双孔隙结构因子及其在储层渗透性地震预测中的应用

除孔隙度外，储层渗透率还受到孔隙形态和孔隙尺度等多种因素的影响，因此只有在考虑孔隙结构的基础上才能提高储层渗透性预测的精度。剪切柔度因子作为描述孔隙结构的因子，在渗透率预测中发挥了一定的作用，但单个孔隙结构因子不足以描述复杂孔隙结构对渗透率的影响。根据剪切柔度因子的研究思路，从岩石骨架模型中推导出新的孔隙结构因子(剪切Lee因子),其与孔隙主尺度之间具有良好的线性关系，因此能够近似表示孔隙主尺度。将孔隙纵横比与剪切Lee因子组成双孔隙结构因子，然后利用双孔隙结构因子及遗传算法优化的神经网络(GA-BP)对储层岩相进行分类，最后在岩相分类的基础上采用双孔隙结构因子及GA-BP神经网络对储层渗透率进行预测。实际地震资料预测结果表明，基于双孔隙结构因子的岩相分类和渗透率预测效果都优于单孔隙结构因子。孔隙纵横比和剪切Lee因子从孔隙形态和孔隙尺度两方面描述孔隙结构，其考虑了影响渗透率的多种因素，因此能够提高储层渗透性预测的精度。     

碳酸盐岩含气储集层孔隙度渗透率岩石物理表征方法

针对地震岩石物理表征中存在的问题,引入了新的岩石物理参数骨架柔韧性因子(γ)进行碳酸盐岩储集层孔隙结构的表征。综合利用薄片、测井资料,以骨架柔韧性因子作为不同孔隙结构类型储集层的分类指标,建立了普光气田飞仙关组3类有效储集层的速度—孔隙度、孔隙度—渗透率定量关系,提高了碳酸盐岩含气储集层孔隙度渗透率表征的精度。在相同孔隙度条件下,低骨架柔韧性因子的储集层粒内溶孔发育,储集层具有高速低渗透率的特征;高骨架柔韧性因子的储集层晶间溶孔发育,储集层具有低速高渗透率的特征;混合孔隙发育的储集层骨架柔韧性因子、速度和渗透率介于上述2类储集层之间。骨架柔韧性因子与用于表征不同沉积、成岩和构造综合效应的岩石物理相参数流动带指标之间存在高的相关性。进一步证明了该参数在具有强非均质性的碳酸盐岩储集层表征过程中的适用性。基于3类储集层的AVO正演模拟结果表明,大偏移距的叠前地震反演是评价碳酸盐岩储集层复杂的孔隙结构并进行井间精确孔隙度渗透率表征的有效途径。     

碳酸盐岩储层孔隙结构因子及渗透率敏感性分析

孔隙结构是影响碳酸盐岩储层渗透率的重要因素之一。孔隙结构对地震响应特征的影响主要体现在岩石骨架模型中。从岩石骨架模型中推导出的剪切柔度因子能够表征孔隙结构且对渗透率有一定的敏感性。在岩石物理模型调研基础上,归纳总结了常用的几种模型,并从中推导出新的孔隙结构因子;然后对比了各孔隙结构因子对低孔低渗和高孔高渗碳酸盐岩渗透率的敏感性,优选出对渗透率更敏感的剪切Lee因子;最后进行了剪切Lee因子渗透率敏感机理分析。分析结果表明,剪切Lee因子对渗透率敏感性更高,因此在渗透率预测时考虑剪切Lee因子可以提高预测精度;同时剪切Lee因子与孔隙主尺度之间具有良好的线性关系,这为孔隙主尺度地震预测提供了一条途径。     

