核磁共振技术定量表征致密砂岩气储层孔隙结构——以临清坳陷东部石炭系—二叠系致密砂岩储层为例

核磁共振技术能够实现岩石微米—纳米级孔隙高精度、快速、无损测量,为致密砂岩孔隙结构定量表征提供新的手段。基于压汞数据刻度核磁共振T_2谱的方法,针对致密砂岩压汞进汞饱和度不足100%而造成的测不准问题,提出采取压汞曲线和T_2谱从右边界的最大孔隙向左侧小孔隙累加,选定右累加曲线中压汞测量的孔喉半径范围作为核磁共振孔喉半径的可对比区间,利用纵向插值法和最小二乘法构建T_2谱转换的孔喉半径分布曲线。选择临清坳陷东部石炭系—二叠系致密砂岩气储层为研究对象,利用改进方法获得核磁共振T_2谱和孔喉半径转换系数及孔喉半径分布,定量研究了储层孔隙结构特征,并结合岩石薄片、扫描电镜观察,探讨了致密砂岩孔隙结构差异成因及储层有效性。结果表明,利用改进方法得到的核磁共振孔喉半径曲线与压汞曲线吻合度高,显著提高了致密砂岩核磁共振测试的准确度。研究区石炭系—二叠系致密砂岩孔喉半径主要分布于0.002~2μm,总体为亚微米—纳米级孔隙,但不同类型砂岩孔喉半径分布具有明显差异:岩屑石英砂岩富硅质、贫塑性岩屑和杂基,总体以亚微米级孔喉为主,含微米级孔喉;岩屑长石砂岩和长石岩屑(富石英)砂岩石英含量高、塑性岩屑和杂基含量较低,为亚微米—纳米级孔喉(纳米级占优);而长石岩屑(富岩屑)砂岩和岩屑砂岩贫石英、富塑性岩屑和杂基,主要是小于0.05μm的纳米级孔喉。微观岩石学组分是控制孔隙结构差异和储层有效性的关键因素,储层质量宏观上可能受控于沉积微相,粗粒和细粒的点砂坝/河床滞留微相岩屑石英砂岩是最有利储层,细粒的点砂坝微相岩屑长石砂岩、分流河道和障壁砂坝长石岩屑(富石英)砂岩是较有利储层,而潮坪相长石岩屑(富岩屑)砂岩、岩屑砂岩均是孔、渗性极差的无效储层。     

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。     

致密砂岩储层微观结构及孔隙演化史

为研究渤海湾B油田沙三段致密砂岩储层孔隙结构,进一步了解孔隙演化过程及控制因素,利用铸体薄片、扫描电镜、X衍射、高压压汞、物性分析、粒度分析等资料,总结出3种孔隙类型和4种孔隙结构;同时,根据成岩作用研究成果,采用定量分析方法分析孔隙演化史。研究区储层孔隙以混合孔、次生孔、原生孔为主,喉道具有特细喉和微细喉的特点属于典型的致密砂岩储层,物性较差。运用未固结砂岩原始孔隙度与砂岩的分选系数的统计关系,恢复计算出研究区砂岩原始孔隙度平均为32.25%。在沉积成岩过程中机械压实及胶结作用造成原生孔隙大量丧失,是储集层物性变差的最主要原因。区内溶蚀作用较为发育,溶蚀强度中等,所形成的溶蚀孔隙一定程度上改善了储层的物性,为认清该油田储层致密原因提供了可靠依据。     

致密砂岩储层微观结构表征及发展趋势

致密砂岩储层微观结构发育微米级和纳米-亚微米级两大孔喉体系,可以通过图像表征技术、非图像表征技术和数字岩心技术等进行表征。以苏里格气田致密砂岩储层为例,对3类表征技术的原理、研究内容、适用性及研究进展进行讨论,以期进一步推动在致密砂岩气勘探开发生产中应用。     

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...     

