | 要件 | NMR結果への影響 |
|---|---|---|
| 最大圧力 | 最大60 MPa | 最も細かい微細孔の毛管抵抗を克服します。 |
| 加圧方法 | 段階的（例：5 MPa/h） | コアの損傷を防ぎ、安定した流体移動を保証します。 |
| 飽和目標 | ほぼ100％ | 空気を排除して真の貯蔵容量を反映します。 |
| データ出力 | 完全なT2スペクトル | すべての細孔サイズ分布の包括的なマップを提供します。 |
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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
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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