致密砂岩储层物性下限确定新方法及系统分类

扶余油层致密砂岩储层是大庆油田目前勘探开发的新目标,但对其储层物性的下限缺乏明确界定。因此,采用储层物性与产能相结合的经验统计法,分别对工业油层和低产油层储层物性按累计概率丢失10%作统计分析,确定工业油层物性下限为：孔隙度=7.1%,渗透率 =0.08 mD,低产油层物性下限为：孔隙度=5.6%,渗透率=0.047mD。 再利用致密砂岩临界孔喉半径与压汞资料相结合的函数拟合法,确定储层物性下限为：孔隙度=4.46%,渗透率=0.041mD,该值与低产油层储层物性的下限值较为接近,故将其作为致密砂岩储层的物性下限。依据致密储层物性下限、工业油层物性下限及常规储层物性分类界限,将砂岩储层系统分为致密Ⅲ类、致密Ⅱ类、致密Ⅰ类、低孔渗、中孔渗、高孔渗和特高孔渗储层。致密砂岩储层物性下限的确定和储层系统的分类可为致密油储层产能的计算及储层评价提供参数指标和技术支撑。     

惠州凹陷流体动力场研究方法及应用

惠州凹陷深层非常规致密油气藏分布规律不清、顶底界限不明，严重影响勘探开发进程，针对该问题，以测井、试油、高压压汞等资料为基础，综合采用储层物性统计分析和实例剖析法确定研究区浮力成藏下限，采用最小流动孔喉半径法和储层内外势差法确定油气成藏底限，对惠州凹陷自由流体动力场和局限流体动力场进行划分，明确非常规油气藏分布界限。研究结果表明：惠州凹陷浮力成藏下限为3 500～4 000 m,对应孔隙度为8.50%,渗透率为1.00 mD;油气成藏底限临界孔喉半径为0.032 5μm,临界孔隙度为1.72%～2.00%,对应的深度底限为6 000～6 500 m。研究结果为惠州凹陷开拓新的油气勘探领域，寻找新的油气勘探目标和接替资源指明了方向。     

致密砂岩储层油充注下限综合确定方法及其应用——以鄂尔多斯盆地马岭地区长8油藏为例

致密砂岩储层束缚水饱和度高、束缚水膜厚度相对较厚,实验条件过于理想,使得计算孔喉半径下限不能代表真实储层孔喉半径下限,制约了致密油生产开发。利用高压压汞、核磁共振以及录井、试油等多种资料,求取储层条件下束缚水膜厚度,对比实验与储层条件的差异,综合确定致密砂岩储层条件下的充注下限,并结合生产资料对求取结果进行验证。结果表明:研究区储层束缚水膜厚度为9.88～95.98 nm,平均为58 nm,综合确定长8储层孔隙度下限为6.35%,渗透率下限为0.049 1×10~(-3)μm~2,孔喉半径下限为0.077μm,求取结果与实际生产资料相吻合。该研究考虑了束缚水膜对储层充注下限的影响,对传统方法进行了修正,计算结果更加符合实际储层的充注条件,为致密油生产开发方案制定提供了可靠依据。     

鄂尔多斯盆地富县地区长8层段致密砂岩储层特征及充注下限

石油充注下限是致密油成藏研究的基础。鄂尔多斯盆地富县地区长8层段致密砂岩储层微观结构十分复杂,储层微观结构是影响石油充注的关键。利用场发射扫描电镜和CT方法定量研究致密砂岩储层孔隙-喉道特征;采用力学方法、录井分析法以及有效孔喉法综合分析致密储层充注物性下限与充注孔喉下限。研究结果表明,致密储层孔隙大小以纳米和亚微米级为主,孔隙平均半径为1.2 μm,喉道平均半径为0.1 μm,属于细孔-微细喉储层。经计算,长8致密砂岩储层孔隙度充注下限为4.5%,渗透率充注下限为0.04×10-3 μm2,源储界面储层孔喉充注直径下限为15.77 nm,储层内部孔喉充注直径下限为24 nm。综合分析认为油气能充注纳米级孔,根据压实及胶结程度由弱至强,最终石油分别以油珠状、喉道状和薄膜式赋存。      