致密砂岩储层微观孔隙特征评价——以中国吐哈盆地为例

致密砂岩微观孔隙特征评价是致密油气地质评价的核心研究工作。基于恒速压汞、铸体薄片、X-射线衍射等测试分析,对吐哈盆地水西沟群致密砂岩开展微观孔隙特征评价工作。研究表明：靶区致密储层岩石类型以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,不稳定矿物含量高是导致微观孔隙结构复杂的主要原因;致密储层的物性与矿物组成有密切关系,石英由于其脆性而易形成微裂缝,对储层的渗透率贡献明显,对孔隙度影响不大;黏土矿物由于其可塑性及遇水膨胀的特性,对孔隙度和渗透率影响明显,均呈负相关;长石由于其不稳定性,在溶蚀作用下形成高岭石,但在致密储层复杂孔喉体系的背景下,流体的迂回程度高,造成高岭石多在原地沉淀,堵塞孔隙和喉道,与孔渗存在明显的负相关;基于毛管压力曲线,可把致密储层的孔喉结构划为3类,分别为粗喉道所控制的高孔区、中喉道控制的中孔区和细喉道控制的低孔区;同常规储层相比,致密储层具有排替压力高、进汞饱和度低、喉道半径小、孔喉比高、结构系数高等特点。该评价方法和思路,为吐哈盆地,乃至我国其他盆地的致密油气勘探提供科学依据。     

致密砂岩储层微观孔隙结构特征——以鄂尔多斯盆地延长组长7储层为例

运用物性分析、扫描电镜、铸体薄片及恒速压汞等技术,对致密砂岩储层进行了微观孔隙结构定量分析。研究结果表明：鄂尔多斯盆地长7油层组为典型的致密砂岩储层,渗透率小于0.3mD,孔隙类型以次生溶孔为主,平均孔隙半径为162μm,与渗透率无相关性;平均喉道半径为0.33μm,与渗透率具有很好的正相关性,是影响渗透率的主要因素;孔喉半径比大,平均为602,大孔隙被小喉道所控制,从而造成储层非均质性强、渗流能力差。致密砂岩储层的规模开发需采用先进的储层改造工艺,充分扩大喉道半径,降低孔喉比,提高储层渗流能力,这样才能取得更好的开发效果。     

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。     

基于分形理论的页岩储层微观孔隙结构评价

页岩储层微观孔隙结构评价对页岩气勘探开发具有重要的意义,为了更有效地研究页岩储层微观孔隙结构特征,利用高压压汞实验结合分形理论对孔隙结构进行分析。高压压汞结果显示岩样孔径主要分布在3~18nm范围内,岩样孔隙以微孔和过渡孔为主,微孔和过渡孔提供了大部分孔体积。岩样比表面积主要由微孔贡献,微孔和过渡孔提供了页岩气主要的吸附空间。分形维数分析结果表明:页岩岩样的分形分布可明显的分为2段,过渡孔、中孔和大孔的分形维数接近3,说明该部分孔隙非均质性强,体现出较强的分形特征;微孔的分形维数小于1,分析原因可能是压汞实验仅可以描述微孔的一部分,对孔径3nm的微孔描述不到,因此对微孔的孔隙结构评价不够全面,使分形维数的计算结果超出理论范围。     

