压汞法与数字图像分析技术在致密砂岩储层微观孔隙定量分析中的应用——以鄂尔多斯盆地吴起油田X区块为例

为了探究鄂尔多斯盆地吴起油田X区块三叠系延长组长4+5、长6和侏罗系延安组延9、延10等4个亚段致密砂岩储层的孔隙结构,对该区12块样品进行了储层物性分析、扫描电镜观察、全岩X衍射实验及高压压汞实验,并利用图像分析技术和分形几何学定量地表征了致密砂岩的孔隙参数与分形维数。此外,讨论了分形维数与样品物性(孔隙度、渗透率)、孔隙结构参数(平均孔喉半径、分选系数)、孔隙几何参数(主要孔径、周长面积比、孔体比)之间的关系,还量化分析了沉积相及成岩环境对孔隙结构的影响。分析结果表明,孔隙结构分形维数范围为2.164~2.895(平均2.395)。分形维数与渗透率、孔隙度、平均孔喉半径呈负相关关系,与分选系数呈强正相关关系。研究区致密砂岩主要孔径较小、周长面积比大、孔体比较小、分形维数高,且分形维数随着孔体比和周长面积比的增大而增大,随主要孔径的增大而减小。可见样品孔隙结构相对复杂、各向异性较强且沉积环境会影响储层岩石的成分成熟度和结构成熟度,压实、胶结、淋滤等成岩作用会对储层进行改造,二者对致密砂岩储层的孔隙结构有着至关重要的影响。      

致密砂岩分形渗透率模型构建及关键分形参数计算方法

针对现有渗透率分形模型关键参数计算方法与渗透率相关性较差、迂曲度分形维数不能反映三维特征,造成致密砂岩渗透率预测困难的问题,基于致密砂岩孔隙结构分形特征及迂曲毛管束模型,构建了一种致密砂岩渗透率预测模型,提出了分形维数、迂曲度分形维数、特征长度的有效计算方法,并探讨了不同迂曲度计算方法对致密砂岩渗透率预测的影响。研究表明:构建的渗透率模型可以有效预测致密砂岩渗透率,更接近于实测值,计算得到分形维数与岩心渗透率相关性更强;不同迂曲度计算方法得到的致密砂岩迂曲度值差异较大,选取合适的迂曲度计算方法可以提高致密砂岩渗透率预测精度。研究成果可以准确、快速地预测渗透率,对致密砂岩油藏储层评价与有效开发具有重要意义。     

致密砂岩储层孔隙结构分形研究与渗透率计算——以川西坳陷蓬莱镇组、沙溪庙组储层为例

为厘清分形维数对储层物性特征的影响,并提高渗透率计算精度,通过对川西坳陷蓬莱镇组、沙溪庙组致密砂岩气藏12块岩心进行高压压汞实验;利用毛管束分形模型对进汞曲线进行分形处理,并结合物性资料,对分形维数与孔隙结构参数的关系进行研究;通过理论分析与多次试算,最终选取加权平均分形维数（D_ave）、分界压力（p_f）、中值半径（R₅₀）等对渗透率进行多元非线性回归计算。结果显示：研究区储层可划分Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类共4种孔隙结构类型;大、小孔孔隙结构相对独立,分形维数与孔隙结构参数关系复杂;多元回归计算的渗透率与实测渗透率相关系数平方达0.9。多元非线性回归计算模型对于渗透率的计算具有更高的精度,为致密砂岩储层渗透率的计算提供了新思路。     

克拉玛依油田三叠系砾岩储层孔隙结构分形特征

应用沈平平、李克文等人提出的计算砂岩孔隙结构分形维数的ＭＩＦＡ法，对克拉玛依油田三叠系克下组砾岩储层的孔隙结构分形维数进行了研究。认为克拉玛依砾岩储层的孔隙结构具有分形特征，孔隙结构的分形维数可定量描述孔隙结构的复杂程度，分形维数愈接近２，孔隙表面愈光滑，储层储集性能愈好，反之，储集性能愈差。     

