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。     

恒速压汞测试在致密砂岩储层微观孔喉特征研究中的应用——以鄂尔多斯盆地西峰地区上古生界为例

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气资源丰富,搞清鄂尔多斯盆地上古生界储层致密砂岩储层微观孔喉特征对勘探开发有着重要指导意义。选取了盒8段和山1段致密砂岩储层岩心样品进行恒速压汞测试,计算出喉道半径和孔隙半径,进而分析储层微观孔喉体系特征。研究表明:西峰地区盒8段和山1段致密砂岩储层喉道半径分布0.1~4.0μm之间,主峰介于0.5~1.2之间;同时孔隙半径分布于80~360μm之间,而峰值介于100~160μm之间;主要含气层段砂岩储层整体较为致密,孔隙与喉道半径分布差异较大,孔喉的巨大差异造成储层显示低渗透-超低渗透的复杂致密结果。     

吉木萨尔凹陷致密油储层孔隙结构特征研究

采用高压压汞实验对新疆油田吉木萨尔凹陷致密油孔隙结构进行研究,并基于该实验数据,运用K-均值聚类分析法对孔隙结构进行分类。结果表明:储层高压压汞毛管压力曲线呈平台型,孔隙结构属高排驱压力-微纳孔喉结构,储集能力较好而渗流能力较差。孔喉分布复杂,多呈单峰或双峰分布,半径为0.005~9.19μm;Ⅰ类孔喉为0.02~0.57μm,Ⅱ类孔喉为0.01~0.04μm,Ⅲ类孔喉为0.005~0.02μm。利用SPSS软件计算研究区储层不同结构孔隙类型参数分布特征发现:具Ⅰ类孔隙结构特征的储层为致密油优势储层。     

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。     

特低渗砂岩储层微观孔喉特征的定量表征

以鄂尔多斯盆地延长组特低渗砂岩储层样品的恒速压汞实验结果为基础,对该类储层的微观孔喉特征进行了定量表征。结果表明,样品喉道差异较大,当渗透率小于1×10-3μm2时,喉道峰值半径、平均喉道半径均小于1μm,主流喉道半径变化幅度较小;当渗透率大于1×10-3μm2时,平均喉道半径大于1μm,喉道峰值半径、主流喉道半径变化幅度明显增大,大喉道所占比例及其对渗透率的贡献增大。样品的孔隙差别不大,主要分布于100~200μm范围内;孔喉半径比分布范围大,介于10~1 000之间。样品渗透率越大,有效孔隙、喉道发育程度越好。渗透率不同,孔隙、喉道毛细管曲线对总体毛细管压力曲线的影响程度也不同。     

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。     

苏东区块盒8段储层微观孔隙结构特征研究

鄂尔多斯盆地苏东区块盒8段储层是典型的致密砂岩储层,影响储层质量的因素较为复杂。以铸体薄片、扫描电镜和物性分析等资料为基础,对储层微观孔隙结构特征进行了定性分析,同时应用恒速压汞方法对储层微观孔隙结构进行了定量表征。研究结果表明:苏东区块盒8段低渗储层物性主要受喉道控制,而不是孔隙;平均喉道半径越大,微观均值系数越小,相对大喉道越多,排驱压力越低,储层微观孔隙结构一般越好,反映储层微观孔隙结构品质越好因此,喉道是影响致密砂岩储层质量的主要微观地质因素。     

鄂尔多斯盆地集义地区山西组砂岩储层孔隙结构特征及其与物性的关系

为科学评价鄂尔多斯盆地集义地区山西组砂岩储层微观孔隙结构特征及其对物性的影响,对定量表征储层孔隙结构的主要参数进行了分析,并探讨其与物性的关系。研究表明:研究区山西组主要发育石英砂岩,次为岩屑石英砂岩,平均孔隙度为6.79%,平均渗透率为0.71 m D,总体上物性较差。储层孔隙类型有残余粒间孔、粒间溶蚀孔、格架颗粒内溶孔、微孔隙、微裂缝等。根据砂岩毛细管压力曲线形态和参数特征,将其划分为低排驱压力—粗喉型、较低排驱压力—较粗喉道型、中排驱压力—中喉道型、高排驱压力—细喉道型等4种类型。砂岩孔隙度、渗透率均与排驱压力呈负相关关系,与孔喉半径均值呈正相关关系,与孔喉的分选系数呈正相关关系。低渗、特低渗储层中以偏细喉道为主,发育的较粗喉道能有效提高孔隙度和渗透率。     

