苏里格气田A区块储层基础物性特征分析

储层基础物性分析对了解气藏、制定气田开发方案及研究气井合理生产制度都至关重要。以苏里格气田A区块实物岩心为基础,依次开展基础孔渗、矿物成分、扫描电镜和高压压汞实验分析,分析储层的微观结构特征。实验结果表明：1）目标区域属于低孔低渗碳酸盐岩储层,非均质性强;2）岩石以脆性矿物为主,黏土矿物质量分数极小（大部分岩石中黏土矿物质量分数小于2.0%）; 3）孔隙以粒间孔为主,孔隙形态多样,纳米级微裂缝少见,填充度不高,缝洞呈现几何式特征;4）最大进汞饱和度差异大,孔喉结构不均匀,分选性差,孔喉半径小且分布广。     

普光气田基于多井资料的储层裂缝综合地质分析

普光气田长兴-飞仙关组储集层为碳酸盐岩孔隙型储层,并具有较强的非均质性,储层中发育一定数量的天然裂缝,使储层的孔隙度和渗透率分布更为复杂。本研究主要以成像测井EMI为基础,对裸眼井EMI测井数据进行解编处理,做裂缝识别和裂缝参数定量计算,然后结合常规测井、录井、岩心等资料进行定量评价,并分析裂缝与地层、岩性、储层之间的关系。对17口生产井裂缝发育特征的对比和综合分析显示,普光气田长兴-飞仙关组储层裂缝发育强度不高,各井的裂缝密度以及同一口井的不同井段裂缝密度差异很大,具有很强的非均质性;裂缝在飞仙关组三段发育强度相对较高,飞一段和飞二段次之,飞四段很低,长兴组由于钻穿深度较浅,统计数据不能真实反映该组裂缝的发育情况;裂缝密度、孔隙度、张开度,以及裂缝空间的延展性均很小,属微裂缝级别,且几乎不相互切割,处于孤立状态,无法在三维空间上形成有效的裂缝网络。因此,裂缝对储层孔隙度和渗透率贡献很小,决定储层物性的关键因素是各种原生孔隙和次生孔隙;裂缝的发育与地层年代和地层岩性没有必然关系,地层裂缝发育程度主要由地层所处的构造部位、受到的构造应力大小所决定。     

油层孔隙结构与剩余油分布实验研究

大庆油田LSX油层是开发的主力油层,随着油田进入高含水后期,剩余油分布越来越零散,需要认识储层微观非均质性、剩余油分布及水驱油特征。利用地质及动态资料,对储层砂体发育规模和储层性质、裂缝发育特征、驱替特征、微观孔隙结构以及油水分布规律等开展了模拟实验与分析,明确了不同储层微观剩余油分布及水驱油特征,定量表征孔隙结构分布,并对成果进行了验证。研究表明,LSX油层以原生粒间孔和片状、弯片状喉道为主,划分5类孔隙结构类型,以Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类为主,孔隙结构中等偏差;剩余油分布受孔隙结构控制,微观剩余油二维分布主要以角隅状、喉道状为主,三维分布以多孔状和孤立状为主;驱油效率受孔隙结构影响,从Ⅰ类到Ⅴ类驱油效率逐渐变差,不同孔隙结构储层与开发特征具有较好的对应关系。     

齐家—古龙地区高台子油层储层微观孔隙结构特征

松辽盆地齐家—古龙地区青山口组高台子油层以致密油为主,为大庆油田重要的接替资源,但高台子油层储层微观孔隙结构特征及其纳米级微孔喉对致密油的控制研究欠缺。采用岩石普通薄片、铸体薄片、物性、压汞、核磁共振及CT图像和扫描电镜等多种测试分析方法 ,对齐家—古龙地区高台子油层储层岩石学特征、物性特征、微观孔隙类型及孔隙结构特征开展研究。结果表明:高台子油层储层以细砂岩和粉砂岩为主,砂岩类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,其成分成熟度较低,结构成熟度为低—中等;高台子油层整体为低渗—超低渗储层,储层非均质性较强,孔隙类型包括原生孔、次生孔和裂缝孔,其孔隙结构复杂,主要为细喉—微细喉孔隙结构特征,微细喉所占比例高达76%;致密储层孔隙结构等级较低,以Ⅲ级孔隙结构为主,储层中可动流体受纳米级孔喉控制,其主要分布在大于100nm的孔喉内,储层微观孔隙结构特征是控制储层渗透性的根本原因。     

