致密砂岩储集空间多尺度表征——以松辽盆地齐家地区高台子油层为例

以松辽盆地齐家地区高台子油层三、四段致密砂岩储层为研究对象,利用纳米与微米CT、自动矿物识别系统（QEMSCAN）、MAPS图像拼接技术以及环境扫描电镜（ESEM）等非常规测试新技术,从宏观和微观两个尺度对齐家地区高台子致密储层空间进行表征。研究表明：①宏观尺度下,储层岩性主要以粉砂岩与泥质粉砂岩为主;层理构造多样,以块状层理、槽状交错层理、楔状层理和透镜状层理为主;砂泥间互特征明显,层理构造的多样性增强了致密储层的非均质性,块状层理最有利于致密油富集。②微观尺度下,孔隙具有微米-纳米连续分布的特征,微米孔隙峰值主要集中在2~3 μm,纳米孔主体孔喉分布在200~300 nm。不同三维建模区域孔喉空间分布及连通性特征具有明显的微观非均质性;微观孔隙结构类型以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,孔隙度高值区对应有机酸高值区,存在较明显的耦合关系,受溶蚀作用控制显著。     

姬塬油田长4＋5油藏耿60区储层非均质性研究

姬塬油田长4＋5油藏为本区的主要目的层段。通过岩心铸体薄片储层物性等资料对储层特征进行分析,研究结果表明：储层岩性以细砂岩、粉砂岩、泥岩为主;储层为低孔一特低孔、特低渗储层。并对宏观的层内分均值性、层间非均质性及平面非均质性等方面进行研究发现,长4＋5油藏耿60区储层中夹层主要有泥质、钙质和物性夹层,其中以泥质夹层为主。砂层组之间的隔层岩性为深灰色泥岩,隔层发育不稳定,整体上来看,长4＋5储层层间非均质性较强。     

致密砂岩微观孔隙非均质性定量表征及储层意义——以鄂尔多斯盆地X地区山西组为例

以鄂尔多斯盆地东部X地区山西组致密砂岩储层为例,采用Matlab编程,提出铸体薄片图像面孔率提取的新方法,基于面孔率提出非均质系数U定量表征微观孔隙非均质性,并讨论非均质系数U和储层物性关系及微观孔隙非均质性的储层意义。结果表明,X地区致密砂岩储层微观非均质性强烈,微观孔隙分布十分不均匀;非均质系数U与孔隙度和渗透率均为负相关关系,非均质系数U越大,储层非均质性越强,储层物性越差,反之储层物性越好;致密砂岩储层微观非均质性控制着孔隙（储集空间和渗流空间）的微观发育特征,致密砂岩储层非均质系数定量评价有利于指导后期开发、开采中优质层位的圈定。      

文昌HDB油田ZH1-2L油组储层非均质性综合研究

文昌HDB油田ZH1-2L油组能量不足,采油速度及采出程度低,需要进行储层非均质性分析。ZH1-2L油组以粉、细砂岩和泥质粉、细砂岩为主,砂岩与泥岩多呈薄互层,为中-高孔中低渗储层,储层非均质性严重,储层内部泥质夹层发育,从平面、层内、微观三方面对ZH1-2L油组储层非均质性进行分析,得出该油组砂体厚度稳定分布,平面较均质,储层层内为非均质—较均质型,运用岩心实验分析中铸体薄片分析法和毛管压力曲线法,得出ZH1-2L油组储层微观非均质性强,微观孔喉结构发育差。     

莫北油田三工河组储层非均质性研究

莫北油田三工河组为本区的主要目的层段.通过铸体薄片、储层物性及扫描电镜等资料对储层特征进行分析,研究结果表明：储集砂岩主要为不等粒岩屑砂岩和细-中粒岩屑砂岩,其中岩屑以凝灰岩为主;研究层段砂岩总体物性属中-低孔、低-特低渗储集层;储层喉道的典型特征是大喉道发育,且不同渗透率级别的岩样喉道半径大小及分布规律差异大.并对宏观的层内非均质性、层间非均质性及平面非均质性这些方面进行研究发现,三工河组三角洲沉积的储层中夹层主要有3类：泥岩夹层、泥质夹层,致密夹层.研究目标区的夹层较为发育,非均质较为严重.物性的平面展布亦反映出水下分流河道沉积的长条带状,水下分流河道中心微相物性要明显好于河道边缘及道间沉积,总体来看储层物性参数平面非均质较强.     