孔隙度和孔隙结构对储层特性影响的定量比较

岩石孔隙度和孔隙结构是表征储层渗、储属性的重要参数,这些参数在含流体岩层的岩性识别和油气预测中具有关键作用。首先探讨了孔隙结构参数的含义及其数学表示,再利用与孔隙度和孔隙结构有关的岩石骨架模型替代常规Gassmann流体方程中不含孔隙结构的岩石骨架模型,形成了可定量计算孔隙度和孔隙结构参数的扩展Gassmann方程;然后推导出孔隙度和孔隙结构对储层有效弹性属性影响的定量公式,获得了度量孔隙度和孔隙结构对储层弹性性质的影响因子R,为定量比较二者对储层属性的影响奠定了理论基础。理论分析和数值模拟计算表明:当R值适中时,孔隙度和孔隙结构对储层弹性性质的影响相当;R较大时,孔隙结构的影响大于孔隙度的影响;R较小时,孔隙度的影响大于孔隙结构的影响。这为储层评价和分析提供了定量方法和依据。以常用的Keys-Xu模型作为对比,计算了储层纵、横波速度随孔隙度和孔隙结构的变化,结果显示:孔隙度和孔隙结构均可使岩石的纵、横波速度的最大变化量达到2000~3000m/s,变化规律与影响因子R的结果一致,验证了扩展Gassmann方程和定量比较方法的正确性与适用性。     

碳酸盐岩储集层微裂缝的识别与表征

采用基于孔隙几何形状与结构的岩石分类方法,利用碳酸盐岩储集层A和碳酸盐岩储集层B岩石样品的常规岩心、特殊岩心分析数据和薄片照片,对岩石样品进行分类,识别并表征碳酸盐岩储集层岩石样品中的微裂缝。碳酸盐岩储集层A的各类岩石中均发育微裂缝;而碳酸盐岩储集层B中,只有孔隙度为1%～11%、孔洞较少、硬度为中硬—硬的部分类型岩石样品中发育微裂缝。建立确定各类岩石截止孔隙度的方法,以区分发育导流型微裂缝与不发育导流型微裂缝的岩石样品,分析导流型微裂缝在提高渗透率方面的作用。基于渗透率和初始含水饱和度的关系,结合基于孔隙几何形状与结构的岩石分类方程,筛选出发育导流型微裂缝的特殊岩心分析数据建立渗透率预测方程,成功预测了含有导流型微裂缝的岩石样品的渗透率。     

英西地区混积碳酸盐岩有效储集层评价

柴达木盆地英西地区湖相碳酸盐岩具有明显的混积特征,矿物成分多样且垂向变化频繁,存在晶间孔、裂缝和溶蚀孔等多种储集空间类型,储集层非均质性极强,仅应用常规测井资料难以得到准确的矿物含量、孔隙度和孔隙结构信息,有效储集层识别困难。应用地层微电阻率扫描成像(FMI)测井、岩性扫描测井、常规测井和岩心分析等资料,基于岩石矿物组分,利用变骨架方法准确求取基质孔隙度,构建基质储集层因子,结合裂缝参数、FMI岩石构造、缝洞视面孔率和测试资料,建立了湖相混积碳酸盐岩储集层综合分类图版和分类标准,该标准在英西地区取得了较好的应用效果,也为其他地区复杂碳酸盐岩储集层测井评价提供了参考。     

基于贝叶斯分类的图像分析方法在孔隙结构参数表征中的应用 ——以姬塬油田长9油层组为例

致密砂岩储层具有低孔、低渗透及非均质性强的特点,造成其孔隙结构复杂。深入研究孔隙结构参数对提高低渗透储层的油气采收率、改善储层开发效果具有重要意义。岩石铸体薄片分析是研究孔隙结构最基本的方法,但其通过人工鉴定,随机误差较大且耗时费力。为充分挖掘岩石铸体薄片中丰富的孔隙结构参数信息,选取姬塬油田长9油层组6个岩石铸体薄片样本,采用基于RGB彩色空间的贝叶斯分类方法,根据得到的高信噪比孔隙-骨架二值化图像进行孔隙提取,并通过统计学方法获得样品的孔隙直径、孔隙形状因子和孔隙度。基于贝叶斯分类的图像分析方法计算的孔隙度与实测的孔隙度和渗透率呈较好的线性关系;与压汞法测试的结果对比,二者也具有较高的相关性,相关系数超过0.8。因此,该方法可以得到较准确的孔隙结构参数,提升了岩石铸体薄片图像分析的效率,是针对致密砂岩储层孔隙结构参数表征的有效方法。     