钙基脱硫剂分形孔结构的实验研究

分形维数是描述分形结构特性的一个重要参数,其反映了结构的规则程度,文章通过实验的方法,研究了钙基脱硫剂孔结构分形维数的变化特性,以及分形特性对脱硫剂的硫化能力的影响,结果表明CaO孔隙的平均孔径越大,分形维数会越小;脱硫剂硫化过程中形成的不可进入孔隙量随着分形维数的增大而增大。     

质子交换膜燃料电池的气体扩散层渗透率分形模型

本文提出了质子交换膜燃料电池（PEMFCs）气体扩散层（GDL）分形渗透率模型。这个模型是根据扩散层真实微观结构中的两个分形维数建立的。其中一个与毛细管流通道大小有关,另一个与通道迁曲度的描述有关。此外,气体分子的影响可以通过Adzumi方程计算。渗透率分形模型是多孔介质迁曲度分形维数、孔隙面积分形维数、孔径以及有效孔隙度的函数,模型中没有任何经验常数,可以用压汞法测量扩散层的微观结构。根据扫描电子显微镜图象,可用盒式维数法确定两个分形维数。为了检验模型的正确性,把该模型渗透率的预测数据与Toray提供的实验数据进行对比,发现该模型的渗透率预测与实验数据一致,证实了气体扩散层的分形渗透率模型的正确性。     

隔热纤维体的热导率分形模型

根据纤维体内部分形结构特点,建立了隔热纤维体的热导率分形模型,并分析了空隙率、孔隙面积分形维数和孔隙曲线分形维数等对其热导率的影响.通过对硅酸铝纤维SEM图像的处理,得到了不同密度下硅酸铝纤维的孔隙面积和孔隙通道曲线的分形维数,并据此计算了硅酸铝纤维的热导率.实验结果验证了分形热导率模型的正确性.     

利用流动单元指数进行储层分类评价

南海深水某气田是由一系列线状的水道复合砂体组成,储层非均质性强,岩心孔隙度、渗透率关系比较分散,若给定岩石的任一孔隙度后,渗透率变化范围很大,孔隙度相近的不同地层,渗透率可以相差1～2个数量级,用传统的岩心样品孔隙度和渗透率建立关系式来估算储层渗透率很难得到理想的结果。采用取心井岩心,实验室分析孔隙度、渗透率、毛管压力等资料,采用聚类分析法和Winland孔喉半径(r35)分类法,将储层分为四级流动单元,将流动单元指数分类法推广到无取心井和储层段,计算出的储层渗透率与岩心分析比较接近,取得较满意的结果。同时,通过流动单元分类,搭建起储层岩性、物性与孔隙喉道半径之间的关系,为储层评价提供了一种途径,也在一定程度上提高了储层参数的解释精度。利用流动单元对储层进行分类评价,为地质建模提供了可靠的基础资料。     

G区长4+5致密砂岩储层非均质特征研究

陕北斜坡东部致密油藏含油层位大多在延长组,通过岩心及测井资料等对G区长4+5储层的非均质性进行分析研究。不同渗透率韵律变化是不同沉积作用下各沉积相的直观体现,同时也反映了储集砂体的非均质性:层内非均质性主要体现为沉积韵律性、沉积构造、砂泥组合形式等方面的差别,层间非均质性通常用砂层钻遇率、单砂层厚度、砂地比等参数来描述,平面非均质性主要表现在孔隙度和渗透率的平面特征上。研究结果表明,从层内非均质性来看,G区长4+5层内非均质性相对较弱,平均夹层数长4+5-1~2最大,其次为长4+5_1~1、长4+5_2~2,长4+5_2~1最小;层间非均质性分析认为G区储层有相对较强的非均质性;平面非均质性反映了不同层段的孔渗变化较为明显,也说明了G区致密砂岩储层非均质性普遍较大,区内物性相对较差,油层相对不发育,平面上主要发育于分流河道砂体中心部位。     

三肇地区葡萄花油层微观孔隙结构及剩余油分布特征

为搞清微观剩余油分布,首次利用压汞资料、岩心薄片、扫描电镜、数字岩心、油水驱替实验等资料和技术,对三肇地区葡萄花油层微观孔隙结构及微观剩余油分布特征进行系统研究。构建数字岩心及孔隙网络模型,将孔隙结构类型划分为五种,其中以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类孔隙结构为主,微观非均质性严重。研究不同孔隙结构二维和三维微观剩余油分布,平面上微观剩余油Ⅰ、Ⅱ类储层主要为簇状和角隅状,Ⅲ类储层以喉道状、角隅状为主;微观剩余油三维空间展布,初期以网络状为主,随着注水倍数增加向多孔状过渡,后期多孔状向孤立状和薄膜状转变,最终以多孔状和孤立状为主。剩余油分布受孔隙结构控制,微观孔隙结构发育直接影响储层含油饱和度。关于措施调整,建议Ⅰ、Ⅱ类储层以调堵、补孔、完善注采关系为主,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类储层以压裂、细分、加强注水来提高驱油效率。     

