利用相控模型进行井间参数预测

储层物性参数在空间的展布，一直是储层非均质性研究的难点，利用分形和蒙特卡洛方法，在精细的沉积微相及小层对比研究基础之上，预测了井间的岩石相分布，并根据取心井资料，建立了各种岩石相的渗透率相控模型，从而预测出井间渗透率的分布。该方法以地质特征为基础，将地质资料与数学方法相结合，充分体现了渗透率在井间既具有连续性，同时变化又非常剧烈的特点，为储层物性空间预测提供了新的思路。     

随机模拟技术建立三维储层地质模型

油田开发工程师最关心的是储层非均质性。孔隙度分布、渗流路径的精细结构和内部非渗透夹层是油气驱替动态的主要控制因素。在注水开发中 ,注入水的侧向流动取决于水平渗透率的分布形式。大量研究表明 ,在碎屑岩中沉积相对渗透率的分布起着重要的控制作用。因此 ,一个合适的沉积相模型是获得一个合理、精细的参数模型的前提。由于在各个尺度下储层空间展布、内部 (几何 )结构和岩石性质的信息不完备 ,难以掌握相对于空间位置和方向上岩石性质、形式的变化和任一尺度下储层确定的且真实的特征或性质 ,因此受井资料约束的随机模拟正在替代常规…     

塔里木盆地中部地区奥陶纪碳酸盐岩裂缝与断裂的分形特征

统计分析表明塔里木中部地区奥陶系碳酸盐岩岩心裂缝与断裂具有良好的分形特征.裂缝分维值的大小首先受裂缝密度的控制,其次受裂缝分布特征的影响.断裂的分维值受断裂的发育程度及其形态的影响.分维数是描述储层裂缝与断裂发育程度的一个有效的定量参数.     

饱和软土微结构分形特征的试验研究

分形几何学是研究具有自相似性的不规则曲线、具有自反演性的不规则图形、具有自平方性的分形变换以及具有自仿射的分形集等内容的一种理论,是岩土微观结构力学研究和应用的新的生长点。将分形几何学的理论运用于饱和软土微结构研究,关键是获得微结构的参数。利用液氮真空冷冻制样技术、扫描电子显微镜技术和计算机图像处理技术,对广东科学中心饱和软土颗粒分布分维值和孔隙分布分维值等微结构分形参数进行了提取,采用回归分析的方法,对颗粒分布分维值、孔隙分布分维值和孔隙度的关系进行了分析,明确了颗粒分布分维、孔隙分布分维等微结构参数的分形特征的宏观本质。     

软弱层带夹泥粒度成分的分形研究

应用分形几何理论，对软弱层带夹泥粒度成分的研究表明，粒度分布具有分形结构特征，其分维值在２－３之间。分维值可作为定量描述夹泥粒度成分的参数。分维值的大小，不仅能表征夹泥所处的演化阶段及环境条件，而且还与夹泥的粘粒含量，粘土矿物成分及物理力学特征等密切相关。     

基于流动单元的多油层储层参数计算和评价方法研究

针对英东地区含油储层井段长、非均质性严重、传统渗透率模型无法满足储层评价精度要求这一矛盾,在综合试油、MDT资料,深入分析油、气、水、干层测井响应特征的基础上,利用传统的流动带指数按照“单元化分类评价”的思路分地层对储层渗透率进行表征计算,并在此基础上建立电性参数下渗透率流动带指数计算模型。工区实际生产资料评价结果表明,利用流动带指数渗透率模型计算出的渗透率相对误差低于25%,绝对误差也能控制在半个数量级以内,其结果有效地提高了非均质储层渗透率预测精度,符合储层实际情况,能够满足油藏描述及生产的需要,对该地区后续长井段复杂储层非均质性研究和后期层间吸水矛盾治理具有一定的指导意义。     

储层层内非均质性定量化表征——以子长油田中庄区为例

储层层内非均质性是进行储层描述和油藏评价的重要内容,针对当前储层非均质性定量化描述的种种问题,依据鄂尔多斯盆地子长油田中庄区Z225井密闭取心资料,根据洛伦兹曲线法原则,将实测渗透率进行降序排列,计算出渗透率贡献百分数以及与其对应的序数百分数,获得渗透率累积分布特征。通过倒数变换,将不同形态的累积曲线转换为直线,其斜率介于0～1之间,实现了统一标准下的非均质性定量化表征。结果表明,研究区Z225井取心段3个单砂层非均值程度系数均小于0.5,因此其均具有较强的层内非均质性。     