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。     

致密砂岩储层孔隙结构分形特征对气水渗流规律的影响——以苏里格气田东南部桃2区块山1段为例

为了研究致密砂岩储层孔隙结构分形特征对气水渗流规律的影响，选取苏里格气田东南部桃2区块山1段8块岩心样品，利用铸体薄片、高压压汞、恒速压汞、气水相渗与真实砂岩模型气水驱替等实验,对不同半径的孔隙结构分形特征与气水渗流特征进行研究。结果表明：山1段储层发育的孔隙类型为残余粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔与晶间孔，喉道类型为缩颈状、片状、弯片状及管束状。采用高压压汞与恒速压汞实验对孔隙结构联合表征，依据样品物性、退汞效率、排驱压力及分选系数等参数，将储层样品划分为Ⅰ类与Ⅱ类。借鉴Hartmann等对孔隙的分类标准，将孔隙分为大孔（半径大于2.5μm）、中孔（半径0.1～2.5μm）和微孔（半径小于0.1μm）。根据分形理论，研究区不同半径孔隙的平均分形维数均在2.2～2.8，大孔的分形维数与渗透率贡献值呈现明显的负相关性，中孔、微孔与渗透率贡献值的相关性弱。气水相渗实验结果表明，研究区样品束缚水饱和度较大，Ⅰ类储层的共渗区明显大于Ⅱ类储层。真实砂岩模型气水驱替实验的驱替形态与不同孔隙类型及其平均分形维数有对应关系。Ⅰ类储层为均匀驱替，Ⅱ类储层为网状驱替和指状驱替。因此，大孔分布频率高及分形维数较...     

考虑启动压力梯度的致密砂岩储层渗透率分形模型

渗透率是描述储层渗流能力的物性参数。利用孔隙结构参数估算储层渗透率的经验公式是建立在理想化模型基础上的。在致密砂岩储层中,由于孔隙度、渗透率较低,喉道细小,边界层作用比较显著,流体渗流阻力大,存在明显的非达西渗流特征。与岩心分析方法相比,利用这种常规计算方法得到的渗透率与岩心渗透率偏差较大,无法准确进行产能计算。基于分形理论,考虑了毛细管迂曲度的分形维数和流体的非线性流动特征,利用毛管渗流模型建立了启动压力梯度存在时的渗透率分形模型。结果表明渗透率为储层孔隙度φ,储层孔喉分形维数Df、毛细管迂曲度分形维数DT以及最大孔喉半径rmax的函数,充分体现了储层微观孔隙结构和分形维数对渗透率的影响。通过与前人研究结果对比分析,新模型计算值相对误差较小,与实际岩心分析数据拟合趋势基本一致,表明新模型可以较好地预测致密油藏的渗透率。     

基于CT扫描的低渗砂岩分形特征及孔渗参数预测

低渗砂岩孔喉狭小,结构复杂,难以进行岩石孔隙定量表征及物性参数的准确预测。为此,文中结合数字岩心技术及分形理论,提出了具有针对性的解决方法——选取四川盆地某气藏具有代表性的低渗砂岩岩样进行CT扫描,构建低渗砂岩微观结构图像和三维数字岩心,利用计盒维数方法分析低渗砂岩岩心孔隙空间的分形维数特征。结果表明:低渗砂岩孔隙空间具有良好的分形特征,利用分形理论可以描述其复杂的孔隙结构特征;通过建立岩石孔隙度、渗透率与孔隙空间分形维数的关系式,可有效预测该类低渗砂岩的孔渗参数,拓宽了分形理论在低渗储层物性评价中的应用范围。     

基于分形理论的致密砂岩储层微观孔隙结构表征——以冀中坳陷致密砂岩储层为例

为了评价致密砂岩储层类型,为致密油气的勘探与开发提供理论依据,利用分形理论和高压压汞方法,结合储层物性资料,通过对11个致密砂岩样品的压汞实验,研究了冀中坳陷致密砂岩储层微观孔隙结构。结果表明:根据进汞曲线拐点,将致密砂岩储层孔隙系统按直径大小划分为裂隙(10μm)、大孔(1~10 μm)、中孔(0.1~1.0 μm)和微孔(0.1 μm)。依据分形理论,分别求取各尺度孔隙分形维数,验证了孔隙系统划分的正确性。根据不同尺度孔隙的分布频率,结合样品孔渗、排驱压力和退汞效率等参数将致密砂岩储层分为3类:Ⅰ类储层微孔分布频率高,但几乎无连通孔隙,具有较低的渗透率;Ⅱ类储层连通孔隙发育,但微孔较少;Ⅲ类储层不仅有大量微孔,同时有丰富的连通孔隙,渗透率也较高。通过分析得出,微孔分布频率越高,退汞效率越高,孔隙结构越简单,均质性越好;裂隙和大孔均决定了储层的渗流能力。因此,Ⅲ类致密砂岩储层为最优质的储层,可作为致密油气勘探与开采的首选目标。     

