鄂尔多斯盆地杭锦旗地区盒1段致密砂岩孔隙结构分形特征及其与储层物性的关系

基于物性、铸体薄片、电镜扫描和高压压汞等测试分析资料,利用汞饱和度法和含水饱和度法对杭锦旗地区盒1段致密储层孔隙结构分形维数进行了计算,并分析其与储层物性的关系.结果表明:盒1段储层平均孔隙度、渗透率分别为9.83％、1.03×10-3 μm2,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和残余粒间孔为主.汞饱和度法计算的整体分形维数...     

塔巴庙上古生界砂岩储层成岩作用对孔隙结构的影响

通过研究砂岩储层成岩作用对孔隙结构的影响,证实了引起砂岩储层中的低孔、低渗,已为成岩作用的关键因素。早期强烈的机械压实和胶结作用造成砂岩储层原生孔隙不发育,孔喉配位数以0为主,少量可发育1条~2条喉道,孔隙度损失38%~25%。随后的千枚岩岩屑及其它碎屑矿物的溶蚀和蚀变作用,形成了粒间溶孔、粒内微孔、粒内蜂窝状溶孔以及高岭石晶间隙等,此类孔隙半径一般在8μm~20μm,喉道半径在5μm~10μm,平均孔喉比在2~5左右。但其具有数量多,规模大的特点,一般占总孔隙度的70%以上,对各层段砂岩储层储集性能有一定的改善。保留下来的主要是砂岩储层储集空间类型,有极少量的原生粒间孔主要分布在下石盒子组。     

鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性表征

基于高压压汞和核磁共振测试方法,结合分形理论对鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩孔喉结构与油藏物性进行了表征。采用毛管束模型和润湿相模型计算了高压压汞孔喉分形维数,利用核磁共振测试T₂谱分别计算了大孔、中孔、小孔以及总孔隙的分形维数;对各分形维数与油藏物性之间的关系进行了对比分析。研究表明：基于高压压汞曲线计算岩心分形维数时,相比于润湿相模型,毛管束模型计算得到的分形维数与油藏物性之间具有更好的相关性,随着分形维数增加,平均半径减小,孔喉结构非均质性增强,油藏物性变差。核磁总孔隙分形维数与油藏物性相关性较差,大孔和中孔的分形维数与油藏物性具有较好的相关性,其中随着大孔和中孔分形维数增加,岩心渗透率降低,油藏物性变差;与小孔相比,大孔和中孔的分形维数与油藏物性的相关性更强,表明致密砂岩储层物性主要受大孔和中孔控制,分形维数可以有效表征致密砂岩小孔、中孔和大孔对油藏物性的影响。     

苏里格地区致密砂岩矿物组成与微观结构及其对水力压裂的潜在影响

致密砂岩气是重要的非常规天然气资源,致密砂岩储层的矿物组成特征与孔隙微观结构不仅会影响致密储层中天然气的赋存状态,同时也对水力压裂改造效果具有重要影响。然而,有关致密砂岩矿物成分及其微观赋存形态对气井水力压裂潜在影响的研究尚不充分,针对这一问题,文章以鄂尔多斯盆地苏里格地区主开采层—二叠系下石盒子组盒8下段致密砂岩为研究对象,钻取5口气井岩心样品,利用XRF、XRD、铸体薄片、SEM及EDS能谱等技术系统分析了该段致密砂岩矿物组成、微观形貌、孔隙分布等储层特征。基于分析结果,探讨了上述储层特征因素对水力压裂的潜在影响。研究发现,苏里格地区盒8下段致密砂岩主要为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩,密度介于2.44～2.56 g/cm3之间,孔隙度为7.7%～12.6%,渗透率为0.16～1.42 mD,属于典型的低渗透气藏。矿物成分主要为石英和黏土矿物,而长石矿物和碳酸盐矿物含量极低。其中黏土矿物含量占比为16.5%～47.4%,以高岭石、伊利石和绿泥石为主。高岭石在该区致密砂岩中广泛发育,呈书页状和蠕虫状填充于粒间孔隙及粒表,形成大量高岭石晶间孔。此外,致密砂岩中粒间孔隙、粒内溶孔、粒间裂隙及粒内...     