基于离散元法的砂石混合体直剪试验结果分析

砂石混合体由力学性质以及结构相差极大的材料组成,其组成的重塑地层易发生塌陷等问题,因此对砂石混合体力学特性的研究具有重要的工程意义。砾石形状是砂砾石力学特性研究的重要属性参数,但采用规则图形对砾石进行描述不能反映出其真实的力学性质,采用数字图像处理技术构建的砾石数据库能反映砾石真实形状并可对特定形状参数进行具体分析。由于砂石混合体的粒径分布较广,采用特征粒径等无法描述整体粒度分布,故本文结合分形理论构建砂石混合体的二重分形结构模型,通过粒度分维值反演出完整的级配分布曲线。考虑到砂石混合体离散型的特点,采用离散元软件进行直剪试验数值模拟并对细观结构进行分析,研究结果表明,砂石混合体一般具有2个粒度分维值:砂粒度分维值和砾石粒度分维值,砂、砾石粒度分维值越接近,抗剪强度和内摩擦角越大;当两者相等时,砂石混合体具有一重分维,此时均一性最好,抗剪强度和内摩擦角最大;轴向系数是形容砾石形状的一个重要参数,随着轴向系数的增加,砾石显示出明显的条状性,在直剪试验中抗转动能力增强、周围接触数量增加,导致抗剪强度和内摩擦角不断增加。     

基于精细三维地质模型的储层非均质表征方法探讨

储层非均质性研究是油藏描述的重要内容,传统的表征参数是基于少量离散观测值(井点)的统计。文章根据地质建模成果并结合地质规律,对曙光油田杜229区块兴隆台油组储层非均质性进行的研究表明:兴隆台油组层间非均质性严重,属不均匀型。兴I—兴V组储层为近源扇三角洲沉积,平面上由于河道摆动频繁,相变快,层与层之间渗透率差异性大;其中分流河口坝砂体非均质性最弱,分流间薄层砂微相最强。兴VI组为水下重力流沉积,岩性变化大,层间渗透率差异明显,非均质性更强。兴VI组辫状水道相非均质性最弱,水道间薄层砂微相非均质性最严重。隔夹层分布受沉积相带控制,在冲积扇分流河道内、边滩及心滩内等部位较发育,纵向上,隔夹层分布不均一,上部各油层组之间夹层分布相对稳定。     

阳泉新景矿高煤级煤的孔隙结构分形特征

分形理论是宏观上定量评价储层非均质性的有效手段。以阳泉新景矿高煤级煤样品压汞数据为基础,建立分形几何模型,定量描述了孔隙结构。实验结果表明:样品孔隙以纳米孔为主,孔径、比表面积及孔容也集中分布在纳米孔段。煤样孔径65 nm以上的孔隙具有显著的分形特征,分维值分布范围为2.89~2.99,体积增量呈现阶段式的变化,孔隙结构复杂;孔径65 nm以下孔隙几乎无分形特征,比表面积增量与孔径在对数坐标中呈线性关系;基于分形特征及分子运动规律,将储层孔隙以孔径65 nm为界划分为扩散孔和渗透孔2个大类6个小类。分维值与体积孔隙中值半径、总孔隙体积呈负相关,与孔径65 nm以上的孔隙体积、比表面积呈正相关,与孔隙度无相关性。分形分维值对储层结构具有较全面的表征能力,可以作为综合指标在煤储层孔隙研究中加以应用。      

Fractal Characteristics of Coal Pores Based on Classic Geometry and Thermodynamics Models

To better understand the characteristics of coal pores and their influence on coal reservoirs, coal pores in eight main coalfields of North China were analyzed by mercury porosimetry and scanning electron microscopy (SEM). Fractal characteristics of coal pores (size distribution and structure) were researched using two fractal models: classic geometry and thermodynamics. These two models establish the relationship between fractal dimensions and coal pores characteristics. New results include: (1) SEM imaging and fractal analysis show that coal reservoirs generally have very high heterogeneity; (2) coal pore structures have fractal characteristics and fractal dimensions characteristic of pore structures are controlled by the composition (e.g., ash, moisture, volatile component) and pore parameters (e.g., pore diameter, micro pores content) of coals; (3) the fractal dimensions (D1 and D2) of coal pores have good correlations with the heterogeneity of coal pore structures. Larger fractal dimensions correlate to higher heterogeneity of pore structures. The fractal dimensions (D1 and D2) have strong negative linear correlations with the sorted coefficient of coals (R2=0.719 and 0.639, respectively) that shows the heterogeneity of coal pores; (4) fractal dimension D1 and petrologic permeability of coals have a strong negative exponential correlation (R2=0.82). However, fractal dimension D2 and petrologic permeability of coals have no obvious correlation; and (5) the model of classic geometry is more accurate for fractal characterization of coal pores in coal reservoirs than that of thermodynamics by optimization.     

