致密油充注孔喉下限的理论探讨及实例分析

通过分析致密油充注孔喉下限与流体力学作用的相互关系,结合油气充注满足的力学条件,对源储界面和储集层内部的致密油充注孔喉下限进行理论探讨和实例分析。基于充注力学平衡关系及Young-Laplace方程,根据源储界面附近和储集层内部的最大充注动力建立相应的充注孔喉下限理论模型。将该模型应用于鄂尔多斯盆地延长组、四川盆地中下侏罗统、美国威利斯顿盆地Bakken组致密油,确定其源储界面附近的充注孔喉下限分别为15.74 nm、29.06 nm和14.22 nm,储集层内部充注孔喉下限分别为39.45 nm、37.20 nm和52.32 nm;相应的源储界面渗透率下限分别为0.002 1×10-3μm2、0.006 1×10-3μm2和0.001 8×10-3μm2,储集层内部渗透率下限分别为0.010 0×10-3μm2、0.009 4×10-3μm2和0.016 9×10-3μm2。源储界面岩性复杂,孔隙度与渗透率相关性差;储集层内部岩性单一,孔隙度与渗透率相关性较明显,由此确定储集层内部相应的孔隙度下限为2.16%、2.00%和3.50%。     

准噶尔盆地中部4区块致密砂岩有效储集层物性下限

以准噶尔盆地中部4区块中侏罗统头屯河组致密砂岩储集层为例,利用测井解释、试油等资料,采用经验统计法、分布函数曲线法、试油法、孔渗关系法、正逆累计法和泥质含量法,综合确定了研究区有效储集层物性下限。研究结果表明,研究区有效储集层孔隙度下限为4.52%,渗透率下限为0.14 m D;孔隙度和渗透率呈幂函数关系;有效储集层物性下限随深度增加呈减小的趋势。根据各种方法可靠性加权平均确定研究区有效储集层物性下限,有效避免了单一方法的随机性和不确定性。     

鄂尔多斯盆地长7段致密油成藏物性下限研究

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密砂岩储层在湖盆中心大面积分布,成藏期的储层物性下限是决定油气是否充注储层的重要参数。运用恒速压汞和纳米CT扫描技术分析了长7段湖盆中心渗透率小于0.3×10-3 μm2、孔隙度小于12%的致密砂岩储层的物性及微观孔喉特征。结果表明,其平均孔隙半径为160μm,喉道半径不超过0.55μm,均值为0.33μm。在分析致密油成藏期储源压差、原油物理性质及盆地流体特征的基础上,结合致密储层油气驱替模拟实验及最小流动孔喉半径法,综合确定了研究区长7段致密油成藏期油气开始充注时的孔喉下限为14 nm,孔隙度下限为4.2%,渗透率下限为0.02×10-3 μm2,要达到含油饱和度超过40%而实现致密油的大面积连续分布,孔喉半径下限应为0.12μm,孔隙度下限为7.3%,渗透率下限值为0.07×10-3μm2。      

二连盆地阿南凹陷白垩系腾一下段致密油有效储层物性下限研究

二连盆地阿南凹陷白垩系腾格尔组一段下亚段是该凹陷致密油勘探的主要目的层系,发育沉凝灰岩和砂岩2类有利的致密储层。腾一下段致密储层孔隙度、渗透率变化范围较大,含油非均质性强,受物性条件控制明显。在物性、试油、压汞等分析资料基础上,运用含油产状法、经验统计法、分布函数曲线法、试油法和最小有效孔喉法等多种方法,综合厘定了腾一下段致密油储层物性下限:其中沉凝灰岩类有效储层孔隙度下限为4.0%,渗透率下限为0.008×10-3 μm2;砂岩有效储层孔隙度下限为5.0%,渗透率下限为0.05×10-3 μm2。有效储层下限的确定可为致密油"甜点"储层预测、资源潜力评价和勘探目标优选提供依据。      

子洲气田山2段致密砂岩储层物性下限确定

根据子洲气田山西组山2段为特低-超低孔、特低-超低渗致密砂岩储层的特点,综合运用实测物性数据、毛细管压力资料、实测水膜厚度及单井试气结果等资料,采用测试法、经验统计法、压汞参数法对储层下限进行综合研究,确定了储层孔隙度和渗透率下限,确定了储层的最小流动孔喉半径,山2储层的孔隙度下限为3.5%,渗透率下限为0.1×10-3μm2,最小流动孔喉半径为0.15μm,从而为山西组山2储层的进一步合理开发提供了可靠的下限数据。     

