考虑储层复杂孔隙结构泥质附加导电的致密砂岩饱和度模型

徐家围子地区深层致密砂岩储层孔隙结构复杂、含泥、非均质性强的特点给储层饱和度的准确求取带来了一定的困难。针对这一难题,将致密砂岩等效成孔隙大小和流体分布特征不变的纯岩石,利用改进等效岩石元素理论描述岩石孔腔和喉道比、孔隙弯曲程度对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述岩石不同组分连通性、分布特征对岩石导电性的影响,求取混合流体的电导率。利用有效介质对称导电理论描述由骨架、泥质和混合流体3组分组成的岩石的导电规律,建立了考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型。利用徐家围子地区深层致密砂岩岩样的岩电实验数据对模型进行了实验验证,模型计算的电阻率值与实验测量值的相对误差仅为3.8%。建立的考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型能够准确描述研究区致密砂岩的导电规律。利用该模型及其确定的模型参数值对研究区实际井资料进行了处理解释,并将解释结果与试油结果相对比,结果表明该模型适用于研究区致密砂岩储层饱和度的评价。     

储层地震岩石物理建模研究现状与进展

岩石物理建模是地震岩石物理研究的重要内容之一。基于双相介质和等效介质理论,将地震岩石物理建模的理论框架分为岩石基质、岩石骨架、孔隙填充物和饱和岩石四部分,在该理论框架下对现有地震岩石物理建模基本理论及各理论模型的假设条件和适用范围进行了阐述;针对碎屑岩、碳酸盐岩、致密砂岩、页岩等不同类型储层岩石的矿物组分、微观孔隙结构及孔隙填充物性质等,在探讨岩石物理建模现状及难点的基础上,对目前较为适用的建模方法进行了论述。研究表明,在充分考虑储层微观特征、有效利用多种资料的基础上建立的地震岩石物理模型,可有效描述储层微观物性特征和宏观弹性性质之间的定量关系,为储层定量解释、流体识别等提供可靠的依据。     

矿物成分和微结构对泥质岩储层应力敏感性的影响

富含粘土的页岩、泥质粉砂岩和粉砂岩等泥质岩的储层矿物成分、微组构和微孔结构复杂,使得泥质岩储层的应力敏感性存在较大差别。以鄂尔多斯盆地延长组泥质岩为研究对象,开展应力敏感性实验评价研究,并与典型致密砂岩储层进行对比。结果表明,页岩的应力敏感程度强,泥质粉砂岩中等-偏强,致密砂岩弱;在30MPa有效应力作用下,岩石呈现塑性变形。分析指出,岩石的变形主要受到岩石的组分、胶结物类型和含量\,微裂缝系统、孔隙结构参数、骨架颗粒形态、接触方式\,粒度分布、粘土微结构等参数的影响。针对3类岩石的应力敏感性差异,应区别对待,尽力控制储层应力敏感性损害的发生。     

基于扫描电镜大视域拼接技术定量表征致密储层微观非均质性

高分辨率扫描电镜技术是研究致密储层非均质性最直观的方法,但存在视域代表性的问题。以南襄盆地泌阳凹陷古近系核桃园组三段致密储层为例,基于扫描电镜大视域拼接技术,定量揭示了不同类型致密储层的微观非均质性。结果表明,研究区致密砂岩储集空间类型以粒间孔和粒内孔为主,同时发育少量微裂缝;泥页岩储集空间类型同样以粒间孔和粒内孔为主,有机孔和微裂缝相对较少。通过场发射扫描电镜大视域拼接技术与统计学方法结合,探讨了泥岩、页岩、泥质粉砂岩、砂岩等致密储层的矿物微观非均质性和孔隙微观非均质性。其中边长为160,300,300和1 000 μm的正方形视域面积可以分别作为上述4种岩性致密储层矿物微观非均质性代表视域面积;边长为200,300,300和800 μm的正方形视域面积可以分别作为上述4种岩性的孔隙微观非均质性代表视域面积。由此可见,不同岩石类型的致密储层,其微观非均质性存在明显差异,其中砂岩微观非均质性 > 泥质粉砂岩、页岩微观非均质性>泥岩微观非均质性。综合矿物微观非均质性和孔隙微观非均质性,可将边长为200,300,300和1 000 μm的正方形视域面积分别作为研究区泥岩、页岩、泥质粉砂岩和砂岩致密储层微观非均质性的代表视域面积。     

