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.     

川中侏罗系自流井组大安寨段致密灰岩孔隙结构实验研究

川中侏罗系自流井组大安寨段致密油灰岩储层的孔隙结构极为复杂,却是致密油勘探开发需要解决的关键问题。本文应用扫描电镜、氮气吸附、高压压汞、核磁共振来研究致密灰岩的孔隙结构。结果表明灰岩储层以狭缝型孔隙为主;介孔和宏孔是孔隙体积和比表面积主要贡献者,孔隙结构特征参数排驱压力、平均孔径、均质系数与孔隙度及渗透率相关性较好,可以综合应用于评价储层孔隙结构;将氮气吸附得到的孔径分布与高压压汞得到的孔径分布相结合构造全尺度孔径分布,发现储层主要发育2～50nm的介孔;基于幂函数转换方法,将T_2谱转换为孔径分布,转换结果与全尺度孔径分布的一致性较好,表明了T_2谱与孔径分布存在幂函数关系;T_2几何平均值与岩心全孔径孔隙结构参数具有相关性,可作为评价储层孔隙结构特征参数。     

南堡4号构造东营组岩石物理相特征及其分类评价

南堡凹陷4号构造晚期成岩作用强烈、储层非均质性强、孔隙结构复杂，导致优质储层岩石物理特征不清及储层有效性评价难.针对这一难题，综合利用岩心薄片鉴定、扫描电镜、X全岩衍射、毛管实验及测录、试油等数据对储层的沉积特征、成岩特征及孔隙结构特征开展相控研究，研究结果表明研究区东二、东三段沉积相主要发育辫状河三角洲相，沉积微相主要发育水下分流河道、分流间湾、河口坝等；依据成岩作用及矿物类型将成岩相划分为弱溶蚀相、黏土矿物充填相、碳酸盐胶结相、压实致密相四类；根据储层物性及压汞等数据将孔隙结构相划分为Ⅰ类大孔粗喉型、Ⅱ类大孔中喉型、Ⅲ类中孔细喉型、Ⅳ类小孔微喉型.基于沉积、成岩、孔隙结构三种特征单元叠加聚类分析将储层岩石物理相划分为PF1-PF4四类，其中PF1为油气及油水产能高的优势储层，PF2为产能一般的含油储层，PF3为需要储层改造才有产能的较差储层，PF4为无效储层，通过测井响应规律建立岩石物理相分类评价标准，为研究区储层有效性评价、优势储层预测以及后续的滚动开发提供了技术支撑和坚实的理论基础.     

多阶段成岩作用对深层碳酸盐岩岩石物理性质的影响——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性质的测量,并结合岩石学特征分析、多尺度孔隙结构分析及沉积环境的划分,在成岩作用过程框架下分析岩石物理特征的变化规律.研究结果表明,目标层段白云岩差异性成岩过程形成了不同的岩石孔隙结构特征与微观结构特征.丘滩相高能微生物白云岩分别经历同生期微生物白云岩化与渗透回流白云岩化作用、准同生期选择性溶蚀作用、埋深白云岩化作用以及构造-热液白云岩化,形成的晶粒白云岩主要为致密“焊接”型和紧密型白云石晶体接触边界,溶蚀孔隙发育,微裂隙与孔喉共同作为流体渗流通道.滩间海低能硅质、泥质与灰质云岩主要经历弱毛细管浓缩白云岩化作用、强机械压实致密化与埋深白云岩化作用,形成的晶粒白云岩存在致密“焊接”型、黏土型、石英胶结型与方解石型晶体接触边界,孔隙以残余原生粒间或晶间孔为主,以微裂隙作为主要的流体渗流通道.晶粒边界性质与孔隙结构共同控制了样品的宏观物性及地震弹性性质,相同晶粒边界的样品具有一...     

一种实用的定量表征岩石视压实率和视胶结率的实验方法

对于目前分布最为广泛的砂岩储层,压实和胶结等成岩作用会影响砂岩储层的物性、弹性等物理性质并最终决定岩石颗粒的接触性质和孔隙结构特征.根据前人的研究,定量表征岩石压实和胶结作用的参数主要有视压实率和视胶结率、成岩综合系数等.目前尚缺乏一套系统完整的实验方法来确定岩石的成岩系数.实际应用时,前人多根据经验公式和薄片资料来确定原始孔隙度和胶结物含量,误差较大,流程复杂.本文立足实验手段,在前人研究的基础上,提出了一套系统的实验室确定视压实率和视胶结率的方法.结果表明,实验获得的视压实率、视胶结率与孔隙度、渗透率以及分选系数等存在较好的相关关系,符合前人研究的结果.     