碳封存砂岩储层的孔隙迂曲度分形特征研究

目前“双碳”减排的背景下,砂岩咸水层是最具潜力的二氧化碳封存介质,其孔隙结构特征决定了流体的运移及封存效率,对其进行研究具有重要的科学意义。分形维数常用于定量表征砂岩孔隙结构在三维空间中的分布规律,但以往对砂岩孔隙迂曲度分形特征进行研究时,多依赖于孔隙率、平均孔隙半径、平均迂曲度等特征值计算分形维数,并不能很好的反映岩石孔隙排列分布及孔隙连接的非均质性。文章将砂岩孔隙结构概化为具有迂曲度的毛细管,首先通过核磁共振成像（MRI）技术获取岩石片层图像,以盒维数法获得孔径分布分形维数;随后以孔径分布分形维数为目标值,结合不同迂曲度下的毛细管数量与孔径的分形标量关系,迭代计算迂曲度分形维数。与传统的分形维数计算方法相比,该研究确定的迂曲度分形维数更能体现岩石内部不同孔隙排列方式引起的迂曲度差异。     

大理岩冲击加载试验碎块的分形特征分析

应用分形几何的方法对冲击加载试验中大理岩破碎块度分布进行统计分析。结果表明,大理岩的冲击破碎块度分布具有分形特征,采用破碎分形维数对岩石破碎过程进行定量描述,可以合理地反映大理岩冲击破碎的程度;大理岩的平均破碎块度与冲击加载速率有着较强的相关性,随着加载速率的提高迅速减小;建立了能量吸收与破碎分维的关系,从能量吸收的角度可以较好地解释破碎分维的变化规律。破碎分维是评价岩石冲击破碎块度分布的理想指标,可较为全面地反映岩石冲击破碎的全过程。     

基于数字岩心分形特征的渗透率预测方法

基于数字岩心技术,对岩心CT扫描图像进行处理,结合分形理论求取数字岩心的分形特征参数并通过构建数字岩心的等效分形介质模型对岩心渗透率进行预测。首先对两块砂岩岩心进行了微米CT扫描,提取岩心孔隙网络模型,分析岩心孔隙结构特征,结果表明岩心的孔喉半径分布与孔喉配位数分布对岩心渗透率有一定影响;其次利用MATLAB、Image J等软件对CT扫描得到的数字岩心及帝国理工学院网站公开的数字岩心进行处理,基于分形理论求取数字岩心分形维数、迂曲度、迂曲度分形维数和最大孔隙直径等参数;最后基于分形渗透率模型对岩心渗透率进行预测。结果表明：预测渗透率与岩心渗透率具有良好的相关性,相关系数大于0.97。因此,基于数字岩心技术,通过构建数字岩心等效分形介质模型,可以有效预测岩心渗透率。     

查干凹陷下白垩统碎屑岩储层成岩演化与油气成藏

查干凹陷轻质低硫成熟原油的发现显示出查干凹陷良好的油气勘探前景。低成分成熟度和低结构成熟度、高岩屑含量和高填隙物含量、多填隙组分和多胶结类型是查干凹陷下白垩统碎屑岩储层的岩石学特征,碳酸盐胶结物的选择性溶蚀、火山岩呈似层状存在于地层中对下伏碎屑岩压实作用的减缓是查干凹陷特低孔特低渗储层能够形成较为发育的次生溶蚀孔隙并成为有效储层的原因,受岩性控制、有利构造环境是查干凹陷油气成藏的特点,寻找储层形成的有利沉积相带和易于成岩作用改造、发育次生溶蚀孔隙而且物性相对较好的砂体,是查干凹陷油气勘探实现突破的根本。     

中国断裂构造的分形特征及其大地构造意义

中国大陆壳体中深大断裂的分布具有分形结构特征。大陆全境的分维值为1．493,各构造区的分维值为0．827～1．624。活动区特别是地洼区中断裂构造分维值（1．236～1．624）显著大于稳定区即地台区的分维值（0．827～1．074）,并且壳体结合部位的分维值大于壳内部位。断裂构造的分维值反映了区域大地构造演化、运动历史的复杂性和构造活动的强弱性,因而可作为大地构造研究的一个定量参数。     