齐家—古龙地区高台子致密油层物性下限确定方法

致密油层物性下限的确定对于发现致密油藏、提交储量具有重要意义。齐家—古龙地区高台子扶余油层储层致密,取心资料少,采用大型体积压裂后没有单层试油资料,因此无法应用常规油藏中的试油、经验统计和含油产状等方法确定储层物性下限。应用地层条件下的岩电实验数据并对比不同物性条件下驱替程度确定的渗透率下限为0.05×10~(-3)μm~2;应用核磁数据并对比饱和谱、离心谱确定的渗透率下限为0.04×10~(-3)μm~2;应用研究区黏度资料并根据黏度、流度及渗透率的关系确定的渗透率下限为0.05×10~(-3)μm~2。综合3种方法确定的渗透率下限为0.05×10~(-3)μm~2,对应的有效孔隙度为7%。实际井资料的试油结果表明,该区致密油层物性下限的确定结果可靠。     

致密储层物性下限确定新方法及其应用

文中应用储层孔隙度、渗透率、储层产能、压汞测试和致密储层临界孔喉半径等分析资料,提出了2种求取致密储层物性下限的新方法:一是利用储层物性与产能相结合的经验统计法,分别对工业油层和低产油层储层物性按累计概率丢失10%进行统计分析,确定工业油层的物性下限为孔隙度ф=7.20%、渗透率K=0.050×10-3μm2,低产油层的物性下限为ф=4.50%,K=0.030×10-3μm2;二是利用致密砂岩临界孔喉半径与压汞资料相结合的函数拟合法,所确定储层物性下限为ф=4.48%,K=0.023×10-3μm2。考虑到经验统计法得到的低产油层储层物性下限值与函数拟合法得到的值近乎一致,故取该下限值作为研究区致密储层的物性下限。研究区储层孔喉分布特征亦表明,物性低于该下限值的储层,其孔喉整体小于致密储层临界孔喉,为无效储层。     

子北油田毛家河区延长组储层四性关系研究

对子北油田毛家河区长4+52-长6段储层的"四性"关系进行研究,认为该段储层属于典型的低孔低渗-低孔超低渗油藏;储层的岩性、电性、物性和含油性之间具有良好的相关性,岩性和物性控制了油藏的富集程度;确定长4+52和长6段油层参数下限的标准孔隙度分别为8.5%和8.0%,渗透率为0.25×10-3μm2,电性下限电阻率分别为19Ω·m和18Ω·m,声波时差分别为222μs/m和219μs/m,含水饱和度分别为57%和58%。     

福山凹陷流沙港组三段储层四性关系及有效厚度下限标准

为了提高福山凹陷流沙港组三段有利区域的预测精度,针对研究区目前地震资料品质差但钻井和测井资料丰富的现状,利用岩心、测井等资料,对流沙港组三段的岩性、物性、电性和含油性四性特征及其相互关系进行了研究.结果表明:研究区流沙港组三段为中孔中低渗透储层,油气的富集程度主要受储层岩性和物性的影响;选取自然伽马、声波时差和电阻率等电性资料,建立岩性、物性及含油性的测井解释模型,并将测井解释孔隙度和渗透率与岩心分析孔隙度和渗透率分别进行对比验证,测井解释值与岩心分析值吻合较好,即所建模型适用于福山凹陷流沙港组三段.最后确定了福山凹陷流沙港组三段储层有效厚度下限标准:物性下限孔隙度为6.3％,渗透率为0.202× 10-3μm2,电性下限电阻率为10Ω·m,声波时差为230μs/m.     

松辽盆地北部深层碎屑岩储层物性下限及与微观特征的关系

通过对具有不同产能的砂岩与砾岩储层的岩性、物性、孔隙结构和孔隙微观特征系统研究,结合试气成果建立了砂岩和砾岩孔隙度和渗透率与产能关系图版,并依此确定了具有储集和产出能力的储层的有效孔隙度和渗透率下限值.砂岩孔隙度下限为4.1%～5.5%,渗透率下限为0.06×10-3μm2.由于砾岩单层厚度大,微裂缝发育,排驱压力低,因此孔隙度下限仅为2.7%,渗透率下限为0.05×10-3μm2.进一步研究表明,气层和干层的主要孔隙类型、毛细管压力曲线特征、成岩特征及储层控制因素的不同导致储层的含气性不同;砂岩和砾岩由于在孔隙类型、排驱压力等储层微观特征方面具有较大差异,致使物性下限差别较大.     

