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

研究表明，注入頁巖中的 CO?有 30 - 55% 會被吸附在巖石基質(zhì)的孔隙表面，進而促使 CH?解吸，實現(xiàn)額外的天然氣回收率達到 8 - 16%。為了更好地在不同頁巖儲層條件下應用，諸如 Langmuir、Ono Kondo 和 DA 等最佳擬合吸附模型也已被總結出來。這些理論成果無疑豐富了當前關于 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 項目現(xiàn)場示范中需要重點考慮的有效因素。

然而，盡管理論解釋、實驗驗證和建模結果都已取得一定進展，但 CO? - EGR 項目的現(xiàn)場規(guī)模試驗仍存在局限。一方面，CO? - CH?混合存在風險；另一方面，捕獲、凈化和將 CO?重新注入枯竭儲層的成本居高不下。此外，頁巖地層那不可預測的非均質(zhì)性也給天然氣采收帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

在此背景下，低場核磁共振技術嶄露頭角，為頁巖氣提高采收率帶來了新的希望和解決方案，有望在油氣藏開發(fā)中發(fā)揮關鍵作用。

低場核磁共振技術具有獨-特的優(yōu)勢，它能夠非侵入性地對頁巖儲層進行微觀孔隙結構分析和流體分布探測。通過精確測量頁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)化開采方案提供精準的數(shù)據(jù)支持。在頁巖氣開采過程中，利用低場核磁共振技術可以實時監(jiān)測 CO?注入后的驅(qū)替效果，直觀地看到 CH?的解吸過程和分布變化，幫助工程師們及時調(diào)整注入?yún)?shù)，如壓力、流量等，以實現(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)技術相比，低場核磁共振技術更加高效、準確，而且對儲層的損害極小。它能夠在不破壞頁巖地層結構的前提下，深入洞察儲層內(nèi)部的奧秘，為解決頁巖地層的非均質(zhì)性難題提供有力的技術手段。這不僅有助于提高頁巖氣的采收率，降低開采成本，還能減少開采過程中的環(huán)境風險，為油氣藏的可持續(xù)開發(fā)奠定堅實基礎。

盡管目前頁巖氣開發(fā)面臨諸多挑戰(zhàn)，但低場核磁共振技術的出現(xiàn)為我們指明了新的方向。學術界和研究人員應加大對這一技術及其相關 EGR 技術的深入研究，充分挖掘其潛力，同時深入探討其經(jīng)濟影響，以推動頁巖氣開發(fā)朝著更加高效、經(jīng)濟、環(huán)保的方向發(fā)展，為全球能源供應貢獻更多的清潔能源。

應用案例：

使用核磁表征頁巖孔隙氣體吸附流動：

圖一：頁巖樣品的全尺度孔隙大小分布

圖二：頁巖孔隙分布及氣體傳輸機制