鄂尔多斯盆地西南地区油气富集与储层演化史

针对鄂尔多斯盆地西南地区三叠系延长组致密油富集成藏特征与储层致密演化之间的关系,充分分析包裹体宿主矿物成岩序列和均一温度,认为石英加大边中包裹体形成于早白垩世中晚期生排烃高峰期,含铁碳酸盐中包裹体为早白垩世晚期充注产物。基于该认识,结合现今储层孔隙发育特征、毛管压力特征,探讨成藏期储层古物性、孔喉毛细管力、地层过剩压力等分布特征,分析各成藏期物性、孔喉压力与油藏关系,结果表明:烃类主要充注在孔渗相对优良的储层中,但2次充注期物性控制因素略有差异,早白垩世中—晚期储层尚未致密,早白垩世晚期含铁碳酸盐胶结物发育,储层致密,物性变差,含铁碳酸盐是储层致密主因;分析异常压力特征,认为长7油层组优质烃源岩欠压实作用和生烃增压共同产生异常高压,为低渗透储层油气大规模运移的主要动力。     

塔里木盆地迪北致密砂岩气藏储层物性下限研究

塔里木盆地迪北气藏侏罗系阿合组为典型的低孔、低渗致密砂岩储层,非均质性强,油气分布复杂。针对研究区有效储层物性下限不清的问题,基于储层物性、录井、试油与压汞资料,结合核磁共振和低温吸附实验测试结果,综合运用最小流动孔喉半径法、排驱压力法、束缚水饱和度法、含油产状法、试油法和分布函数曲线法等 6 种方法,对迪北气藏阿合组有效储层物性下限进行了研究。 结果表明,迪北气藏阿合组有效储层孔隙度下限为 2.6%,渗透率下限为 0.08 mD;砂砾岩夹泥岩段（J₁a¹）→上砂砾岩段（J₁a²）→下砂砾岩段（J₁a³）储层物性逐渐变差,相应的储层物性下限也逐渐变低;J₁a¹,J₁a² 和 J₁a³ 有效储层孔隙度下限分别为 3.1%,2.65%和 2.3%,渗透率下限分别为 0.14 mD,0.09 mD 和 0.065 mD。 有效储层物性下限的研究对迪北气藏的储层评价、储量计算和开发方案设计等均具有一定的指导意义。     

鄂尔多斯盆地长7段致密油成藏物性下限研究

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密砂岩储层在湖盆中心大面积分布,成藏期的储层物性下限是决定油气是否充注储层的重要参数。运用恒速压汞和纳米CT扫描技术分析了长7段湖盆中心渗透率小于0.3×10-3 μm2、孔隙度小于12%的致密砂岩储层的物性及微观孔喉特征。结果表明,其平均孔隙半径为160μm,喉道半径不超过0.55μm,均值为0.33μm。在分析致密油成藏期储源压差、原油物理性质及盆地流体特征的基础上,结合致密储层油气驱替模拟实验及最小流动孔喉半径法,综合确定了研究区长7段致密油成藏期油气开始充注时的孔喉下限为14 nm,孔隙度下限为4.2%,渗透率下限为0.02×10-3 μm2,要达到含油饱和度超过40%而实现致密油的大面积连续分布,孔喉半径下限应为0.12μm,孔隙度下限为7.3%,渗透率下限值为0.07×10-3μm2。      

致密砂岩储层物性下限的确定——以鄂尔多斯盆地陇东地区山1段为例

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区上古生界下二叠统山西组1段属于典型的"低孔、低渗"致密砂岩储层,目前该区域处于勘探评价阶段,储层物性下限尚无统一标准,试气过程中多有干层出现,给评价工作的进展及钻采工艺技术的应用带来困难。因此,通过综合分析岩心资料、测井资料、测试成果,采用孔渗交会法、经验统计法、物性试气法、测井参数法多种方法计算得到物性下限。根据压汞资料,利用最小流动孔喉半径法建立孔喉中值半径与物性参数的拟合关系式,计算出物性下限。最后以5种方法计算结果的算术平均值作为陇东地区山1段储层物性下限,研究结果表明:①综合计算陇东地区致密砂岩储层孔隙度下限为4.6%,渗透率下限0.06 mD;②利用多种方法计算相互验证确定储层物性下限,降低了单一方法对物性下限确定的偏差,取值更为合理;③物性下限的科学确定对于推进评价工作进展、计算地质储量、制定开发技术对策及确定气井的生产方式具有重要的指导作用。     