页岩储层微观结构非均质性图像法定量表征

储层微观结构的非均质性影响其各项物性。为了研究富有机质泥页岩储层微观结构非均质性,充分利用岩石薄片数据,矿物分层结构定量分类,本文基于图像处理矿物识别技术定量研究了页岩储层微观结构。结果表明,基于矿物含量的非均质性和纹理特征,可提取代表视域面积、相关性及熵等特征参数。主成分分析前两个主成分分量贡献率超过98%,可以形成一个定量描述页岩储层微观结构特征的二维向量。     

四川盆地威远地区龙马溪组泥页岩储层非均质性

在详细调研前人研究成果的基础上,结合四川盆地威远地区的实际地质情况,将泥页岩储层的非均质性分为宏观非均质性、微观非均质性和岩石力学非均质性3个方面。泥页岩储层的宏观非均质性主要体现在储层的横向展布、垂向上的岩性变化以及裂缝的分布特征。下志留统龙马溪组海相优质页岩的有效厚度普遍大于30 m,横向上厚度变化较小,均质性相对较好;垂向上泥页岩中普遍含砂质和灰质,部分层段几乎为粉砂岩,垂向非均质性非常明显;储层中裂缝主要发育在龙马溪组底部层段,具有极强的非均质性。微观非均质性主要受矿物组分和成岩作用的控制,其矿物组分、微孔隙和微裂缝的发育特征具有非常明显的非均质性。岩石力学非均质性主要包括泊松比、弹性模量、脆性和应力各向异性,是决定后期水力压裂措施和页岩气产量的关键。综合研究认为,四川盆地及其周缘龙马溪组页岩横向均质性较好,垂向非均质性、储层裂缝发育特征、微观非均质性以及岩石力学非均质性明显,对后期页岩气井的压裂和采收率的提高有重要影响。     

四川威远地区九老洞组页岩微观非均质性

目前,国内外对于页岩非均质性的研究刚刚起步,相关理论还不成熟。文中利用X射线衍射手段,结合观察九老洞组页岩样品的薄片和扫描电镜,在微米级—纳米级的尺度下,从矿物组分、微观孔隙和微裂缝3个方面来评价页岩的微观非均质性。从矿物组分的角度来看,主要矿物为石英,其次为斜长石和黏土矿物,样品矿物组分和含量上没有明显的差异性。在厘米以上尺度,页岩岩性和矿物组分纵向非均质性较弱;而在微观尺度下,矿物组分对孔隙发育和分布状态影响较大,非均质性明显,而且随着观测倍数增大,页岩微观非均质性将会越来越明显。从微观孔隙的角度来看,主要发育粒间孔、粒内孔、晶间孔和有机质孔等类型。在微观尺度下,页岩孔隙类型、分布和孔径大小差别较大,非均质性明显。从微裂缝的角度来看,在2 711~2 815 m的页岩岩心,下部裂缝较上部发育,表明在毫米级—厘米级的裂缝非均质较为明显。微米级—纳米级的微裂缝尺度变化较大,微裂缝可分为黏土转化缝、成岩收缩缝和异常高压缝,微裂缝形态多样,其发育特征和配置关系在微观尺度下具有强非均质性。     

