压汞-恒速压汞在致密储层微观孔喉结构定量表征中的应用——以鄂尔多斯盆地华池-合水地区长7储层为例

鄂尔多斯盆地华池-合水地区是典型的致密油气富集区,储层物性差,微观孔喉结构特征复杂,孔喉结构对油气的富集和后期开采有较大影响。利用压汞-恒速压汞法探讨华池-合水地区延长组长7致密砂岩储层纳米孔喉定量表征及孔喉体系中流体渗流特征。研究表明:研究区储层排替压力较高,平均喉道半径较小,孔喉体积比及孔喉比较大,渗流能力差;不同物性岩样的孔隙半径分布范围一致,喉道分布差异明显,进汞饱和度随孔隙个数的增多而增大;S_Hg-ΔS_Hg/ΔP_c曲线能较好地反映进汞速率及孔喉结构,致密储层中纳米级孔喉发育,且对储层储集及渗流能力有较大的贡献;流体在注入过程中,首先进入孔隙主控区,紧接着进入孔喉共控区,最后进入喉道主控区;恒速压汞在研究致密储层孔喉结构时不能反映纳米孔喉特征,评价物性较好的储层效果较好。     

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密砂岩分形曲线存在明显的转折点,根据其对应的进汞压力,可以将致密砂岩孔隙和喉道分成大尺度和小尺度2种类型。利用线性拟合斜率计算孔隙和喉道分形维数（D）,不同尺度孔隙和喉道该值差异较大。小尺度孔喉压实作用和胶结作用强烈,以晶间孔、剩余粒间孔和缩颈状喉道为主。该尺度孔喉非均质性弱,孔喉空间变形较少,分形维数较小（2 < D < 4）。大尺度孔喉溶蚀作用强烈,以弯片状喉道、溶蚀孔隙和复合孔隙为主。该尺度孔喉储集空间大,孔喉变形明显。因此大尺度孔喉非均质性强,分形维数较大（D > 7）。压实作用、胶结作用和溶蚀作用严重影响着致密砂岩孔喉储集空间的大小和形状,决定着不同尺度孔喉的分形特征。     

核磁共振与高压压汞实验联合表征致密油储层微观孔喉分布特征

通过设计算法程序,利用压汞实验得到的致密储层孔喉分布数据,校正优化了核磁共振实验T₂弛豫时间与孔喉半径的换算系数,提高了核磁共振表征孔喉分布的精度,建立了表征致密储层微观孔隙分布特征的核磁实验方法。该方法应用于松辽盆地南部白垩系致密油样品孔喉分布表征,不同含油饱和度样品孔喉分布数据表明,含油饱和度小于10%的样品孔喉集中在10~300 nm;含油饱和度介于10%~40%的样品孔喉集中在20~1 000 nm;含油饱和度大于40%的样品孔喉集中在20~3 000 nm。致密储层中不同级别微纳米级孔隙系统的发育控制了致密油含油性。     

致密砂岩储层孔喉结构研究进展

产状、大小分布和连通性等微观孔喉结构决定了致密砂岩储层的物性和油气水渗流特征,其定量和科学表征对储层评价和渗流机理研究具有重要意义。系统总结了图像型和反演型2类10种主要孔喉结构测试技术的原理、特点与适用性,分析了致密砂岩孔喉大小、分形、连通性及网络结构等特征及其表征方法,讨论了基于应力变化的动态孔喉结构特征、基于孔喉结构特征的提高采收率技术等2方面研究趋势。致密砂岩孔喉尺度跨度大且结构复杂,需综合采用多种测试技术与表征方法以全面准确厘定孔喉结构特征;随着开发过程中油气藏压力的降低,孔喉结构发生动态的变化;较大喉道及其连通的孔隙体积是决定储层渗流能力及开发效果的关键因素;降低可动喉道半径是提高喉道波及效率、提升致密储层开发效率的重要途经。动态孔喉结构的表征方法及相应的渗流特征、降低可动喉道半径下限的方法尚需开展深入研究。     

恒速压汞在鄂尔多斯东南部致密砂岩储层中的应用

为准确评价鄂尔多斯盆地东南部上古生界致密砂岩气藏孔喉分布特征,利用典型岩心的恒速压汞实验,研究了孔隙和喉道的分布特征以及孔喉半径比特征参数与孔渗间的关系,进而提出了喉道特征参数预测方法。结果表明：孔喉半径比峰值主要由喉道半径峰值决定,而孔喉半径比峰值比例主要受孔隙半径峰值比例影响;孔隙度受到孔隙和喉道的共同影响;渗透率主要由喉道特征参数决定,其中,喉道半径峰值对渗透率的影响最大;孔喉半径比平均值是同时影响孔隙度和渗透率的唯一参数。根据研究结果,建立了喉道特征参数预测模型,预测精度和敏感程度综合分析表明,预测结果可靠程度高。该项研究为准确评价鄂尔多斯盆地东南部上古生界致密砂岩气藏的孔喉分布提供了参考,实现了在未开展恒速压汞实验的情况下对喉道特征参数的准确预测,同时也为同类气藏的储层评价拓宽了思路。     

