核磁共振法表征碳酸盐岩孔隙结构及束缚水饱和度的局限性:基于实验分析

在低场核磁共振(NMR)岩心分析过程中,注意到碳酸盐岩的弛豫时间(T_2)分布有时存在如下异常:束缚水状态下,T_2分布中的短弛豫较饱水状态下更为突出。为了弄清该现象的机理,首先梳理了NMR在多孔介质领域应用的基本理论,然后选取伊拉克一油田上白垩统不同物性类型的碳酸盐岩进行离心实验,并将碳酸盐岩的物性、孔隙结构同其T_2分布(包括饱水状态和束缚水状态)进行对比分析,探讨了T_2截止值法和谱系数法在表征孔隙结构和束缚水饱和度方面存在的问题。结果表明:该异常现象在孔隙连通性较好的碳酸盐岩中普遍存在。由于饱水状态下大孔-微孔间流体分子相互扩散,使得氢质子在多孔介质中均一化分布,这导致饱水状态下的T_2分布也趋于"平均化"("扩散耦合"效应),而非在离心过程中因孔隙结构改变所致,因而碳酸盐岩在饱水状态下的T_2分布,更多地是反映孔隙间的连通性而非孔径大小。"扩散耦合"效应影响了采用T_2截止值法计算束缚水饱和度的适用性;谱系数法尽管考虑了"扩散耦合"效应,但是所建立的经验公式并未考虑生产压差(或驱替压力)的变化,因而在实践中应结合实际的生产压差变化对谱系数m和b进行修正。     

塔里木盆地西北缘克孜勒布拉克南沟乌拉尔统巴立克立克组生物礁地质特征

塔里木盆地西北缘二叠系巴立克立克组广泛发育具有油气勘探意义的巨厚台地边缘生物礁,本文对塔西北克孜勒布拉克南沟出露的典型的二叠系巴立克立克组生物礁进行了详细的宏微观研究。该套生物礁以生屑滩为礁基,礁核下部主要为蓝绿藻建造的各类微生物岩,其结构组分主要为凝块及破碎的微凝块,次为叠层石,此时的水体能量较低;礁核上部局部发育叶状藻礁,并伴生大量的海生底栖动物,此时礁体开始暴露在浪基面之上,大量发育角砾状灰岩,并遭受大气淡水岩溶的改造。除了台缘带外,塔西北柯坪地区同期的局限台地中也发育小规模的、具微生物岩特征的台内礁滩体,说明该时期区域上的环境条件普遍适宜造礁。巴立克立克组的该套礁滩体的形成时间为乌拉尔世阿瑟尔期晚期—萨克马尔期,这与乌拉尔世塔里木大火成岩省早期阶段相当,因此,推测该套礁滩体的形成和当时的火山活动产生的火山灰导致南天山洋残余海盆的海水“富营养化”有关。藻类的爆发使得巴立克立克组礁滩体的δ13C值较之康克林组的碳酸盐岩呈现显著正偏移。但是,巴立克立克组的礁滩体受胶结作用等建设性成岩作用的改造程度较深,利于“成岩”,不利“成储”,使得区域上巴立克立克组的礁滩体尽管相带较好,但储渗性极差,唯有受构造裂缝改造部分可发育高渗层。因此,可以确定：塔西北乌拉尔世巴立克立克组的礁滩储层基本不受相控,主要发育裂缝型储层。因此,今后对于塔西北二叠系礁滩油气藏的勘探应重点关注构造裂缝发育段。本研究对今后塔西北巴立克立克组生物礁优质储层预测提供了科学依据,对于我国乃至世界范围内二叠系微生物岩的研究也有一定助益。     

塔西南阿尔塔什剖面下石炭统和什拉甫组生物礁地质特征

生物礁研究对沉积环境与油气勘探具有重要意义,但目前对于塔西南石炭系生物礁研究相对较少。深入解析了塔西南阿尔塔什剖面早石炭世维宪期中-晚期和什拉甫组生物礁地质特征,并在此基础上深入探讨了塔西南早石炭世沉积环境以及该生物礁在全球早石炭世生物礁演化中的意义。结果表明：该套生物礁的造礁生物主要为各种群体珊瑚以及少量单体珊瑚,附礁生物主要为棘皮动物等,造礁和附礁生物类型相对单一。礁体的生长受陆源物质的影响而中断,这和塔西南山前早石炭世频繁的海平面变化有关。该生物礁是继晚泥盆世生物大灭绝后,伴随着维宪期中-晚期气候变暖、全球海平面上升,全球范围内后生动物骨架礁开始复苏的产物之一,该生物礁的地质特征在全球早石炭世维宪期生物礁中具有普遍性。此外,根据对阿尔塔什剖面和什拉甫组以及相邻的库山河剖面罕铁热克组的整体沉积相分析,推测早石炭世维宪期,受当时全球海平面上升的影响以及塔西南地区在早石炭世开始形成被动大陆边缘并开始下沉,使得塔西南地区从早石炭世开始发生自南西向北东方向的海侵,在塔西南山前也逐渐形成了狭长的台地边缘相带,这有利于生物礁的发育,并在和什拉甫组时期自陆向海形成了“滨岸相-泻湖相-台地边缘相-...     

伊拉克X油田上白垩统Kh2段碳酸盐岩孔隙结构及其对原油动用的影响

论文以伊拉克X油田上白垩统Khasib组Kh2段碳酸盐岩储层为研究对象,主要探讨碳酸盐岩储层孔隙结构特征及其对原油动用的影响。论文使用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞、数字岩芯等多种技术手段相结合,定性、定量分析了Kh2段储层微观孔喉特征;通过对储层润湿性测试、低场核磁共振、两相相对渗透率测试等评价了Kh2段的原油动用特征。综合对比分析孔隙特征和原油动用特征,本文取得如下认识：① Kh2段主力产层的储层岩性为砂屑灰岩和生屑藻屑泥晶灰岩。其中,砂屑灰岩孔隙分布的非均质性强,优势通道显著,渗透性极佳,注水易发生“水窜”,生屑藻屑泥晶灰岩中孔隙分布相对均匀但孔隙之间连通性差,注入水难以波及,这是目前制约该油田提升原油采收率的重要微观地质因素;② 岩样测试的润湿性结果表明,Kh2段的样品大多显示亲油～强亲油的特性,这会导致注水开发过程中,毛管力成为驱油的阻力,进一步加剧注水开发的难度;③ 通过对Kh2段的砂屑灰岩和生屑藻屑泥晶灰岩进行油—水、油—气两相相对渗透率测试发现,在水驱油的情况下,它们的残余油饱和度较高,而采用氮气驱油可以显著降低残余油饱和度。因此,对于渗透性好但孔隙结构非均质性强、局部存在“优势通道”和孔隙结构较为均质但孔隙之间连通性差的碳酸盐岩储层,宜慎用注水开发,采用注气开发是较为合理的选择。