钙基脱硫剂孔隙分形特性的实验研究

分形维数是描述分形结构特性的一个重要参数,其反映了结构的规划程度。通过实验的方法,研究钙基脱硫剂在不同温度,气氛及烧结时间等煅烧条件下,对孔结构分形维数的影响,以及分形特性对脱硫剂的硫化能力的影响。结果表明煅烧温度对CaO孔结构的分形维数影响较小;CaO孔隙的分形维数随着煅烧气氛中的CO2浓度的增加而减小,随着烧结时间的延长而减小,脱硫剂硫化过程中形成的不可进行孔隙量随着分形维数的增大而增大。     

复杂裂缝型碳酸盐岩储层建模方法研究——以L油田灰岩油藏为例

裂缝型碳酸盐岩储层一般受后期成岩作用和构造作用的综合影响而形成。这类储层非均质性极强,储集空间复杂,一般具有基质和裂缝两套储渗系统。与常规砂泥岩储层不同,这类储层在地质建模表征过程中难以直接借鉴碎屑岩储层的建模方法。本文认为裂缝型碳酸盐岩储层地质建模应遵循"分类分尺度"的基本思路。对于具有多种储集空间的复杂储层,首先应按照成因和尺度对储集空间进行划分,在此基础上划分不同的建模单元,不同的建模单元利用不同的建模方法进行表征,最后得到一个能反映地下真实储渗状态的地质模型。以珠江口盆地L油田为例,按照上述地质建模原则,在地质研究的基础上,将建模单元划分为基质系统和裂缝系统两类。对于基质系统,可以借鉴常规孔隙型储层建模方法进行表征;对于裂缝系统,首先分析不同尺度裂缝间的成因关系,大尺度裂缝对小尺度裂缝有成因约束。按照层次约束的原则,首先建立大尺度裂缝分布模式,在此基础上建立小尺度裂缝的分布模式,在裂缝分布模式的基础上得到裂缝物性分布模式,最终将裂缝属性等效至基质网格系统,得到一个反映基质孔隙和裂缝双重系统的地质模型,为油田后期的开发调整提供有利依据。     

正韵律底水油藏纵向非均质影响数值模拟研究

非均质性是储层沉积、成岩等地质过程综合作用的结果,是影响油气田产量、最终采收率的重要因素.储层分为正韵律、反韵律及复合韵律三类,对各类韵律储层进行数值模拟前期研究认为,正韵律储层的油气采出程度较反韵律或者复合韵律油藏都差,是一种极不理想的油藏.在开发此类油藏时,试图从地质学角度找到影响正韵律储层采出程度的因素,并认识其影响规律.此项研究以渗透率级差、突进系数及变异系数等三个渗透率参数为基础,定量地表征储层纵向非均质性强度,并运用数值模拟方法,分析了纵向非均质性强弱对正韵律底水油藏剩余油饱和度、含水上升规律及采出程度的影响,从而总结出纵向非均质性对驱油效率的影响规律.研究认为,正韵律储层,其渗透率级差越小,纵向非均质性越弱,油藏驱油效率相对较高,开发生产效果相对较好,但含水上升规律基本无变化.     

基于分形理论预测砂岩储层岩性

根据分形几何学基本理论,探讨岩石孔隙及测井曲线分形维数的确定方法。求取岩石孔隙分形维数有3种方法:分子吸附法、扫描电镜法、压汞法。分子吸附法和扫描电镜法求取岩石孔隙分形维数,所需实验设备昂贵,且过程复杂。利用岩心压汞毛管压力资料,通过线性拟合lgs与lgpc的关系,可计算出岩石孔隙分形维数D。测井曲线反映了地层岩石物理性质。从测井曲线外形上看,对应同一地层的不同测井曲线之间,以及同一条测井曲线的不同部分,分别具有相似的特性。测井响应的这种相似性,可以利用分形理论进行定量描述。目前普遍采用关联维数计算法和测井曲线分形校正法,计算测井曲线的分形维数。实际应用中,根据某油田2口取心井近50块岩样的统计分析,利用岩心压汞资料得到lgs-lgpc散点图,由于分形现象只存在于无标度区范围内,因此一般选取双对数坐标系上线性范围最宽的一段为无标度区,然后再对该段内所有的点进行拟合,并做相关系数检验,从而得到砂砾岩、不等粒砂岩、细砂岩、粉砂岩4种岩性的lgs-lgpc散点图(无标度区)。计算结果表明,应用测井曲线关联维数法预测砂岩储层岩性,其精确度达到92%以上。     

