特低渗透砂岩储层水驱油CT成像技术研究

通过水驱油岩心的CT成像技术,动态、定量、可视化地研究了特低渗透砂岩储层水驱油岩心的微观孔隙结构、含水饱和度分布、吸水能力及微观孔隙结构对驱油效率的影响.研究表明,实验岩心的CT值分布在1819~1961之间,与标准的Berea砂岩相比高出15%左右,属于典型的特低渗透砂岩储层.储层微观孔隙结构是影响油水分布的主要因素.特低渗透砂岩储层开发要高度重视无水采收率.储层致密和微裂缝发育的不均一性是特低渗透砂岩油田驱油效率低的根本原因.     

致密砂岩电学参数的非阿尔奇现象

致密砂岩孔喉细小,孔隙结构和孔隙表面性质复杂.深入理解电学参数变化规律对认识储层孔隙结构和含油气饱和度具有重要意义.本文选取鄂尔多斯盆地上古生界二叠系某致密砂岩气藏18块岩样,采用自吸増水法建立含水饱和度,测定岩样原地有效应力25 MPa下的电学参数,并采用压汞实验分析了岩样孔隙结构.原地有效应力下,致密砂岩的岩性系数a大于1、b小于1,胶结指数m、饱和度指数n均小于2,反映出致密砂岩的次生孔隙类型和片状孔喉特征;渗透率增加,岩性系数b缓慢增加,饱和度指数n主要介于1.0~1.5之间;在对数坐标系中,低含水饱和度阶段,部分岩石电阻率增大系数与含水饱和度的关系线发生弯曲,出现非阿尔奇现象;高含水饱和度阶段,随含水饱和度增加,部分岩石电阻率增大系数与含水饱和度RI-Sw关系线出现饱和度指数降低的非阿尔奇现象.低含水饱和度阶段,岩石孔隙表面的水润湿性是RI-Sw曲线向下弯曲的主要原因;孔喉连通性差、非均质性强的部分水湿岩石的RI-Sw曲线可能向上弯曲;致密砂岩的进汞中值压力高,孔喉非均匀性强,水在岩石中不均匀地分布,含水饱和度大于(70%~90%)后,RI-Sw曲线出现平缓折线,该阶段的n值远小于2.     

鄂尔多斯盆地东南部长6储层岩电关系特征

鄂尔多斯盆地东南部延长组长6储层以低孔低渗-特低渗为特征,长6岩心岩电实验分析结果表明,岩电关系复杂,其中孔隙度-地层因素(F)关系中,a、m参数变化范围大,具有相对高a值低m值的特点,同时,含水饱和度(Sw)-电阻率增大系数(I)关系除常规直线关系外,相当一部分储层含水饱和度(Sw)-电阻率增大系数(I)表现为分段线性函数关系,n参数大多小于2.0.     

孤东油田七区西馆陶组聚驱后水淹层测井识别方法

孤东油田七区西馆陶组储层先后经历了注淡水、注咸污水和注聚开发阶段,测井响应复杂,应用常规交会图难以识别聚驱后水淹级别.本次研究基于聚驱后测井响应机理实验、聚驱前和聚驱后"对子井"测井响应的对比分析开发了水淹级别的主成分识别方法.首先,实验考察了聚合物溶液、聚合物驱岩样的声速、电阻率特征,认为聚合物自身的声速、电阻率性质对储层声速、电阻率的影响可以忽略.其次,选取"对子井"对比分析了聚驱前、聚驱后不同级别水淹层的测井响应的变化规律及机制,并基于敏感性分析筛选了对水淹级别比较敏感的Rxo、SP、RT、△MN曲线作为水淹级别识别曲线.最后,应用主成分分析方法建立了测井响应识别水淹级别的标准.2口井的应用效果表明,该方法可满足该储层聚驱后水淹层识别的需要.     

