储层连通性：定义、实例与对策

储层连通性和储层分隔空间一样，都是石油工业研究和商业应用的关键领域。然而，在油田公司，二者显著的差异在于储层连通性怎样被定义、测量和模拟。一些人认为，在一个油藏中，储层连通性是相对的一个整体定义的，比如说一口井或孔隙组合。另外一些人更喜欢储层连通性指标，通常使用一套主观的定义标准来确定将如何开发一个存在问题的的油田。我们已经开发出一项叫做“储层连通性分析”（RCA）的技术，用以研究油田分隔空间和相关的连通空间（Vrolijk等，2005）。一个分隔空间被精确地定义为一个没有内部边界的圈闭，在超过一个标高时，该圈闭将允许流体达到平衡。分隔空间的边界包括封闭断层、通道边缘、页岩披盖的斜坡地形、古喀斯特裂缝以及其他的成岩边界。在一个油田或一个发现内部，这些边界能分隔烃类和含水层。分隔空间之间的联系包括断层交叉窗、通道之间侵蚀冲刷面、以及毛细管渗漏。分隔空间边界包括在顶部封闭和底部封闭图中确定的溢出点和转折点。我们也发现单独定义和研究“静态”、“动态”连通性很重要。静态连通性描述油田生产投产之前的天然状态。在非渗透分隔空间中，静态连通性的评价是最初油气储量正确评价和流体界面预测的基础。动态连通性描述的是一旦生产开始以后的流体变化。生产的启动实际上干扰了初始流体分布，因为压力和饱和度的变化在整个油田分隔空间中以非系统的方式进行。油田动态连通性分析是估计最终采收率所必需的。墨西哥湾“储层连通性分析”（RCA）应用的例子被用来说明“储层连通性分析”是怎样产生测试流体连通性方案和解释导致生产异常的原因的。     

储层孔隙的"渗流"分类方案及其意义

储层孔隙分类方案较多，具有代表性的分类是从成因、产状、组合关系、孔径大小、连通性等角度进行的分类。这些分类方案均属“静态”分类，不能满足储层流体渗流“动态”特性的分类要求。为此，在储层不同尺度孔隙渗流能力、渗流特性和渗流状态分析的基础上，提出了一种与储层流体渗流“动态”特性相适应的储层孔隙的“渗流”分类方案。该方案划分出5种具有“包容性”的“渗流”孔隙类型(总孔隙、连通孔隙、有效连通孔隙、流动孔隙和充注孔隙),涵盖了储层流体渗流的5种空间类型(赋存、传质、理论渗流、生产渗流和成藏渗流空间)和3种渗流状态(理论、生产和成藏渗流)。该分类方案可有效解决原有分类方案中“静态”孔隙和“渗流”孔隙度不匹配的问题，从而建立了与“渗流”动态特性相适应的“渗流”孔隙度分类体系，有助于消除不同学者对“渗流”孔隙度、尤其是有效孔隙度认识的分歧，对推动“渗流”孔隙度针对性测试技术的发展和规范化应用具有一定推动作用，对储层流体渗流理论的深入研究具有一定指导意义。     

不稳定试井技术在低渗透砂岩气田的应用

基于对低渗透砂岩气藏地质特征研究和对气井生产动态特征及渗流特征分析的基础上,通过不稳定试井解释、分析,求得气井附近地层类型、地层参数和完井参数,建立气井附近储层的动态模型;利用长期压力历史拟合,追踪解释、修正建立的模型,进一步完善对地层的认识,校正储层的动态模型参数,判断井间连通性,评价储层非均质性,对储层进行动态描述;利用建立好的气井动态模型,对今后单井的生产动态走势进行了较为准确的预测。     

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储层的空间连通性对于油气田的开发有很大程度的影响，但如何正确地描述出储层的空间连通模式是地质学家所面临的难题之一。文章引入连通性的定义后，将储层连通性的模拟问题转化为在模拟区域G中模拟一满足条件连通约束条件的平稳随机集A，利用随机模拟理论中的截断高斯模拟技术，建立了在给定的连通约束条件下模拟储层岩相的空间展布的方法和具体的模拟步骤，分析了影响连通性的因素。实例模拟结果表明：模拟结果能很好地符合于连通约束条件；由于不同的初始图像代表对模拟区域连通性的不同估计，初始图像的不同，会导致模拟结果上的差异，这种差异性反映出模拟具有一定的多解性，但它能为地质学家提供多种可供选择的连通模型。     