利用毛管压力曲线分形分维方法研究流动单元

利用取心井铸体薄片获得的图像资料和毛管压力曲线,通过图像分形几何学方法以分维数的形式定量地表征出了复杂的微观孔隙喉道结构特征,发现能够很好地划分和评价孔隙岩石中油、气、水的渗流差异,可以用于储层微观流动单元表征。文中阐述了岩石微观孔隙喉道结构分形的理论基础、计算方法和应用于表征流动单元的依据。建立了中国西部砾岩低渗透油藏微观孔隙喉道分维数与孔隙度、渗透率之间计算图版,据此在油藏中利用常规测井资料获得的孔隙度、渗透率参数计算微观孔隙喉道分维数,开展全油藏流动单元划分与评价,取得了良好的效果。研究结果表明,利用毛管压力曲线分形分维方法研究储层微观流动单元是一种很有效的途径。     

红层软岩遇水作用的孔隙结构多重分形特征

红层软岩内部孔隙具有随机、多样化的分布特点,孔隙结构的变化是影响其宏观力学性能的关键所在。由SEM扫描电镜获取岩样不同饱水时间下的细观结构图像,根据盒维数法计算出孔隙的分形维数,发现随着饱水时间的加长,孔隙的分形维数呈现增大趋势。同时对孔隙的数量、大小进行统计分析,得出不同饱水时间下岩样内部孔隙的分布特征。基于多重分形理论,采用统计矩的方法对孔隙结构进行定量表征。结果表明,孔隙结构的分配函数与q阶次趋于线性关系,验证了该结构的自相似性与无标度性,由广义分形维数D(0)>D(1)>D(2)说明了孔隙具有多重分形特征,由多重分形谱参数分析了孔隙结构的不规则性与复杂程度,更好地表征孔隙大小各异的分布情况。结合孔隙结构的多重分形特征与岩样抗压强度,建立起孔隙结构变化与其力学性能的关联性,对研究红层软岩的损伤过程具有一定的指导意义。     

基于分形几何理论的DFN模型构建方法研究

以重庆梁-忠（梁平县-忠县）高速公路礼让隧道为工程研究背景,通过测线法调查现场节理,获得了节理产状分布概率密度函数,并从分形几何学的角度分析了节理间距及迹长的分形分布规律,推导出能反映节理间距及迹长分布状态的分形维数D及分形分布概率密度函数。在该基础上采用Matlab软件以及Monte-Carlo随机分析方法,产生节理参数随机数,结合3DEC中最新模块离散裂隙网络(DFN)技术,建立了能反映节理裂隙分布特征的离散裂隙网络模型并验证了模型的有效性,结果表明,分形分布比负指数分布包含更多的间距、迹长分布信息,更接近于实际分布;分形维数D反映了节理间距、迹长在其变化范围内的分布特征,分形维数的大小取决于小间距、小迹长部分数量在总节理数量中的比例,为节理裂隙岩体网络模型构建提供了一种新方法。     

深层—超深层碎屑岩储层非均质性特征与油气成藏模式

深层—超深层地质条件下,储层的孔渗物性特征和流体动力连通关系决定了油气在储层中的流动状态,这也就决定了油气运移的动力条件和聚集成藏的机理与过程。本文基于对深层—超深层碎屑岩储层结构非均质性的研究,认识深层—超深层油气运聚成藏机制和过程,总结油气多期复合成藏模式,探索深层—超深层油气分布规律。碎屑岩储层普遍存在强烈的非均质性,受到沉积结构构造及成岩作用控制,表现出空间结构性特征,在埋藏至深层—超深层的过程中经历了差异性的成岩演化和油气充注。结构非均质性储层中的油气总体向上倾方向运移,受储层中砂体分布、隔夹层结构以及连通方式的影响,油气运移路径的分布极不均匀,在储层中任何部位都可能聚集,并可能继续运移到有利圈闭中富集。在深埋过程中,多期多幕的构造变动促使深层—超深层储层中已聚集的油气向着上倾方向运移调整,或沿着断裂向上运移调整至中—深层与之相关的有效储层中运移、聚集。深层—超深层勘探具有更为广泛的目标选择,洼陷区和斜坡区都可能成为有利勘探区域。现实的深层—超深层油气勘探新领域包括：构造高点油气藏向供源方向的拓展,深层—超深层烃源由断裂调整至中深层—超深层的次生油气聚集,深层—超深层与油气源...