国外能源最新研究（此项研究对于能源增产极为重要）

油气资源是我国能源的重要组成部分，《“十四五”能源领域科技创新规划》指出，需切实增强油气供应能力，提高创新发展能力，加强科技创新合作。

储层的开发主要依靠裂缝，裂缝是改善储层流动能力和提高产能的重要因素，对储层中裂缝的认识程度决定着油气藏的开发效果。国内外目前对油气藏的裂缝表征多数还是以天然裂缝研究为主，对采用压裂技术促进裂缝发育的研究仍处于不断摸索创新的阶段，对裂缝的空间分布和尺寸研究遇到许多难题，主要是缺乏有效的描述裂缝以及识别裂缝的手段。

可靠的压裂过程裂缝发育定量测试分析不仅是裂缝表征成果的综合展现，更是一种定量化裂缝表征的手段，是油气勘探开发领域的重要发展需要。

低场核磁作为一项成熟的压裂过程裂缝发育定量测试分析技术，可以结合温度、三轴压力等试验环境，在线或离线研究样品压裂从弹性形变到塑性形变的全部过程，完成裂缝发育过程中孔隙结构、流体饱和度、渗透率等变化的定量测试分析，实现裂缝发育过程的可视化。

一、什么是压裂技术？

压裂技术就是利用压裂作用，使储层形成裂缝的一种方法。主要分为水力压裂、氮气泡沫压裂、CO2压裂和液化油气压裂等。压裂技术是用压裂车，把具有一定特性的介质高压挤入储层，促进裂缝发育，当把储层压出许多裂缝后，加入支撑剂（如石英砂等）充填进裂缝，提高储层的渗透能力，以增加油气产量，达到增产增效的目的。

压裂是中、低渗透储层勘探开发工程序列中的重要环节。由于中低渗储层物性条件的限制，以及在钻井过程中的钻井液伤害等原因，钻井射孔后自然产能低，开采效益差，必须经过压裂才能投入正常生产。压裂技术促进储层裂缝发育提高油气渗透率，是科学开发中低渗油气田的重要手段。

二、裂缝发育研究对于能源增产重要吗？

裂缝发育情况是决定储层渗透性和流体流动能力的重要因素。有的裂缝可以作为油气的运移通道和储集空间，对油气井产能起建设性作用；而有的裂缝则会影响油气的保存条件或者影响油气井的压裂改造体积，对产能起破坏性作用。

影响油气藏储层裂缝的发育与分布因素有很多，主要受内因和外因两大因素控制。外因主要包括区域构造应力、构造部位、沉积成岩作用和生烃过程产生的高异常地层压力；内因主要为岩石结构、岩相组成和岩石矿物占比等。

开启状态的天然裂缝、有效的压裂裂缝以及压后恢复活力的微裂缝都是油气的主要渗流通道，这些裂缝的发育程度、产状物性参数及组合特征在一定程度上决定了油气的开发价值。

因此，在实际生产活动正式压裂之前，必须对储层的天然裂缝（包括小—微尺度的封闭状态的微裂缝和大—中尺度的处于开启状态的裂缝）的发育特征进行系统表征，同时模拟地层条件，对储层岩心进行压力过程裂缝发育定量测试分析，可以了解目标地区的储层裂缝以及裂缝发育机理。

在油气井井位部署阶段，在常规构造预测的基础上，预测有效裂缝分布规律，选择裂缝活动性好的区域部署井位，实现在井位部署中即考虑后期储改难易程度与优化措施，这对于能源储层增产具有重要指导作用。

三、裂缝发育研究方法有哪些？

1、岩石三轴实验机对岩石施加三轴压力，直至岩石压裂，力学感应器跟踪记录三轴压力，以便后续分析，可以得到岩石的压裂过程与宏观裂缝形变表征等特性。

2、将宏观三轴压缩试验与细观CT扫描相结合的研究方法。得到岩石在不同梯度载荷作用下岩石中裂缝被压密、微裂缝萌生、分叉、发展、断裂、破坏、卸载等各个阶段清晰的CT图像，研究岩石在压裂过程中的细观裂缝发育规律。

3、将宏观三轴压缩试验与细观核磁共振测试相结合的研究方法。得到岩石在不同梯度载荷作用下岩石中裂缝被压密、微裂缝萌生、分叉、发展、断裂、破坏、卸载等各个阶段的弛豫时间谱和清晰的核磁共振图像，研究岩石在压裂过程中的细观裂缝发育规律。

低场核磁相较其他方法，作为压裂过程裂缝发育研究新的定量测试分析技术，具有快速、无损、准确、绿色等优势。

四、低场核磁共振助力压裂过程裂缝发育研究

随着压力的施加，岩心受到不同梯度力的作用，孔隙收缩，发生变形，先经历弹性变形阶段，此时如果撤去外力，岩心可以恢复到施加压力前的状态。随着压力的继续施加，超过岩心的疲劳极限后，岩心内部发生塑性变形，生成新的裂缝，由于外力的持续存在，裂缝进一步发育，此过程不可逆。实现压裂过程裂缝发育的定量测试分析。

基于低场核磁对氢信号优秀的捕捉能力，可以在岩心受到外力作用，发生变形时，进行在线、快速、精准的成像，实现压裂过程裂缝发育定量测试分析的可视化。