深埋藏致密砂岩储层微观孔隙结构的分形表征及成因机理——以塔里木盆地顺托果勒地区柯坪塔格组为例

基于物性、铸体薄片、扫描电镜、压汞等测试分析资料,利用分形几何方法,对塔里木盆地顺托果勒地区柯坪塔格组致密砂岩储集层微观孔隙结构进行分形表征,探讨孔隙结构非均质性的成因机理。结果表明,顺托果勒地区柯坪塔格组储集空间主要为粒间溶孔、粒内溶孔和残余粒间孔,喉道类型包括缩颈型、片状、弯片状以及管束状喉道。建立了孔隙结构分形评价标准：Ⅰ类（分形维数D ≤ 2.350）、Ⅱ类（2.350 < D < 2.580）、Ⅲ类（D ≥ 2.580）和裂缝型。具有Ⅰ类孔隙结构的最有利储层主要分布在柯坪塔格组上段,Ⅱ类、Ⅲ类孔隙结构对应的储集体主要分布于柯坪塔格组下段。孔隙结构的非均质性受沉积微相的物质基础条件控制。砂岩的成分及粒径的差别是导致储集岩孔隙结构分异的主要因素。柯坪塔格组下段经历的压实作用、胶结作用强于上段,而溶蚀作用弱于上段,导致下段孔隙结构明显比上段差。构造破裂作用导致脆性矿物含量较高的柯坪塔格组上段局部发育微裂缝,改善了渗透性能,并增强了孔隙结构的非均质性;但在柯坪塔格组下段则表现为颗粒挤压破碎、压实作用强。     

川西坳陷须家河组二段致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化——以大邑地区为例

低渗透气藏产气量在我国天然气总产量中所占比例越来越大,但由于其气藏分布复杂、预测难度大等因素,阻碍了该类气藏的勘探开发进程。四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组二段储层物性总体较差,属于低孔、低渗储层。以储层特征与成岩作用研究为基础,结合大量镜下薄片鉴定成果,确定了胶结物充填的序次及各期胶结物相对含量;并在各期胶结物中找出特征包裹体进行温度检测,结合储层埋藏史、热史等资料,确定了各期胶结物的形成时间与油气充注的时间及次序;此外,描述了储层孔隙在不同历史阶段的变化率与变化原因,从而再现了储层的形成历史,确定了储层致密化时间。最后,结合油气充注史,提出下一步有利勘探方向,为进一步油气勘探奠定了基础。     

致密油储层微观孔隙结构定量表征——以鄂尔多斯盆地新安边油田长7储层为例

鄂尔多斯盆地新安边油田长7致密油储层具有较好的开发潜力,由于微观孔隙结构研究的薄弱制约了致密油勘探开发进程,对后期开采具有较大影响。该文采用扫描电镜、铸体薄片、高压压汞、微纳米CT扫描等技术,对新安边油田长7致密油储层的储集空间特征及微观孔隙结构参数进行定量表征。结果表明,长7致密油储层孔隙类型主要分为三类：粒间孔、溶孔、微裂缝。研究区发育大量纳米级孔喉,其对储层的储集及渗流能力具有较大贡献。依据不同样品的排驱压力划分：排驱压力小于1 MPa时,微米尺度孔隙丰富且连通性好,孔喉形态多为粗大管状、条带状,喉道半径主要集中在100~380 nm;排驱压力介于1~3 MPa之间,局部孔隙连通性好,纳米尺度孔喉多发育于粒内溶孔,孔喉形态表现为管束状、球状,喉道半径主要分布于75~250 nm;排驱压力大于3 MPa时,大量孤立的小球状孔喉聚集,垂向连通性差,仅局部微裂缝发育区提供储集空间,喉道半径主要集中为15~75 nm。     

致密油孔隙结构表征方法——以川中致密油储层岩心为例

致密油孔隙结构表征是该类储层评价的核心,直接制约其规模开发。由于传统方法的局限性,文中运用医用CT、场发射扫描电镜、微米CT和纳米CT 4种技术相结合的方法,从毫米级、微米级和纳米级3个尺度综合描述致密油孔隙结构。以川中致密油岩心为例进行研究,结果表明,川中致密油储层具有多尺度多类型孔隙连续分布的特征。基于医用CT扫描分析,储层连通性较差,孔隙空间分布也极度分散,其孔隙度主要分布范围在0.5%以下;在SEM图像上,观察到大量的微米级粒间残余孔道和纳米级粒内溶蚀孔道,但孔隙网络重建表明,基质孔道在微纳尺度的连通性都很差;除基质孔道外,在渗透率较高的岩心SEM图像中观察到粒间缝和方解石颗粒解理缝2类微裂缝,其存在能较好地改善储层连通性。实验分析认为,在孔隙结构表征中,开展微米级孔道和微裂缝的基础研究是致密油规模勘探开发的关键。     