致密砂岩气层测井识别与评价技术——以苏里格气田为例

苏里格气田上古生界致密砂岩储层渗透率低、孔隙类型多样、非均质性强,导致岩石物理响应特征复杂,气水层识别与含气饱和度准确定量评价难度大.结合研究区致密砂岩储层的特点以及气层的测井响应特征,优选了4种适用的气层识别方法,通过多种方法的综合指示能有效识别气层;根据储层孔隙结构与岩电响应关系特征,确立了双孔隙饱和度模型在研究区的适用性并建立了适用于研究区的饱和度模型岩电参数.通过研究区大量井中的应用表明,上述气层识别方法在致密砂岩气层判识中具有良好的应用效果,与阿尔奇模型相比,利用双孔模型及其岩电参数计算的含气饱和度具有更高的精度,更符合气藏的实际规律和岩石物理特征.上述方法为致密砂岩气层测井识别与评价提供了有效途径.     

致密天然气砂岩储层:成因和讨论

致密天然气砂岩储层具有高的毛管压力和束缚水饱和度,孔隙类型以次生孔隙为主.根据致密成因可以将致密砂岩储层划分为4种类型:1)由自生粘土矿物的大量沉淀所形成的致密砂岩储层;2)由胶结物的晶出改变原生孔隙形成的致密砂岩储层;3)高含量塑性碎屑因压实作用形成的致密砂岩储层;4)粒间孔隙被碎屑沉积时的泥质充填形成的致密砂岩储层.有关致密砂岩储层次生孔隙的成因有多种理论,但是由于致密砂岩储层的复杂性,没有一种理论可以将所有的孔隙成因完全解释清楚,因此次生孔隙的成因机制仍然存在争议.尽管致密砂岩储层经历了复杂的成岩演化历史,成岩作用对储层的致密化起决定作用,然而沉积环境依然是控制致密砂岩储层形成的基本因素.深入了解沉积环境和成岩作用对致密砂岩储层的共同作用,有助于对致密天然气砂岩储层的预测和评价.     

低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数研究

方法　在分析正态分布法、指数分布法、X2 (n)分布法及矩法确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数适用性基础上 ,研究了用矩法确定的低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数以及孔隙结构复合特征参数对水驱油效率的影响。目的　探讨确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数的有效方法 ,提高低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数在油田开发中的应用。结果　正态分布法、指数分布法及X2 (n)分布法不能确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数 ;可以用矩法确定低渗透砂岩储层岩石孔隙结构特征参数 ,其复合特征参数与水驱油效率有明显的正相关性。结论　由矩法确定的孔隙结构复合特征参数能有效地综合描述低渗透砂岩储层岩石孔隙结构的复杂性 ,还可以预测低渗透砂岩储层水驱油效率。     

致密砂岩储层物性参数预测方法研究

致密砂岩储层不同于常规砂泥岩储层,具有低孔、低渗等特征,其地震弹性参数和储层物性参数的关系复杂,储层的岩石物理确定性建模和反演难度大。为了有效预测致密砂岩储层的物性参数,基于岩石物理敏感性参数分析结果,采用核贝叶斯判别法,构建了孔隙度、孔隙尺度和渗透率预测技术流程。首先考虑孔隙尺度对渗透率的影响,提出了等效孔隙尺度求取方法;进而展开岩石物理敏感性参数分析,得到对储层物性敏感的弹性参数;最后利用核贝叶斯判别法求取储层物性参数。所构建的致密砂岩储层孔隙度、等效孔隙尺度和渗透率预测技术流程,保证了渗透率预测的准确性。测井和地震资料试验结果表明预测的孔隙度和渗透率均与测井数据匹配良好,该方法能够有效识别砂岩储层并刻画其孔渗特征,对油气田的勘探开发具有重要的指导意义。     

鄂尔多斯盆地定边油田长7 致密砂岩储层成岩作用及孔隙演化规律

鄂尔多斯盆地定边油田延长组长7储层石油地质储量丰富,但砂体致密、非均质性强等因素严重制约了油气的有效勘探开发。综合运用铸体薄片、扫描电镜等资料,深入分析研究区储层的岩石组分、孔隙类型、物性特征及成岩作用,将成岩演化事件与地质响应有机匹配建立研究区孔隙演化模型,厘清储层成岩演化及孔隙演化规律,同时对比不同深度成岩作用对孔隙演化规律的影响程度。结果表明,研究区长7储层以长石砂岩为主,主要发育黏土、碳酸盐等胶结物,有效孔隙类型以残余粒间孔、次生溶孔及晶间微孔为主,为典型的特低孔、超低渗透致密砂岩储层。成岩演化过程先后经历快速压实—早期胶结、胶结—早期溶蚀、溶蚀增孔、压实—晚期胶结等阶段,目前处于中成岩A期。压实作用是导致孔隙减小、储层致密的主控因素,平均减孔量为20.40%;胶结作用平均减孔量为14.02%,其中晚期胶结是储层致密的关键因素;溶蚀作用平均增孔量为5.87%,可延缓储层致密过程。长7^1油层段底部与长7^2油层段中部储层压实、胶结作用减孔量相对较弱,溶蚀增孔量相对较大,可作为研究区勘探开发的首要目标。     