应用扫描电镜与X射线能谱仪研究柳江盆地上石盒子组砂岩孔隙与矿物成分特征

柳江盆地是国家级地质遗迹自然保护区,位于河北省秦皇岛市北部的燕山脚下。该区内的二叠系上石盒子组砂岩的岩石学研究工作多集中于宏观野外地质观测,缺少微观尺度下对上石盒子组孔隙特征和矿物组分特征的研究。本文在野外地质观察与剖面实测基础上,采用扫描电镜和X射线能谱测试,分析了柳江盆地上石盒子组砂岩的孔隙特征与成分特征。结果表明,柳江盆地上石盒子组以含砾粗砂岩、中砂岩与粉砂岩-泥岩互层为主,具有"二元结构"。扫描电镜下观察发现上石盒子组砂岩孔隙包括原生孔隙和次生孔隙两大类,次生孔隙依据孔隙形态与分布位置又可分为粒间溶孔、粒内溶孔、微裂隙和晶间微孔。砂岩矿物组成含量最多的矿物为石英和长石,其次为高岭石和绿泥石等黏土矿物;黏土矿物的种类组合特征表明,上石盒子组砂岩处于中成岩阶段早期。     

基于高分辨率CT的孔隙型白云岩储层孔隙系统分形与多重分形研究

孔隙型白云岩储层由于孔隙类型的多样性、孔隙结构的复杂性和非均质性,需要运用新手段对其孔隙系统进行刻画和表征。综合利用高分辨率微纳米CT技术和分形与多重分形理论,通过不同孔隙类型、不同样品尺度的CT图像二维系列切片和三维数字岩心数据体研究,讨论了粒间孔、晶间孔、铸模孔等不同孔隙系统的分形与多重分形特征。结果表明,晶间孔、粒间孔、铸模孔和混合孔等孔隙在分形盒子维数上有明确的响应,二维系列切片盒子维数值的相对大小为:铸模孔粒间孔晶间孔混合孔。盒子维数与孔隙度、渗透率的数据对比表明,孔隙度可能也对盒子维数产生影响。通过对粒间孔和铸模孔样品孔隙系统在三维空间上的多重分形分析,揭示其孔隙结构标度-频率图是一条直线,为典型的幂律分布,即在不同尺度上具有标度不变性;在多重分形频谱图上是连续频谱分布,为明显的多重分形分布特征,反映了三维空间上孔隙分布的不均一性。     

山西省域煤系泥页岩孔隙分形特征

为定量化表征山西省域煤系泥页岩储层孔隙结构复杂程度,以山西省域140件海陆交互相煤系泥页岩实测低温液氮吸附数据为基础,利用FHH模型分别计算了孔径小于4 nm孔隙分形维数D_1与孔径大于4 nm孔隙分形维数D_2,结合XRD衍射、吸附甲烷、有机质丰度、类型等实验成果,讨论了孔隙结构、饱和吸附量、黏土矿物含量及有机质丰度与分形维数的关系。结果表明:山西省域煤系泥页岩发育有机质孔与无机孔,页岩有机质孔不及海相页岩发育,无机孔以黏土矿物层间孔与粒间孔为主,孔隙形态结构复杂,存在较多墨水瓶状、狭缝状孔;孔隙分形维数随BET比表面积、黏土矿物含量增高呈现出增大趋势,随有机质丰度、平均孔径及石英含量增高呈现出减小趋势;D_1与微孔及孔径为2～4 nm的介孔比孔容呈正相关关系,D_2与孔径为4～50 nm的介孔比孔容呈正相关关系,而与宏孔比孔容呈负相关关系;饱和吸附量与分形维数呈正相关关系;山西组泥页岩中黏土矿物含量比太原组高,分形维数与矿物含量的相关性比太原组好,太原组泥页岩w(TOC)高,但有机质孔发育不如山西组,D_1与w(TOC)的负相关关系比山西组更明显。     

