孔隙结构特征参数的分形表征

储层岩石的孔隙结构具有分形特征,孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和变化规律.应用分形几何的原理,根据储层岩石孔隙分布和毛细管压力曲线的分形几何模型,建立了孔隙结构特征参数的分形表征方法.根据毛细管压力曲线资料,应用该方法计算了孔隙结构的分形维数和各种特征参数值.计算结果表明,孔隙结构的分形维数在2到3之间,用该方法计算得到的储层岩石孔隙结构特征参数的变化规律与传统统计参数的变化规律是一致的.该方法不仅简单易行,精度很高,并且使孔隙结构的特征参数从传统的定性描述转变为定量计算,对油田开发具有实际意义和参考价值.     

准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组致密砂砾岩孔隙分形特征及影响因素探讨

致密砂砾岩储层孔隙结构复杂,孔隙类型多样,非均质性强,储层孔隙结构表征困难。基于高压压汞毛细管压力曲线,利用多种分形模型计算反映储层孔隙结构的分形维数,对比分析了分形维数与孔隙度、渗透率以及孔隙结构特征参数之间的关系。相比于J函数曲线分形模型与热力学分形模型,毛细管束分形模型计算的分形维数能更好地表征致密砂砾岩储层孔隙结构。进一步从岩石颗粒粒度、碎屑成分、黏土矿物及孔隙类型等多方面探讨分析了致密砂砾岩分形维数的影响因素。分析结果显示,碎屑成分与黏土矿物是影响分形维数的主要因素,孔隙类型多样及复杂程度是分形维数的直接表现。现场应用实例表明,试油产能越大,分形维数越小,产能与分形维数有着密切的关系,可以通过分形维数评价产能大小。基于致密砂砾岩储层孔隙分形特征,利用分形维数评价储层孔隙结构的方法为砂砾岩储层孔隙结构的评价提供了新的思路与研究途径。     

毛管压力曲线与相渗曲线相互转化的分形实现

岩石结构是多层次嵌套的多孔结构，每一层次之间是自相似或近似相似或统计意义上的相似，所以说岩石结构是典型的分形结构。将分形几何学的原理运用到储层岩心的孔隙结构研究当中，并提出了一种简单实用的计算束缚水饱和度的新方法，在此基础上分别计算得到了分形维数。把分维值作为桥梁，实现了毛细管压力曲线和相渗曲线之间的相互转化，这比传统的只能利用毛细管压力曲线求相对渗透率曲线的手段更有优势，从而说明分形理论有可能成为研究岩心孔隙结构的重要手段。     

考虑储层孔隙介质分形特点的衰竭气藏储气库储层压力分布预测

考虑储层孔隙介质分形特点以及储层压力变化对储层介质渗流参数的影响,根据气体不稳定渗流理论,建立了衰竭气藏储气库储层压力动态分布的分形渗流模型,并推导出了注气过程动态储层压力的预测公式。在对本文模型计算结果与三维渗流模型计算结果对比分析基础上,研究了分形维数、弯曲率、储层厚度、气体黏度、注气速率和注气时间对地下储气库储层压力分布的影响,并计算了国内某衰竭气藏储气库BN-4井注气后的储层压力分布。结果表明:本文所建立的模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程计算需求;分形维数和渗透率随着孔隙度的增大而增大,储气库储层介质的应力敏感性受毛细管外壁的岩性影响较大;衰竭气藏储气库的储层压力随着储层介质弯曲率、气体黏度、注气速率、注气时间的增大而增大,随着分形维数和储层厚度的增大而减小;分形维数、储层厚度、注气速率、注气时间对储气库储层压力的影响比较显著,而介质弯曲率和气体黏度对其影响不明显。为充分利用储气库储层,实际工程中注气井的间距不宜过大及可适当延长注气时间。     

基于核磁共振T2谱分布的储层岩石孔隙分形结构研究

结合前人在储层岩石分形结构与利用核磁共振(NMR)T2谱分布评价孔隙结构这两方面的研究成果,推导出NMR T2值的分形几何表达式,建立了利用NMR T2谱进行储层孔隙分形结构研究的方法.该方法较常规的岩石孔隙分形结构研究方法具有快速、无损坏等特点,且进一步拓展了核磁共振资料的应用.应用此方法对A地区X井的10块岩心进行了分形结构判断与分形维数的求取,其判断结果与毛管压力判断结果一致,但其分形维数普遍低于应用毛管压力法求得的分形维数,此差异是由于二者所反映的孔喉空间不同造成的.研究结果同时表明:利用NMR T2谱分布求取的分形维数可以较好地表征岩石物性,可为储层特征研究、储层分类等提供一定的参考依据.     

