碎屑岩储层饱和度及水驱油效果岩心实验评价——以塔河油田九区三叠系开发区为例

利用核磁共振二维谱、在线测试技术,建立了扩散-弛豫二维谱技术分析岩心含油饱和度的方法;对不同井的不同层段岩心进行了不同驱替速度水驱油的核磁共振在线测试,通过对比不同时刻测试的核磁共振T₂图谱的面积值和分布特征,计算不同孔隙区间油的采出程度,分析评价不同孔隙对整体采出程度的贡献率、水驱油效果以及剩余油状况。实验结果表明,TK150井油层段实验岩心水驱大、中孔隙对采出程度的贡献较大,弱水淹段实验岩心水驱大、中、小孔隙对采出程度的贡献较大。但大孔隙所占总孔隙比例小,所以采出程度相比油层段岩心较低。TK960井油层段实验岩心水驱大、中孔隙对采出程度的贡献较大,中水淹段实验岩心水驱中、小孔隙对采出程度的贡献较大,强水淹段实验岩心水驱大、中孔隙对采出程度的贡献较大。不同井的不同层段岩心水驱油后所有尺度的孔隙中都有剩余油分布。      

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.     

基于核磁共振驱替技术的超低渗透砂岩水驱油微观机理实验

为明确超低渗透砂岩的剩余油赋存状态,对比评价影响水驱油效率的主要因素,利用改进的核磁共振高压驱替系统开展了水驱油实验.结果表明,实验样品的平均水驱油效率为35.79%,1~10ms的较小孔喉和10~100ms的中等孔喉既是饱和油条件下油的主要分布范围,也是水驱后剩余油的主要赋存空间.10~100ms的中等孔喉动用效果最好,对驱油效率贡献程度最大.水驱油效率受物性、微裂缝、孔喉非均质性和孔喉动用程度的共同影响,孔喉细小,但分布均一的样品有可能取得较好的驱替效果.充分发挥毛细管自吸驱油作用,先有效开发小孔喉,再提高驱替速度开发较大孔喉,有助于提高驱油效率.对于超低渗透砂岩储层而言,要提高整体开发效果,需要各个范围内的孔喉均得到有效动用,改善小孔喉、尤其是含量较高分布于1~10ms区间孔喉的动用程度尤为重要.     

超低渗透砂岩油藏微观渗流特征及驱油效率的影响因素

通过鄂尔多斯盆地超低渗透砂岩油藏油水相对渗透率测定和微观模型驱替实验,探讨超低渗透砂岩油藏微观渗流特征及驱油效率的影响因素.研究结果表明,超低渗透砂岩油藏储层相对渗透率曲线特征表现为:束缚水饱和度高,残余油饱和度高,驱油效率低,油水两相共渗区范围窄.随含水饱和度增加,油相相对渗透率急剧下降,水相相对渗透率上升缓慢,无因次采油指数和油井产量大幅度下降.超低渗透砂岩油藏微观驱替特征表现为:最终驱油效率低,随注入倍数增加,采收率和含水率增高.注入倍数为1~2 PV过程中采收率与含水率增加幅度较大;注入倍数在3~4 PV时,采收率和含水率增加幅度趋于平缓.超低渗透砂岩油藏影响驱油效率的因素可以分为反映油藏固有特征的内在因素和反映驱替条件的外在因素.     

致密砂岩储层流体参数核磁共振实验研究

利用核磁共振技术对致密砂岩储层岩心流体参数进行研究,简述致密砂岩储层流体参数核磁共振测量原理及计算岩心流体参数方法。实验确定了岩心流体动用参数T2截止值方法,进行了可动流体致密砂岩储层分类评价研究。油田矿场核磁共振测量岩心含油饱和度、可动流体饱和度,并对可动流体饱和度、含油饱和度识别油水层方法进行研究。表明:实验测定红河区块岩心T2截止值为4.06ms,利用致密砂岩储层岩心可动流体等级划分标准,对致密砂岩储层岩心单井及不同层位、多井之间进行储层比较分类评价。油田矿场核磁共振技术测量计算的含油饱和度结果与常规方法测量的含油饱和度结果对比,表明油田矿场核磁测量含油饱和度是可行且可靠的。岩心含油饱和度与可动流体饱和度比值大小可识别油水层。      

致密油藏不同开发方式原油动用规律实验研究

致密油是重要的非常规石油资源,但由于其一次采收率低,需要开展提高采收率研究。由于致密油储层孔隙结构复杂,不同孔隙对产量的贡献差异很大,需要深入研究不同孔隙中原油的动用情况进而优化开发方式。本文采用核磁共振测试与驱替实验相结合的方法开展研究,直观反映不同注入条件下注入介质与原油的驱替过程,明确了注水和注CO₂两种开发方式不同孔隙中原油的动用规律。结果表明:水驱和CO₂驱不同孔隙区间原油动用程度随着驱替压差逐渐增大而增大;水驱和CO₂驱大孔隙中的原油绝大部分被动用,随着孔隙半径逐渐减小,原油动用的比例逐渐降低;小于0.01μm微小孔隙中CO₂驱动用效果明显好于水驱,致密油藏中CO₂更易进入小孔隙提高致密油采收率。      

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.     