致密砂岩储层物性参数预测方法研究

致密砂岩储层不同于常规砂泥岩储层,具有低孔、低渗等特征,其地震弹性参数和储层物性参数的关系复杂,储层的岩石物理确定性建模和反演难度大。为了有效预测致密砂岩储层的物性参数,基于岩石物理敏感性参数分析结果,采用核贝叶斯判别法,构建了孔隙度、孔隙尺度和渗透率预测技术流程。首先考虑孔隙尺度对渗透率的影响,提出了等效孔隙尺度求取方法;进而展开岩石物理敏感性参数分析,得到对储层物性敏感的弹性参数;最后利用核贝叶斯判别法求取储层物性参数。所构建的致密砂岩储层孔隙度、等效孔隙尺度和渗透率预测技术流程,保证了渗透率预测的准确性。测井和地震资料试验结果表明预测的孔隙度和渗透率均与测井数据匹配良好,该方法能够有效识别砂岩储层并刻画其孔渗特征,对油气田的勘探开发具有重要的指导意义。     

低渗透砂岩储集层分类及渗透率测井评价——以石南21井区头屯河组油藏为例

准噶尔盆地石南21井区头屯河组低渗透砂岩储集层非均质性强,剖面上物性差异大。基于物性、压汞、铸体薄片等资料,从储集层微观孔喉结构出发,运用聚类分析方法,优选多项参数将储集层分为4类。石南21井区头屯河组以Ⅱ类和Ⅲ类储集层为主,储集层物性受泥质含量影响大,泥质含量增加,孔隙结构变差,渗透率降低。由于采用常规模型解释含泥质砂岩储集层渗透率误差较大,按泥质含量结合储集层分类,对4类储集层分别建立了渗透率解释模型。实际应用表明,所建模型解释结果与岩心分析数据吻合度较高,比常规测井参数模型解释精度提高了7.8个百分点,效果较好,可推广运用到其他含泥质的低渗透砂岩储集层。     

孔隙结构参数在普光气田的初步应用

影响地震波速度的因素除了岩层的孔隙度外,孔隙结构的差异会使地震波速度的分布变得复杂,以致于影响速度-孔隙度模型的准确性。文中介绍了荷兰皇家壳牌石油公司命名的孙氏模型及孔隙结构参数的计算方法。孔隙结构参数是描述孔隙结构对地震波速度产生影响的新的岩石物理参数,可以用于刻画不同的孔隙空间类型,可以将速度-孔隙度一元关系改善为速度-孔隙度-孔隙结构参数二元关系。孔隙结构参数也可以表征渗透率的非均质性,将孔隙度-渗透率一元关系改善为孔隙度-渗透率-孔隙结构参数二元关系,为储层孔隙度和渗透率的预测提供了理论模型,使地震尺度上用孔隙度、渗透率、孔隙结构表征储层成为可能。该方法在普光气田的初步应用效果良好。     

疏松砂岩应力损害分析评价

疏松砂岩为应力敏感介质,完井、开采过程中储集层易产生膨胀/压实变形,造成应力损害,影响油井产能。以疏松砂岩介质的力学性能及其在孔隙流体作用下的动态应力演化过程为基础,综合考虑流体渗流、储层变形和破坏等因素,建立了流固耦合形式的疏松砂岩应力损害定量评价模型,并采用有限元数值模拟方法求解。采用该模型对胜利油田某裸眼油井疏松砂岩油藏进行了应力损害定量评价,结果表明:近井壁储集层沿最大主应力方向剪切膨胀,孔隙度、渗透率相应提高,而沿最小主应力方向区域塑性压实,孔隙度、渗透率均下降;开采过程中油藏压力衰竭导致储集层骨架有效应力增加,储层孔隙度和渗透率下降,随生产压差增大,储层渗透性能将进一步降低,生产过程中应采取必要措施以消除应力损害。     