用分形理论研究孔隙结构的对数正态分布

应用分形几何的原理,根据储集层岩石孔隙分布和毛细管压力曲线的分形几何模型,建立了孔隙大小分布概率密度函数的分形表征方法。根据毛管压力曲线资料,用该方法计算了孔隙结构的分形维数,进而计算了孔隙结构的概率密度分布函数,使孔隙大小的分布规律从传统的定性描述转变为定量化计算。计算结果表明,用分形理论计算孔隙大小分布的概率密度函数及其变化规律不仅简单易行,而且精度很高。     

低渗储层孔隙结构分形特征及对水驱油效率的影响

低渗储层岩石的孔隙结构是影响储层岩石物性及水驱油效率的重要因素之一,但一直以来难以确定一个有效的参数或方法定鼍的反映储层岩石孔隙结构的非均质性.通过使用分形几何方法及对6个地区的低渗储层岩石的毛管压力曲线进行分形特征分析及分形维数计算,分析研究了低渗储层岩石孔隙结构的非均质性.研究表明:低渗储层岩石孔喉的分形特征存在整...     

应用分形理论研究鄂尔多斯MHM油田低孔渗储层孔隙结构

基于岩样的毛管压力分析数据,讨论了岩石孔隙结构的分形特征。用孔径小于某一值r的孔隙体积百分比S与r的拟合关系,计算了鄂尔多斯盆地西部MHM油田三叠系延长组和侏罗系延安组低孔、低渗储层孔隙结构的分形维数。计算结果表明,两个层段的毛管压力曲线都存在一个标度区间,在该区间内孔隙结构表现出分形特征。同一块样品的大孔隙段与小孔隙段表现出多重分形,延10段储层孔隙结构的分形维数在大孔隙段比小孔隙段小,而长6段储层的分形维数分布特征却与延10段储层相反。在大孔隙区间延10段的分形维数比长6段小,反映出长6段储层孔隙结构比延10段复杂。研究分析认为,利用孔隙结构分形维数并结合其他孔隙特征参数,可以很好的反映出储层微观孔隙结构的复杂性,为研究储层孔隙结构微观非均质性提供了一个方便有效的手段,并为进一步的储层评价奠定了基础。     

砂岩储层微观结构分形特征研究——以胜坨油田古近系沙河街组储层为例

岩石微观结构研究是当今储层研究的难点问题,储层微观结构影响和控制了储层微观性质和宏观特征。运用胜坨地区3口井的40个不同沉积类型储层的岩心薄片分析资料及压汞资料求取了其分形维数,利用分形几何的基本理论研究了储层微观结构参数特征,结果表明储层微观孔隙结构在一定的尺度范围内具有分形特征,进一步研究了储层物性、储层微观结构参数与分形维数的定量关系。研究发现,无论从单井数据还是多井数据的分析结果均表明,分形维数与储层物性参数、孔隙结构参数具有较好的相关性,[JP3]且与三角洲平原储层相比,三角洲前缘储层的分形维数与物性参数、储层微观结构参数的相关性更好。可见,分形维数可以综合反映孔隙空间复杂程度,可以用于储层微观结构分析。     

准噶尔盆地永进油田特低孔隙度超低渗透率储层分类评价

准噶尔盆地永进油田西山窑组和清水河组储集层孔隙度的分布范围在4%～6%之间,渗透率分布范围在(0.01～0.30)×10-3μm2之间,属典型的特低孔隙度、超低渗透率储层。引入毛细管曲线分形维和BP神经网络方法,将研究区的储层分为3类。通过建立样品毛细管压力曲线和孔隙大小分布的分形几何模型计算了孔隙结构的分形维数,定量描述孔隙结构的复杂程度,进而实现样品储层的分类;用BP神经网络方法输入5个节点数,即分形维和4条测井曲线系列(包括自然伽马、声波时差、深侧向和浅侧向电阻率),输出1个节点数,即1条深度连续的分形维曲线,实现全井段储层精细分类及有效性评价。     

储层孔隙结构的分形几何描述

储层岩石在0.2～50μm的尺度范围内具有良好的分形特征。根据分形几何原理,可推导出储层岩石孔隙分布、毛管压力、J函数和相对渗透率曲线以及岩石孔隙表面接触角的分形几何公式。前人指出,岩性相近岩石的J函数曲线相近,而推导出的J函数曲线分形几何公式表明,相近的实质是指孔隙的分维数和毛管弯曲度。根据毛管压力曲线和J函数曲线的分形几何公式计算孔隙的分维数,该法比扫描电镜法简便易行,便于广泛应用。根据毛管压力曲线,计算的孔隙分形参数,可用以了解储层水敏损害及酸化作用的程度。     