基于核磁共振测井的致密气储层孔隙结构评价与分类

孔隙结构评价和储层类型划分对致密储层的勘探和开发具有重要意义.本文利用核磁共振测井对沙溪庙组致密气储层孔隙结构进行评价和分类.首先根据核磁共振T₂分布形态利用模糊聚类的方法将致密砂岩储层孔隙结构分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类,随后结合压汞实验数据,利用变刻度幂函数法建立不同类型孔隙结构岩石T₂分布转化毛管压力曲线的模型.根据建立的模型,我们将研究区实际核磁共振测井T₂分布转化为毛管压力曲线,并计算储层孔隙结构参数,实现研究区致密气储层分类,通过岩心压汞实验数据和试油数据验证了储层分类结果的准确性.该方法可以扩展应用于其他地区致密储层的孔隙结构评价和分类.     

多尺度CT成像技术识别超低渗透砂岩储层纳米级孔喉

以鄂尔多斯盆地X地区长6储层为研究对象,利用多尺度CT成像技术、聚焦离子束扫描电镜技术,结合Avizo软件的强大数据处理和数值模拟功能,对研究区目的层岩石样品进行不同尺度孔喉分维数重构,建立三维超低渗透砂岩储层纳米级孔隙结构模型.研究表明,微米尺度下,超低渗透砂岩储层孔喉形态呈点状、球状和条带状及管状.储集空间类型以溶蚀微孔为主且多孤立分布,局部孔隙为片状,连通性较差.纳米尺度下,超低渗透砂岩储层孔喉系统整体较发育,孔喉形态呈球状、短管状.远离裂隙处多为孤立状,连通性较差,仅具有储集能力.微裂缝、粒间缝发育部位多为短管状,有一定连通性,相当于喉道.微观非均质性较强,岩样整体较致密,局部相互连通,溶蚀孔及裂隙对储集能力、渗滤能力具有控制作用.数值计算求得目的层A、Y、C三个样品的孔隙度分别为6.95%、5.55%、4.44%,渗透率分别为0.828×10^-3μm^2、0.115×10^-3μm^2、0.00065×10^-3μm^2.聚焦离子束扫描电镜与多尺度CT成像技术相结合能够定量表征超低渗透砂岩储层微、纳米级孔隙结构.     

基于微CT技术的致密砂岩孔隙结构特征及其对流体流动的影响

以川西地区的须家河组致密储层岩石为研究对象,利用微CT技术结合Avizo软件先进的数学算法构建了三维数字岩心模型,可以表征砂砾岩储层岩石的孔隙结构特征,并将数字岩心和有限元软件Comsol结合,实现了基于数字岩心的水驱气模拟过程的可视化.并在此基础上开展了水驱气模拟,研究微观孔隙结构特征对岩心中气水两相流的影响.研究结果表明:致密砂岩岩心的孔喉分布状态主要呈连片状和孤立状,其中连片状孔隙在空间上连通性好,主要与残余粒间孔或粒间溶蚀孔有关,而孤立状孔隙在空间上多呈孤立分布,主要与粒内溶蚀孔有关;致密砂岩样品等效孔径主要分布范围在0.5μm以下,储层物性差的样品孔隙结构要比储层物性好的样品复杂,且前者的孤立孔隙多且小孔隙占比高,连通孔隙较少,其对渗透率贡献性少;在水驱气的过程中,岩心的微观孔隙结构将改变驱替前缘形状以及造成气水两相流中舌进现象;随着岩心孔隙度和渗透率增大,水驱气的驱替效率增大,残余气饱和度降低.     

Comparative study of models for predicting permeability from nuclear magnetic resonance (NMR) logs in two Chinese tight sandstone reservoirs

Based on the analysis of mercury injection capillary pressure (MICP) and nuclear magnetic resonance (NMR) experimental data for core plugs, which were drilled from two Chinese tight sandstone reservoirs, permeability prediction models, such as the classical SDR, Timur-Coates, the Swanson parameter, the Capillary Parachor, the R10 and R35 models, are calibrated to estimating permeabilities from field NMR logs, and the applicabilities of these permeability prediction models are compared. The processing results of several field examples show that the SDR model is unavailable in tight sandstone reservoirs. The Timur-Coates model is effective once the optimal T _2cutoff can be acquired to accurately calculate FFI and BVI from field NMR logs. The Swanson parameter model and the Capillary Parachor model are not always available in tight sandstone reservoirs. The R35 based model cannot effectively work in tight sandstone reservoirs, while the R10 based model is optimal in permeability prediction.     

