基于微观孔隙结构分形特征的定量储层分类与评价

针对基于微观孔隙结构特征进行储层分类与评价常规方法的局限性,利用压汞资料,采用MIFA法计算了储层孔隙结构的分形维数,并通过统计分析分形维数与微观孔隙结构参数之间的关系,明确了分形维数的地质意义,认为储层孔隙结构分形维数是储层孔隙结构复杂程度的综合定量表征,分形维数愈小,储层微观非均质性愈弱,储层质量愈好。在此基础上将分形维数应用于储层分类与评价中表明储层具有很好的分区性,并依据分形维数的大小将储层定量地划分为优质储层、较好储层、差储层和无效储层,实现了复杂储层的定量分类与评价。     

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。     

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。     

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。     

应用分形理论研究鄂尔多斯MHM油田低孔渗储层孔隙结构

基于岩样的毛管压力分析数据,讨论了岩石孔隙结构的分形特征。用孔径小于某一值r的孔隙体积百分比S与r的拟合关系,计算了鄂尔多斯盆地西部MHM油田三叠系延长组和侏罗系延安组低孔、低渗储层孔隙结构的分形维数。计算结果表明,两个层段的毛管压力曲线都存在一个标度区间,在该区间内孔隙结构表现出分形特征。同一块样品的大孔隙段与小孔隙段表现出多重分形,延10段储层孔隙结构的分形维数在大孔隙段比小孔隙段小,而长6段储层的分形维数分布特征却与延10段储层相反。在大孔隙区间延10段的分形维数比长6段小,反映出长6段储层孔隙结构比延10段复杂。研究分析认为,利用孔隙结构分形维数并结合其他孔隙特征参数,可以很好的反映出储层微观孔隙结构的复杂性,为研究储层孔隙结构微观非均质性提供了一个方便有效的手段,并为进一步的储层评价奠定了基础。     

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。     

分形几何在致密砂岩储层微观孔隙结构研究中的应用——以苏里格气田东南部上石盒子组盒8段为例

致密砂岩储层孔隙结构在一定尺度内具有统计自相似和分形特征。利用分形几何原理,结合压汞测试,建立了毛管压力曲线求取分形维数的方法,探讨了致密砂岩孔隙结构的分形特征,分析了储层物性及孔隙结构各类参数和分形维数之间的关系,进一步明确了孔隙结构分形维数可综合反映孔隙空间复杂程度的地质意义。结果表明,只有当孔隙半径大于趋势线拐点所对应的孔隙半径时,致密砂岩孔隙结构才具有分形特征,分形维数介于2.0~2.3。分形维数越大,致密砂岩孔隙结构复杂程度越高,非均质性越强。     

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。     

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。     

低阶煤储层微观孔隙结构的分形模型评价

以准噶尔盆地南缘低阶煤储层为研究对象,在压汞实验基础上,应用3种分形理论模型,对低阶煤储层孔隙结构的非均质性进行了定量表征和对比研究。3种理论模型的分形维数D与D_m、D_s之间没有明显的相关性,且与煤岩储层的孔隙连通性之间相关性也较小。但随着经典几何学模型的分形维数D_m增大,热力学模型的分形维数D_s有增加的趋势,且随着D_m与D_s的增加,其煤岩储层微小孔的连通性也明显优于中大孔。不同分形模型的分形维数对低阶煤储层的地质意义不同,多孔介质分形模型的分形维数(D)主要表征低阶煤储层大尺度孔隙对于孔隙体积变化的影响,但没有揭示分形维数与煤储层物性的变化规律;经典几何学分形模型的分形维数(D_m)主要表征低阶煤储层孔隙空间变化的特征,煤储层的孔容随着分形维数(D_m)的增加而减小;热力学分形模型的分形维数(D_s)则主要表征低阶煤储层孔隙表面的粗糙程度,随着分形维数(D_s)增加,孔隙表面张力增大,孔隙表面的粗糙程度也就越大。低阶煤储层的孔隙度与渗透率都较低,连通性相对较好的微小孔增加连通孔隙的体积,根据不同分形模型的分形维数所反映的地质意义,可以按照不同渗透率范围,用不同的分形模型来表征低阶煤储层渗透率的变化规律,为低阶煤的煤层气开采与有效渗透率的预测提供地质依据。     

储层孔隙结构分形特征与损害研究

采用泡压法测试得到储层岩石的孔隙结构特征,其包含多种储层损害内部和外部控制因素,能够反映连通喉道渗流分布特征,在此基础上建立分形维数计算方法,并对孔隙结构进行描述;进行水锁实验和应力敏感性实验,研究分形特征与储层损害之间的相关性,实验结果显示分形维数越大,水锁损害率和应力敏感损害率越高。     