不同物性储层微观渗流特征差异研究

针对目前特低渗透储层开发难的特点,应用真实砂岩微观模型,对高、低渗不同物性储层微观渗流特征差异进行分析研究。研究表明：不同物性储层微观渗流特征差异显著,高低渗模型的驱油效率平均相差19％;储层物性及水驱油体系的能量耗散和能量释放、驱替压力、孔隙结构非均质性是影响高、低渗模型微观渗流特征和驱油差异的主要因素;在低渗模型中采用降阻剂驱替后,驱油效率提高11％。经过分析,建议低渗储层通过储层改造,或通过非常规水驱来改善油层水驱效果。     

薄差层水淹级别划分方法

大庆油田由于其特殊的地质因素影响,进入高含水期以后,储层平面、层间、层内非均质性严重,剩余油在空间上分布状况较为复杂,薄差储层发育.在调整开发阶段,开采对象从主力厚油层转向薄差层.常规测井解释薄差层水淹级别误差较大.因此,建立一种针对大庆油田薄差层水淹级别识别技术:首先,计算测井曲线的分形维数,然后通过研究区内关键井研究,选取对薄差层水淹特征敏感的测井曲线及其分形维数作为判别分量,建立标准样本集,最后利用Fisher判别方法实现薄差层水淹级别的自动划分.将该方法应用于大庆油田两口井实际资料处理,并将处理结果与岩心分析结果对比,其符合率达到73.5％.该方法对油田开发中后期薄差层水淹解释是有效的,其精度达到油田现场要求,有助于对薄差层井下状况准确勘测和研究,提高薄差层产量.     

准噶尔盆地克拉美丽气田石炭系火山岩储层特征

准噶尔盆地克拉美丽气田石炭系火山岩储层岩石类型多,非均质性强,不同火山岩储层相带具有不同储集性能。通过岩心、铸体薄片观察和分析,从岩相特征、孔隙结构、储层孔渗参数分布等方面,分析火山岩有利储层空间类型、物性特征及储层发育主控因素。石炭系火山岩储层中次火山岩、火山熔岩、熔结碎屑岩、火山碎屑岩储层储集性较好,主要为孔隙-裂缝双重介质型,是火山岩油气聚集成藏的有利场所。火山岩储集空间中孔隙是主要储集空间,裂缝起渗流通道作用,火山岩原生孔隙连通性差,经次生作用改造后成为有效储集空间。裂缝将彼此不连通或连通性差的孔隙连接起来,使之成为有效孔隙网络。影响和控制储层空间发育和储集性能的主要地质因素及作用包括火山岩岩相分布、风化淋滤作用、构造断裂作用以及后期成岩作用。     

基于差商分析的土裂隙分形无标度区确定方法

为了定量确定土裂隙的分形无标度区、提高分形维数计算结果的可靠性,基于数字图像处理技术提取土干缩裂隙图像,分析了在盒维数计算中拟合区间对土裂隙图像分形特征和分形维数计算结果的影响,并提出了采用差商分析的方法确定分形无标度区。结果表明,就同一张土裂隙图像而言,不同拟合区间的选取会导致分形维数值出现较大差异性,即计算存在不确定性;网格尺寸较小时,土裂隙分形特征较为明显,当网格尺寸增大到一定程度后,分形特征减弱甚至消失;采用一、二阶差商分析的方法可确定裂隙图像的分形无标度区,从而提升分形维数计算的可靠性。     

混煤焦的微观理化特性与燃烧反应性

以无烟煤和烟煤的混煤焦为例,采用微观分析方法研究混煤焦的理化特性和燃烧反应性.结果表明:混煤焦具有较高的缩合程度,其比表面积呈非线性变化;混煤焦的孔隙以微孔为主,煤焦分形维数的变化规律与微孔比例变化一致;混煤焦等温燃烧反应的剧烈程度与煤焦的物理结构密切相关,比表面积越大,燃烧反应速率越高;混煤焦的燃尽时间与煤焦的孔隙结构关系不大,主要取决于其石墨化程度.     

湍流预混火焰的分形特性

采用高速纹影摄影法获得了定容燃烧弹内预混湍流火焰的图像，分别用数盒子法和像素点覆盖法计算出了火焰图像的分形维数。湍流火焰的分形分析结果表明，定容燃烧弹内的预混湍流火焰结构具有分形特征，且属于非充分发展的湍流火焰。湍流火焰的分形维数反应了湍流脉动对火焰片的褶皱程度，湍流强度增大加剧湍流火焰前锋的褶皱，分形维数也随之增加。在相同湍流强度下，小尺度湍流对火焰前锋的褶皱作用更大。