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.     

深层砂岩油藏储层孔喉特征参数及预测模型

储层微观孔隙结构是影响油气富集与油气田开发效果的内在因素.为探讨深层砂岩油藏储层孔喉参数特征及分布规律,应用铸体图像分析技术、高压压汞技术对渤海湾盆地东濮凹陷濮城油田沙河街组深层砂岩油藏储层孔喉特征参数进行了研究.铸体图像分析技术研究表明,储层物性与孔隙半径、喉道宽度呈正相关关系;面孔率参数与孔隙度、渗透率相关性较好,面孔率较相应的孔隙度参数小;比表面、形状因子与其储层物性参数不相关,储层孔隙、喉道形状无规律;由特低渗至高渗储层,孔喉比参数无明显变化趋势,孔喉配位数呈增大趋势,孔喉均质系数、分选系数、变异系数规律性不强.高压压汞资料分析研究表明,储层最大喉道半径、平均喉道半径、主流喉道半径、主流喉道半径下限值、最小可流动喉道半径等均与储层岩石的渗透率参数呈正相关关系;平均水力半径与平均喉道半径呈正相关关系;储层岩石比表面与渗透率参数呈负相关关系.基于高压压汞资料,建立了渤海湾盆地东濮凹陷濮城油田沙河街组深层砂岩油藏储层孔喉参数预测模型.     

应用恒速压汞定量评价特低渗透砂岩的微观孔喉非均质性——以鄂尔多斯盆地西峰油田长8储层为例

为定量评价特低渗透砂岩的微观孔喉非均质性,以鄂尔多斯盆地西峰油田长8储层为例,利用先进的恒速压汞技术对孔喉参数进行了测试.结果表明,不同渗透率级别的样品,孔隙参数的差异小,非均质性弱,孔隙半径介于80～300 μm范围内;微观孔喉的非均质性主要体现在喉道特征参数上,喉道参数制约储层品质影响开发效果;样品渗透率越大,喉道半径越大,分布范围越宽,大喉道含量越高,同时大喉道对渗透率的贡献也随之增加,渗透性主要由占少部分的较大喉道来贡献;平均喉道半径和主流喉道半径与渗透率表现出了非常好的相关关系,渗透率越小,受喉道参数的影响程度越强.较大的孔喉比和较宽的分布区间是特低渗透砂岩储层的显著特点,也是开发效果差的主要原因,不同渗透率级别的储层,开发过程中应根据喉道大小及其分布范围区别对待.     

基于核磁共振测井的致密砂岩储层分类方法研究（英文）

致密砂岩储层孔隙结构复杂,非均质性强,利用传统的常规测井计算孔隙度、泥质含量、J函数和流动单元指数等参数建立的储层分类方法很难有效地对致密砂岩储层进行分类。核磁共振T2分布与储层孔径分布密切相关,可用于表征储层孔隙结构特征。目前常用的方法是应用核磁共振T2分布与压汞毛管压力曲线建立线性函数或幂函数等经验公式,间接求取排驱压力、最大孔喉半径、中值孔喉半径等储层孔隙结构参数并用于储层分类,但经验公式存在地区适应性,且受限于实验样本的代表性,很难有效推广应用。对数正态分布常用来表示岩石孔径分布和粒度分布,通过计算小孔和大孔的体积、平均半径、标准差等参数定量表征储层的孔隙结构特性。本文采用双峰对数正态分布拟合核磁共振T2谱,得到表征岩石孔隙分布和非均质性的六个参数(小孔和大孔的体积、均值、标准差),结合核磁共振测井计算的总孔隙度,采用聚类分析方法进行储层分类。岩心实验测量数据及核磁共振测井数据处理结果表明,该方法可有效划分致密砂岩储层类型,具有较好的应用效果。     

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.     