三角洲外前缘亚相储层井间连通性定量评价——以大庆长垣萨尔图油田南二区东部为例

三角洲外前缘亚相储层井间连通性研究对于高含水期油田井网优化和剩余油挖潜具有重要意义。以大庆长垣萨尔图油田南二区东部为靶区,利用122个时间单元的密井网资料,首先构建出三角洲外前缘亚相储层井间连通性定量评价模型,进而开展不同砂地比和井距条件下的三角洲外前缘亚相储层井间连通性定量评价。结果表明:(1)砂地比为评价储层井间连通性的宏观评价参数,即存在一个"渗流阈值",当砂地比低于渗流阈值时,井间连通性不超过20%变为不连通,当砂地比达到渗流阈值后,井间连通性迅速增长至80%以上变为完全连通,整个过程反映的砂地比和井间连通性函数图像呈S形曲线;(2)通过对砂体最大横截面面积沿垂直于井钻进方向的投影和井距的空间耦合关系分析,建立了以井距为变量的三角洲外前缘亚相储层井间连通概率模型,同时提出各微相砂体所占比例影响储层井间连通性整体变化趋势;(3)储层井间连通性渗流阈值与井距呈正相关,随着井距变小,砂地比与井间连通性的S形曲线函数图像趋于"线性",当平均井距为70 m(1倍井距)条件下三角洲外前缘亚相储层井间连通性的渗流阈值为0.20,平均井距为140 m(2倍井距)和210 m(3倍井距)条件下储层井间连通性的渗流阈值分别为0.24和0.30。     

孔洞缝白云岩储层连通性评价方法研究及应用

四川盆地磨溪区块龙王庙组储层为一套发育孔、洞、缝3种储集空间的白云岩储层。孔,洞,缝配置的多样性,造成不同滩体部位的储层物性及产能差异大,储层非均质性强,连通性评价难度大。针对这类储层的特点建立了动态,静态相结合的气井连通性评价方法,首先用静态分析法(地质特征、原始地层压力和流体性质对比分析方法)初步评价气藏(井)的连通性,再用动态分析法(试井、类干扰试井和生产动态分析法)进一步评价气藏(井)的连通性。最后,基于连通气井达到拟稳态渗流后,气井的配产与井控动储量成正比的渗流理论,结合动静态分析法的结果综合评价气藏(井)的连通性。通过该方法评价磨溪9井组的连通性,认识到该井组处于滩体的主体部位,气藏性质相同,新投产的井地层压力均下降,试井曲线无明显边界特征,生产动态曲线出现井间干扰现象及气井的配产与井控动储量成正比,证明气藏(井)的连通性好。由于磨溪009-X6井投产时的地层压力高于同一时间相距1.5km的磨溪009-X1井的地层压力,进一步说明该气藏(井)连通具有方向性。     

缝洞型碳酸盐岩油藏水平井分形非线性渗流

基于欧氏空间的传统渗流理论描述缝洞型碳酸盐岩油藏的多尺度和非均质特征时存在局限性。考虑边界层和流体屈服应力的影响,描述致密基质块的非线性渗流特性,应用分形理论描述裂缝系统的分形特征,同时考虑储层的应力敏感性,建立缝洞型碳酸盐岩油藏水平井分形非线性渗流模型;应用有限元法求解渗流模型,绘制水平井压力动态曲线,并对比不同渗流模型的压力动态曲线特征,分析渗流规律,将渗流过程划分为9个特征流动阶段;对非线性参数和分形指数等相关参数进行敏感性分析,并结合测井数据将新模型应用于矿场渗流参数的解释。结果表明：非线性参数主要影响基质向裂缝系统的窜流强度,而分形指数使得压力动态曲线在渗流中后期逐渐上翘,且上翘幅度随分形指数的增大而加剧。分形非线性模型的矿场应用表明,该模型符合储层实际生产状况,对提高试井解释的准确性有指导意义。     

特低渗透储层油水相对渗透率实验研究

利用能够描述特低渗透储层岩样水驱油渗流规律的两相渗流公式 ,对榆树林油田低渗透岩样进行了相对渗透率实验研究 ,并与原计算方法测定的结果进行了对比分析。实验证明 ,该方法能够正确描述榆树林油田油水渗流特征。     