基于核磁共振测井的低渗透砂岩孔隙结构定量评价方法——以东营凹陷南斜坡沙四段为例

低渗透砂岩油气藏已成为油气增储生产的重要勘探开发目标,但孔隙结构复杂使得储层及其有效性难以准确识别.笔者利用物性、压汞、核磁等资料,对东营凹陷南坡沙四段(Es4)低渗透砂岩孔隙结构进行分析,划分出了3种类型.核磁T2谱与毛管压力曲线都在一定程度上反映孔喉分布,但常规方法利用T2谱重构伪毛管压力曲线所得到的孔隙半径与压汞孔喉半径有较大误差,而岩石孔隙自由流体T2与压汞孔喉分布对应关系更好,以此建立了不同孔隙结构类型二者之间不同孔喉尺度对应的关系式(大尺度:线性;小尺度:分段幂函数),可在井筒剖面上通过识别孔隙结构类型,进而利用核磁共振测井(NML)定量反演孔径分布,省去了构建伪毛管曲线环节,为低渗透砂岩储层有效性评价提供了直接依据,也是测井用于定量反演储层微观孔隙结构信息的有益探索.     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层微观孔喉结构研究?

通过微纳米 CT、FIB 双束扫描电镜等实验手段,对吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层进行详细的探讨。研究发现,吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组储层为中孔-低渗、特低渗、低孔特低渗储层,孔隙以微纳米级为主,类型多样,主要有粒间孔（缝）、粒间溶孔、晶间孔、层间缝及微裂隙等。不同类型储集段,储层物性和孔隙结构差异较大：上甜点区砂屑云岩孔隙以粒间孔（缝）和溶孔为主,多为微米级;下甜点区灰质粉砂岩以粒间孔和晶间孔为主,孔隙多为纳米级,0.05～0.1μm;非甜点区的灰质炭质泥岩主要发育晶间孔、层间缝和微裂隙,裂隙宽约5～6μm。     

低渗砂岩储层渗透率各向异性规律的实验研究

应用1摩尔/升的盐水作为孔隙介质,采用液体压力脉冲法对采自鄂尔多斯盆地某油田三叠系延长组低渗砂岩样品进行了渗透率随有效应力的变化规律实验研究.在围压0～100MPa,孔隙压力0～12MPa范围内,样品的渗透率变化范围在0～60×10-18 m2之间,实验结果表明样品的渗透率随有效应力的增加而减少.通过拟合实验结果,得到渗透率随有效应力的变化规律较好的符合幂函数关系,相关系数介于0.903～0.984之间.同时对同一样品的X,Y,Z相互垂直三个方向的渗透率随有效应力的变化进行了比较,结果表明渗透率的各向异性同样是压力的函数,且随着有效应力的增加,不同平面内的渗透率各向异性表现出了不同的变化规律.但在实验压力范围内,渗透率各向异性皆为正值,表明在有效应力为100MPa范围内孔隙内流体的流动方向未发生改变.研究结果为鄂尔多斯盆地低渗(超低渗)油气田开发,特别是对深部油气田开发过程中开发方式的选择与设计,充分利用渗透率各向异性的特点,提高采收率提供了新的岩石物性资料.     

Impact of chlorites on the wettability of tight oil sandstone reservoirs in the Upper Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin,China

Wettability is an essential property of reservoirs that is of great importance for enhancing oil recovery(EOR) and oil migration. The wettability of reservoirs is generally believed to be strongly affected by mineral compositions but it is not always the case. An integrated study of petrography and wettability was carried out to determine the impact of chlorite minerals on the wettability of the sandstone reservoirs in the Upper Triassic Yanchang Formation. Chlorites are found to be commonly present in the reservoir sandstones as detrital grains, rim-shaped cements, and biotite-chloritized forms with the pore peripheries being largely coated by chlorite, which is the main mineral in direct contact with pores. At pore scale, the wetting state of chlorites can either be oil-wet or water-wet in the tight sandstone reservoirs depending on wettability alteration by oil charge. Chlorites in contact with pores occupy a large of proportions of oil-wet pore walls and are crucial for the formation of oil-wetting state of reservoir sandstones. At core scale, the contents of chlorites in direct contact with pores do not correlate well with the AmottHarvey index due to other factors such as heterogeneity, oil-bearing degrees of samples.