岩石孔喉结构特征对核磁T_2谱影响的数值模拟(英文)

本文建立了能够考虑孔喉特征的储层岩石三维非规整网络模型,用数值模拟方法进一步研究饱含水岩样的核磁T_2谱特征。通过模拟储层岩石孔喉核磁共振T_2谱的特征,表明核磁共振T_2谱同岩心孔喉半径分布具有很好的相似性,对T_2谱中孔隙体、喉道信号的分解可以评价储层岩石孔隙体、喉道的半径大小及分布情况。分别模拟喉道半径、孔喉比以及孔隙连通性等孔隙结构特征对T_2谱的影响,发现:1.随着喉道半径的增大,T_2谱峰值向右移动,而且峰值处的驰豫信号强度增大;2.随着孔喉比的增大,T_2谱峰值向右移动,峰值处的驰豫信号强度增大,而且孔隙体T_2谱和喉道T_2谱逐渐分开;3.随着连通性的增大,曲线左端上升,短驰豫时间信号所占比列增大,右边的峰值有所降低。     

低渗透致密气藏可动流体饱和度研究——以苏里格苏48区块盒8段储层为例

利用高压压汞、恒速压汞、核磁共振等实验,研究分析苏里格苏48区块盒8段储层可动流体饱和度的分布特征及主要控制因素.结果表明,研究区样品T_2谱主要呈左高右低的双峰型及单峰型两种形态,可动流体饱和度与可动流体孔隙度变化幅度较大.根据可动流体饱和度将储层划为3种类型,不同类型储层可动流体饱和度差异较大:Ⅰ类、Ⅱ类储层物性较好,孔隙半径大,喉道较粗,孔喉分布均匀,孔隙连通性好,粘土矿物质量百分数低,可动流体饱和度高;Ⅲ类储层孔隙半径小,孔喉分选差,孔隙之间连通性差,粘土矿物质量百分数高,可动流体饱和度低.可见可动流体饱和度受多种因素综合影响,其中微观孔喉特征是控制可动流体饱和度大小的主要因素,粘土矿物次之,储层物性最弱.孔喉特征参数中,孔隙半径、孔喉半径比、孔喉体积比、分选系数的控制作用最为显著,均值系数以及排驱压力的影响较为明显.在其它孔喉参数相差较小时,喉道对可动流体饱和度的大小起决定性作用;粘土矿物中,高岭石的质量百分数影响最大.     

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.     

特低渗储层可动流体饱和度研究——以甘谷驿油田长6储层为例

特低渗储层油水分布关系复杂、微观孔喉网络分布模式及油水微观渗流机理复杂多变、水驱效率低、开发矛盾突出.可动流体饱和度是精细评价特低渗储层的关键因素,因此,利用铸体薄片、扫描电镜、X衍射、常规压汞、恒速压汞、核磁共振等实验手段,研究分析甘谷驿油田长6储层可动流体饱和度的分布特征及主控因素.结果表明:研究区长6储层的可动流体饱和度偏小,平均值为37.42%.微观孔隙结构是控制可动流体饱和度大小的主要因素,粘土矿物次之,储层物性的影响最弱.渗透率对可动流体饱和度的敏感性显著强于孔隙度.孔隙连通性好,孔喉比小,喉道半径粗、残余粒间孔保存较好、次生孔隙发育,粘土矿物含量小,可动流体饱和度相对较高.粒间孔的剩余程度、溶孔及喉道的发育程度等对储层的好坏及可动流体饱和度的大小具有至关重要的作用.孔隙特征参数中,喉道半径,孔隙半径,孔喉比、单位体积总有效孔喉体积与可动流体饱和度的关系更为密切.     

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.     