致密砂岩有效储层形成演化的主控因素——以库车坳陷巴什基奇克组砂岩储层为例

致密砂岩气资源潜力巨大,已经成为全球范围内非常规天然气勘探的热点之一。致密砂岩储层形成机理是制约油气勘探的重要因素,因此依据岩心、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光以及物性参数等资料,系统地分析了库车坳陷克深井区巴什基奇克组致密砂岩储层的岩石学特征、储集空间组合特征以及有效储层形成演化的主控因素。结果表明:高能沉积微相的叠合控制着有效储层的分布;压实作用和胶结作用是主要的破坏性成岩作用,溶蚀作用和构造裂缝的组合成为储层质量改善的主控因素;在异常高压和膏盐层的配合下,储层储集物性进一步保持和改善。沉积环境、成岩作用以及构造运动等多因素综合控制着库车坳陷巴什基奇克组有效储层的形成。     

岩相构型对致密砂岩优质储层的控制作用——以川西坳陷须二段为例

针对致密砂岩优质储层的沉积成因机制及其分布模式不完善的情况,拟探讨不同岩相构型叠置样式对致密砂岩优质储层的控制作用。利用野外露头、地震资料、样品分析化验资料、测井资料及生产测试资料,结合砂体结构分析法、沉积岩相分析法及岩相组合成因分析法等开展岩相构型控制下致密砂岩优质储层的分布模式研究。研究表明:①不同岩相构型揭示了不同的沉积环境。须家河组二段典型的岩相构型样式有5种,其与沉积亚相具有较好的对应关系。②岩相构型对储层质量具有重要的控制作用。取样分析揭示了块状层理细_粉砂岩孔隙度均值小于交错层理粉砂岩孔隙度均值,其中块状层理细_粉砂岩储层(河道主体)顶部孔隙度比底部及侧翼要高,交错层理粉砂岩储层(废弃河道)则表现为中心及底部孔隙度值高,其侧翼及其顶部孔隙度低。③岩相构型对含气性的控制作用明显。分层系数越高,含气性高产的可能性就越大,分层系数越低,水层的可能性越大。相变带及裂缝发育带是控制含气性的2个关键因素,相变带和裂缝发育带的耦合则是形成高产井气藏的必要条件。     

松辽盆地典型致密油储层微观孔隙结构表征方法研究

松辽盆地致密油储层发育,其孔隙结构对油气勘探开发具有重要影响。利用压汞实验分析了储层的孔隙特征,认为研究区致密砂岩喉道半径以1～3μm为主,孔道半径为100～200μm,喉道半径大于1.5μm的储层对渗透率贡献较大。     

基于分形理论的低渗透砂岩储层孔隙结构评价方法

DY凹陷南坡沙河街组沙四段(E_(S4))储层以低渗透为显著特征,孔隙结构复杂,给储层有效性评价带来一定的困难。根据岩心、铸体薄片、压汞等分析资料,对E_(S4)低渗透砂岩储层孔隙结构进行分析,将其细分为3大类5小类。基于分形理论,利用压汞曲线、核磁共振T_2谱及CT图像分别探讨了分形维数和孔隙结构类型间的关系,明确了分形维数可以用于孔隙结构类型的表征,并试图推广运用到测井曲线上,但发现测井曲线分形与孔隙结构类型关系不明显,进而通过J函数提取了更能反映孔隙结构的参数R(K/ф~(1/2))曲线,而不同孔隙结构类型的储层可通过求取R曲线的盒维数(D_R)进行表征,并将声波、密度曲线结合起来,进行三维交会,基本能够识别井筒剖面不同层段的孔隙结构类型。     