含不连通孔隙的致密砂岩储层岩石弹性模量预测方法

致密砂岩储层与常规储层相比具有低孔、低渗、连通性差等特性。针对致密砂岩储层中不连通孔隙的影响,提出了一种适用于致密砂岩储层的岩石物理模型建立方法,重点是利用Raymer公式引入不连通孔隙度的影响来修正基质模量的方法,阐述了依照连通孔隙度Gassmann方程在干岩石骨架的孔隙空间进行流体充填,分析讨论了不连通孔隙的引入对于岩石弹性模量及流体响应特征的影响。应用该方法对实验测量数据及某实际工区井资料进行试算发现,与常规有效介质模型预测结果相比,基于含不连通孔隙致密砂岩岩石物理模型估算的纵、横波速度值与测井结果吻合更好,验证了方法的合理性。     

致密砂岩储层自适应岩石物理建模方法

常规岩石物理建模方法建立在岩石矿物组分已知的前提下,并以Voigt-Reuss-Hill模型求取岩石基质的等效弹性模量。在致密砂岩物理建模的实践中,经常会遇到由于测井资料不全,无法给出精确的矿物成分解释,使常规岩石物理建模方法精度受到影响。针对这一问题,提出了自适应的岩石物理建模方法。首先通过联立Gassmann方程和临界孔隙度模型,求取岩石基质的弹性模量;再根据解释的泥质含量曲线,应用最小二乘方法和Voigt、Reuss模型,求取砂质、泥质成分的弹性模量的上、下限。在此基础上,利用模拟退火反演算法确定砂、泥质成分的弹性模量近似值,并按照纵波模量不变的原则进一步对砂、泥质成分的弹性模量进行微调,最终获得合理的岩石物理建模参数。应用该方法对鄂尔多斯南部M工区进行了岩石物理建模,结果显示泥岩与致密砂岩的弹性参数有较好的可区分性,泥岩表现出较高的纵横波速度比和较低的纵波速度,砂岩的纵横波速度比及纵波速度随孔隙度增大而降低。     

Study of the numerical simulation of tight sandstone gas molecular diffusion based on digital core technology

Diffusion is an important mass transfer mode of tight sandstone gas. Since nano-pores are extensively developed in the interior of tight sandstone, a considerable body of research indicates that the type of diffusion is mainly molecular diffusion based on Fick’s law. However, accurate modeling and understanding the physics of gas transport phenomena in nanoporous media is still a challenge for researchers and traditional investigation (analytical and experimental methods) have many limitations in studying the generic behavior. In this paper, we used Nano-CT to observe the pore structures of samples of the tight sandstone of western of Sichuan. Combined with advanced image processing technology, threedimensional distributions of the nanometer-sized pores were reconstructed and a tight sandstone digital core model was built, as well the pore structure parameters were analyzed quantitatively. Based on the digital core model, the diffusion process of methane molecules from a higher concentration area to a lower concentration area was simulated by a finite volume method. Finally, the reservoir’s concentration evolution was visualized and the intrinsic molecular diffusivity tensor which reflects the diffusion capabilities of this rock was calculated. Through comparisons, we found that our calculated result was in good agreement with other empirical results. This study provides a new research method for tight sandstone digital rock physics. It is a foundation for future tight sandstone gas percolation theory and numerical simulation research.     