一种评价致密砂岩储层孔隙结构的新方法及其应用(英文)

致密砂岩储层的孔隙结构对其渗透性和电性影响显著,是此类复杂储层岩石物理研究的关键。针对仅从连通喉道半径评价渗透率的多解性以及储层孔隙结构与电性关系研究欠缺等不足,综合影响物性的主要因素,提出了一种同时考虑孔隙度、最大连通喉道半径及分选性三种因素的新型孔隙结构参数δ的计算公式。利用岩心及实测数据对比分析表明,δ值能够较连通喉道半径等传统方法更精确地刻画致密砂岩储层渗透性,同时它与储层电性具有密切关系,可用于估算地层因素F和胶结指数m。据此提出将孔隙结构对电阻率的影响进行归一化校正以及基于核磁共振测井预测储层完全含水电阻率R0的评价方法,从而突出储层流体性质变化引起的电性变化,并提供了一种新的致密砂岩储层流体识别思路,研究结果得到了实验资料和实际测井试油资料的验证。     

致密砂岩气储层孔隙结构特征及其成因机理分析

通过岩心观察、普通薄片、铸体薄片、荧光薄片、X衍射、物性分析、扫描电镜分析和高压压汞曲线等资料,对克深地区巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学特征、物性特征和微观孔隙结构特征进行了研究.结果表明储层以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,物性总体较差,孔隙类型多样,大小相差悬殊,孔喉组合类型以中孔微喉和小孔微喉型为主,连通性差.根据毛管压力曲线形态和参数特征分析,可将储层基质孔隙结构划分为4种类型.最后从沉积、成岩和构造三方面入手深入剖析储层孔隙结构的成因机理,认为孔隙结构受砂体原始组分和结构的先天控制,成岩过程中的压实、胶结和粘土矿物转化等将造成孔隙变小,喉道变窄,结构复杂,而溶蚀作用又可使孔隙变大,喉道变宽.侧向上构造挤压进一步减孔,而伴随构造裂缝而产生的微裂缝是改善储层物性和增强孔隙结构非均质性的另一重要因素.     

致密砂岩衰减岩石物理图板分析:储层微裂隙预测

致密砂岩储层普遍具有孔隙度低、微裂隙发育的特点,岩石内部常含有强烈的结构非均质性.致密砂岩发育的微裂隙使储层具有良好的连通性,促成高饱和气的天然气成藏.针对川西某探区须家河组高含气饱和度致密砂岩,本文选取致密砂岩岩心样本,进行了不同围压下的超声波实验测量.考虑储层完全饱气情况下的粒间孔隙、微裂隙双重孔隙结构,采用Biot-Rayleigh双重孔隙方程,构建致密砂岩岩石物理模型,进而分析了裂隙含量对纵波频散和衰减的影响.基于地震波衰减,构建了致密砂岩多尺度岩石物理图板.采用谱比法和改进频移法估算致密砂岩样本及储层衰减,对超声和地震频带下的图板进行校正.将校正后的图板应用到研究工区,选取二维测线和三维区块,进行储层孔隙度和裂隙含量的定量预测.对比实际资料进行分析,结果显示,本文预测的孔隙度和裂隙含量与三口测井的孔隙度曲线和实际产气情况基本吻合,基于孔隙-裂隙衰减岩石物理模型有效地预测了优质储层的分布区域.     

浅议储层地质研究中的CT技术

CT技术具有无损、三维并可与计算机应用模拟相结合等特点,使其在储层地质研究中作用独特。本文从CT技术特点入手,总结分析其在储层地质研究中的应用发展历程:储层岩石组构识别、储层表征、微观流体输运过程的在线监测及剩余油分布研究等。随着高分辨率工业CT及数字岩心技术的发展,CT扫描三维数据体与数字岩心相结合,不仅可以提取岩石物理属性参数,如储层岩石的孔渗、地层因子、弹性模量、横纵波分析等,建立三维孔喉网络模型,还可以直接对复杂的孔喉系统进行定量化的结构表征和微渗流数值模拟。最后,本文作出展望,随着计算机技术的提高和油气勘探需求的增长,其应用会越来精细,越来越广泛。      

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.     