川西坳陷侏罗系致密砂岩气藏储层精细评价

四川盆地西部（川西）坳陷侏罗系低渗透致密砂岩气藏勘探开发前景广阔,但也呈现出沉积微相变化快、砂体展布复杂、储层类型多样等强非均质性特征,探索储层精细评价新方法、明确优质储层特征具有重要的意义。为此,在深入剖析该区沉积相及砂体特征复杂性的基础上,采用砂体精细划分、沉积微相精细描述、砂体构型精细刻画、成岩相精确描述与储层微观参数定量分类评价综合研究方法,建立了储层定性-半定量与微观定量的精细分类评价标准,在此基础上,分区、分层、分河道评价落实不同类型储层的分布范围和展布特征。研究结果表明：①该区侏罗系致密砂岩储层主要发育三角洲平原分流河道、三角洲内前缘主河道及次河道等3 类储集砂体类型,前二者是最为有利的储层类型;②侏罗系致密砂岩储层可划分为Ⅰ～Ⅲ类共3类储层,分别以孔隙度12%、10%和7%,渗透率l mD、0.3 mD和0.1 mD作为标准,对应的孔喉半径分别为0.45 μm、0.25 μm和0.1 μm,其中Ⅰ＋Ⅱ类储层为相对优质储层,该分类标准与侏罗系河道砂体含气性具有良好的一致性;③以绿泥石胶结长石溶蚀相为主的建设性、以绿泥石胶结相为主的保存性成岩相的分布控制了高产区分布。结论认为：①该区天然气富集区为新场鼻状构造、中江东部斜坡带;②新场气田J3p23、J3p25、J3p36、J2s21、J2s22、J2s23、J2s24,中江气田J2s11、J2s21、J2s31、J2s33等砂层组为Ⅰ＋Ⅱ类优质储层发育层段,为天然气高效开发的潜力区。     

川西坳陷须家河组致密砂岩储层裂缝特征

研究成果表明，川西坳陷上三叠统须家河组由于深埋、经历地史时期长、岩石成岩作用强烈，因而储层物性总体较差，尤其是须二段，孔隙度小于5％，渗透率一般小于0.1×10^-3μm²，属于致密-超致密砂岩范畴。现今储层的基质孔、渗已不能满足天然气的规模运聚，天然气的富集、产出和高产强烈依赖于裂缝对储层储集条件的改善，因此，裂缝研究对油气勘探有着极为重要的意义。文章通过对野外露头、钻井岩心裂缝和岩石薄片微裂缝的观察描述、统计和分析，并采集裂缝充填矿物（方解石、石英）样品进行稳定同位素检测、包体测温检测和ESR测年实验分析，基本明确了裂缝的成因类型、裂缝特征、裂缝形成期次及其与天然气产能的关系。     

基于岩石孔喉结构的致密砂岩分类方法 ——以济阳坳陷古近系为例

致密砂岩沉积类型多样,孔渗关系复杂,孔喉结构是储层表征与评价的关键参数。以济阳坳陷古近系致密砂岩为研究对象,在对不同沉积类型致密砂岩的岩石学特征、孔喉结构特征分析的基础上,利用系统聚类分析法建立基于岩石孔喉结构的致密砂岩分类方案。结果表明:济阳坳陷古近系致密浊积砂岩、致密滩坝砂岩、致密三角洲前缘砂岩在岩石组构和孔喉结构上具有相似性,其Ⅰ类优质储层孔喉半径均值大于1.1μm,Ⅱ类较好储层为0.7～1.1μm,Ⅲ类中等储层为0.4～0.7μm,Ⅳ类差储层小于0.4μm;致密砂砾岩与前3种储层具有明显区别,Ⅰ类优质储层孔喉半径均值大于1.3μm,Ⅱ类较好储层为0.8～1.3μm,Ⅲ类中等储层为0.3～0.8μm,Ⅳ类差储层小于0.3μm。