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。     

大牛地气田盒2+3段致密砂岩储层微观孔隙结构特征及其分类评价

综合应用铸体薄片、扫描电镜、压汞测试等分析化验资料,对大牛地气田盒2 3段致密砂岩储层的微观孔隙结构特征进行了详细的研究。研究结果表明,强烈的压实作用和胶结作用是研究区储层致密的主要原因,溶蚀作用和交代作用可以使储层的储集性能得到改善。沉积作用和成岩作用的双重影响使得盒2 3段储层孔隙结构异常复杂,粒间溶孔、粒内溶孔、晶间晶内微孔等次生孔隙构成了本区的主要储集空间,其中粒间溶蚀孔隙对储层的改善最为明显,可使孔隙度增大到8%~20%,粒内溶蚀孔的孔隙度平均6.27%,晶间晶内微孔的孔隙度一般低于4%。孔隙喉道组合类型以中孔小喉和小孔细喉为主。在此基础上,应用主因子分析、聚类分析等统计学方法,将盒2 3段储层孔隙结构划分为3种基本类型4种亚类,并勾绘出主力层的综合评价图,进一步分析表明,Ⅰ类、Ⅱa类储层为研究区的优质储层,测试结果为高产井,是今后致密砂岩气藏勘探开发的主要目标。     

致密储层孔隙结构研究综述

国家对油气资源需求日益剧增的背景下,油气田勘探开发的主战场由常规转向非常规领域,致密油气成为当今及未来非常规油气勘探开发的热点和重点.我国致密储层多为陆相沉积,横向连续性差、纵向非均质性强、岩性复杂、物性变化大,致使致密储层的孔隙结构难以有效表征.储层孔隙结构不仅影响油气赋存,还严重制约着油气渗流和高效开采.为有针对性...     

等效孔隙结构模型在鄂尔多斯致密含气砂岩中的应用

该文作者采集了鄂尔多斯大牛地气田二叠系下石盒子组钻井岩芯,在60 Mpa围压和50°C温度下进行了岩芯弹性参数 测试。通过岩石薄片分析孔隙结构特征,按照孔隙的纵横比值(<0.01, 0.01~0.9, >0.9)将孔隙划分为三类,进而对柔性孔隙 模型理论进行了修改,建立了孔隙结构模型。建立的模型应用于常规测井数据,通过自洽算法进行了纵波、横波速度和弹 性参数的估算。模型计算结果与测井曲线、岩芯实验测试结果进行了对比。结果显示模型与测井的速度曲线和泊松比值曲 线能很好地吻合,但模型预测的波阻抗值稍大于岩芯的测试结果。其原因在于利用模型计算声波阻抗时使用的密度值来自 于测井数据,而在储层状态下 , 由于上覆地层的压力,会使得岩石的密度增大 , 导致波阻抗值上升。研究成果表明了柔性孔 隙模型在鄂尔多斯致密砂岩弹性参数的预测中能取得很好的效果。     

致密储层孔隙结构表征技术及发展趋势

随着非常规油气勘探的兴起,致密储层微观孔隙研究备受重视,如何细致精确地研究致密储层的孔隙结构已经成为非常规油气勘探首要解决的问题之一,其对非常规油气勘探层位选取、资源潜力评价和油气渗流能力计算具有重要作用。重点介绍了几种致密储层微纳米孔隙结构表征技术方法及其应用,包括恒速压汞技术、氮气吸附技术、扫描电镜技术、激光共聚焦技术、微纳米CT扫描技术及核磁共振技术,并结合现有研究技术进行了展望。认为致密储层孔隙结构表征技术具有如下发展趋势:按不同层次对致密储层进行不同级别的孔隙结构分析,以对取样点的测试模拟为基础,通过数字岩心技术对整个致密储层结构进行空间构建,可以接近客观、全方位、精确地描述整个储层孔隙特征。     

准中4区块致密砂岩孔隙结构特征研究

致密砂岩孔隙结构是影响储层物性、储集性能和渗流特性的主要因素,准确表征岩石的孔隙结构特征是储层评价的重要内容之一。为此通过岩心观察、CT扫描成像及其图像处理等对准噶尔盆地中部4区块董11井致密砂岩储层孔隙结构特征进行了定性及定量综合研究。研究结果表明,采用USM锐化、阈值选取及中值滤波法对微CT扫描灰度图像进行图像处理,可以更好地区分岩石内部骨架和孔隙的边界,提高了图像的分割精度;当数字岩心立方体模型边长在450体素时,孔隙度趋近定值;研究区致密砂岩储层储集空间主要以粒间孔隙和微裂隙为主,伴有少量的解理裂隙,孤立孔隙较多,孔隙形状复杂,分布不均匀;研究区致密砂岩连续截面面孔率分布不均匀,离散性强,在连续截面上面孔率频繁出现极大值与极小值（跳跃性较大）,容易在流体流动的过程中产生压降过大,造成部分孔隙喉道堵塞;研究区致密砂岩储层孔隙大小分布不均匀,孔隙直径在15~35 μm之间,占总孔隙数的60%左右,其面积占18%;直径在50~200 μm的孔隙数量占总孔隙数的20%,其面积占比达60%,为油气赋存提供了有利的储集空间。      