冀中地区西柳10断块Es_2储层微观孔隙结构特征

从不同角度解析西柳10断块低渗透储层微观孔隙结构特征,可以为该地区沙二段储层综合评价提供理论依据。应用扫描电镜、铸体薄片、常规压汞、恒速压汞、核磁共振、真实砂岩模型等测试手段探讨了低渗透储层微观孔隙结构参数对可动流体饱和度、驱油效率的影响。研究表明:西柳地区沙二段储层微观孔隙结构与成岩作用密切相关,主要表现粒间孔及溶孔越发育,有效孔喉连通性越强,其进汞饱和度越高。依据排驱压力将储层划分为3类,排驱压力小于0.1 MPa时,储层为Ⅰ类,可动流体饱和度平均为66.1%,驱替类型以网状为主;排驱压力介于0.1～0.5MPa时,储层为Ⅱ类,可动流体饱和度平均为57.9%,驱替类型以指状-网状为主;排驱压力大于0.5MPa时,储层为Ⅲ类,可动流体饱和度平均为46.2%,驱替类型以指状为主。当渗透率小于2×10~(-3) μm~2,喉道半径小于2.3 μm时,可动流体饱和度、驱油效率受两者影响明显。喉道半径是影响储层开发效果的主控因素。     

鄂尔多斯盆地苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构及分形特征

通过铸体薄片、扫描电镜观察、物性测试及高压压汞实验等手段,对苏里格地区下石盒子组致密砂岩储层微观孔隙结构进行了精细刻画及分类表征,计算了各类致密储层的分形维数并阐明了分形特征对于研究致密储层渗流特征的意义。结果表明:鄂尔多斯盆地苏里格地区上古生界下石盒子组致密砂岩储层孔隙度普遍小于12%,渗透率大多小于1×10~(-3)μm~2,储层孔隙结构复杂,主要发育粒间溶孔及粒内溶孔,同时可见少量的原生粒间孔、黏土微孔和微裂缝;研究区储层孔隙结构组合可划分为3种:大孔隙主导的Ⅰ型孔隙结构、小孔隙主导的Ⅱ型孔隙结构及大孔隙和小孔隙共同控制的Ⅲ型孔隙结构;储层宏孔的分形维数为2.941 6～2.994 0,中孔的分形维数为2.546 8～2.921 1,微孔的分形维数为2.053 6～2.893 5,说明孔隙结构的复杂程度为宏孔中孔微孔;在计算致密砂岩储层宏孔分形维数时,应注意对孔隙形态进行合理的简化,以避免在计算过程中造成较大误差;微孔分形维数小于2.5的储层渗透率通常小于1×10~(-3)μm~2,说明微孔数量多的储层渗流能力通常较差,而形态规则、分布均匀、受胶结物与自生黏土矿物改造较弱的、宏孔发育的、致密储层有利于天然气的充注与储集。     

联合压汞法表征致密油储层孔喉特征：以陕北定边地区延长组长7段为例

致密油储层孔喉结构复杂,非均质性强,现有的单一实验技术无法将其全孔径进行有效表征。在分析目前表征方法的基础上,通过铸体薄片、扫描电子显微镜、高压压汞及恒速压汞等实验,综合研究了陕北定边地区延长组长7段致密油储层孔隙结构特征,通过联合压汞法,探讨了致密油联通孔隙的孔径大小及分布特征,细分了孔喉类型。结果表明,高压压汞表征的孔喉半径分布在0.003 6～40μm,大于1μm的样品占比约12.5%;恒速压汞表征的孔隙半径分布在80～300μm,喉道半径分布范围为0.12～10μm。全孔径曲线表征孔径分布在0.003 6～300μm,二者重叠区域分布在0.12～40μm,结合全孔径分布频率,探索性的将定边地区长7段的储集空间孔喉类型划分为8个区域,最终认为研究区目的层多集中发育中孔、大孔、纳米级孔喉及微—细喉道。这将为致密油储层孔喉大小及储集空间研究提供一种新思路和新手段,意义深远。     

常规砂岩与砂砾岩分形特征对比及成因分析:以乌石凹陷X构造流沙港组为例

基于常规物性、铸体薄片、高压压汞等实验分析资料,运用分形理论研究乌石凹陷X油田始新统流沙港组常规砂岩与砂砾岩储层分形特征,分析分形曲线特征,分形维数及其与储层物性、孔隙结构参数之间的关系,评价分形维数对不同类型砂岩储渗能力表征的有效性.结果表明:相比常规砂岩,砂砾岩高压压汞分形曲线呈现分段特征,指示发育大孔、小孔、微孔...     