恒速压汞法在致密储层孔隙结构表征中的适用性

在深入分析恒速压汞法原理的基础上,结合鄂尔多斯盆地延长组致密油岩心实验结果,研究了该方法在致密油孔隙结构表征中的适用性。结果表明:运用恒速压汞法能够区分孔隙和喉道,获得孔隙半径、喉道半径及孔喉半径比分布,可以更全面地表征孔隙结构并揭示其对渗流能力的影响;恒速压汞法以准静态进汞,能够消除润湿滞后效应,同时修正了高压下介质变形的影响,实验数据相比于高压压汞法更为准确。然而,受最高驱替压力的限制,恒速压汞法最大汞饱和度较低,无法表征半径小于0.12μm的孔喉。总体而言,恒速压汞法在表征致密油孔隙结构方面有一定的优势,但还需要结合其他方法才能表征致密油完整的孔隙结构。     

基于高压压汞和核磁共振的致密砂岩渗透率预测

分析影响致密砂岩渗透率的主控因素并准确预测致密砂岩渗透率对致密油气藏的开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩为研究对象,基于高压压汞和核磁共振对致密砂岩渗透率主控因素进行了研究,分别评价并优选了更适用于致密砂岩的基于高压压汞和核磁共振的渗透率预测模型。结果表明：影响致密砂岩渗透率的主要因素是孔喉半径,其中中值孔喉半径与致密砂岩渗透率相关性最强;与核磁共振T₂加权平均值相比,T₂几何均值与致密砂岩渗透率的相关性更强;在3种不同的核磁共振渗透率预测模型中,SDR-REV模型的预测效果要优于SDR模型和KCT_2w模型;在3种不同的高压压汞渗透率预测模型中,基于r₄₀和r₄₅的Winland模型渗透率预测精度较高。研究成果对鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩的进一步有效开发具有指导意义。     

基于数字岩心的致密砂岩微观孔喉结构定量表征

微观孔喉结构是决定致密砂岩储层物性的内在因素,定量描述微观孔喉结构特征可以为致密砂岩储层质量表征提供依据.但致密砂岩储层微纳米孔喉发育,微观非均质性强,常规实验手段难以准确地确定孔喉特征参数.在高精度数字岩心图像的基础上(以SEM-Maps扫描图像为例,分辨率为10 nm),建立致密砂岩多孔介质模型,研究形成了自适应孔...     

联合压汞法表征致密油储层孔隙结构

致密油是非常规油气资源的重要组成部分,致密油储层的孔隙结构决定并影响着渗流规律。当下主要有2种压汞方法进行储层定量表征,分别为高压压汞法和恒速压汞法。通过对8块致密岩心样品先后进行高压压汞和恒速压汞实验,逐一分析阐明了2种方法在致密油储层孔隙结构表征方面的特性,联合2种压汞实验方法,在同一图版上绘出2种方法的压汞曲线,计算得到8块样品完整的孔径分布曲线,并根据Loucks的分类方法计算得到8块样品的孔径分布直方图。研究结果表明：（1）在低汞饱和度下,恒速压汞总体曲线和高压压汞的进汞曲线重叠完好,说明了该区域是反映同一种孔隙结构。（2）通过综合后孔径分布曲线可以明显看出,致密油储层孔隙半径分布在9.2 nm~500 μm之间,致密油储层孔径分布曲线呈多峰形态。右侧孔隙半径80~500 μm之间有一个峰,峰值在半径150 μm左右,孔隙半径小于1 μm的纳米级孔隙大量发育,并出现多个峰值。（3）根据Loucks的分类方法,纳米孔（<1 μm）是主要的孔隙孔径类型,大于62.5 μm的介孔数量次之,中间孔径即微米级孔隙分布最少。     