基于分形特征的碳酸盐岩储层孔隙结构定量评价

伊拉克W油田Mishrif组巨厚孔隙型生屑灰岩为强非均质性储层,孔隙结构评价难度较大。结合薄片、孔渗试验和压汞毛管压力曲线资料,使用分形理论研究储层孔隙结构,建立了以分形维数定量评价孔隙型生屑灰岩储层孔隙结构的方法和标准。该储层孔隙结构分形特征可分为2类,第1类储层孔隙结构整体具有显著的"单段型"分形特征;第2类储层孔隙结构整体分形特征不显著,但其较大孔喉系统和较小孔喉系统各自具有显著的分形特征,即"多段型"分形特征。分形维数能够反映孔隙型灰岩孔隙结构的复杂程度和非均质性,分形维数越大,孔隙结构越复杂;压汞毛管压力和含水饱和度分段越多,孔隙结构非均质性越强。利用孔隙结构分形维数的分区性对储层进行分类,同一类样品压汞毛管压力曲线的相似性验证了分形维数分类结果的合理性。Ⅰ类与Ⅱ类储层多对应"多段型"分形特征,Ⅲ类与Ⅳ类储层多对应"单段型"分形特征。该研究成果对相同类型碳酸盐岩储层孔隙结构定量评价具有指导意义。     

致密砂岩气储层微观孔隙结构与分形特征——以松辽盆地长岭气田登娄库组为例

致密砂岩储层的孔隙结构是决定其储层物性及油气产能的重要因素,也是当前致密储层研究的热点。以松辽盆地长岭气田登娄库组致密砂岩为研究对象,通过核磁共振、恒速压汞、铸体薄片及扫描电镜等实验资料,用定性和定量相结合的方法对致密气储层孔隙结构特征进行表征;基于饱和和离心状态下测量的T₂谱进行分形分析,探讨孔隙结构参数与可动流体之间的关系,开展储层孔隙结构分类评价研究。结果表明：登娄库组致密气储层孔隙类型多样,主要发育残余粒间孔、长石溶蚀孔和黏土矿物晶间孔,孔喉关系以大孔细喉和小孔粗喉为主,核磁共振T₂谱呈双峰或单峰分布。研究孔隙结构特征与可动流体关系发现,最大连通喉道半径才是控制可动流体大小的主要因素。致密气储层孔隙结构具有分形特征,离心状态T₂谱计算的分形维数D₂(2.355 1～2.803 5)要高于饱和状态的D₁(2.239 9～2.755 7),表明微小孔隙域决定了微观复杂性,中大孔隙域控制了宏观储层品质。综合储层的储集能力和流体的赋存特征将长岭气田登娄库组致密气储层划分为3种类...     

致密砂岩储层物性及非均质性特征

中国西南地区四川盆地上三叠统须家河组碎屑岩地层为典型的非常规致密砂岩储集层,迄今已探明天然气储量已达万亿立方米,其中四川盆地中部广安地区须家河组六段（须六段）具有较大的勘探开发潜力。以须六段气藏段致密砂岩为研究对象,通过镜下薄片、物性和压汞等测试,结合分形理论研究,系统分析了其孔隙结构、物性特征和储层非均质性。结果表明：须六段砂岩储集层可明显划为3类。Ⅰ类储层（平均孔隙度12.27 %,平均渗透系数6.037 6 × 10^-3 μm²）以大孔或中孔为主,分形维数范围为2.42～2.59;Ⅱ类储层（平均孔隙度9.26 %,平均渗透系数1.152 3 × 10^-3 μm²）以中孔为主,小孔为次,大孔发育差,分形维数范围为2.47～2.56;Ⅲ类储层（平均孔隙度5.20 %,平均渗透系数0.351 7 × 10^-3 μm²）以小孔或中孔为主,大孔发育差或不发育,分形维数范围为2.45～2.81。孔隙类型的差异分布导致各类储层非均质性变化明显,主要表现为Ⅲ类储层非均质性强于Ⅰ类储层。相关性分析表明物性条件耦合于储层非均质性,且存在关键临界值,分形维数范围在2.45～2.60时,孔隙度与分形维数为正相关关系,渗透系数与分形维数的关系无明显规律;而分形维数大于2.60时,孔隙度与分形维数为负相关关系,渗透系数与分形维数为斜率接近0的线性关系。基于致密砂岩储层物性条件与分形特征的定量研究,探讨非常规天然气优质储层的评价标准,对指导中国非常规储层的勘探与开发研究具有重要理论与现实意义。     

鄂尔多斯盆地吴起—志丹地区长8段致密砂岩储层孔喉结构分形特征

为精细表征鄂尔多斯盆地吴起—志丹地区长8段致密储层孔喉结构,在铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射、高压压汞、恒速压汞以及油水相渗等相关实验的基础上,利用分形理论研究了长8段致密储层的孔径分形特征和喉道分形特征,系统分析了分形特征与储层孔隙度、渗透率、微观孔喉特征之间的关系。结果表明：研究区岩性以岩屑长石砂岩为主,平均孔隙度为8.2%,平均渗透率为0.16×10^-3μm²,为典型的致密储层。储层孔隙类型主要为粒间孔和溶蚀孔,根据毛管压力曲线形态和高压压汞参数将储层孔喉结构分为Ⅰ类和Ⅱ类2种类型。恒速压汞实验表明研究区样品总进汞饱和度中,喉道进汞占比较多,恒速压汞计算的喉道分形维数具有两段特征,即细喉道段(D_T1)和粗喉道段(D_T2)。全孔径分形维数和喉道分形维数均与物性、进汞饱和度和退汞效率等参数具有良好的负相关性,喉道分形维数与喉道进汞饱和度、主流喉道半径呈良好负相关性,孔喉的非均质性增强,致使油相流体在含水储层中更加难以通过,油相相对渗透率变小。     