核磁共振T_2谱多重分形特征及其在孔隙结构评价中的应用（英文）

孔隙结构特征及类型划分对低渗透储层勘探开发至关重要,基于多重分形理论与核磁共振实验,对东营凹陷南坡沙河街组沙四段(ES4)复杂低渗透砂岩进行孔隙结构研究。首先,根据岩心物性、铸体薄片、压汞等资料所反映的孔隙结构参数差异,将研究区的岩石孔隙结构类型划分了3大类5小类;然后,针对不同类型岩石的核磁共振T_2谱进行插值并计算其对数坐标下的一维、三维分形维数以及多重分形谱,并提取多重分形参数奇异性强度α、分布稠密度f(a),结果显示孔隙结构类型不同,盒维数尤其是多重分形参数值差异明显,孔隙结构好,其a、f(a)偏向高值,以此划分孔隙结构类型与压汞、薄片分析结果基本一致;最后,将该方法应用到核磁共振测井剖面上,应用效果较好,表明多重分形是核磁共振T_2谱的一种属性,利用核磁测井T_2谱多重分形特征及参数能够连续较好地评价低渗透砂岩孔隙结构类型与预测有效储层。     

浅层致密砂岩油藏成岩作用及孔隙演化

为探讨浅层致密砂岩油藏储层成岩作用及孔隙演化问题,以鄂尔多斯盆地南部B油田延长组长3-长7油层组为研究对象,开展岩石学特征、成岩作用、孔隙演化研究.研究表明,B油田长3-长7油层组碎屑成分差异不大,长7油层组石英含量高,长6油层组长石、岩屑含量高,长3油层组云母含量高.长3油层组粒级分布相对较粗,其次为长7油层组,长6油层组粒级分布最细.从长3、长6至长7油层组,碳酸盐胶结物含量、黏土矿物总量、伊/蒙间层含量、伊利石含量逐渐增加,高岭石、绿泥石含量依次减小,成岩胶结、交代作用依次增强.成岩作用阶段为早成岩B期至中成岩A期.随油藏储层埋藏深度增加,成岩作用强度持续、不断增强.储层孔隙演化研究表明,长3、长6、长7油层组初始孔隙度接近,压实成岩作用过程中损失的孔隙度也比较接近.随油藏埋藏深度增加,成岩作用中胶结作用增强,溶蚀作用减弱.长6、长7油层组胶结作用明显强于长3油层组,长3油层组溶蚀作用明显强于长6、长7油层组.随埋深增加,绝对溶蚀作用减弱,相对溶蚀作用增强.     

基于岩石物理相约束的致密砂岩气储层渗透率解释建模

充分利用岩心、薄片和钻测井等资料,对四川盆地JQ区块须家河组须二段致密砂岩气储层的沉积微相、成岩相和裂缝相特征进行了研究.结果表明,须二段沉积以辫状河三角洲前缘为主,发育水下分流河道、河口坝和分流间湾等微相;根据成岩作用类型、强度、成岩矿物及其对储层物性的影响将储层划分为压实致密、碳酸盐岩胶结、伊蒙混层充填和不稳定组分溶蚀4种成岩相;裂缝相则以局部层段发育的近水平缝为主.通过三者的叠加与复合对储层岩石物理相进行分类命名,划分出了河口坝-不稳定组分溶蚀-近水平缝相等多种岩石物理相.然后按照岩石物理相对储层物性的建设与破坏作用对其进行聚类分析,归纳出了PF1～PF4四大类岩石物理相.通过建立每一类岩石物理相的孔隙度-渗透率关系表明,基于岩石物理相约束而建立的储层渗透率解释模型具有更高的精度.岩石物理相是揭示致密砂岩气储层成因机理并提高其物性参数测井解释精度的有效途径.     

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.     