四川盆地磨溪地区寒武系龙王庙组缝洞型储集层分级评价及预测

利用四川盆地磨溪地区岩心、薄片、测井、地震、试井等资料,优选储集层分级评价参数,建立该区碳酸盐岩储集层多指标联合分级评价标准,明确优质储集层发育主控因素,结合FMI成像测井缝洞识别技术和储集层地震波形分类技术,有效预测了各级储集层空间展布。压汞实验明确研究区发育4类储集空间,利用优选的中值孔喉半径、缝洞发育带的有效孔隙度和有效渗透率、裂缝-溶蚀孔洞发育组合关系4个评价参数建立储集层分级评价标准,将研究区储集层分为Ⅰ级缝洞型优质储集层、Ⅱ级缝孔型中等储集层、Ⅲ级晶间孔型差储集层;结合构造位置、沉积相、后生成岩作用3个优质储集层发育主控因素,利用各级储集层地球物理响应特征和渗流特征,预测了各井区、各层段、各级别储集层展布。经钻井证实本次研究建立的分级评价标准和预测方法正确有效。     

苏里格气田测录井参数结合储集层有效性评价方法

苏里格气田致密砂岩储集层埋藏深、孔隙度低、渗透性差、孔渗关系及孔隙结构复杂,储集层有效性识别困难。测井束缚水饱和度的大小和录井气测全烃数值的高低均是识别储集层有效性的关键参数。利用岩石物理实验数据,分别从岩性、物性及孔隙结构等方面分析了储集层束缚水饱和度影响因素,在此基础上将储集层分为单峰孔隙结构束缚水饱和度大于30%和双峰孔隙结构束缚水饱和度小于30%两类,并分别建立了束缚水饱和度计算模型,准确求取储集层束缚水饱和度,同时利用自然伽马、声波时差、补偿密度、孔隙度、渗透率、束缚水饱和度等测井关键参数与录井关键参数气测全烃数值绘制储集层有效性识别图板,建立了储集层有效性测录井关键参数判别标准,用于苏里格气田苏20区块和苏76区块50余口井307层进行有效性评价。结果显示,通过生产数据验证符合284层,储集层有效性识别符合率达到92.5%,生产应用效果良好。     

基于数字露头模型的碳酸盐岩储集层三维地质建模

为了更客观地认识碳酸盐岩储集层的宏观分布和空间结构,提出一种基于数字露头模型的碳酸盐岩储集层三维地质建模方法。以传统露头地质研究工作为基础,采用先进的数字化仪器对露头面进行三维数字化,建立数字露头模型,并进行地质分析,提取关键层面和地质信息(岩相、孔隙度、渗透率和声波速度等),然后根据三维露头地质信息,利用建模软件建立三维露头储集层地质模型,应用于地下储集层研究中。基于数字露头模型建立了四川盆地西北部地区鱼洞梁剖面三叠系飞仙关组鲕粒滩储集层三维地质模型,模型更真实地反映了岩相、孔隙度和渗透率展布及其之间的关系,为具有相似地质条件储集层的地震资料解释和储集层预测提供更可靠的依据。     

碳酸盐岩储层孔隙度预测方法研究及其在南海某区的应用

大量研究结果表明,岩石的弹性性质和声学特性受孔隙结构的影响非常大,孔隙结构是影响孔隙度预测的重要因素。基于Gassmann方程并结合表征孔隙结构的综合岩石骨架模型,推导出了基于综合孔隙结构的地震孔隙度计算表达式。将考虑了孔隙结构影响的孔隙度预测方法应用于南海某区碳酸盐岩储层的孔隙度预测,首先由从测井数据计算得到单井参数,通过交会拟合方法,仅利用纵波速度计算了孔隙度;然后通过三维叠前地震反演参数横向拓展,得到了整个工区的孔隙度预测三维数据体。测井数据试算和实际地震资料应用结果表明,孔隙度预测效果很好,能适用于碳酸盐岩储层孔隙度的预测。     