四川盆地富有机质页岩孔隙分形特征

文中以下寒武统(牛蹄塘组)、上奥陶统(五峰组)、下志留统(龙马溪组),以及上三叠统(须家河组)页岩为研究对象,在低压氮气吸附测试实验结果的基础上,探讨了四川盆地富有机质页岩的分形特征。研究表明:四川盆地富有机质页岩具有双重分形特征,存在明显的孔径分界点,其中小孔隙分形维数的平均值要小于大孔隙,说明大孔隙结构的复杂程度大于小孔隙;分形维数D_1可描述页岩孔隙表面的分形特征,分形维数D_2可描述页岩孔隙结构的分形特征;D_1越大,页岩孔隙表面越不规则,页岩孔隙表面将有更多的吸附位,使页岩吸附气体能力增大;D_2越大,页岩孔隙结构越复杂,使页岩的解吸、扩散和渗流变得困难。因此,页岩孔隙中高表面分形维数D_1值和低孔隙结构分形维数D_2值对页岩气藏的开发有重要的意义。     

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。     

注水前后储层微观孔隙结构的分形表征

针对用分形分维方法研究储层的微观孔隙结构。提出获得微观孔隙结构分维的两种切实可行的途径，一是利用压汞曲线的分形特性，通过建立油藏条件下压汞曲线的分形模型。计算压汞曲线的分维值来获得；二是利用常规测井解释的孔隙度和渗透率，来预测微观孔隙结构分维。然后对注水开发中后期河流相储层的微观孔隙结构的分维进行了注水前后的计算和对比分析，并对微观孔隙结构参数用分维进行了定量表征，研究了水驱对微观孔隙结构变化的影响。研究表明，储层微观孔隙结构的复杂度在注水后较注水前增加，储层微观非均质性增强，且微观旋回性得到增强；并指出可据此开展流动单元的分类表征研究；储层岩石的束缚水饱和度随着微观孔隙结构分维的增加而增大，水驱时前缘推进越趋不均匀，无水期采收率越趋减小。     

湖相、海相泥页岩孔隙分形特征对比

在松辽盆地湖相泥页岩低温氮气吸附实验的基础上,利用 FHH 模型探讨了湖相泥页岩纳米级孔 隙结构分形维数与比表面积、平均孔径及 TOC 含量的关系,进一步对比了湖相与海相泥页岩孔隙分形 维数特征。 结果表明：①湖相、海相泥页岩纳米级孔隙均具有明显的分形特征,且大孔隙（孔径为 5～ 100 nm）结构复杂,其分形维数高于小孔隙（孔径小于 5 nm）。 ②湖相泥页岩纳米级孔隙结构相对简单, 分形维数小于海相泥页岩。 ③分形维数与 TOC 含量呈正相关关系,湖相泥页岩有机质丰度对分形维数 影响较小。 ④湖相泥页岩分形维数 D1 与平均孔径具有明显的线性关系,表明 D1 可以反映湖相泥页岩 孔隙结构特征;海相泥页岩分形维数 D2 与孔隙比表面积具有明显的指数关系,表明 D2 可以反映海相 泥页岩孔隙比表面积特征。     

柴达木盆地东缘上石炭统泥页岩孔隙结构及分形特征

我国海陆过渡相烃源岩分布范围广,具有成熟度适中及厚度大等特点,页岩气勘探前景良好。前人研究主要聚焦于页岩气成藏条件、模式及生烃潜力,而对储层孔隙结构影响因素及复杂程度的定量表征研究较少。为了探讨海陆过渡相泥页岩的孔隙结构和分形特征,以柴达木盆地东部上石炭统泥页岩为研究对象,对研究区15件泥页岩样品采用低温液氮吸附及扫描电镜进行孔隙结构、分形特征研究,并在此基础上探讨了泥页岩有机地球化学、矿物组成、孔隙结构参数与分形维数的关系,进而揭示泥页岩孔隙结构发育影响因素。结果表明：①泥页岩孔隙形态主要有2类,第一类为楔形—狭缝型和细颈瓶—墨水瓶状型,第二类为四周开放的平行板状孔,孔隙类型以粒间孔缝、溶蚀孔和有机质孔最为发育。②应用FHH分析模型计算出了泥页岩孔隙分形维数,以P/P₀=0.45为界,泥页岩存在2种不同吸附解吸机制,用D₁和D₂分别表示P/P₀<0.45和P/P₀>0.45范围内的孔隙分形维数。泥页岩孔隙具有明显的分形特征,D₁分形维数与黏土矿物和TOC含量呈负相关关系;D₂分形维数与黏土矿物和TOC含量呈正相关性。表明影响分形维数的主要因素为黏土矿物和有机质含量。D₁和D₂与孔隙结构参数的相关性都较好,但D₁趋势线比D₂拟合性更好,说明小孔对孔隙结构参数影响更为重要。③分形维数D₁和D₂之差△D=0.393,表明其结构复杂程度相差很大,双重分形特征明显。但分形维数D₂越大,孔隙结构趋于复杂,孔隙表面积更加粗糙,不利于气体的渗流。     

确定孔隙结构分形维数的新方法

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征。将分形几何学的原理运用于储层岩石的孔隙结构研究,能建立毛细管压力曲线、相对渗透率、孔喉大小分布等的分形模型。但这些模型只有在求取了孔隙结构分形维数D的基础上,才可能对孔隙结构作出预测。本文提出了在建立毛细管压力分形模型的基础上,运用毛细管压力资料预测分形维数D.通过实测检验证明,该方法不仅简便易行、精度高,而且能直接得到三维空间的信息,值得研究和推广应用。