晋中盆地西南缘石炭-二叠系煤储层孔隙结构及分形特征

以晋中盆地西南缘石炭-二叠系煤储层为研究对象,基于高压压汞试验,分析研究了煤储层的孔隙结构及分形特征,运用Washburn方程和海绵模型计算了大孔(100nm)分形维数D_M,对比讨论了孔隙结构参数与分形维数的关系,以及煤岩工业分析、煤化程度及煤岩显微组分对分形维数的影响。研究结果表明:本区孔径分布在6～10 000nm,以"双峰型"为主,墨水瓶状孔发育。孔隙结构以微孔、小孔为主,中孔与大孔次之,其中微孔和小孔对总孔容贡献率最大,吸附孔和渗流孔比表面积贡献率相当,反映本区煤层有利于煤层气的储集、扩散及渗流。本区中变质程度煤储层渗流孔(100nm)具有分形特征,煤岩总孔容越小、总比表面积越大、分形维数D_M越大,即孔隙结构非均质性越强,分形维数D_M可以有效反映孔隙结构特征。分形维数D_M与R_(o,max)、水分、镜质组含量呈正相关,与灰分、惰质组含量呈负相关,本区中煤阶烟煤分形维数受煤岩热演化程度影响明显。     

致密气储层孔喉分形特征及其与渗流的关系--以鄂尔多斯盆地下石盒子组盒8段为例

选取鄂尔多斯盆地盒8段16块致密砂岩样品进行恒速压汞测试,结合同位样品核磁共振实验,分析了致密气储层孔喉分布特征;在此基础上,运用分形几何原理和方法,开展了致密气储层孔喉分形研究,并表征了分形与储层渗流特征和孔隙结构参数的关系。结果表明:致密气储层有效孔隙被亚微米-微米级孔喉所控制,其中孔隙主要为大孔和中孔,喉道由微喉道、微细喉道和细喉道所组成;致密气储层孔隙分布不具分形特征,而孔喉整体和喉道则符合分形结构,且分别对应分形维数D₁和D₂;基于储层孔喉分形结构与其渗流特征,将盒8段致密气储层孔喉分形结构划分为2种类型:Ⅰ型表现为阶段式分形特征,以进汞压力1 MPa为界,大于1 MPa孔喉具有分形特征,且储层阶段进汞饱和度主要由喉道贡献,反之,孔喉不符合分形特征,其进汞饱和度增量由孔隙贡献;Ⅱ型为整体式分形,进汞饱和度几乎全由喉道贡献。储层孔喉分形维数与渗透率、平均喉道半径和主流喉道半径存在较好的负相关性,与微观非均质系数呈现较明显的正相关性,而与孔隙度、平均孔隙半径和平均孔喉半径比之间没有明显的相关性。     

致密砂岩储层物性测试合理平衡时间探讨

正致密砂岩是指低孔低渗(岩石孔隙度小于或等于10%,基质覆压渗透率小于或等于0.1 mD)(1m D=1×10~(-3)μm~2)的砂岩。致密砂岩储层与常规储层相比,其沉积背景和沉积环境、成岩演化、孔隙类型、孔喉结构、孔隙连通性、储集性等方面均有较大差异,从而造成低孔低渗、小孔喉,渗流阻力大,流体进入比较缓慢。所以储层物性测试结果往往误差会比较大(2010,蔡希源;2009,谷江锐)。     

东北晚中生代断陷盆地J3—K1储层孔隙组合特征及孔隙结构类型

论述了东北晚中生代断陷盆了Ｊ３－Ｋ１储层的孔隙组合特征及砂岩储层的孔隙结构类型,砂岩储层的孔隙组合为５种类型,正常粒间孔及缩小粒间孔组合;正常粒间孔及粒间扩大溶孔组合;粒间扩大溶孔及铸模孔组合;粒内溶孔及胶结物内溶孔组合,微孔和裂缝与少量原生粒间孔及残余缩小溶孔组合;特殊储层的孔隙组合因储层类型的不同而异,砾岩储层以砾间孔隙＋砾间填隙物孔隙为主,安山岩储层为气孔＋裂缝或气孔＋裂缝＋砾（粒）间空隙。     

辽河东部凸起太原组页岩孔隙分形特征

页岩孔隙结构具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数能定量描述孔隙结构的复杂程度。以辽河东部凸起为例,应用高压压汞方法研究了页岩孔隙结构及其不规则性,计算了页岩孔隙分形维数。研究结果表明,辽河东部凸起太原组页岩孔隙分形无标度区为0.09~60μm,孔隙分维数为2.378~3.007,随着分形维数的增大,页岩的非均质性增强,压汞实验得出的页岩孔径分布特征也证明了页岩的孔隙分形维数可以用来定量描述页岩储层岩石孔隙结构的微观非均质性;数学拟合表明分形维数与有机质含量相关性差,反映页岩中无机孔隙为主体孔隙类型;分形维数与石英含量呈较弱的正相关而与黏土矿物含量呈较强的负相关性,表明黏土矿物含量对页岩孔隙结构影响明显。分形维数与页岩的渗透率和孔隙度均具有很好的负相关性,分形维数越大,岩心的渗透率和孔隙度越小,表明分形维数越大,孔隙结构越趋于复杂,不利于气体的渗流和产出。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区盒8段致密砂岩储层特征研究