微晶结构对碳酸盐岩地震弹性与储层物性特征变化规律的影响（英文）

碳酸盐岩储层是油气勘探的重要储层类型,不同地区的碳酸盐岩储层在沉积、成岩过程都存在着明显的差异,这种差异是引起其物性及地震弹性性质变化的的主要因素。为认识这种机制,在本文中我们对取自塔里木盆地不同地区碳酸盐岩储层不同层位的98块样品进行了岩石学特征、岩石微观结构特征、物性特征和地震弹性特征识别分析,并研究了样品物性对地震弹性性质的影响及其变化规律。研究结果表明,碳酸盐岩样品物性与地震弹性性质整体变化规律受微晶方解石结构特征的控制,而传统的岩石结构及孔隙结构分类不能完全反应上述特征的变化。依据形态特征可将样品微晶结构分为多孔微晶、紧密微晶体和致密微晶三种类型,随着上述三种微晶中晶体边界紧密缝合接触的程度增加,其微晶晶间孔隙度与孔喉半径逐渐减小,同时方解石晶体颗粒边界刚度特征与弹性均匀性的逐渐增强,致使样品渗透率与速度等地震弹性特征表现出随孔隙增大而逐渐减小的总体趋势。对于以致密微晶为主的低孔隙度样品(孔隙度φ5%),微晶孔隙对样品孔隙及渗透率贡献较小,同时微晶弹性性质接近岩石基质,致使岩石宏观物性特征与弹性性质受裂隙、溶蚀孔隙等的影响更为明显,样品物性与地震弹性性质的特征表征孔隙结构的控制作用。孔隙纵横比对孔隙类型也具有明显的指示作用,溶蚀孔隙的体积模量纵横比高于0.2,粒间孔体积模量纵横比介于0.1~0.2之间,多孔微晶与紧密微晶体积模量纵横比小于0.15,而致密微晶的体积模量纵横比接近于0.2。研究结果可为碳酸盐岩储层的分类以及相关储层的岩性及烃类地震检测提供依据。     

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.     

四川盆地侏罗系致密砂岩弹性特征及岩石物理建模

近年来围绕四川盆地侏罗系陆相致密砂岩已取得了勘探突破,其中川中—川西过渡带具备形成大气田的地质条件,但对该套致密砂岩弹性性质变化规律的研究还较少,致使利用地震方法进行"甜点"储层预测的精度不高.本文利用四川盆地侏罗系沙溪庙组32块样品开展了系统的声学测量,在此基础上,分析了样品弹性性质的变化规律.结合X射线衍射矿物组分分析、扫描电镜、铸体薄片和岩石薄片特征确定了不同成岩作用对岩石储集性能的影响.研究结果表明,研究区致密砂岩储层表现为孔隙型储层,受差异性成岩作用影响,黏土含量、钙质含量和硅质含量的差异以及它们分布特征之间的差异对岩石弹性性质造成了很大的影响.在研究区对岩石物性及弹性性质有明显影响的成岩作用包括早期的钙质胶结作用、压实作用和溶蚀作用,因此针对不同时期的成岩作用对岩石弹性及物性的影响,利用接触-胶结模型、微分等效模量模型和临界孔隙度校正的Hashin-Shtrikman上限模型建立了研究区致密砂岩的岩石物理模型.     

准噶尔盆地西北缘二叠系沸石矿物成岩作用及对油气的意义

近年来,硅酸盐矿物的成岩作用越来越受到人们的重视,特别是其对油气储层孔隙度和渗透率的影响.沸石作为自生铝硅酸盐矿物,在成岩演化过程中,其析出、胶结和溶蚀对研究区二叠系油气储层储集性能有不同程度的破坏与改善.准噶尔盆地西北缘地区二叠系沸石矿物形成于开放的水文环境,成因与大量火山物质的水化关系密切.地层水化学性质差异、孔隙水的pH以及阳离子的性质和比率决定沸石类型及其转化.沸石矿物类型主要有方沸石、片沸石和浊沸石.火山玻璃的沸石化蚀变过程为：火山玻璃-斜发沸石-方沸石-片沸石-浊沸石.方沸石的溶蚀对储层质量改善明显;片沸石的胶结现象普遍,对储层破坏严重.早期沸石的析出,使储层原始孔隙结构未被压实作用破坏,同时为后期溶蚀作用提供了物质基础.方沸石的溶蚀与烃源岩层排出的有机酸和NaHCO3弱酸性地层水有关,同时受岩层渗透性影响;在CaCl2型地层水中,片沸石和浊沸石难于溶蚀.在研究区,方沸石溶蚀带是次生孔隙发育带,可以作为寻找有利油气储层发育的目标区域.     