四川公山庙油田致密砂岩油充注孔喉下限探讨及应用

准确确定致密砂岩油充注孔喉下限有助于正确认识致密油成藏。对四川公山庙油田致密砂岩油充注孔喉下限进行理论推导和实验测试。源储界面致密油充注受生烃增压作用明显,基于流体力学作用间平衡关系和油藏实际参数,理论推导源储界面充注孔喉直径下限为29.06nm;储层内部充注力学机制与源储界面不同,生烃增压对流体充注的直接作用较弱,界面的力学推导过程不适用,而通过对实际砂岩样品进行环境扫描与能谱联测的方法确定储层内部的孔喉直径下限为59.66nm。结合致密砂岩储层压汞分析,应用充注孔喉下限确定源储界面附近的含油饱和度为69.5%;储层内部的含油饱和度为60.4%。含油饱和度预测值与公山庙油田致密砂岩实测含油饱和度相一致,对不同部位的孔喉下限的研究结果可为致密砂岩油分布规律和目标评价提供理论依据和预测方法。     

鄂尔多斯盆地天环北部致密砂岩气藏地层水微观赋存特征

应用铸体薄片观察、场发射扫描电镜、高压压汞、恒速压汞及核磁共振等实验技术,开展储层微观孔喉结构和地层水微观赋存状态研究。研究认为鄂尔多斯盆地天环北部盒8段—山1段储层以粒内溶孔、晶间孔和残余粒间孔为主要孔隙类型,分别占33%、31%和16%,孔隙半径分布在80~300 μm之间,平均值为154.18 μm,喉道半径分布在0.01~1.60 μm之间,主流喉道半径平均值为0.55 μm,为微米级孔隙和纳米级喉道,喉道半径是储层渗流能力的主要控制因素。地层水具有束缚水、毛管水、自由水和吸附水4种微观赋存状态,大孔喉的粒间孔和溶蚀孔内,低压充注呈气水混合状,含气量较高,赋存自由水,较高充注压力下为纯气残余少量膜状吸附水;中小孔喉控制的粒间孔和溶蚀孔内,低压充注下呈现气水混合,含气量低,赋存大量毛管水,高压充注下呈气水混合或纯气,含气量高,赋存少量毛管水;微小孔喉的粒间孔内,低压充注下为纯水,高压充注为气水混合,但含气量低,赋存束缚水;晶间微孔内,低压和较高压力充注下均以纯水为主,为束缚水。4种地层水微观状态的孔喉半径截止值分别为0.10 μm、0.26 μm和0.28 μm,渗透率截止值分别为0.21×10^-3 μm²、0.51×10^-3 μm²和0.55×10^-3 μm²,孔隙度截止值分别为5.86%、7.99%和8.18%。启动压力梯度和小于0.10 μm的孔喉是地层水微观赋存状态和残余含水饱和度的主控因素,在天然气成藏过程中,随气驱水强度增大,大孔喉控制的地层水百分比逐步降低。研究区自由水占50%,毛管水占18%,束缚水占30%,吸附水占2%,残余含水饱和度为32%左右。     

苏里格气田东区致密砂岩气藏储层物性下限值的确定

鄂尔多斯盆地苏里格气田东区下二叠统山西组山2段、山1段及下石盒子组盒8段致密砂岩储层具有典型的低孔、低渗特征,目前使用的储层物性下限值可能偏高。为此,采用经验统计法、孔隙度-渗透率交会法、最小流动孔喉半径法、测井参数法等多种方法对该区物性下限开展了进一步研究,并通过单层试气成果和产能模拟法验证了新确定的下限值。结果表明：盒8段砂岩孔隙度下限值为5.0%,渗透率下限值为0.10 mD,含气饱和度下限值为55%;山1段孔隙度下限值为4.0%, 渗透率下限值为0.075 mD,含气饱和度下限值为55%;山2段砂岩孔隙度下限值为3.5%,渗透率下限值为0.075 mD,含气饱和度下限值为45%。重新认识和确定储层物性下限值,对该区油气勘探后备储量的精确计算具有重要意义。     

