随着我国页岩油勘探不断取得突破，勘探目标正由资源发现逐步向储量落实和规模效益开发转变，准确开展储量评价成为认识资源规模、优选有利层段和支撑开发部署的重要基础。孔隙度与含油性是页岩油储量评价和有利层段优选的关键参数。与常规储层相比，页岩微纳米孔隙发育、组成复杂、流体赋存状态多样，现有评价方法在样品前处理、测试尺度和表征精度等方面均面临较大挑战。传统页岩孔隙评价通常需要洗油、烘干或流体饱和等处理，但有机溶剂在脱除流体的同时，也可能引起有机质迁移、矿物与有机质膨胀及孔喉变化，从而扰动原始孔隙结构。与此同时，传统含油性评价方法难以同时实现油、水及不同赋存状态流体的精细区分，且取心、保存和制样过程中的流体散失会进一步影响评价准确性。因此，如何在尽量保持页岩原始孔隙和流体状态的基础上，实现孔隙度与含油性的准确、协同定量评价，是页岩油储量评价亟需解决的问题。
针对这一问题，王民教授研究团队首先从页岩样品前处理过程入手，对不同性质页岩在有机溶剂抽提过程中的流体脱除和孔隙结构响应进行了系统研究。结果表明，页岩抽提并不是单一的流体脱除过程，而是受到“溶剂性质—页岩组成—作用时间”共同控制的复杂过程。抽提过程中，溶剂可能与黏土矿物、有机质发生相互作用，引起矿物和有机质膨胀以及孔喉堵塞。说明传统洗油前处理可能改变页岩原始孔隙系统，进一步提出了在保持样品原始状态条件下开展储集性与含油性评价的重要性[1]。
图1 页岩溶剂抽提过程中孔隙、孔径变化特征及机制
在此基础上，研究团队将低场核磁共振技术引入页岩原始流体定量评价。针对传统方法采用单一标准流体标定、难以反映实际页岩油水性质及纳米孔隙赋存环境的问题，团队建立了“自由态流体—多组分原油—纳米孔隙限域”耦合的核磁信号标定体系，系统厘清原油成熟度、地层水矿化度和原油组分对核磁转换系数的影响，并定量评价纳米孔隙限域条件下转换关系的变化。通过密闭取心页岩流体动态散失实验和蒸馏抽提实验进行交叉验证，实现了核磁信号由“定性识别”向“流体量精准转换”的提升，为后续孔隙度和含油性定量评价奠定了统一的计量基础[2]。
基于上述认识和标定体系，团队进一步建立了面向常规取心页岩的Shale-ΦT1/T2孔隙度无损评价方法。该方法利用T1–T2二维核磁响应区分页岩中固体有机质、吸附烃、游离烃、不同赋存状态水等含氢组分，并结合油水核磁信号标定关系，分别获取常规岩心暴露后残余流体所表征的孔隙空间，以及加压饱和后新增流体所表征的孔隙空间，最终恢复页岩总孔隙度。与传统方法相比，该方法无需洗油处理，可避免有机溶剂引起的孔隙网络扰动，同时保持岩心完整性。该方法所得孔隙度与密闭取心页岩原始孔隙度具有良好一致性，并可显著提高测试效率，为大量常规取心页岩的孔隙度评价提供了新的技术途径[3]。
图2 原油、地层水标定转换关系与Shale ΦT1/T2方法模型及应用效果
在孔隙空间准确评价的基础上，研究团队进一步将核磁方法拓展至页岩油赋存状态及可动性评价。以液氮冷冻保存的密闭取心页岩为研究对象，通过连续暴露、多级离心、分级升温和溶剂抽提等实验，追踪原始孔隙流体在不同扰动条件下的核磁响应变化，并建立双截止值T2评价方法。研究发现，不同赋存状态流体在常规取心和保存过程中具有显著差异化的散失行为。进一步建立的双截止值体系将孔隙流体划分为不可动、边界可动和有效可动三类；同时揭示约25 nm可作为研究区页岩流体有效可动的重要孔径界限。 该方法突破了传统单一T2截止值对页岩纳米孔隙适用性不足的问题，为页岩油可动资源量及有效储集空间评价提供了新的定量依据[4]。
图3 密闭取芯页岩流体类型识别及划分与赋存孔径特征
上述系列研究形成了从“样品前处理影响认识—核磁信号定量标定—孔隙度无损评价—流体赋存与可动性评价”逐步递进的技术体系，推动核磁共振技术由页岩流体识别进一步拓展至储量关键参数的定量获取，为页岩油储量计算中孔隙度、含油性等关键参数的准确评价提供了新的技术手段。相关方法已在国内页岩油勘探评价中实现应用，重点服务于中国石化胜利油田济阳坳陷页岩油勘探与储量评价工作，先后应用于多个区块密闭取芯井样品的储量参数评价，并支撑胜利济阳页岩油国家级示范区多个页岩油田探明储量备案。相关成果提升了陆相断陷湖盆页岩油储集性与含油性参数评价的准确性，为规模增储、有利区优选和效益开发提供了重要技术支撑。
相关成果先后发表于国际能源与地球科学领域重要期刊 AAPG Bulletin、Fuel和 International Journal of Hydrogen Energy 。通讯作者为冰球突破豪华版官方网站王民教授，第一作者为博士生赵信斌，合作者包括冰球突破豪华版官方网站李俊乾、肖佃师副教授、中国矿业大学李进步副教授以及唐育龙、陈俊阳、李晓豪等博士、硕士研究生。冰球突破豪华版官方网站深层油气全国重点实验室为第一署名单位，合作单位为中国石化胜利油田。相关研究得到国家自然科学基金等项目资助（42473064，42402139）。
论文信息：[1]Zhao, X., Wang, M., Zhao, H., Tang, Y., Li, J., Yang, S., Ma, T., Zhao, G. Shale pore response under solvent extraction: coupling of fluid removal and mineral swelling. Fuel, 2026, 419: 138856. DOI: 10.1016/j.fuel.2026.138856.
[2]Zhao, X., Wang, M., Chen, J., Sun, Y., Wang, M., Li, J., Li, X. From NMR signals to fluid volumes: accurate quantification of shale fluids via a multi-component/nanopore-coupled framework. Fuel, 2026, 406: 137045. DOI: 10.1016/j.fuel.2025.137045.
[3]Zhao, X., Wang, M., Tang, Y., Li, J., Yu, C., Zhao, C. A new nondestructive method for shale porosity evaluation based on nuclear magnetic resonance: Shale-ΦT1/T2. AAPG Bulletin, 2026, 110(9): 847–868. DOI: 10.1306/04222624111.
[4]Zhao, X., Wang, M., Li, X., Wang, M., Xiao, D., Li, J., Tang, Y., Jiang, J., Qin, P. Revisiting fluid mobility in shale: Dual-cutoff NMR evidence from cryogenically preserved cores. International Journal of Hydrogen Energy, 2026, 235: 155194. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2026.155194.