鄂尔多斯盆地延长东区上古生界储层“四性”关系研究

储层"四性"关系研究是有效储层定量评价、气藏特征及储量计算的基础。通过对鄂尔多斯盆地延长东区薄片鉴定资料、压汞资料、岩心物性分析资料、试气资料和测井资料等的收集、统计、分析,对研究区储层"四性"关系和有效储层特征进行研究,认为储层的岩性、物性、电性和含气性之间具有良好的相关性,岩性和物性反映了气藏的富集程度,电性则是岩性、物性、含气性的综合反映。经验统计法和密闭取心含水饱和法是确定储层物性下限最基本的两种方法,据此判断出上古生界盒8段、山1段、山2段和本溪组孔隙度下限依次为5%、4%、3%和3%,渗透率下限均为0.06m D,利用深感应电阻率与孔隙度、饱和度交会图确定电性下限,其中电阻率下限依次为50Ω·m、45Ω·m、45Ω·m和23Ω·m,声波时差下限依次为217μs/m、195μs/m、191μs/m和190μs/m,为储量计算提供了依据,对储层的综合评价和该区开发部署具有指导作用。     

莫西庄油田三工河组二段砂岩储集层物性下限

莫西庄油田三工河组二段储集层总体呈现低孔低渗、非均质性强的特点,基于岩心常规分析、压汞、试油等资料,对比常用的有效储集层物性下限确定方法在研究区的应用效果,确定了三工河组二段储集层物性下限,并对影响储集层物性下限的主要因素进行了分析。研究结果表明,莫西庄油田三工河组二段储集层岩性主要为三角洲前缘沉积的细—中砂岩,储集空间类型以原生粒间孔为主,储集层物性下限求取方法中启动压力梯度法、分布函数曲线法和含油产状法在研究区更具适用性,综合确定孔隙度下限为10.1%,渗透率下限为1.15 mD;沉积相和成岩作用是影响研究区储集层物性下限的主控因素,水下分流河道微相强溶蚀弱压实弱胶结型储集层的物性下限最低,此外,原油性质、埋藏深度等是影响储集层物性下限的次要因素。     

砂岩气藏衰竭开采过程中含水饱和度变化规律

基于四川须家河组气藏典型储集层物性特征,选择了渗透率分别为1.630×10-3μm2、0.580×10-3μm2、0.175×10-3μm2、0.063×10-3μm2的4组砂岩岩心,模拟研究含水砂岩气藏衰竭开采过程中(地层压力从20 MPa衰竭开采至废弃)含水饱和度沿程变化规律,结合岩石微观孔喉结构与毛管压力特征,分析了不同渗透率砂岩与水相的相互作用机理并由须家河组气藏2口井进行验证。研究表明:1砂岩储集层对水相捕集作用的大小与渗透率关系密切,储集层渗透率临界值为(0.175~0.580)×10-3μm2;2渗透率大于0.580×10-3μm2的储集层,岩石孔喉半径较大,毛管压力较小,岩石孔喉对水相的捕集作用小,孔隙内的一部分水在气相驱替作用下可以被驱替出来成为可动水;3渗透率小于0.175×10-3μm2的致密储集层,其孔喉细小,毛管压力较大,岩石孔喉对水相的捕集作用强,在气相驱替作用下,水相难以被驱替出来而滞留在岩石孔喉内,造成含水饱和度不降反升,因此对此类储集层,要严格控制合理生产压差,延长气井生命周期。图7表2参10     

确定有效储层物性下限的两种新方法及应用——以东营凹陷古近系深部碎屑岩储层为例

试油法和束缚水饱和度法是确定有效储层物性下限的两种新方法.试油法是将有效储层和非有效储层对应的孔隙度、渗透率绘制在同一坐标系内,两者分界处所对应的孔隙度值、渗透率值为有效储层物性下限值.束缚水饱和度法是建立束缚水饱和度与孔隙度之间函数关系,取束缚水饱和度为80%时所对应的孔隙度值作为有效储层的孔隙度下限值.两种方法在东营凹陷古近系深层应用效果较好,求取的3000～3200m有效储层孔隙度下限为9%、渗透率下限为0.8×10-3μm2,与分布函数法、测试法计算结果基本一致,说明试油法和束缚水饱和度法具有推广使用的价值.     

鄂尔多斯盆地陕北斜坡东南部长7段致密砂岩油藏成藏物性下限

成藏物性下限研究可为致密砂岩储层的含油有效性评价提供重要参数,可为资源潜力较大的鄂尔多斯盆地致密油勘探发现提供重要指导。运用录井、测井、试油试采、物性、压汞、流体包裹体、铸体薄片、扫描电镜等资料,综合确认了鄂尔多斯盆地陕北斜坡东南部长7段有效储层物性下限和油气的关键成藏时期,进一步对现今有效储层物性下限进行关键成藏时期以来成岩作用对物性的改变量校正,得到了研究区长7段致密砂岩油气成藏物性下限。结果表明,研究区长7段有效储层孔隙度下限为5.0%,渗透率下限为0.038×10~(-3)μm~2;关键成藏时期主要为早白垩世中晚期,关键成藏时期与现今时期储层物性存在较大差异,研究区Ⅳ_a型、Ⅳ_n型、Ⅴ型3种储层类型在2个时期的物性差异大小平均值分别为5.15%、3.46%、2.32%;研究区Ⅳ_b型、Ⅴ型储层的物性大小多分布在现今有效储层物性下限值附近,这2种储层类型的关键成藏与现今时期孔隙度相差平均为2.79%,进而得到研究区长7段致密砂岩油气成藏孔隙度下限约为7.79%、成藏渗透率下限约为0.10×10~(-3)μm~2。     