裂缝性岩石低频下复电阻率与饱和度关系研究

储层中裂缝的发育影响着油气运移和储存,因此识别裂缝以及得到裂缝性储层的表征参数与物理性质对于预测天然气的产量有重要的意义.本文主要通过实验和数值模拟研究了低频段(100 Hz～1 MHz)内均质岩样和不同裂缝参数的裂缝性岩样的复电阻率频散特性.利用有限元模拟计算简易岩样模型的复电阻率,研究了完全饱和水状态下均质岩样与裂缝岩样复电阻率频散特性的区别.并重点研究了100 Hz、1 kHz和10 kHz下均质岩样以及不同裂缝宽度、密度、倾角岩样含水饱和度SW与电阻增大率TR、含水饱和度SW与介电常数变化率Iε的变化关系.实验结果显示完全饱含水的情况下裂缝的出现,使得岩样的复电阻率实部降低,复电阻率虚部的幅值减小;不同频率(100 Hz、1 kHz和10 kHz)下IR-SW曲线发生分离.裂缝密度和裂缝倾角的增加,导致岩样的复电阻率实部降低,复电阻率虚部的幅值减小;并使得不同频率下的IR-SW和Iε-SW分离程度变大.讨论了阿尔奇公式中饱和度指数n与系数b以及仿阿尔奇公式中介电饱和度指数n '与系数b与裂缝参数的关系,说明在高含水饱和度时,导电与介电的幂指数规律基本一致.通过对裂缝性岩石上述参数的研究,为多频复电阻率测井仪的研发提供理论与实验支撑,进而提高裂缝性储层含气性识别以及定量评价含气饱和度的可靠性.     

骨架导电的混合泥质砂岩通用孔隙结合电阻率模型研究

在水介质中顺序添加分散粘土颗粒、油珠、导电骨架颗粒、层状泥质,并对每一种成分进行连续积分,建立了一种适用骨架导电及含有分散粘土和层状泥质的泥质砂岩通用电阻率模型.通过对该模型的影响因素分析,发现泥质分布形式对模型计算的含水饱和度有很大影响;对应两个不同粘土颗粒电阻率或骨架颗粒电阻率的地层电导率之差,几乎与总含水饱和度无关,而对应两个不同层状泥质电阻率的地层电导率之差,随总含水饱和度增大而增大;骨架胶结指数变化对地层电导率与总含水饱和度关系曲线的影响最大,而粘土胶结指数变化对地层电导率与总含水饱和度关系曲线的影响最小;饱和度指数对地层电导率与总含水饱和度关系曲线的影响随总含水饱和度的增大而减小.通过一组骨架导电的人造岩样的试验,表明当地层水电阻率.小于颗粒电阻率时,该模型可以用于不含粘土的骨架导电的岩石.通过两组分散泥质砂岩岩样实验测量数据和一组层状泥质砂岩测井资料及实际测井资料的计算,表明本文给出的电阻率模型既适用于分散泥质砂岩地层解释又适用于层状泥质砂岩地层解释,同时,还适用于含有分散粘土和层状泥质的混合泥质砂岩地层解释.     

致密砂岩储层CO2驱油特征的核磁共振实验研究

利用核磁共振技术对致密砂岩储层不同渗透率级别基质岩心和裂缝基质岩心不同驱替压力下CO2驱油特征进行了研究,简述核磁共振原理及实验方法。表明:致密砂岩储层特低、超低渗透基质岩心在初始CO2驱替压力下,岩心毛细孔隙和微毛细孔隙区间的油不同程度被采出,随着CO2驱替压力增大,特低、超低渗透基质岩心毛细孔隙区间油的采出程度不断增加且累积采出程度不同。裂缝致密砂岩储层岩心,裂缝和毛细孔隙区间的油在初始CO2驱替压力下,岩心裂缝中的油及毛细孔隙中的部分油被驱替出来,CO2驱替压力提高毛细孔隙、微毛细区间油的采出程度和累积采收程度较小。致密砂岩储层特低、超低渗透基质岩心和裂缝致密砂岩储层岩心,随着CO2驱替压力增大毛细孔隙区间的部分剩余油成正比增加进入到微毛细孔隙区间改变储层剩余油分布。核磁共振技术能够深入研究致密砂岩储层CO2不同驱替压力阶段,岩心裂缝、毛细孔隙区间、微毛细孔隙区间油的采出程度和剩余油分布情况,对于研究致密砂岩储层微观驱油机理具有较重要的价值。      