页岩气藏三孔双渗模型的渗流机理

为了掌握页岩气储层气体复杂流动的规律,从而高效开发页岩气藏,对页岩气渗流机理进行了研究。借鉴适用于非常规煤层气藏双重孔隙介质模型和考虑溶洞情况的三重孔隙介质模型,基于页岩气储层特征和成藏机理,提出了页岩气藏三孔双渗介质模型;研究了页岩气解析扩散渗流规律,提出考虑储层流体重力和毛细管力影响的渗流微分方程;并利用数值模拟软件对页岩气产能进行了预测。结果表明：基质渗透率和裂缝导流能力是页岩气开采的主控因素,只有对储层进行大规模压裂改造,形成连通性较强的裂缝网络后才能获得理想的页岩气产量和采收率。     

注采连通性计算及渗流通道的定量识别

针对阻容模型求解结果仅为注水贡献率的问题,运用因素敏感性分析方法,消除注采结构变化对注采连通性计算值的影响,推导出能够真实反映注采井间连通性的数学模型。在此基础上,提出一种新的物理表征参数——无因次连通系数,实现井间渗流通道的定量识别。研究结果表明:无因次连通系数大于1. 2时,注采井间已形成优势渗流通道;无因次连通系数介于0. 8～1. 2时,为正常渗流;无因次连通系数小于0. 8时,注采井间储层存在堵塞。将研究成果应用在渤海南部油田,成功指导水井调剖5井次,油井酸化解堵4井次,合计日增油为214m~3/d。研究成果对注采连通性认识、优势渗流通道和储层堵塞的识别及治理具有指导意义。     

基于拓扑结构的岩石裂缝网络表征方法

裂缝间的联结状态直接影响着裂缝网络的连续性、连通性等性能,而现有的岩石裂缝网络表征模型又无法准确描述裂缝间的联结状态。为此,运用拓扑方法,定义了裂缝网络拓扑结构基本参数,通过统计不同类型节点数的方式,计算了裂缝数、分支数以及裂缝、分支平均连接点数,由此建立了可以定量描述裂缝联结程度的网络拓扑结构模型。在此基础上,将该拓扑结构模型与表征裂缝网络的P_(xy)体系模型相结合,定义了裂缝网络综合评价指数及其表达形式,建立了一种基于拓扑结构的岩石裂缝网络表征方法。最后,应用该方法对松辽盆地南部下白垩统青山口组一段、二段页岩裂缝网络进行了表征,取得了较为全面的表征结果。结论认为:(1)该方法既可以描述裂缝网络的发育程度,又可以描述裂缝网络的连通性能,能够更为充分地表征岩石裂缝网络,对储层评价、储层改造、油气渗流等研究工作具有一定的帮助;(2)由于拓扑结构参数、综合评价指数与岩石裂缝网络性能之间的定量刻画尚不清晰,故下一步还需要开展大量的测试工作。     

缝洞型油藏离散数值试井解释方法研究

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏主要是裂缝和溶洞组成的缝洞型储层,非均质性极强,基质系统不具有储渗能力,地层流体以管流或管流一渗流耦合流动为主。传统试井解释方法基于多重连续介质模型和解析渗流理论,难以对储层特征和流体流动规律正确描述。离散数值试井解释方法通过连续性特征分析,把溶洞和裂缝视为离散介质进行处理,把缝洞型储层等效为粗细溶洞相间的组合模式,并对粗细溶洞中的流体流动进行管流公式和等效渗流公式描述,建立8种试井地质模型,对径向流、线性流和储罐流分别进行有限差数值方法求解,绘制典型曲线并分析各流动阶段压力特征。通过T762井实例应用分析,其解释结果能更好地描述缝洞型油藏特征并指导开发。     

储层渗流能力定量描述方法及其在油田开发中的应用

在油田实际生产过程中,常常需要评价不同增产措施对储层渗流能力的改变量。当前常用的产液指数评价指标能够有效地评价储层综合渗透率的变化规律,但该方法不能把储层有效渗透率和绝对渗透率的改变量分开单独评价。为此引入渗透率比率概念,建立定量描述储层绝对渗透率变化规律的数学模型。将产液指数分析方法和渗透率比率分析方法相结合,能准确地评价增产措施对储层参数的改变量及其实施效果。采用渤海某油田X24井实际生产数据及相对渗透率曲线,应用渗透率比率和产液指数方法综合评价酸化后储层渗流能力的变化量。结果表明,2种方法有效结合,能够准确地评价增产措施效果。     