渤海湾盆地沾化凹陷沙三下亚段页岩油层段微观孔隙结构

通过岩心观察、薄片鉴定、X-衍射、物性和有机质等分析测试工作,揭示了页岩油储层矿物成分、物性、有机质和岩性等地质特征,并在此基础上利用氩离子抛光-扫描电镜技术,分析研究了页岩油储层孔隙类型、结构等特征及其对储集性的影响。测试和研究表明,渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组三段下亚段（沙三下亚段）矿物成分主要为粘土矿物、碳酸盐矿物和陆源碎屑,孔隙度和渗透率均很低,有机碳含量为0.52%～9.32%,干酪根类型为Ⅰ型,镜质体反射率（R_o）为0.7%～0.93%,岩性主要为泥质灰岩、灰质泥岩和含泥质灰岩,含少量灰质白云岩。通过氩离子抛光-扫描电镜实验,对罗69井10块钻井岩心样品进行了定性观察和定量统计。根据孔隙特征将孔隙分为微孔隙和微裂缝,微孔隙包括粒间孔、晶间孔、溶蚀孔和晶内孔。微裂缝、溶蚀孔、大孔径晶间孔和粒间孔是页岩油储层的主要储集空间。因主要孔隙类型和发育情况不同,不同岩性的岩石储集性存在差异,灰质白云岩储集性最好,灰质泥岩、泥质灰岩和含泥质灰岩依次变差,灰岩最差。     

Albert湖盆中一高渗储层非均质性分析

乌干达Albert湖盆南区K油田为中-高渗类型储层,非均质性较强.主要运用37 m岩心及280样次的薄片、粒度、扫描电镜、X-衍射、压汞、以及物性等化验分析结果,对储层进行层内、层间及微观储层非均质性分析并研究其控制因素.研究发现,储层渗透率变异系数为0.83～1.81,非均质性强,黏土及多种碳酸盐成岩方式的差异和沉积颗粒粒级变化是储层非均质主要影响因素.据此,将K油田Zone1A、Zone1B及Zone1C层岩石类型主要划分为粗-中粒颗粒包壳式泥质胶结砂岩、细-中粒碳酸盐质孔隙式胶结砂岩及中-粗粒颗粒包壳式和孔隙式泥质胶结砂岩.     

鄂尔多斯盆地延长组长7油层组页岩-致密砂岩储层孔缝特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组是富有机质页岩和致密砂岩共生发育的富油层位,富有机质页岩既是生油层又是储层,并为致密砂岩提供油源。揭示页岩储层和致密砂岩储层之间的孔缝特征,对认识页岩油和致密油赋存空间和运移机理具有重要意义。综合岩心描述、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、核磁共振实验、高压压汞和低温吸附实验等手段,定性描述和定量表征相结合,刻画了富有机质泥页岩和致密砂岩储层中的孔隙类型和孔径大小。富有机质泥页岩孔隙类型包括粒间孔、粒内孔、有机质孔,页岩中孔隙的孔径范围总体分布在50 nm以下。页岩中的裂缝包括水平缝、低角度缝、高角度缝和近直立缝。致密砂岩储层孔隙类型包括剩余原生粒间孔、晶间孔和次生孔,且次生孔是主要的孔隙类型。致密砂岩孔隙直径多在2 μm以上,孔喉半径多集中在73.5 nm以下,但对渗透率起贡献作用的孔喉半径区间为73.5~735 nm,致密砂岩中同样发育微裂缝和高角度裂缝。页岩和致密砂岩孔隙的形成和演化均受沉积作用和成岩作用的影响,成岩作用流体和烃类流体的运移和充注将页岩和致密砂岩构成了有机整体。延长组长7油层组页岩-致密砂岩系统中存在3类孔缝网络和石油运移路径：①页岩内纳米-微米级孔隙-裂缝网络,形成页岩油的存储空间和石油源内运移的路径;②致密砂岩内纳米级喉道和微米级孔隙的孔隙网络系统,形成致密油的存储空间;③页岩和致密砂岩间差异孔喉结构-微裂缝-裂缝孔喉网络系统,构成源内石油向源外运移的路径。     

车西洼陷低渗透储层孔隙结构特征及物性

根据岩心观察描述、铸体薄片、岩心分析化验等资料,研究了车西洼陷沙四上亚段低渗透储层孔隙结构特征,探讨了影响低渗透储层物性的主要因素。研究结果表明研究区沙四上亚段储层岩性以细砂岩和粉砂岩为主,平均孔隙度为14.3%,平均渗透率为13.2×10-3μm2,以低渗透砂岩储层为特征,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,储层孔喉半径一般小于6μm。当孔喉半径小于0.24μm,渗透率小于0.4×10-3μm2,排替压力大于1 MPa时,储层含油气性变差。影响沙四上亚段储层物性的主要因素包括孔喉半径、沉积物颗粒大小、溶蚀孔隙和微裂缝的发育情况,以及泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数。孔喉半径大的储层沉积物颗粒相对较粗,储层物性相对较好。溶蚀孔隙主要发育在2 000～2 600 m和3 000～3 700 m,溶蚀孔隙的发育能有效改善储层物性。微裂缝主要发育在断裂带附近,可提高储层渗透率5.4～220.1倍。泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数的增加使孔隙度减少3%～5%。     