盒8段为苏里格气田主力产气层之一,搞清储层特征对勘探开发有着重要指导意义。通过薄片鉴定、恒速压汞、核磁共振等多种实验手段对苏里格致密砂岩储层岩石学特征、孔隙类型、物性特征和主流喉道半径进行研究。研究结果表明:(1)研究区盒8储层岩石骨架颗粒组成主要为石英,次为岩屑,仅局部分布少量长石。成分成熟度一般较高,结构成熟度中等,以中粒砂岩和粗粒砂岩为主,填隙物有伊利石、伊蒙混层、高岭石及绿泥石、铁方解石、硅质和凝灰质;(2)主力储层储集空间以次生溶孔为主,原生粒间孔次之,裂缝极少;(3)储层孔隙度基本小于12%、渗透率基本小于1.0 m D,并且在覆压条件下,储层渗透率小于0.1 m D的样品占92%,属于典型的致密砂岩气储层;(4)主流喉道半径主体介于1~2 um。     

基于分形理论的致密砂岩渗透率预测模型

渗透率是决定致密砂岩储层渗流能力并最终决定产能的关键因素。【目的】由于致密砂岩储层孔隙结构复杂、非均质性强，其渗透率变化范围大，预测困难，亟需开发适用于致密砂岩的渗透率预测模型。【方法】以塔里木盆地库车坳陷KS2气藏白垩系巴什基奇克组致密砂岩为研究对象，综合物性测试、薄片鉴定、扫描电镜成像分析、高压压汞技术、核磁共振技术及分形理论，对致密砂岩孔隙结构进行定性、定量表征。【结果】基于分形理论，充分考虑孔隙结构非均质性对渗透率的影响，提出了两个新的、基于分形理论的致密砂岩渗透率预测模型。【结论】与r_apex渗透率预测模型相比，r₂₀分形模型、SDR₍(>40))分形模型的渗透率预测精度分别提升了42%与20%。     

基于热力学模型的煤孔隙结构分形表征

煤的孔隙结构复杂,难以用传统的欧氏几何理论描述其复杂性,而分形理论可定量表征孔隙结构的复杂程度。通过对渭北煤田韩城矿区10个煤样进行的压汞实验,采用热力学分形模型,获得了煤的渗流孔的分形维数,定量表征了煤的孔隙特征,并探讨了分形维数与渗透率的关系。研究表明:对于同等变质程度的煤来说,煤中吸附孔越多,孔隙分形维数越大;煤孔隙分形维数与渗透性呈负相关关系。由此可见,煤的渗流孔分形维数可作为煤储层渗透性评价的定量指标之一。      

利用高压压汞实验研究致密砂岩孔喉结构分形特征

微观孔喉结构是影响砂岩油藏特征的重要因素,但致密砂岩孔喉复杂,非均质性强,常规测试难以对其进行有效表征,需要利用分形理论对致密砂岩孔喉结构进行深入研究。以鄂尔多斯盆地姬塬地区长7段致密砂岩为研究对象,通过高压压汞和分形理论研究了致密砂岩孔喉结构和分形维数特征。讨论了分形曲线转折点与孔喉结构关系,并结合铸体薄片和扫描电镜,分析了孔喉分形特征形成原因。结果表明:致密砂岩分形曲线具有明显转折点。转折点为孔喉分布峰值,代表连通性好的大尺度孔喉向连通性差的小尺度孔喉的转换。致密砂岩小尺度孔喉分形维数平均值为2.24,大尺度孔喉半径分形维数平均值为4.65。大尺度孔喉非均质性明显强于小尺度孔喉。小尺度孔喉分形维数与孔喉结构相关性较好。致密砂岩小尺度孔喉主要为喉道和晶间孔,这部分孔喉连通性差,半径较小,受成岩作用影响微弱,因此分形维数小。致密砂岩大孔喉主要为剩余粒间孔和溶蚀孔隙,该类型孔喉半径较大,受成岩作用改造明显,因此分形维数大。     