应用恒速压汞技术研究致密油储层微观孔喉特征——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组为例

针对常规压汞获得的孔喉数值偏低,影响对储层的正确认识及后期开发技术政策的制定等问题,应用消除毛管压力影响的恒速压汞数据对鄂尔多斯盆地延长组致密油储层微观孔喉特征进行了直观、定量的分析。结果表明:致密油储层平均孔隙半径为153μm,与渗透率无相关性;平均喉道半径为0.34μm,是影响渗透率的主要因素,与渗透率具有很强的正相关性;孔喉半径比大,平均为556,与渗透率有较强的负相关性;汞进入阻力较小的大喉道所控制的孔隙时,总毛管压力曲线与孔隙毛管压力曲线几乎重合,喉道的影响不明显,随着进汞量的不断增加,毛管压力逐渐升高,喉道逐渐主导着进汞总量。因此,致密油的规模开发需应用先进的储层改造工艺,充分扩大、增加喉道,降低孔喉半径比,提高储层渗流能力,才能取得更好的开发效果。     

致密砂岩储层微观孔喉分布特征及对可动流体的控制作用

为分析致密砂岩储层多尺度微观孔喉分布对可动流体的控制作用,以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部三叠系延长组长6、长7和长8油层组为例,将高压压汞与核磁共振技术结合,研究致密砂岩储层多尺度微观孔喉分布特征,将离心实验与核磁共振T₂谱分析技术相结合,探讨致密砂岩储层可动流体的分布特征,两者结合研究致密砂岩储层孔喉分布对可动流体的控制作用。研究区延长组致密砂岩储层微观孔喉半径分布范围宽,分布在0.6~3 050.8 nm,主体分布在10~500 nm,表明该致密砂岩储层主要发育微、纳米级孔喉,主体为纳米级孔喉;致密砂岩储层中可动流体饱和度为9.83%~25.64%,平均值为17.53%,普遍较低。储层孔隙度和储层渗透率与可动流体孔隙度具有较好的正相关性,表明储层物性条件对致密砂岩储层可动流体分布具有较好的控制作用;大于50 nm孔喉占全部孔喉比率、大于100 nm孔喉占全部孔喉比率、最大孔喉半径、峰值孔喉半径等参数与储层可动流体孔隙度均具有较好的正相关性,表明储层中相对较大孔喉,尤其大于100 nm孔喉的分布对致密砂岩储层可动流体含量具有重要的控制作用;孔喉的分选系数与可动流体含量表现为正相关,这主要与致密砂岩储层中孔喉半径分布较宽且分选好的致密砂岩主要以细小孔喉为主有关。     

致密油微观充注动态过程及控制因素

致密储层微观结构影响着原油在储层中的充注行为,制约着致密油的富集和分布规律。基于致密油充注模拟、恒速压汞、扫描电镜与核磁共振等实验,文章定量表征致密储层的原油充注行为和孔喉结构特征,剖析成岩作用、自生矿物生长形态以及孔喉结构特征对原油在致密储层中充注行为的影响。研究表明,原油充注过程可分为3个阶段：充注启始阶段、快速充注阶段和缓慢充注阶段,这是充注过程中驱替压力与毛管力的动平衡以及主要储集空间分布的结果。其中,快速充注阶段又存在两种增长模式,即持续增长模式和跳跃增长模式,这两种模式揭示了主流喉道半径分布特征的差异。通过分析发现,压实、胶结、溶蚀、自生矿物生长等成岩作用极大程度上影响着储集空间和喉道半径的尺寸和分布,决定了致密储层品质的优劣。故此,在油源充足的条件下,具备足够的驱动力和品质优良的储层,是致密油富集的关键,而开启的断层/微裂隙附近的砂体正是满足这些条件的有利区带。     

运用高压压汞及扫描电镜多尺度表征致密砂岩储层微纳米级孔喉特征——以渤海湾盆地沾化凹陷义176区块沙四段致密砂岩储层为例

选取渤海湾盆地沾化凹陷义176区块沙河街组四段32块致密砂岩样品进行高压压汞、覆压孔渗等实验,结合环境扫描电镜的镜下特征,探讨致密砂岩储层的微观孔喉结构特征及其渗透性,特别是流体在纳米级及微米级喉道的渗流特征。实验表明：研究区的排替压力分布范围大,结合孔喉的分布情况和渗透率的相对大小,将该区的储层分成4大类6亚类;dv/d（logd）能够准确形象地反映各级孔喉分布情况,结合环境扫描电镜对孔喉相对大小的识别结果,将研究区的孔喉体系分为纳米级、微纳米级、纳微米级及微米级等4类,将喉道分为纳米级喉道和微米级喉道;通过相关性分析,发现纳米级喉道控制着渗透率,而微米级喉道更多贡献于孔隙度;高压压汞在研究致密储层的孔喉特征时,不仅能够表征常规孔喉的结构特征,同时也能反映微纳米级孔喉的大小及流体在其中的渗流特征,对进一步精细评价储层具有良好效果。