聚合物驱油层电阻率测井响应变化特征研究(英文)

油层注入聚合物溶液后,电阻率测井响应发生与水驱不同的变化特征,严重影响水淹层测井评价的效果。本文首先分析了聚合物溶液的导电性质,其次按照聚合物驱油层不同施工流程开展岩电实验研究,分析不同驱替阶段的岩石电阻率的变化特征。并对比分析聚合物驱与水驱油层电阻率测井响应的差异。结果表明,不同聚合物驱替饱含油岩心过程,岩心电阻率随饱和度变化呈现"w"型或"S"型和单调下降的形态;清水聚合物驱油层电阻率测井响应呈现弱、未水淹的特征;污水聚合物驱油层电阻率测井响应呈现与污水水驱相似的变化特征。     

利用核磁共振技术研究沥青质沉积对低渗储层孔隙结构的影响

为揭示CO_2驱过程中沥青质沉积对低渗储层基质孔喉的伤害机理,利用核磁共振技术对岩心样品进行了CO_2驱替前后的T2谱测试.结果表明:沥青质沉积量与驱替压力呈正相关,在CO_2-原油体系达到混相前后,沉积速率最大;渗透率伤害程度则随沥青质沉积量的增加而增大.在驱替初始,较小孔喉(0.1~10 ms)几乎无堵塞,较大孔喉(10~200 ms)出现少量堵塞;注入压力达到最小混相压力,CO_2与原油混相产生大量沥青质沉积,较小孔喉出现45.61%堵塞,较大孔喉堵塞21.31%;在驱替压力继续增大时,较小孔喉堵塞程度严重,最高可达55.22%.对于低渗砂岩储层,基质孔喉尺度越小,沥青质对其的伤害程度就越高.     

利用自然电位与自然伽马测井曲线划分沉积相带及储层分布

自然电位、自然伽马测井曲线形态和特征与沉积相带及其储集砂体关系密切,它们对不同岩性地层特征响应十分敏感.利用自然伽马、自然电位同步减小的较大幅度评价识别渗砂层,指示划分水下分流河道主体沉积微相带;利用自然伽马、自然电位减小的幅度差评价识别低渗砂、致密砂层,指示划分水下分流河道堤泛(侧翼)沉积微相带;并以自然电位比自然伽马减小幅度的相对细小差异识别油水层.在安塞油田沿河湾地区长6自然伽马、自然电位曲线划分沉积相带及储层的应用中,建立了自然伽马、自然电位划分储层的下限标准,有效地评价了特低渗透储层沉积微相带及储层类型,提高和扩大了测井曲线的应用及效果.     

Characteristics of petroleum accumulation in syncline of the Songliao basin and discussion on its accumulation mechanism

The relation between oil and water in reservoirs with low and ultra-low permeability is very complicated. Gravitational separation of oil and water is not obvious. Normal reservoirs are located in depression and structural high spot, oil and water transitions are located in their middle. Stagnation is the key fact of oil-forming reservoir in the axis of a syncline based on the research of oil, gas and water migration manner, dynamics and non-Darcy flow in the Songliao basin. In low and ultra-low permeable reservoir, gas and water migrate easily through pore throats because their molecules are generally smaller than the pore throats; but the minimum diameter of oil droplets is larger than pore throats and they must be deformed to go through. Thus, gas and water migrate in advance of oil, and oil droplets remain behind. Pressure differential and the buoyancy force in a syncline reservoir are a main fluid driving force; and capillary force is the main resistance to flow. When the dynamics force is less than resistance, oil is immobile. When the buoyancy force is less than the capillary force, a gravitational separation of oil and water does not occur. The reservoir in the mature source rock of a syncline area with the low and ul- tra-low permeability belongs to an unconventional petroleum reservoir.     