陆相页岩热演化过程中孔隙分形特征

分形维数可定量表征储层孔隙结构的复杂性,为页岩储层评价提供思路。以热模拟获得的不同热演化阶段的鄂尔多斯盆地长7段页岩为研究对象,应用场发射扫描电镜观察了各演化阶段孔隙变化特征,并通过低温液氮吸附实验,研究各个演化阶段页岩孔隙分形特征,运用FHH模型计算页岩孔隙分形维数,探讨了分形维数与有机碳、矿物成分、孔隙结构参数的关系。研究结果表明:低成熟阶段页岩中纳米级有机质孔发育有限,随着成熟度的增加,在有机质内部开始逐渐发育孔隙,同时黏土矿物颗粒间的有机质也开始分解,出现纳米级层间孔,主要发育墨水瓶状孔和少部分的平行板状孔;孔径峰值主要在2~4 nm和40~50 nm,随着成熟度增加,上述2个孔径段的孔隙相对数量增加,分形维数依次增大,分形维数为2.592~2.717,孔隙非均质性增强。分形维数随着有机碳含量的减少而增加,而与石英、黏土矿物含量相关性不明显;随着成熟度增加,微孔和中孔比例增加,平均孔径减小,孔隙表面越复杂,比表面积和分形维数增加;分形维数与总孔隙体积、微孔体积、中孔体积具有很好的正相关性,而与大孔体积相关性较差。      

苏里格气田苏西区块上古生界天然气储层特征

从储层的岩石学类型、孔渗特征、孔隙结构类型和储集空间等方面分析苏里格气田苏西区块上古生界天然气储层特征。通过实验室铸体薄片鉴定、岩心物性测试、孔隙图像、扫描电镜以及高压压汞等方法测试研究,结果表明该区上古生界盒8、山1、山2储层以岩屑石英砂岩为主,其次为石英砂岩和岩屑砂岩;储层均属于特低孔超低渗储层;储集空间类型主要为粒间孔、晶间微孔以及粒内溶孔,研究区主要的孔隙结构组合是"溶孔+微孔"型;储层孔喉连通性较差,孔喉连通性较差又直接影响了该区上古生界的储层质量。     

不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形特征及其对渗透性的影响

煤的孔隙-裂隙结构特征是研究储层渗透性的关键问题。为了定量描述孔隙-裂隙结构的复杂程度,以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田原生结构煤和碎裂结构煤为研究对象,基于压汞实验数据和扫描电镜（SEM）图像,采用Menger分形模型和计盒维数方法,分别计算不同煤体结构煤的孔隙-裂隙分形维数;同时采用不同孔径段的孔隙体积比作为权重值,计算得到孔隙综合分形维数,探讨孔隙-裂隙结构分形维数和渗透率之间的关系。研究结果表明,脆性构造变形作用对孔隙整体复杂性,裂隙孔、渗流孔复杂性以及微观裂隙复杂程度均具有积极改造作用,对吸附孔结构复杂性具有均一化作用;微观裂隙分形维数与渗透率具有较高非线性关系,脆性构造作用改造下形成的碎裂煤,其具有的孔隙-裂隙结构优势配比是决定储层高渗透性的关键。因此,建议优先考虑弱脆性变形的碎裂结构煤为主体的断层、向斜和背斜区域进行煤层气抽采。      

大牛地气田大18井上古生界致密砂岩储层物性及其成岩主控因素

以大牛地气田大18井上古生界致密砂岩储层为研究对象,利用微观镜下研究手段和储层物性数据等资料,研究了大18井上古生界储层的岩石学特征、孔隙及物性演化特征、致密化成因及优质储层主控因素。分析结果表明:大18井上古生界储层孔隙以次生孔隙为主,包括石英颗粒溶解所形成的粒间溶孔和粒内溶孔、晶间孔,偶见铸模孔和超大孔;储层平均孔隙度为7.1%,平均渗透率为0.34×10-3 μm2,属于低孔低渗储层;压实作用是本区储层致密化的大背景,硅质、钙质及黏土矿物胶结充填孔隙、堵塞孔喉是致密化的主要原因;溶解作用是大18井优质储层形成的主控因素,特别是石英溶解最为发育,而绿泥石环边胶结作用通过增强岩石的抗压实强度、抑制石英次生加大保护原生孔隙,但不能增加储层物性。