陆相湖盆致密砂岩油气储层储集性能表征与成储机制——以松辽盆地南部下白垩统泉头组四段为例

在致密砂岩油气储层相关研究成果的基础上,结合对松辽盆地南部下白垩统泉头组四段致密砂岩油气储层的研究,认为储集空间类型与特征、孔喉大小与分布、孔喉连通性及不同尺度孔喉物性贡献等是致密砂岩油气储层储集性能表征的核心内容。将铸体薄片观察、扫描电镜分析及微米CT扫描等手段相结合实现了储层储集空间与孔喉结构类型、形貌、分布及连通性等的定性表征;恒速压汞与高压压汞的有机结合实现了致密砂岩储层孔喉大小、分布、连通性及不同尺度孔喉物性贡献等特征的定量表征。致密砂岩油气成储机制研究主要涉及储层成岩演化与致密化机理、致密砂岩油气藏成因类型及致密砂岩油气充注与聚集等方面的内容。以成岩演化为约束,恢复地质历史时期储层物性演化过程,结合关键成岩作用对储层物性的贡献量,明确储层致密化时间与决定因素,是砂岩储层致密化机理研究的重点;以此为基础,将油气充注史与致密化史相结合,可以确定致密砂岩油气藏成因类型。对于"先致密,后成藏"型致密砂岩油气藏,孔喉结构及其配置关系控制油气能否进入致密砂岩储层,而储层润湿性的改变则影响油气在其中如何聚集。     

考虑成岩固结作用的双重孔隙介质岩石物理模型及其应用

成岩固结作用和孔隙结构及类型是影响致密油气储层弹性性质的重要因素.然而,现有的岩石物理模型大多聚焦于单一孔隙类型或只考虑成岩作用,难以准确刻画致密油气储层低孔低渗、流体分布不均匀及孔隙结构和类型复杂等特征.为此,充分利用微分等效介质(DEM)理论和Pride模型导出考虑成岩固结作用的双重孔隙介质岩石物理模型,通过引入固...     

鄂尔多斯盆地延长组长7油层组页岩-致密砂岩储层孔缝特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组是富有机质页岩和致密砂岩共生发育的富油层位,富有机质页岩既是生油层又是储层,并为致密砂岩提供油源。揭示页岩储层和致密砂岩储层之间的孔缝特征,对认识页岩油和致密油赋存空间和运移机理具有重要意义。综合岩心描述、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、核磁共振实验、高压压汞和低温吸附实验等手段,定性描述和定量表征相结合,刻画了富有机质泥页岩和致密砂岩储层中的孔隙类型和孔径大小。富有机质泥页岩孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔,页岩中孔隙的孔径范围总体分布在50 nm以下。页岩中的裂缝包括水平缝、低角度缝、高角度缝和近直立缝。致密砂岩储层孔隙类型包括剩余原生粒间孔、晶间孔和次生孔,且次生孔是主要的孔隙类型。致密砂岩孔隙直径多在2 μm以上,孔喉半径多集中在73.5 nm以下,但对渗透率起贡献作用的孔喉半径区间为73.5~735 nm,致密砂岩中同样发育微裂缝和高角度裂缝。页岩和致密砂岩孔隙的形成和演化均受沉积作用和成岩作用的影响,成岩作用流体和烃类流体的运移和充注将页岩和致密砂岩构成了有机整体。延长组长7油层组页岩-致密砂岩系统中存在3类孔缝网络和石油运移路径：①页岩内纳米-微米级孔隙-裂缝网络,形成页岩油的存储空间和石油源内运移的路径;②致密砂岩内纳米级喉道和微米级孔隙的孔隙网络系统,形成致密油的存储空间;③页岩和致密砂岩间差异孔喉结构-微裂缝-裂缝孔喉网络系统,构成源内石油向源外运移的路径。     

鄂尔多斯盆地延安地区长4＋5油层组致密砂岩储层特征

根据岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、黏土矿物X射线衍射、压汞和物性分析等资料,对延安地区长4＋5油层组致密砂岩储层特征进行了研究.结果表明：延安地区长4＋5油层组储层岩石类型主要为细粒长石砂岩;孔隙度和渗透率分别为6.0％～10.0％和0.2～2.0mD,为典型的致密砂岩储层;储集空间主要为残余粒间孔,其次为长石和浊沸石溶孔;孔隙结构以小孔细喉型为主,其次为小孔中细喉型和细孔微细喉型;压实作用及绿泥石、方解石和浊沸石胶结作用是造成储层物性变差的主要因素,而溶蚀作用在一定程度上改善了储层物性.该研究成果为延安地区长4＋5油层组致密砂岩油藏滚动勘探开发提供了地质依据.     