吐哈盆地斜坡带致密储层物性上限研究

开展致密储层物性上限研究对明确研究区油气成藏机理及分布规律具有重要帮助。应用临界喉道半径探讨了吐哈盆地水西沟群斜坡带致密储层物性上限问题。临界喉道半径的求取需要对孔隙与喉道半径比、润湿角、油水或气水密度差等关键参数进行确定,利用恒速压汞实验、润湿性分析、PVT等实验对上述关键参数进行了拟合。结果表明：研究区的孔隙与喉道半径比约为90,润湿角约为20.48°;致密储层物性上限随着地层倾角的增大而减小,且致密气储层物性上限比致密油更加严格;研究区的地层倾角约为15°,此条件下致密油储层和致密气储层的临界喉道半径分别为0.552μm和0.491μm,相应致密油储层物性上限是8.43%和0.378×1010^-3μm²,致密气储层物性上限是8.39%和0.358×10^-3μm²。     

柴达木盆地西部地区下干柴沟组湖相白云岩晶间孔型储层物性下限的确定

物性下限是储层有效性评价及资源量计算的重要参数.以柴达木盆地英西地区古近系致密湖相碳酸盐岩为研究对象,在高压压汞测试及场发射扫描电镜分析确定纳米级白云石晶间孔孔喉分布范围的基础上,提出了一种确定储层物性下限的实验方法,该方法的核心是通过核磁共振多次离心测试来达到分离可动流体与束缚流体的目的,将可动流体与束缚流体分离点对...     

砂岩气藏岩石孔喉结构及渗流特征

以多孔介质中气水两相渗流理论为基础,选择了四川须家河组气藏岩心,其渗透率在(0.002~70.28)×10-3μm2之间,分别开展了高压压汞、气水相渗以及气藏衰竭开采物理模拟实验研究,从岩石孔喉结构、受力特征以及气水两相渗流特征3方面对比分析了致密与中高渗砂岩气藏特征的差异。采用孔喉类型及数量比例、平均孔喉半径、孔喉中值半径3项参数对不同渗透率砂岩孔喉结构特征进行了精细描述,对比分析了低渗致密与常规及高渗砂岩孔喉结构特征差异;采用排驱压力、沿程阻力量化评价了气、水在不同渗透率砂岩中渗流时的受力情况,对比分析了孔喉结构对致密与常规砂岩产能的影响;建立了气相渗流能力与含水饱和度关系图版,对比分析了含水饱和度大小对不同渗透率岩心气相渗流能力的影响。研究成果将为气藏储层微观建模以及气、水渗流机理研究提供一定的参考依据。     

低孔、低渗致密砂岩储层物性下限值的确定——以川中P地区须二段气藏为例

储层物性下限的确定是关系到油气勘探、开发决策的关键问题。四川盆地中部P地区上三叠统须家河组须二段气藏致密砂岩储层具有典型的低孔隙度、低渗透率特征,前期勘探中由于没有精确确定有效储层的物性下限,导致试气段多次出现干层,给勘探开发工作带来较大影响。为此,综合利用岩心物性、压汞、试气等多种资料,采用经验统计法、孔渗关系法、最小流动孔喉半径法(水膜厚度法、Purcell法、Wall法)、产能模拟法、物性试气法等多种方法,分别获得其孔隙度、渗透率的下限值。在此基础上,采用算术平均法对该区储层的物性下限进行了综合确定,确定出该区须二段有效储层孔隙度的下限值为5.85%,渗透率的下限值为0.037mD。由于通过多种方法相互验证,避免了单一方法在物性下限取值时可能产生的较大偏差,确定出的储层物性下限值较为准确,并得到了新近试气资料的证实。该成果对气藏储量的精确计算和后续开发生产都具有重要意义。     