基于逾渗模型的泥页岩导电机理模拟

泥页岩储层储集空间以纳米/微米级的微孔隙和微裂缝为主,结构复杂,加之干酪根和黏土矿物含量较高,并含有一定量的黄铁矿等导电矿物,造成储层导电机理异于常规储层,岩电实验I-S_w曲线呈现非线性特征,阿尔奇公式等传统评价模型适用性较差.针对上述问题,根据实际岩心实验资料,结合随机算法建立三维逾渗模型并通过数值模拟和超松弛迭代法进行求解,分析泥页岩储层非阿尔奇性产生原因以及泥页岩储层电性的影响因素及规律.模拟结果显示,岩石孔隙拓扑结构和形状尺寸、矿物组成以及地层水电阻率等因素均对泥页岩储层电阻率产生不同程度的影响,通过改变上述因素的设定值,可以建立储层电阻率与各因素的单相关关系,并据此建立修正模型,实现储层含水饱和度的计算.该模型在四川某页岩气产区取得了较好的效果,具有良好的应用前景,为利用逾渗模型模拟方法解决油田勘探开发中的复杂问题提供了新思路.     

Petrophysical evaluation and its application to AVO based on conventional and CMR-MDT logs

常规测井为 AVO 分析提供了基础的资料, 成为联系岩石物理与地震资料的桥梁。然而如果储层存在有复杂的流体系统, 如地层被严重地层流体侵入、电阻率响应低及盐水矿化度复杂等的现象, 则常规测井无法提供高质量的测井资料, 导致得出错误的弹性计算结果, 使 AVO 结果与地震资料不吻合。中国渤海湾地区第三系裂缝性储层复杂, 我们利用常规测井和核磁共振测井与模块地层动态测试相结合的组合仪完成了地层评价和储层描述。研究结果表明岩石物理学家利用上述方法技术可以获得诸如空隙度、渗透率、含水饱和度、束缚流体以及空隙压力等重要的储层参数并进一步综合应用这些结果和以实验室测量数据为基础的岩性分析结果进行在地震域岩石物理研究和 AVO 分析。     

Seismic time–frequency analysis as a robust method to estimate the fluid saturation: A case study of carbonates reservoir,Iran

The propagation of seismic waves through a saturated reservoir compresses the fluid in the pore spaces. During this transition, parts of seismic energy would be attenuated because of intrinsic absorption. Rock physics models make the bridge between the seismic properties and petrophysical reality in the earth. Attenuation is one of the significant seismic attributes used to describe the fluid behaviour in the reservoirs. We examined the core samples using ultrasonic experiments at the reservoir conditions. Given the rock properties of the carbonate reservoir and experiment results, the patchy saturation mechanism was solved for substituted fluid using the theory of modulus frequency. The extracted relationship between the seismic attenuation and water saturation was used in time–frequency analysis. We performed the peak frequency method to estimate the Q factor in the Gabor domain and determined the water saturation based on the computed rock physics model. The results showed how the probable fault in the reservoir has stopped the fluid movement in the reservoir and caused touching the water‐bearing zone through drilling.     

利用阵列感应测井进行储层渗透率评价

钻井过程中储层受到泥浆侵入影响的程度与储层岩性有着密切关系,其中储层渗透率对侵入深度有着较大影响,因此若可以获知泥浆侵入深度,则有望对储层渗透率进行评估.本文首先建立含泥饼增长的泥浆侵入数值模型,然后建立阵列感应测井数值模型,两者的联合正演模拟显示泥浆侵入对地层的影响可以反映在阵列感应测井响应上,利用阻尼最小二乘法对阵列感应测井响应进行反演可以得到侵入深度.对侵入深度和储层渗透率的关系进行分析发现:在渗透率为1～100mD(1mD=0.987×10~(-3)μm～2)数量级的储层中,渗透率的变化可以在侵入深度上得到反映.以储层和井数据进行二维数值模拟发现:利用阵列感应测井响应反演出来的侵入深度曲线反映了渗透率在地层上的变化趋势,采用解释图版的方法可以对储层各层段的渗透率进行粗略估算.     