中国致密砂岩储层流体可动性及其影响因素

致密砂岩储层流体可动性对油气开发、预测和评价具有重要意义。查阅国内近十年相关成果，对致密储层流体可动性的相关参数、测试方法、分布特征及其影响因素进行了分析。发现致密砂岩储层的弛豫时间T₂谱截止值为0.540~41.600 ms，可动流体孔隙度为0.12%~14.35%，可动流体饱和度为2.16%~90.30%，Ⅲ—Ⅳ类储层是致密砂岩储层的主要类型，致密储层可动流体的孔喉半径下限为0.013~0.110 μm，高压压汞、核磁共振、恒速压汞识别的孔喉半径下限分别为0.037 5、0.070 0~0.200 0、0.120 0 μm，水膜厚度为0.05~1.00 μm。统计分析显示，核磁共振、恒速压汞测得致密储层可动流体饱和度偏低；水膜厚度是影响致密砂岩储层流体渗流的主要因素；低煤阶煤层可动流体饱和度最高，致密砂岩储层次之，页岩储层最低；致密砂岩储层约是页岩储层、低煤阶煤层可动流体孔隙度的10倍；砂岩储层可动流体赋存于孔隙和喉道中，受孔隙和喉道共同控制；致密砂岩具有喉道分布集中，有效孔隙发育差，孔隙大部分为喉道半径小于1.000 μm的微细孔；喉道半径越集中、孔喉半径比越小、有效喉道半径越大，越有利于储层流体的渗流；砂岩渗透率（<2×10^-3 μm²）越低，可动流体参数衰减越快；渗透率（>2×10^-3 μm²）越高，可动流体参数升高越缓慢；喉道半径是控制致密砂岩储层流体可动性的主要因素。     

应用恒速压汞技术定量评价低渗—特低渗砂岩储层微观孔喉特征:以石臼坨凸起陡坡带东三段为例

砂砾岩储层中的低渗—特低渗砂岩对储层整体油气运聚、成藏起到了重要影响。利用恒速压汞技术探讨石臼坨凸起陡坡带东三段扇三角洲砂砾岩储层中不同渗透率级别的低渗—特低渗砂岩储层微观孔喉分布特征及不同尺度孔喉的物性贡献。研究表明:(1)低渗—特低渗砂岩和常规砂岩相比具有孔隙大小中等,喉道半径偏小,孔喉比异常大的特点。渗透率受孔喉半径变化影响更明显,大半径喉道数量和分布是影响储层渗流能力的关键因素;(2)低渗—特低渗砂岩孔隙主控进汞区是控制流体流动最有效最主要的空间,渗透率越高,孔隙主控区的喉道半径范围越大。孔喉过渡进汞区进汞贡献主要来自孔隙和喉道联合进汞,随着喉道半径减小,细喉道逐渐成为流体储集和流动的主要空间;喉道主控区渗透率贡献也很低,微细喉道及微喉道是进汞主体空间,孔隙贡献基本为0,该阶段流体流动能力受喉道半径变化影响较大。随着渗透率增加,低渗—特低渗砂岩渗流能力的决定性喉道半径值从1~2μm增大到3~4μm。基于恒速压汞技术的低渗—特低渗砂岩微观孔喉定量表征填补了渤海海域相关研究的空白,从而有助于实现该类储层全面准确的储层评价。     

鄂尔多斯盆地南部盒8段致密砂岩储层微观孔隙结构表征与评价

鄂尔多斯盆地南部上古生界致密砂岩气藏储层的研究程度较低,而微观孔隙结构一直是致密砂岩油气藏储层研究的热点和重点。运用岩心观察、铸体薄片、恒速压汞、常规压汞曲线、气水相对渗透率曲线和核磁共振等多种实验方法,对鄂尔多斯盆地南部盒8段储层储集空间类型及微观孔隙结构进行了详细研究及分类表征与评价。结果表明,鄂尔多斯盆地南部盒8段储层的孔隙类型以岩屑溶孔、晶间孔和粒间孔为主。主流喉道半径与渗透率相关性较好,渗透率可作为致密砂岩储层的分类依据。依据渗透率和压汞参数,将盒8段储层分为4类。Ⅰ类~Ⅳ类储层孔隙度和渗透率不断变差,中值半径不断减小;气、水等渗点相对渗透率不断增大;自由流体驰豫时间和饱和度不断减小。选取孔隙度、渗透率、中值半径、可动流体饱和度、等渗点相对渗透率、测井解释结论六项参数,建立了鄂尔多斯盆地南部盒8段储层微观孔隙结构分类评价标准。其中Ⅰ类和Ⅱ类储层为有效储层,Ⅲ类和Ⅳ类储层为无效储层。     

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)μm~2,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分布在2.138 4～2.829 2,平均值为2.396 5,含水饱和度法计算的整体分形维数分布在2.529 4～2.879 7,平均值为2.679 1。相比于含水饱和度法,汞饱和度法计算的分形维数与孔隙度、渗透率及各孔隙结构参数之间具有更好的相关性,是因为含水饱和度法易对孔喉较小的样品产生偏差。基于汞饱和度法分形维数,将盒1段储层孔隙结构分为四类:Ⅰ类(D_f≤2.31),Ⅱ类(2.31D_f2.4),Ⅲ类(2.4≤D_f2.52),Ⅳ类(D_f≥2.52),研究区主要孔隙结构类型为Ⅱ、Ⅲ类。选取分形维数(D_f)、平均孔喉半径(R_m)和孔隙度(φ)等参数,对渗透率进行多元回归计算,计算值与实测值相关系数在0.9以上,表明计算模型在本区较为适用。     