吸附水膜厚度确定致密油储层物性下限新方法——以辽河油田大民屯凹陷为例

伴随着致密油开采工艺技术的提高,其储层的可采物性下限也正逐渐降低,开采极限越来越接近致密油的成藏物性下限。引用水膜厚度理论,采用实验分析和理论计算相结合的方法,确定了辽河油田大民屯凹陷致密油储层物性下限。研究表明：大民屯凹陷沙河街组四段致密储层以油页岩为主,在相同地质条件下颗粒表面吸附的一层水膜（由强结合水和弱结合水组成）与储层喉道同处纳米级别。当喉道半径小于水膜厚度,相应孔喉及其所控制的微小孔隙则被束缚水所饱和;当喉道半径大于水膜厚度,喉道才能成为致密油有效的充注通道。通过对水膜厚度的受力分析,根据力平衡关系,可建立不同地层压力下水膜厚度与喉道半径的关系,进而求取致密油充注的临界喉道半径。通过借鉴土壤学中水膜厚度与孔隙度、比表面积及束缚水饱和度关系,又可把临界喉道半径下限值转化为适用范围更广的孔隙度下限值。该方法不仅理论依据强,又有实验数据支撑,具有一定的推广性。     

致密气藏孔隙水赋存状态与流动性实验

致密砂岩气藏岩石孔隙结构复杂,一般含水饱和度较高,且其中水的分布与赋存状态及流动性等对气体渗流影响较大。通过选取苏里格气田具有代表性的不同物性岩样,开展气驱水、核磁共振、压汞等实验分析,建立了孔隙-核磁曲线交汇图,研究岩石孔隙中水的赋存特征及流动性。研究结果表明:1在砂岩储层中,水优先占据细小孔隙和大孔隙壁面,气分布于大孔隙中央。2致密砂岩细小孔喉内的水流动性差,残余水饱和度较高,其流动性与其中的气体流动密切相关,当气体流动压差(流速)较低时,只能驱动相对大孔隙中的水;随压差增大,可驱动更加细小孔隙中的束缚水。3气体可驱动束缚水的最小孔隙半径与气流压差成指数函数关系,在半径为0.05μm的孔喉中,气驱水的压力梯度约为1.78~2.22 MPa/cm。因此,致密气藏中半径小于0.05μm孔喉中的水很难流动,这部分孔喉很难成为气藏开采的有效通道。该研究结果对研究致密气藏的开采机理具有重要意义。     

Petrophysical and capillary pressure properties of the upper Triassic Xujiahe Formation tight gas sandstones in western Sichuan, China

The tight sandstones of the Upper Triassic Xujiahe Formation（T₃x） constitute important gas reservoirs in western Sichuan.The Xujiahe sandstones are characterized by low to very low porosity （av.5.22%and 3.62%） for the T₃x⁴ and T₃x² sandstones,respectively),extremely low permeability（av. 0.060 mD and 0.058 mD for the T₃x⁴ and T₃x² sandstones,respectively）,strong heterogeneity,micronano pore throat,and poor pore throat sorting.As a result of complex pore structure and the occurrence of fractures,weak correlations exist between petrophysical properties and pore throat size,demonstrating that porosity or pore throat size alone does not serve as a good permeability predictor.Much improved correlations can be obtained between permeability and porosity when pore throat radii are incorporated. Correlations between porosity,permeability,and pore throat radii corresponding to different saturations of mercury were established,showing that the pore throat radius at 20%mercury saturation(R₂₀) is the best permeability predictor.Multivariate regression analysis and artificial neural network（ANN） methods were used to establish permeability prediction models and the unique characteristics of neural networks enable them to be more successful in predicting permeability than the multivariate regression model.In addition, four petrophysical rock types can be identified based on the distributions of R₂₀,each exhibiting distinct petrophysical properties and corresponding to different flow units.     

油气藏中水膜的厚度

根据Ｇｅ等人的实验结果，归纳出气相中无离子水在强亲水性矿物表面的水膜分离压等温线，代入推广的Ｙｏｕｎｇ－Ｌａｐｌａｃｅ公式，得到实际油气藏中水膜厚度上限的计算公式。计算结果表明，油气藏中水膜的厚度比根据束缚水饱和度和岩石的比表面积计算的结果小得多，比所在毛管半径也小得多，从而对以往的计算方法以及关于水膜厚度会成为储集层中有效孔隙半径下限值的推论提出了置疑。提出了研究油气藏中水膜厚度的方法。表１参１４（邹冬平摘）