用分形方法研究水驱前后岩石的孔隙结构

储集层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度。应用分形几何的原理,建立了孔隙分布和毛管压力曲线的分形几何模型,得出了统计参数和分形几何参数之间的相互关系。并根据水驱前后的毛管压力曲线资料计算了水驱前后孔隙结构的分形参数,研究了水驱对孔隙结构变化的影响。计算结果表明,储集层岩石经过水驱后,孔隙结构的复杂程度增加,非均质性增强。     

基于孔隙分形特征的低渗透储层孔隙结构评价

储层孔隙结构对低渗透储层的渗流能力和油气产能有重要影响,是低渗透储层研究的热点。 目前,急需一种在储层宏观尺度上反映强非均质性储层孔隙结构优劣的储层孔隙结构定量评价方法。 以塔南凹陷白垩系低渗透储层为例,在薄片观察、孔渗测试和毛管压力测试的基础上,将分形算法应用于储层孔隙结构评价,建立了利用压汞测试求取孔隙分形维数,进而定量评价储层孔隙结构的方法。 研究认为,该区发育粗态型、偏粗态型、偏细态型和细态型 4 种类型孔隙结构。 利用毛管压力对数与润湿相饱和度对数的线性关系可求取孔隙分形维数,且分形维数越小,孔隙结构越好。 结合薄片和试油资料建立了该区孔隙结构分类的分形维数标准,同时发现该区储层非均质性强,部分样品整体分形特征不明显,储层中的大孔隙和小孔隙均具有良好的分形特征,但是具有不同的孔隙结构特点,表现为毛管压力与润湿相饱和度关系的分段性。     

微纳米孔隙页岩气藏分形表观渗透率计算模型

微纳米孔隙页岩气藏运移机制多样,孔隙结构复杂,分形理论能比较精确地描述复杂系统。基于单根直圆管质量流量公式,推导出考虑迂曲分形维数的单根分形迂曲毛细管质量流量表达式,进一步推导出单位分形集内考虑管径分形维数与迂曲分形维数的总质量流量表达式,从而获得微纳米孔隙页岩气藏分形表观渗透率计算公式。通过实验数据,完成模型验证,对比分析文中模型与传统模型的差异,进行分形参数敏感性分析。结果表明:文中分形表观渗透率计算模型计算结果略高于Javadpour模型,略低于Xiong X模型,但与实验结果最为接近;页岩气藏分形表观渗透率随有效压力增大而逐渐减小,在压力较低时,下降较快,压力较高时,趋于平稳;分形表观渗透率受管径分形维数与迂曲分形维数的影响,随管径分形维数的增大呈非线性增大,随迂曲分形维数增大呈非线性减小。     

微观孔隙分形表征新方法及其在页岩储层中的应用

油气储层微观孔隙结构定量研究对储层评价及微观渗流具有重要意义。为此,运用分形几何原理对10组岩样CT扫描的微观孔隙结构进行定量描述,采用最小二乘法确定了微观孔隙结构的分形维数及自相似区间,指出微观孔隙结构分布具有多重分形特征,据此推导了微观孔隙结构的多重分形概率分布函数,并验证随机分形表征的有效性,最后应用该分形定量表征新方法研究页岩纳米孔隙微观结构,建立了页岩三维纳米微观孔隙网络模型。计算结果表明:①与单一分形描述方法相比,多重分形法将复杂微观孔隙结构分成不同自相似区间并能精确地定量表征;②与其他统计方法相比,采用建立的分形概率分布新函数随机计算产生的孔隙数据与真实储层数据吻合度高,使微观分布特征研究可以从传统描述转变为定量化计算。结论认为,该研究成果补充了传统页岩纳米孔隙的定量表征方法,为精细定量化表征微观储层结构以及三维微观孔隙网络模型的构建奠定了理论基础。     

提高储层平均毛管力曲线计算精度的分形方法

J函数经验幂率回归式在计算储层平均毛管压力曲线中广泛应用,但其经验参数无明确的物理意义,对孔隙分选差的岩心,还存在回归精度偏低的问题。基于分形理论,针对孔隙分选好和分选差的储层,分别推导出幂函数型和幂、多项式复合函数型J函数回归表达式。物理意义方面,对于好储层,建立了幂函数参数与分形维数的关系;对于差储层,建立了新函数参数与分形维数、最大及最小毛管半径的关系,且分别指出分形维数的适用范围。回归精度方面,经油气层实测毛管压力数据证实,分形方法的回归确定性系数R~2平均提高0.20,达到0.99,由此有效提高反求的储层平均毛管压力曲线精度。