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。     

复杂河流体系中基于精细目标模型的油藏模拟

本文主要阐述了美国科罗拉多Piceance盆地Williams Fork组的低渗透河流相砂岩精细模型的动态模拟结果。前人已阐述过精细静态模型和动态建模的详细方案。静态模型可表示通过露头分析研究得到的河流相砂岩的连通性和复杂地层结构,而流动模拟则可了解这些砂体的动态连通性。Williams Fork组主要是曲流河和辫状河沉积体系,包括河道砂岩沉积、溢岸砂沉积、泛滥平原泥岩沉积和煤沉积。通过分析基于露头构造要素的三维模型静态连通性可知,相对的砂体宽度如何增加储层连通性。本文动态模拟只考虑点坝、河道砂坝、海相砂岩(储层质量砂岩)这些有效储层的历史拟合。油藏模拟中采用了精细静态地质、地球物理和岩石物理特征相结合建立三维动态模型的整合方法。插入并标定每口井的水力压裂特征值,使其接近每口井的初始生产能力,采用了表征化方法拟合双曲线递减特性,研究了井体积的影响和通过预测长期天然气采收率来研究地质特征对动态的影响。这些真实精细的储层模型无需做开式天然裂缝的假设,即可真实再现历史天然气产量。该研究证实,可以用整合方法实现三维地质和动态模型,并与静态数据和历史动态数据保持一致。这些模型有助于估算复杂砂岩连通性对早期和长时间动态的影响(包括井干扰、最优井距的影响)。本文也简要讨论了地震约束下如何更好地描述多期砂岩河道的分布。将这些方法与精细的地质模型相结合,可以在开发程度较低的致密储层区域更好地优化井位,设计井距。     

济阳坳陷页岩油储层孔隙结构与渗流特征

微观孔隙结构是控制渗流特征的内在因素,渗流特征是微观孔隙结构的外在表现.借助高压压汞测试技术,获取表征页岩油储层孔喉大小、分布及连通性的微观孔隙结构参数,分析不同尺度孔喉对渗流能力的贡献程度.基于稳定流法,建立页岩油单相渗流曲线,分析岩石渗透率、地层原油黏度对渗流规律的影响.研究结果表明,济阳坳陷页岩油储层孔隙结构具有...     

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。     

早期聚合物驱分流量方程建立及应用

针对目前已有的聚合物驱分流量方程没有考虑聚合物溶液在储层中的流变性,无法准确描述聚合物驱油藏动态的问题,从多相渗流力学理论出发,综合考虑聚合物溶液物化特性、储层物性和相渗曲线特征等多种因素的影响,建立了早期聚合物驱分流量方程。实例分析表明,所建立的分流量模型能够较好地预测早期聚合物驱油田含水上升规律,可对聚合物驱效果进行快速评价。     

考虑关停井情况的井间动态连通性反演方法

针对当前油田井间连通性模型难以考虑关停井问题且反演方法可靠性差的局限性,建立综合考虑压缩性和关停井情况的井间动态连通性模型。利用理论分析和数值模拟研究方法,对模型连通系数和时滞系数与油藏静态参数之间的关系进行了定量研究,明确其实际地质意义,快速地为油田井间连通性反演计算提供较好的初始估计。为进一步降低求解不适定性,基于贝叶斯反问题理论和投影梯度法,建立连通性模型整体约束优化方法,并给出详细计算步骤。对概念模型和实际油藏的连通性计算测试表明,所提出的模型及求解方法,能够快捷、较精确地进行油水井间动态连通性定量计算,具有较好的实际应用效果。     

低孔低渗透储层产能预测新方法

在分析钻井泥浆滤液渗流特征的基础上,根据泥浆滤液的渗流方程,构建了表征储层渗流特性的参数计算模型,通过统计分析实际的试油结果与所提取的渗流特征参数,建立了根据储层渗流特征参数计算产能指数的储层产能预测模型。渗流特征参数与储层微观孔喉结构参数对比表明,渗流特征参数值能够很好地反映储层的微观渗流特性。库车地区阵列感应测井计算产能指数与实际试油结果的平均误差为0.098m3/(d.MPa.m),表明了该方法的有效性,能够为测试前的储层产能预测提供可靠的依据。