斜井泥浆侵入仿真及其阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究斜井泥浆侵入储层的井周岩石物理特征,采用广义曲线坐标系统模拟斜井泥浆侵入特性,进而研究泥浆侵入过程的阵列侧向测井响应.数值仿真表明,采用广义曲线坐标系消除了笛卡儿坐标系统在斜井边界处网格划分的锯齿现象;储层非均质造成泥浆侵入不均匀,储层渗透性越好,泥浆滤液侵入越深;泥浆滤液侵入使得井周地层饱和度、孔隙水矿化度的分布发生变化,进而造成斜井井周岩石电阻率分布剖面复杂变化;泥浆侵入过程中阵列侧向视电阻率变化以及深浅视电阻率的幅度差异,有效反映了斜井泥浆侵入特性;文中采用了基于Marquardt方法的阵列侧向测井四参数反演,有效恢复了斜井储层侵入剖面,得到了原状地层电阻率.斜井泥浆侵入特征及其阵列侧向测井响应模拟分析,有助于正确认识斜井井周岩石物理特征和利用阵列侧向测井进行斜井储层评价.     

Generalized effective medium resistivity model for low resistivity reservoir

With the advancement in oil exploration,producible oil and gas are being found in low resistivity reservoirs,which may otherwise be erroneously thought as water zones from their resistivity.However,the evaluation of low resistivity reservoirs remains difficult from log interpretation.Since low resistivity in hydrocarbon bearing sands can be caused by dispersed clay,laminated shale,conductive matrix grains,microscopic capillary pores and high saline water,a new resistivity model is required for more accurate hydrocarbon saturation prediction for low resistivity formations.Herein,a generalized effective medium resistivity model has been proposed for low resistivity reservoirs,based on experimental measurements on artificial low resistivity shaly sand samples,symmetrical anisotropic effective medium theory for resistivity interpretations,and geneses and conductance mechanisms of low resistivity reservoirs.By analyzing effects of some factors on the proposed model,we show theoretically the model can describe conductance mechanisms of low resistivity reservoirs with five geneses.Also,shale distribution largely affects water saturation predicted by the model.Resistivity index decreases as fraction and conductivity of laminated shale,or fraction of dispersed clay,or conductivity of rock matrix grains increases.Resistivity index decreases as matrix percolation exponent,or percolation rate of capillary bound water increases,and as percolation exponent of capillary bound water,or matrix percolation rate,or free water percolation rate decreases.Rock sample data from low resistivity reservoirs with different geneses and interpretation results for log data show that the proposed model can be applied in low resistivity reservoirs containing high salinity water,dispersed clay,microscopic capillary pores,laminated shale and conductive matrix grains,and thus is considered as a generalized resistivity model for low resistivity reservoir evaluation.     

储层渗透性与地层因素关系的实验研究与分析

本文对渤海湾盆地不同孔隙结构样品的孔、渗、核磁、岩电、压汞、X衍射及铸体薄片等配套岩石物理实验数据进行了综合分析,通过逐一考察同一套岩芯样品的地层因素与渗透率、压汞喉径均值、储层品质指数之间的实验关系,并分别与地层因素-孔隙度交绘图进行对比分析,发现储层渗透性与地层因素之间并非简单的单调函数关系,孔隙度相近但孔隙结构类型不同、渗透率差异明显的岩芯可以具有相近的地层因素,导电能力接近.在实验数据分析的基础上通过理论分析证明了这一实验关系的合理性,并指出孔隙度及导电能力相近的岩芯,其渗透率差异与喉径均值的平方比、孔隙曲折度及几何形态相关.