致密砂岩储层损害与保护现状综述

分析了致密砂岩储层损害的主要特点，同时对相关保护技术作了综合介绍。     

川西中侏罗统致密砂岩次生孔隙成因分析

基于岩石学观察,运用铸体薄片鉴定、扫描电镜分析、矿物烃类包裹体成分分析,结合储层特征,研究了川西中侏罗统致密砂岩次生孔隙的形成机制。结果表明,川西中侏罗统为典型的无生烃能力的红色碎屑岩地层,上沙溪庙组砂岩气藏气源主要来自纵向上距该气藏约1000~3000m的下伏上三叠统须家河组含煤层系,储层平均孔隙度9.6%,平均渗透率0.177×10^-3μm²,为远源致密砂岩气藏。次生溶蚀孔隙对储层总面孔率的贡献达60%,其对砂岩面孔率的贡献大于原生孔隙。砂岩中沥青的分布及高岭石的分布、地层水的证据以及次生矿物烃类包体成分等表明,次生孔隙主要由有机酸对长石溶蚀形成,有机酸主要有3种来源,一是下伏须家河组烃源层生烃过程中排出的有机酸沿断裂和裂缝向上运移进入上沙溪庙组,二是从须家河组运移上来的烃类与上沙溪庙组储层中的氧化剂反应生成的有机酸,三是上沙溪庙组泥岩脱水形成的有机酸。其中以前两种有机酸形成的溶蚀孔隙最为重要,而第三种来源的有机酸由于其形成的孔隙少且保存下来的很少,对储层的意义不大。区域流体势、断裂和裂缝的发育都为下伏上三叠统须家河组有机酸进入上沙溪庙组储层提供了有利条件。控制次生孔隙形成和分布的主要地质因素是砂岩中受物源控制的易溶组分含量、沉积相、储层所处的古构造位置以及断裂、裂缝的发育情况。     

致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化:以川西南上三叠统为例

致密砂岩储层成岩作用控制孔隙演化,并进一步决定相对优质储层分布。川西南上三叠统砂岩储层整体孔隙度小于6%,基质渗透率小于0.1×10-3μm2,属于典型致密砂岩储层。铸体薄片和储层流体包裹体综合分析表明,砂岩储层经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,储集空间以粒内溶孔、铸模孔和粒间溶孔为主。综合各成岩矿物共生组合关系,结合储层流体包裹体均一化温度,确定各成岩事件和成岩矿物形成相对顺序:压实作用→第Ⅰ期裂缝→第Ⅰ期伊利石胶结→第Ⅰ期石英加大→第Ⅰ期方解石胶结→第Ⅱ期石英加大、硅质充填→长石、岩屑溶蚀→绿泥石胶结或者伊利石胶结→第Ⅱ期方解石胶结→长石溶蚀作用→第Ⅱ期破裂作用→第Ⅲ期石英加大、硅质充填→第Ⅲ期碳酸盐胶结→碳酸盐交代长石和石英→第Ⅲ期构造破碎→晚期方解石和石英胶结成岩。镜质体反射率(Ro)及砂岩储层流体包裹体均一温度表明砂岩储层目前已达到中成岩A2期至B期,压实作用是储层致密化的最主要原因,造成孔隙度损失约27.5%,硅质和碳酸盐胶结作用仅损失孔隙度约5.3%。     

致密砂岩储层孔喉结构差异对可动流体赋存特征的影响——以苏里格气田东区和西区盒8储层为例

为探讨致密砂岩储层的微观孔喉结构参数对可动流体赋存特征的影响,本文以苏里格气田东区和西区盒8储层为例,利用铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞及核磁共振等实验方法,对比并分析了微观孔喉结构差异对可动流体赋存特征的影响。结果表明:喉道大小及分布特征是造成致密砂岩储层渗流能力不同的主要因素,喉道半径分布范围越宽,峰值越大,渗流能力就越强;相反,喉道半径分布范围越窄,峰值越小,渗流能力就越弱。致密砂岩储层在可动流体赋存特征方面的差异本质是源于喉道发育程度不同,特别是在孔喉结构非均质性越强的储层中,喉道对可动流体的赋存特征影响越为显著。致密砂岩储层的有效孔隙体积相比于有效喉道体积对可动流体的影响更大,也更能表征流体的赋存状态。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田致密砂岩储层孔隙类型及其渗流特征