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。     

砂岩孔隙结构的分形特征及应用研究

研究了大庆、胜利等油田砂岩孔隙结构的分形特征及其对水驱油采收率的影响。建立了一套利用图像处理技术测定砂岩孔隙结构分形维数的方法，提出了砂岩孔隙结构的分形尺度下限，初步研究了孔隙结构的分形维数与油藏地质特征的关系，探讨了用孔隙结构的分形维数进行油藏分类评价的可能性。     

鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩不同尺度孔喉分形特征及其控制因素

微观孔喉结构是影响致密砂岩油藏特征的重要因素.致密砂岩孔喉结构复杂,非均质性强,需结合分形理论对其进行研究.选取鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩进行铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞实验,分析致密砂岩孔隙和喉道的分布特征.在此基础上,结合分形原理和方法,对致密砂岩孔隙和喉道分形维数及影响因素进行研究.结果表明,鄂尔多斯盆地延长组致...     

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。     

基于孔隙分形特征的神木气田山西组成岩相定量分类

低孔低渗储层孔隙结构复杂,成岩作用是其主控因素。文中引入分形理论,结合压汞、物性资料,对储层孔隙结构进行定量评价,采用水银饱和度法计算孔隙结构的分形维数,并根据分形维数与储层物性的关系对孔隙结构进行研究;明确了储层孔隙结构在一定孔径范围内具有分形特征,且分形维数越小,物性越好。在此基础上,将研究区划分为5种成岩相类型,并建立孔隙结构分形特征与成岩相类型的对应关系,为寻找有利储层提供依据。     

致密砂岩孔喉结构分析与渗透率预测方法——以川中地区侏罗系沙溪庙组为例

致密砂岩储层孔喉结构精细表征和渗透性预测是优质储层评价和开发的关键。以川中地区侏罗系沙溪庙组为例,利用高压压汞实验和分形理论,对孔喉结构进行静态表征,探讨孔喉结构、分形维数、储层物性之间的关系,进而分析孔喉结构对渗透率的贡献,建立渗透率预测模型。沙溪庙组样品可分为4种类型：Ⅰ类样品排驱压力低、物性好、孔隙连通性好、平均分形维数为2.11,孔隙以半径大于0.1μm的大孔和中孔为主,半径大于1μm的孔喉贡献了90%以上的渗透率;Ⅱ类样品排驱压力在0.4～1.0 MPa之间,平均孔渗分别为9.72%、0.375×10^-3μm²,分形维数为2.20,半径大于0.1μm的中孔含量上升,并贡献了大部分渗透率;Ⅲ、Ⅳ类样品排驱压力与分形维数明显高于Ⅰ、Ⅱ类样品,孔隙度低且缺乏大孔导致渗透率较低。半径大于0.1μm的大孔和中孔贡献了沙溪庙组98%以上的渗透率。分形维数是指示孔喉结构的良好标志,分形维数与孔喉半径、最大进汞饱和度、渗透率均呈现明显的负相关关系,而与排驱压力、孔喉相对分选系数呈正相关关系。分形维数与孔喉组成有着强相关性,基于分形维数、孔隙度、最大...     

致密砂岩储集层的二元孔隙结构特征

利用薄片、物性、含油饱和度、压汞数据分析鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂岩孔隙结构特征及对物性、含油性的影响。结果显示致密砂岩具有二元孔隙结构特征:当孔喉半径大于峰值半径时,孔隙结构近似于串珠模型,孔隙半径明显大于喉道半径,不具备分形特征,孔喉体积由孔隙体积决定;当孔喉半径小于峰值半径时,孔隙结构为毛细管模型,孔隙半径与喉道半径相近,具有分形特征,孔喉体积由喉道半径决定。大于峰值半径的孔喉发育程度是造成致密砂岩孔渗变化的主要因素,油相也主要赋存于该部分孔喉中;小于峰值半径的孔喉(包括未进汞孔喉)贡献主要的储集空间,但相对稳定,对物性变化影响小,与含油饱和度也缺少相关性。大孔喉主要由次生孔隙和粒间孔组成,预测致密砂岩物性时,应着重分析致密储集层中粒间孔隙、溶蚀孔隙等大孔隙而非微小孔隙的特征、成因及主控因素。图11表3参30