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.     

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。     

致密油储层不同尺度、多重介质建模方法研究——以吉木萨尔凹陷芦草沟组上甜点为例

致密油储层历经多重地质作用,储集体类型多样、尺度不一、分布离散、岩性混杂,常规建模不能有效刻画其内部复杂性.针对其发育不同尺度孔隙、复杂天然/人工缝网的特点,本文提出以致密砂岩储层微观孔隙结构表征、天然/人工裂缝的识别与描述技术为基础,集不同尺度孔隙、不同尺度天然/人工裂缝于一体的地质建模方法,即基于压汞资料,将孔隙型基质储层分级,相控随机模拟储层分布模型;以地震资料为主,结合蚂蚁体等技术,人机交互、确定性模拟大-中尺度天然裂缝;以测井解释小尺度、薄片鉴定微尺度天然裂缝为基础,地震参与随机模拟裂缝发育密度体,采用示性点过程法随机模拟小尺度与微尺度天然裂缝;以微地震资料为主,确定性加随机性综合模拟不同尺度人工压裂缝.以新疆吉木萨尔凹陷某油田开发先导试验区芦二段上甜点为例,按上述方法建立致密油藏模型,突出致密油藏特点,为数值模拟提供了高精度的多重介质油藏模拟静态模型.     

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.     

河流-湖泊三角洲相砂岩成岩作用的重建及其对储层物性演化的影响

延长油区侏罗系和上三叠统河流-湖泊三角洲相砂岩储层的物性受沉积相及埋藏-成岩作用的控制. 河流相砂岩的物性好于三角洲相砂岩(平均孔隙度和平均渗透率分别为14.8%和12.7×10-3μm2, 9.8%和5.8×10-3μm2). 埋藏压实作用是导致砂岩孔隙丧失的主要原因. 碳酸盐是造成砂岩物性降低的主要胶结物. 晚期成岩阶段富含有机酸和无机酸的酸性孔隙流体及表生成岩阶段的大气降水是形成次生孔隙及导致砂岩物性改善的主要介质.     

河流-湖泊三角洲相砂岩成岩作用的重建及其对储层物性演化的影响——以延长油区侏罗系-上三叠统砂岩为例

延长油区侏罗系和上三叠统河流-湖泊三角洲相砂岩储层的物性受沉积相及埋藏-成岩作用的控制.河流相砂岩的物性好于三角洲相砂岩（平均孔隙度和平均渗透率分别为14.8％和12.7×10-3μm2,9.8％和5.8×10-3μm2）.埋藏压实作用是导致砂岩孔隙丧失的主要原因.碳酸盐是造成砂岩物性降低的主要胶结物.晚期成岩阶段富含有机酸和无机酸的酸性孔隙流体及表生成岩阶段的大气降水是形成次生孔隙及导致砂岩物性改善的主要介质.     

致密砂岩气藏储层成岩流体演化与致密成因机理——-以四川盆地上三叠统须家河组为例

四川盆地上三叠统须家河组储层在岩石学上表现为低成分成熟度、低胶结物含量和结构成熟度中等的“两低一中”特征,总体储层物性较差,属低孔低渗和特低孔特低渗储层,局部发育有少量中孔低渗储层．根据各成岩矿物共生组合关系,可以确定成岩矿物由早到晚形成的相对顺序：早期方解石（泥晶菱铁矿）-石英Ⅰ期加大-绿泥石薄膜-长石、岩屑溶解-绿泥石孔隙衬边-石英Ⅱ期加大（加大、剩余粒间孔、粒间溶孔充填石英）-溶蚀作用-石英Ⅲ期加大（粒间溶孔、粒内溶孔中充填石英）-连晶（含铁）方解石-白云石-铁（方解石）白云石-后期溶蚀作用-石英、方解石脉形成．机械压实作用是使本区岩石固结成岩最主要的因素,石英Ⅱ,Ⅲ期加大作用是使本层砂岩致密化的另一个重要原因．长期封闭条件下成岩流体只对长石和部分岩屑进行溶解,而粒间的胶结物如石英、碳酸盐则未发生溶解,使已致密化的须家河组砂岩孔隙度改变不大,这是须家河组砂岩最终保持致密化的又一个原因．有机质大规模生烃发生在第Ⅱ期石英加大后,烃类选择性进入相对有利的储层中形成致密砂岩烃类气藏．