基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法

岩石物理模型中包含了很多不同的岩石物理参数,一般可以通过测井资料或者实验室资料获得,但是诸如矿物基质弹性模量以及孔隙几何形状这些参数,不能从实测数据中直接获取,必须通过反演得到,因此,研究获取这些岩石物理参数的反演方法十分必要。对于砂岩油气储层,利用3种孔隙纵横比模拟岩石的孔隙结构,引用Biot系数公式确定矿物基质弹性模量的变化范围,并结合模拟退火优化算法提出了一种基于KT模型流体替换的岩石物理参数反演方法。该方法的最大优势是能够在只知道常规测井数据的情况下,直接反演出岩石的矿物基质弹性模量和孔隙纵横比谱。针对实验室测试的42块细砂岩样品,利用该方法精确地获取了所有样品的矿物基质体积模量、剪切模量以及孔隙纵横比谱。分析反演获取的多种岩石物理参数表明：孔隙纵横比谱对岩石的弹性性质影响最大;孔隙纵横比谱可用来描述储层岩石的孔隙结构;利用3种孔隙纵横比的KT模型进行流体替换模拟的适用性很好;裂缝孔隙的体积分数对岩石弹性模量的敏感性最高。研究结果可为叠前地震属性反演和叠后储层定量预测提供参考。     

成岩相对低渗透储层砂岩岩石力学性质的控制——以鄂尔多斯盆地东部上古生界天然气储层为例

砂岩岩石力学性质对储层压裂设计具有重要影响,通过岩相学观察以及岩石力学试验,研究了鄂尔多斯盆地东部上古生界低渗透储层砂岩成岩相类型、岩石力学参数以及可压裂性,分析了影响岩石力学性质的岩相学因素。研究区上古生界低渗透储层砂岩可分出6种成岩相：蚀变杂基充填强压实致密成岩相、石英加大硅质胶结粒间孔成岩相、碳酸盐胶结交代致密成岩相、钙质溶蚀孔成岩相、杂基溶蚀孔成岩相和岩屑溶蚀孔成岩相。不同成岩相砂岩的抗压强度、弹性模量和泊松比均有所差异,脆性矿物含量、硅质胶结物含量以及压实重结晶程度越高的成岩相,则其抗压强度越大,反之则越小;孔隙度越大的成岩相,弹性模量越小;石英等脆性矿物含量越高、压实程度越弱、孔隙度越高的成岩相,则其泊松比越小,反之则越大。脆性系数较大的石英加大硅质胶结成岩相、钙质胶结溶蚀孔成岩相和杂基溶蚀孔成岩相可压裂性好,其他几类成岩相砂岩可压裂性相对较差。     

基于流体置换理论的致密砂岩气层识别方法研究

鄂尔多斯盆地东缘发育典型致密砂岩气储层,复杂孔隙结构导致“非阿尔奇响应”,使得致密储层油气水层电阻率基本相当,流体性质识别难度大。通过分析该区域致密砂岩储层声学响应特征,发现纵横波速度比、泊松比等参数对含气变化响应敏感。基于地震岩石物理Gassmann理论,结合阵列声波等测井数据,建立了包含岩石孔隙、骨架、混合流体的模量模型,最终获得混合流体模量。研究区测试井实例表明,基于流体置换方法的致密砂岩气层识别具有重要作用。     

齐古断褶带八道湾组砂岩储集层致密化—油气充注时序

为明确准噶尔盆地南缘齐古断褶带下侏罗统八道湾组砂岩储集层致密化及油气充注过程,综合应用铸体薄片图像分析、X射线衍射、场发射扫描电镜观察、流体包裹体分析等方法,结合烃源岩生烃和排烃史、地层埋藏史和热史模拟,对砂岩储集层的致密化过程以及孔隙演化史进行恢复,同时与油气充注史结合,探讨砂岩储集层致密化—油气充注时序对油藏类型的影响。结果表明,齐古断褶带八道湾组致密砂岩主要包括4个成岩相:石英次生加大—溶蚀相、杂基—强压实相、碳酸盐矿物胶结相和自生黏土矿物胶结相,其中石英次生加大—溶蚀相具有较好孔渗条件。储集层致密化原因主要是杂基含量高、碳酸盐矿物胶结严重、溶蚀改造作用有限以及自生黏土矿物堵塞孔隙。此外,齐古断褶带八道湾组致密砂岩属于“先致密后成藏”型储集层,经历了3期油气充注:第1期低成熟度原油充注时,大部分砂岩储集层已进入致密砂岩储集层界限,在超压作用下第2期低成熟度原油和第3期高成熟度油气沿着齐古北断裂充注于致密砂岩中并聚集成藏。新近纪末期,齐古背斜核部开始剥蚀导致剩余压力大幅度减小,油气发生逸散,古油藏经历构造调整后形成小规模致密油气藏。该成藏过程指示齐古背斜高部位以及第2排和第3排构造带处所发育的圈闭油气勘探潜力大。