为了探讨致密砂岩气藏不同孔隙结构的控制因素以及其内部流体渗流行为的差异,本文利用铸体薄片分析、高压压汞、核磁共振、气水相渗等一系列储层岩心分析资料从定性到定量的角度分别对鄂尔多斯盆地苏里格气田东南地区盒8段储层的孔隙类型、渗流特征进行研究,将储层按照溶蚀孔与晶间孔的相对含量划分为四类:晶间孔主导型储层、溶蚀孔—晶间孔混合型储层、晶间孔—溶蚀孔混合型储层、溶蚀孔主导型储层,并重点分析了四种储层类型所对应的可动流体、气水两相渗流特征。研究结果表明:成岩作用差异是导致储层具有不同孔隙结构类型的主要因素;不同孔隙类型储层之间的孔隙结构差异显著;从晶间孔主导型到溶蚀孔主导型储层,储层孔隙结构特征具有明显的改善趋势,可动流体饱和度增加明显,同时气、水两相干扰程度也逐渐增强,气相渗透率对含水饱和度的敏感程度也随之上升;晶间孔—溶蚀孔混合型储层是研究区广泛发育的储层类型,沉积微相对不同孔隙类型储层在平面上的分布起到了较大的控制作用。     

砂岩储层次生孔隙形成机制的研究进展

砂岩中次生孔隙的形成与长石在埋藏成岩过程中溶解或转化密切相关,形成有丰富的可溶矿物、酸性流体和水、有利的迁移条件。通过对砂岩中长石溶蚀的研究发现,相比钙长石和钠长石,钾长石的溶解速率最慢,也是次生孔隙得以保存的最主要矿物。而对于长石溶蚀的酸性流体来源中CO2主要来源为:是大气水中溶解的CO2、有机酸脱羧酸形成的CO2以及碳酸盐分解;有机酸的来源主要为:有机质热演化过程中形成的短链酸,泥质转变而来以及烃类氧化反应所产生。     

针对致密砂岩气储层复杂孔隙结构的岩石物理模型及其应用

针对致密砂岩气储层复杂的微观孔隙结构进行岩石物理建模,在模型中比较了单一孔隙纵横比、双孔隙模型两种表征孔隙结构的表征方式。岩石物理正演分析表明,两种孔隙结构模型均可解释致密砂岩复杂的速度-孔隙度关系。岩石物理反演结果表明,双孔隙模型对测井横波速度的预测精度更高,说明该模型更适用于表征研究区致密砂岩的孔隙结构,反演的软孔比例参数能够反映地层中孔隙结构的非均匀分布。应用双孔隙模型计算致密砂岩地层岩石骨架的弹性模量,与Krief及Pride等传统经验公式相比,该方法考虑了岩石骨架模量与矿物基质、孔隙度和孔隙结构等微观物性因素的关系,理论上更具有严谨性。对致密砂岩骨架模量计算结果的分析表明,少量微裂隙的存在即能够显著影响致密砂岩骨架的弹性性质,同时孔隙空间中的球形孔隙是致密气的主要赋存空间。并且,通过致密砂岩骨架弹性模量,进一步计算了可用于地层评价的Biot系数等岩石物理参数。致密砂岩骨架模量的预测结果可为Gassmann流体替换理论、BISQ孔隙弹性介质理论等岩石物理方法提供关键参数。     

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。     

阜新盆地沙海组三段浅层致密砂岩储层特征及成岩作用

针对阜新盆地浅层致密砂岩气成藏条件,在对8口井砂岩储层测试数据的分析基础上,研究了沙海组三段砂岩储层物性和沉积－成岩特征.认为阜新盆地沙海组三段砂岩储层为浅层致密砂岩储层,埋深<1500 m,孔隙度<10%,渗透率<1×10-3μm2;成岩作用控制沙海组三段砂岩的物性特征,沙海组三段砂岩主要经历压实作用、碳酸盐胶结作用和碳酸盐溶解作用,成岩阶段主要处于晚成岩A期.从而指出沙海组三段浅层致密砂岩储层适合储集来自周围气源岩生成的天然气,是盆地浅层致密砂岩气的有利勘探层位.     

致密储层孔隙结构表征技术有效性评价与应用

非常规致密储层类型多,孔隙结构复杂,非均质性强,研究难度大。针对已有致密储层孔隙结构评价技术,重点探讨了CT扫描、气体吸附与压汞分析等技术的有效应用范围,厘定了不同技术应用时需注意的关键问题,指出兼顾分辨率与代表性、提高表征维度、实现动态与静态同步表征是致密储层孔隙结构评价技术优选的关键。通过系统解剖常规砂岩、致密砂岩、致密混积岩、沉凝灰岩、介壳灰岩及泥页岩6种储层,明确不同级别孔隙系统的差异性,针对性地提出了不同储层对应的关键表征技术系列。非常规致密储层孔隙结构研究应加强多尺度数据融合,加强与可动流体评价结合,加强与储层改造研究结合,通过多领域、多学科、多视角联合攻关,实现储层有效性评价,为寻找预测规模有效“甜点区”提供技术支撑。     