致密砂岩储层裂缝测井识别评价方法研究进展

致密砂岩油气资源潜力巨大,但由于其岩性致密、基质孔隙结构复杂且非均质性强.储层含油气性和产能对裂缝的依赖性强,裂缝的测井识别与评价是致密砂岩储层油气勘探开发的关键.致密砂岩储层本身的非均质性以及裂缝分布复杂、规律性差导致目前尚缺乏一个能全面解决裂缝精细描述与刻画的研究方法,在地下裂缝识别和裂缝参数定量表征方面都尚未形成完整的方法理论体系.本文由此拟从裂缝发育控制因素出发,对裂缝分类方案进行归类总结,最后就测井资料在裂缝定性识别和裂缝参数定量表征方面的应用做一综述,以期能弥补裂缝性致密砂岩储层测井评价的薄弱现状,并有助于裂缝空间分布预测的研究.     

致密砂岩气藏地球物理勘探方法技术综述

为了提高地球物理方法在致密砂岩气藏勘探及评价中的应用效果,本文基于大量国内外文献调研,首先梳理了致密砂岩气的概念及其地质特征,其次分析了地震勘探方法技术在致密砂岩气藏裂缝预测及含气性识别方面的应用,再次总结了评价致密砂岩气储层的测井系列、归纳了致密砂岩气层的测井识别方法及致密砂岩气储层参数定量计算方法,最后进行了实例分析.研究表明,地震方法是致密砂岩气勘探最有效的地球物理方法,不仅能有效地预测裂缝发育部位,还可以识别致密砂岩气藏;地球物理测井评价致密砂岩气藏具有纵向分辨率高、微观特征研究精度高的优点;基于岩石物理分析,将地震资料与测井资料有机结合,实现不同尺度信息融合,借助于非线性数学方法及非平稳信号分析技术可以有效提高致密砂岩气藏勘探评价效果.     

有效应力变化对致密砂岩孔隙结构及弹性波响应的影响规律

致密砂岩气藏具有裂缝发育和有效应力高的特征,研究不同有效压力下孔、裂隙介质地震波传播特征,有利于地震解释与地下储层的识别.但是前人的研究较少考虑岩石内部微观孔隙结构特征与孔隙、裂隙间流体流动的关系.本文首先通过选取四川盆地典型致密砂岩岩样,在不同有效压力下对岩石样本进行超声波实验测量.然后基于实验测得的纵、横波速度进行裂隙参数反演,得到不同有效压力下致密砂岩样本的裂隙孔隙度.再将裂隙孔隙度和样本岩石物理参数代入双重孔隙介质模型,模拟得到不同有效压力下饱水致密砂岩样本纵横波速度频散和衰减的变化规律.结果表明模型预测的速度频散曲线与纵波速度实验测量结果能够较好的吻合.最后统计分析了致密砂岩裂隙参数,得到了致密砂岩储层裂隙参数随有效压力及孔隙度变化特征.依据实际岩石物理参数建立模型,其裂隙参数三维拟合结果能够较好描述致密砂岩裂隙结构与孔隙度、应力的关联,可为实际地震勘探中预测储层裂缝性质提供基础依据.     

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。     

致密砂岩油运聚动力学机制及含油饱和度预测的数值模拟

定量刻画致密砂岩油运聚是油气勘探领域的研究前沿.本文设计了包含多种基本地质要素的概念模型,构建了致密砂岩油运聚的非线性渗流数值模型.研究了滑移效应、超压驱动力、浮力、毛管力对致密油运聚的影响规律,模拟结果表明:(1)致密储层和常规储层的石油运聚差异体现在饱和度的增长方式、油水分布特征、地层倾角影响等方面;(2)平均孔喉半径小于150nm时滑移效应影响较大,超压驱动力和毛管力是控制致密砂岩油运聚的主要力学机制,浮力、毛管力和超压驱动力耦合作用控制致密砂岩含油饱和度上限和下限.最终,本文形成了快速预测致密砂岩含油饱和度的有量纲和无量纲图版,并通过实测数据进行了检验.研究结果为分析致密砂岩油运聚机理提供了基础,并且为其含油饱和度预测提供了一种新的途径.此外,本文还发展了运聚结果的数字化和可视化分析方法,充实了油气成藏动力学的表达方式.