上畛子地区长6储层有效厚度下限研究

通过对岩心分析、试油以及地质、地球物理测井等资料的研究,应用含油产状法、经验统计法、压汞参数法、测井参数法确定了鄂尔多斯盆地上畛子地区长6储层的厚度下限。结果表明:上畛子地区长6储层岩性下限为细砂岩,含油性下限为油迹;物性下限:孔隙度为7%,渗透率为0.1×10~(-3)μm~2;电性下限电阻率为20Ω·m,声波时差为220μs/m,含水饱和度下限为60%。     

安棚深层系凝析气藏有效储层识别及应用研究

安棚深层系凝析气藏具有储层物性差、气层厚度薄、含气井段长、储量丰度低和凝析油含量低等特征。以往凝析气藏有效储层物性下限是按孔隙度5%,渗透率0.5×10-3μm2的标准确定的,随着大型压裂工艺的应用,从深层系凝析气藏部分原来解释为干层的层中获得了工业油气流。通过对安棚深层系凝析气藏有效储层识别研究,认为凝析气藏有效储层物性下限为孔隙度2.5%,渗透率0.2×10-3μm2,并对地质储量进行了复算,凝析气储量增加4.7倍,凝析油储量增加3.8倍。根据研究成果部署了1口长水平井安HF1井,并取得较好效果。     

东营凹陷北部陡坡带沙四下亚段砂砾岩储集层物性下限

东营凹陷北部陡坡带沙河街组沙四下亚段砂砾岩储集层非均质性强,岩性复杂,埋深跨度大,油气相态复杂,钻井少,单层试油资料匮乏,有效储集层物性下限难以界定。利用试油法、岩心含油产状法、最小流动孔喉半径法和正逆累计法,对不同深度、不同流体的砂砾岩储集层的孔隙度和渗透率下限进行了研究。研究结果表明,埋深为3 000~4 000 m时发育油藏,孔隙度下限为6%,渗透率下限为1.0 mD;埋深为4 000~4 500 m时发育凝析气藏,孔隙度下限降低至4%,渗透率下限为0.2 mD;埋深大于4 500 m时发育天然气藏,孔隙度下限降低至3%,渗透率下限降低至0.1 mD;随着埋深增加,储集层中的流体性质发生变化,储集层孔隙结构和储集空间类型也发生变化,导致储集层物性下限逐渐降低。     

基于启动压力梯度的亲水低渗透储层物性下限确定方法——以蜀南河包场地区须家河组气藏为例

储层物性下限研究是客观合理认识气藏的基础,常规的研究方法在亲水低孔低渗透储层物性下限的研究中具有较大的局限性。为准确界定该类储层的物性下限,以气体低速渗流机理为指导,以气体低速渗流实验为基础,研究了气体在亲水低孔低渗透储层中的渗流规律,并建立了应用启动压力梯度确定该类储层物性下限的方法,即利用气体低速渗流实验查清研究区储层气体的渗流规律,建立孔隙度、渗透率与启动压力梯度的关系,界定启动压力梯度的临界点,进而确定储层的物性下限。应用该方法对蜀南河包场地区须家河组气藏亲水低孔低渗透储层物性下限进行研究,确定了河包场地区渗透率下限为0.05×10-3μm2,须二段、须四段、须六段有效储层孔隙度下限分别为8.61%,4.67%,5.21%。     

苏里格气田东区致密砂岩储层物性下限值的确定

长庆油田苏里格气田东区盒8、山1、山2段致密砂岩储层具有典型的低孔、低渗及多层系含气特征.储层下限标准的研究是划分有效储层的基础,也是气层识别和容积法储量计算的前提.采用经验统计法、测井计算φ-Sg法、孔隙结构参数分布等几种方法对研究区储层物性下限进行研究.结果表明,地面条件下有效储层的孔隙度下限为5.0％,渗透率为0.10×10-3～0.15×10-3μm2,含气饱和度下限为50％～60％;原始地层温度压力条件下,孔隙度下限为4.5％,渗透率仅为0.0010×10-3～0.0015×10-3μm2.研究结果得到了试气试采资料的证实,为储量计算提供了依据,对储层的开发生产具有指导作用.