基于数字岩芯的致密砂岩储层孔隙结构精细表征与评价

致密砂岩储层微观孔隙结构十分复杂,定量化表征难度较大。针对此问题,选取陕西榆林市府谷县天生桥二叠系下石盒子组八段的辫状河露头的8个典型样品,利用图像滤波、阈值分割、最大球等效算法等对选取的数字岩芯代表性体积元进行处理。建立了岩样的三维孔隙结构模型以及球棍模型,计算了微观结构参数,定量表征了致密砂岩储层孔喉大小分布及其连通性特征,并结合评价地质方法开展了微观孔隙结构定量评价。研究表明：① 基于孔隙直径将孔隙分为P1~P4四类,分别对应微、小、中和大孔。对差异较大的1号和8号两个典型样品进行详细分析,结果表明1号样品以小孔和中孔为主,8号以中孔为主。② 基于喉道半径分为R1~R4四类,大体对应弯片状、片状型喉道、缩紧型喉道和孔隙缩小型,1号样品以弯片状和片状为主,8号以孔隙缩小型为主。③ 开展了微观孔隙结构定量评价。基于分形维数、形状因子、欧拉数、连通率、视孔隙度和孔喉结构类型等参数,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 四级对8个样品进行了分级评价,取得了较好的评价效果。因此,数字岩芯技术从其强大的三维成像能力、数据处理能力等验证了能精确定量表征致密砂岩储层三维孔隙结构,可为致密砂岩油气资源评价与产能提供地质依据。     

鄂尔多斯盆地东缘C-P煤系致密砂岩储层敏感性分析

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩储集层中矿物组成多样、孔隙结构复杂且黏土矿物含量高,直接影响储层改造和开发效果。文章基于X 衍射、铸体薄片、气测孔渗、压汞和敏感性实验,系统研究了储层敏感性及其影响因素。结果表明研究区砂岩中石英和岩屑含量高,长石含量较低,以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩和石英砂岩为主。黏土矿物主要为伊利石、高岭石、绿泥石以及伊/蒙混层;储层普遍低孔低渗,孔隙结构较差。速敏以太原组最强,山西组最弱,与伊利石+绿泥石含量正相关,高岭石含量负相关。水敏下石盒子组最强,太原组最弱,与伊/蒙混层含量正相关。盐敏与水敏有类似特点,与伊/蒙混层含量表现出正相关。酸敏山西组最强,下石盒子组最弱,与绿泥石和铁白云石矿物含量正相关。碱敏性山西组最强,太原组最弱,受长石、石英和高岭石含量影响。相关认识有助于指导研究区钻井、压裂等施工工艺选择和排采控制。     

致密储层应力敏感性研究

在油田开采过程中,地层压力逐渐下降,作用在岩石颗粒上的有效应力增加,这种效应使岩石发生形变,产生应力敏感,使得岩石的渗透率减小,从而影响到流体的流动及产能,给高效、合理地开发带来许多困难和问题。为此,对大庆油田低渗透致密岩心进行了应力敏感性试验,考虑其微观孔隙结构特征及黏土矿物的赋存状态,提出了新的毛管模型,并研究了单毛管在应力作用下的变形规律。研究表明：应力敏感程度与岩心的渗透率初值具有较好关系,随着渗透率降低,应力敏感性变强,渗透率损失率与渗透率初值具有乘幂递减关系。基于弹性力学理论,应用新的毛管模型,通过对单毛管在应力作用下的变形规律研究,从应力敏感性微观作用机制角度解释低渗透储层与中高渗透率储层在应力敏感性上的差异。这些研究对该低渗透致密储层的合理开发及合理生产工作制度的确定具有重要意义。     

砂岩储层中原生孔隙的破坏与保存机制研究进展

埋藏条件下原生孔隙的破坏与保存机制是含油气盆地砂岩储层质量研究的一个核心领域,其在油气地质学研究中的意义不言而喻。与次生孔隙的形成与保存机制相比,影响原生孔隙破坏与保存的因素有着其特殊的复杂性和多样性。在总结国内外研究进展的基础上,试图深入理解不同成岩机制在砂岩储层原生孔隙破坏与保存中的意义和作用,包括破坏机制（如机械压实、胶结作用等）和保存机制（如地层超压、颗粒包膜、盐体侵位和烃类占位等）。目前难以实现砂岩储层质量钻前准确预测的一个困难在于无法明确原生孔隙演化的动力和过程,将来成岩作用、流体作用、沉积过程和盆地演化的更紧密结合可能是解决砂岩储层原生孔隙破坏与保存机制研究中最有希望的发展方向之一。