川南地区二叠系龙潭组页岩储层特征及勘探潜力

二叠系龙潭组是目前四川盆地页岩气勘探开发的新热点层位。通过偏光显微镜鉴定、场发射扫描电镜分析、X射线衍射测试、有机碳含量测定及高压压汞分析、现场解析气实验等手段和方法,对川南地区二叠系龙潭组页岩储层进行了综合研究。研究结果表明: ①川南地区二叠系龙潭组为一套陆相曲流河沉积,河漫沉积的页岩发育,其矿物成分主要为石英和黏土矿物,含少量碳酸盐矿物。②研究区页岩储层主要发育粒间 (缘) 孔与微裂缝,局部发育粒内孔与溶蚀孔,偶见有机质孔隙,其中黏土矿物层间微裂缝最为发育。孔隙结构表现为以微孔为主,介孔 (孔径为2～50nm) 次之,孔径普遍较小,分选较差,孔隙和喉道半径差异较大,非均质性强。③研究区页岩储层中煤岩含气量最高,炭质泥岩与泥岩次之,泥质粉砂岩、粉砂岩与细砂岩含气量最低。与龙马溪组页岩储层相比,龙潭组泥岩孔隙度与总含气量更好,渗透率较差,其中炭质泥岩的孔隙度和总含气量最佳。④研究区二叠系龙潭组勘探潜力较大,烃源岩中有机质类型主要为Ⅲ型,其次为Ⅱ₂型;其R_o值平均约为2.8%,达到高熟阶段;TOC含量变化范围大,炭质泥岩中的TOC一般大于15%。⑤川南地区二叠系龙潭组发育河漫平原沉积,富有机质泥页岩分布稳定,具备良好的页岩气形成条件,估算其天然气资源量约为2.4×10¹²m³,有利勘探区主要位于川南古蔺-叙永地区。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组混积型页岩油可动性实验

为确定吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油藏储集层孔喉结构及其原油可动性,利用薄片、扫描电镜、高压压汞等划分储集层;通过驱替与核磁共振联测实验,开展页岩油可动性评价,揭示可动油占比、孔径变化规律及其控制因素,建立页岩油可动性定量评价模型。芦草沟组发育粒间孔型、粒间-溶蚀-晶间孔型、溶蚀孔型、溶蚀-晶间孔型和晶间孔型5类储集空间。粒间孔型发育在粉—细砂岩相和砂质白云岩相中,可动性最好;溶蚀孔型主要发育在白云质粉砂岩相中,可动性中等;其他类型主要发育在泥岩相、泥质白云岩相和石灰质砂岩相中,可动性稍差。厘定页岩油可动孔喉下限为20 nm,可动性明显提高的孔喉界限为60 nm和150 nm,试油产能与之对应较好。页岩油赋存特征和孔喉结构共同影响页岩油可动性,粉—细砂岩相和白云质粉砂岩相的孔喉及页岩油赋存均最佳,为芦草沟组页岩油最有利开发岩相。     