孤东油田七区西相对渗透率曲线研究

油水相对渗透率曲线综合反映了互不相溶的油水两相在不同含水饱和度下渗流规律的变化,是油田开发设计中产能预测的基础资料;而不同开采阶段取心岩样相渗曲线的变化,能够反映储集层结构的变化,研究这一变化可为油田剩余油挖潜提供理论依据。孤东油田七区西馆陶组上段取心井资料表明,随着水驱过程的深入,油水相对渗透率曲线的特征值发生了变化,束缚水饱和度和残余油饱和度减小、等渗点含水饱和度及残余油饱和度下的水相渗透率增大,反映出油层孔隙度增大、黏土矿物减少、孔隙比表面积减少、孔隙表面更亲水以及水驱结束后储集层的综合渗流能力有所增加等特征。不同阶段相渗参数分析表明,油田进入高含水期后,孔隙度对渗透率、渗透率对残余油饱和度、两相共渗区、驱油效率等参数的影响作用相对增大。研究结果认为,该油田三次采油应立足于改善储集层结构和驱油剖面,减少孔间矛盾,提高驱油效率。     

苏里格气田下石盒子组储集层评价研究

依据所掌握的苏里格气田下石金子组地层铸体薄片分析、孔渗分析、扫描电镜分析、X-射线全岩黏土分析及压汞试验分析结果，对主力气层下石金子组储集层特征进行深入分析，总体判定该储集层为低孔隙度、低渗透率石英砂岩储集层，渗透率和孔隙度的相关性较差，储集层垂向和水平方向非均质性较强，黏土含量对渗透率的影响较大。进一步利用聚类分析原理选出渗透率、黏主含量、平均孔喉半径、排驱压力这4项参数，应用综合评判法，对储集层进行了分类。该储集层评价方法能对气层开发提供指导性意见，有助于预测区块储量、部署滚动开发方案。     

低孔低渗储集层岩石物理分类方法的讨论

为了在储集层孔隙结构和岩石物理特征基本相同的情况下建立测井解释岩电参数模型，需要按岩石物理特征对储集层进行分类。通过实际资料和理论分析，对比地层流动带指数与储集层品质指数两种宏观物性参数的差异，研究储集层岩石物理分类的有效方法和反映微观孔隙结构变化的特征参数。利用两种指数对松辽盆地大情字井地区和鄂尔多斯盆地姬塬地区典型低孔低渗储集层60块岩心的压汞实验资料进行了分类，结果表明，按照储集层品质指数对储集层进行分类能更准确地反映储集层的孔隙结构和岩石物理特征。理论分析亦证明，储集层品质指数与孔隙结构之间呈单调函数关系，而地层流动带指数与储集层孔隙结构之间并不是简单的单调函数关系，储集层品质指数比地层流动带指数能更准确地反映储集层孔隙结构和岩石物理性质的变化。图6表1参14     

东营凹陷北部陡坡带沙四下亚段砂砾岩储集层物性下限

东营凹陷北部陡坡带沙河街组沙四下亚段砂砾岩储集层非均质性强,岩性复杂,埋深跨度大,油气相态复杂,钻井少,单层试油资料匮乏,有效储集层物性下限难以界定。利用试油法、岩心含油产状法、最小流动孔喉半径法和正逆累计法,对不同深度、不同流体的砂砾岩储集层的孔隙度和渗透率下限进行了研究。研究结果表明,埋深为3 000~4 000 m时发育油藏,孔隙度下限为6%,渗透率下限为1.0 mD;埋深为4 000~4 500 m时发育凝析气藏,孔隙度下限降低至4%,渗透率下限为0.2 mD;埋深大于4 500 m时发育天然气藏,孔隙度下限降低至3%,渗透率下限降低至0.1 mD;随着埋深增加,储集层中的流体性质发生变化,储集层孔隙结构和储集空间类型也发生变化,导致储集层物性下限逐渐降低。     

二连油田低孔隙度低渗透率储层压裂后产能预测

针对二连油田A区低孔隙度低渗透率储层解释结论低而压裂试油高产的现象,经过岩石孔隙分析,对于与压裂后产液量有关的参数进行精选、简化,最终确定了由次生孔隙度、孔隙结构系数、总孔隙度等重要储层参数进行统计分析及低孔隙度低渗透率储层产能预测,归纳出适合A区的压裂后产能预测方程;首次对该类储层进行储层压裂后产液量预测,在二连油田应用中见到了较好的效果.