基于孔喉结构建立致密砂岩储层评价方案——以松南中央坳陷泉四段为例

致密砂岩储层评价方案是识别储层"甜点"的基础,也是致密油勘探的重点和难点,但目前国内对此尚无统一认识。为此,以松南中央坳陷区泉四段致密砂岩为例,综合常规压汞、恒速压汞、高压压汞等多种资料对致密储层微观孔喉结构进行了精细表征,并以此为基础建立了致密砂岩储层评价方案。结果表明:研究区致密砂岩孔喉小、物性差,储集空间以次生溶孔为主;储层渗透性主要由占小部分体积的最大孔喉半径所控制,喉道半径越大、大喉道所占比例越高,致密储层的渗透率(K)就越高、品质就越好。在此基础上,由孔喉结构的差异性出发,将松南中央坳陷区泉四段致密砂岩储层分类4类,其中,石油能够充注至Ⅰ—Ⅲ类致密储层,且Ⅰ类致密储层(K为(0.1~1.0)×10~(-3)μm~2)品质最高,可视为储层"甜点"。     

致密砂岩储层孔隙结构与可动流体赋存特征:以鄂尔多斯盆地华庆地区长6_3致密砂岩储层为例

应用核磁共振实验对鄂尔多斯盆地华庆地区长63致密砂岩储层可动流体赋存特征进行了研究,并结合铸体薄片、图像孔隙、高压压汞、恒速压汞及真实砂岩微观水驱油实验,对可动流体赋存特征的微观孔隙结构影响因素开展了探讨。结果表明:华庆地区平均孔隙度为8.71%,平均渗透率为0.148×10~(-3)μm~2,可动流体饱和度平均值为33.89%;主要孔隙组合类型为残余粒间孔型、溶蚀孔型及孔隙+裂缝型,不同孔隙类型的储层可动流体赋存特征各异;孔喉大小及配比关系对可动流体饱和度具有重要影响,喉道半径大于水膜厚度的有效喉道对储层可动流体有决定性作用。     

马岭地区P89井区三叠系延长组长7油藏储层孔隙结构特征研究

以鄂尔多斯盆地马岭地区P89井区长7油藏为研究对象,利用岩芯薄片、粘土矿物X衍射、扫描电镜等方法进行分析,对长7油层组储层孔隙结构特征进行了深入研究。结果表明:马岭地区P89井区长7油藏中构成储层的岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩,填隙物含量较高;储集空间主要为溶蚀粒间孔隙、溶蚀粒内孔隙、微溶孔、残余的粒间孔隙以及微裂缝;喉道主要有收缩喉道、片状或弯片状喉道、管束状喉道。孔隙结构可划分为四种类型:①低排驱压力-细喉型;②中排驱压力-细微-喉型;③中高排驱压力-微喉型;④高排驱压力-微喉型。总体上看,研究区长7油藏储层整体为超低渗-致密层储层。     

运用扫描电镜和压汞法研究江汉盆地古新统—白垩系砂岩储层孔喉结构及定量参数特征

通过储集层的孔喉结构来评价储层已广泛运用于油气开发,但目前尚未运用于钾盐储层的评价。本文利用扫描电镜和压汞法获得的大量储层孔隙、孔喉实验数据,研究了江汉盆地古新统—白垩系富钾卤水砂岩储层的孔喉类型和结构、毛细管压力曲线,以及孔喉定量特征参数。研究表明,古新统沙市组砂岩储层以Ⅱ类孔隙结构为主,排驱压力平均值为2.72 MPa,孔隙度平均值为6.32%。而白垩系红花套组砂岩储层以Ⅰ、Ⅱ类孔隙结构为主,Ⅰ类排驱压力平均值为0.28 MPa,孔隙度平均值为16.99%,渗透率为87.79×10~(-3)μm~2;Ⅱ类排驱压力平均值为1.103 MPa,孔隙度平均值为10.02%,渗透率为18.83×10~(-3)μm~2。通过综合分析孔喉定量特征参数(如最大汞饱和度、最大孔喉半径、中值半径、退汞效率等)来评价储层质量,认为古新统沙市组砂岩类型以粉砂岩为主,储层质量较差,属于特低孔低渗储层;白垩系红花套组砂岩类型以细砂岩为主,储层质量较好,属于低孔低渗储层。本研究为该区富钾卤水储层评价以及进一步勘探开发提供了可靠的地质依据。