致密砂岩储层微孔隙成因类型及地质意义——以库车前陆冲断带超深层储层为例

随着致密油气勘探开发的兴起,储层中微孔隙(孔隙直径小于30μm)对油气的赋存和运移起着越来越重要的作用。以库车前陆冲断带超深层(超过6 000 m)白垩系巴什基奇克组致密砂岩为例,通过选取代表性实验样品,在铸体薄片基础上进行激光共聚焦、扫描电镜、电子探针及高压压汞等序列平行表征实验,分析了储层微孔隙类型、特征、成因以及对储层物性的影响。结果表明:库车前陆冲断带超深层白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层微孔隙总体表现为纳米级,其类型主要有粒间微孔、粒内微孔、晶间微孔,其中粒间微孔隙表现为微米—纳米级,粒内微孔和晶间微孔表现为纳米级。微孔隙以次生成因为主、原生成因为辅,溶蚀改造是次生成因的关键。研究区储层微孔隙度约为2.8%,微孔隙对储层孔隙度贡献率随孔隙度增大而减小。连接微孔隙的储层喉道为纳米级,孔喉半径为2~400nm,峰值为5~50nm,对渗透率起主要贡献的微孔喉半径为20~400nm,甲烷分子在微孔隙内主要表现为黏性流动,对天然气产能贡献大。不同微孔隙类型具有不同的尺度大小、几何形态、连通特点和气体赋存运移特征。     

中国陆相中高成熟度页岩油非均质地质条件与差异富集特征

基于页岩油基本地质条件和富集特征的对比研究,明确了中国陆相中高成熟度页岩油源储条件的非均质性与差异化富集特征.研究认为:①相比北美页岩油大面积分布的较为均质的源储等有利条件,中国陆相中高成熟度页岩油形成地质条件总体上差异明显,陆相多旋回构造演化形成了多期多类型湖盆,不仅为陆相页岩油规模发育提供场所,也形成了规模优质源岩...     

鄂尔多斯盆地延长组7段Ⅱ类页岩油风险勘探突破及其意义

2019年长庆油田分公司针对鄂尔多斯盆地延长组73段(长73段)厚层泥页岩夹薄层粉—细砂岩类型的页岩油(Ⅱ类页岩油),部署城页1井和城页2井两口水平井开展风险勘探攻关试验,两口水平井试油分获121.38t/d和108.38t/d的高产油流,有力推动了Ⅱ类页岩油的勘探进程。重点利用城页1、城页2两口水平井及城页1井导眼井的岩心、薄片、测井及地球化学资料,对长73段Ⅱ类页岩油储层储集条件及资源潜力进行研究。研究表明,两口水平井水平段储层类型主要为厚层泥页岩夹多层薄层粉—细砂岩,单砂体的垂向单层厚度主要为1~5m、水平段砂体横向延伸长度主要分布在25~50m、侧向宽度主要为100~300m,单砂体规模较小。储层储集空间类型有粒间孔、溶蚀孔、粒内孔、晶间孔、有机质孔及裂缝等,其中粒间孔孔隙半径集中分布在0.1~3μm,最大可达21μm,导眼段和水平井段的储层中高导缝、裂缝发育且呈东西向展布。砂岩储层的孔隙度主要为6%~12%,渗透率一般小于0.3mD;泥页岩储层储集性能差,孔隙度一般小于2%,渗透率小于0.01mD。综合利用岩石热解法、石油醚抽提法、二氯甲烷萃取法等方法,对城80区块220km2范围内长73段泥页岩及砂岩可动烃页岩油资源量进行评价,初步评价结果约为(0.692~0.783)×10^8t。鄂尔多斯盆地长73段Ⅱ类页岩油分布面积约为1.5×10^4km^2,综合评价长73段Ⅱ类页岩油远景资源量达33×10^8t。     

页岩纳米孔隙的结构量化表征——以川东南地区五峰组为例

为探究页岩纳米孔隙结构量化的新方法,以川东南地区五峰组页岩储层样品为例,通过氩离子抛光-场发射扫描电镜技术获取高分辨率纳米尺度孔隙图像,运用Adobe Photoshop,Adobe Illustrator,Image J等软件进行纳米尺度孔隙图像的数值化处理,并提取纳米孔隙的发育特征与结构参数。结果表明：五峰组页岩储层样品主要发育4种类型的纳米孔隙,分别为有机质孔隙、矿物粒内结构孔隙、矿物粒内溶蚀孔隙以及微裂隙等,其中有机质孔隙最为发育;通过图像信息提取,获取每个孔隙的形状因子、圆度、伸长率、偏心率、熵值等量化参数,并基于对孔隙不同参数的交会图综合表征,提出一种对页岩不同类型孔隙进行量化表征的方法。对纳米孔隙精细量化的研究,可以为相关研究提供参考,为孔隙结构表征及优质页岩储层发育机理研究提供新思路、新方法。