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。     

鄂尔多斯盆地东部致密砂岩气成藏物性界限的确定

为了研究鄂尔多斯盆地东部上古生界致密砂岩储层天然气充注成藏的物性界限,分析微观孔喉内天然气的受力状态,综合考虑了束缚水膜、浮力、毛细管阻力、异常超压和水动力等参数对天然气充注成藏所起的作用。将束缚水膜厚度作为天然气可充注进入致密储层的最小孔喉半径,核磁共振测试获得了岩心束缚水饱和度并据此计算了束缚水膜的厚度,综合分析得出孔喉半径下限为10 nm。利用浮力和毛细管阻力的平衡状态计算得出的临界孔喉半径作为最大孔喉半径,通过先确定主要含气层段在不同地质时期的气柱高度,据此计算得到的临界孔喉半径作为孔喉半径上限。通过常规压汞测试结果建立了孔喉中值半径与物性参数的拟合趋势,再将孔喉半径上、下限带入拟合趋势中推算得出相应的物性界限参数。物性界限推算结果为：下石盒子组八段成藏物性孔、渗参数下限分别为4% 和0.1 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为13% 和1.8 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为14% 和2.0 mD;山西组二段三亚段成藏孔、渗参数下限分别为2% 和0.01 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为8% 和1.0 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为9% 和1.4 mD;太原组成藏孔、渗参数下限分别为3.5% 和0.02 mD,早白垩世末期储层孔、渗参数上限分别为11% 和1.1 mD,现今储层孔、渗参数上限分别为12% 和2.0 mD。     

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。      

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。     

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。      

致密砂岩储集层物性下限确定方法浅析

随着致密油资源勘探开发工作的不断推进,致密砂岩储集层物性下限的研究也变得重要,对已发现油藏有效储集层物性下限的研究可以帮助预测勘探有利区。对前人工作和成果的研究显示,致密储集层物性下限的确定方法可以分为三类:一是正向研究法,通过对岩心样品的各类实验来求取储集层物性下限,包括毛细管压力法、模拟充注法、束缚水饱和度法、最小流动孔喉半径法和吸附水膜厚度法;二是反向研究法,通过实际的生产资料来求取储集层物性下限,包括试油资料统计法、孔隙度-渗透率交会图法、含油产状法、分布函数曲线法;三是综合研究法,将多种方法相结合来求取储集层物性下限。对比三类研究方法发现,正向研究法所求得的物性下限结果小于反向研究法取得的结果,但其实验过程较为复杂,而反向研究法取得的结果受限于现今的经济和技术条件,结果高于正向法确定的物性下限值,但其对生产指导意义更大,因此需要综合使用来确定致密储集层的物性下限。     

致密油充注孔喉下限的理论探讨及实例分析

通过分析致密油充注孔喉下限与流体力学作用的相互关系,结合油气充注满足的力学条件,对源储界面和储集层内部的致密油充注孔喉下限进行理论探讨和实例分析。基于充注力学平衡关系及Young-Laplace方程,根据源储界面附近和储集层内部的最大充注动力建立相应的充注孔喉下限理论模型。将该模型应用于鄂尔多斯盆地延长组、四川盆地中下侏罗统、美国威利斯顿盆地Bakken组致密油,确定其源储界面附近的充注孔喉下限分别为15.74 nm、29.06 nm和14.22 nm,储集层内部充注孔喉下限分别为39.45 nm、37.20 nm和52.32 nm;相应的源储界面渗透率下限分别为0.002 1×10-3μm2、0.006 1×10-3μm2和0.001 8×10-3μm2,储集层内部渗透率下限分别为0.010 0×10-3μm2、0.009 4×10-3μm2和0.016 9×10-3μm2。源储界面岩性复杂,孔隙度与渗透率相关性差;储集层内部岩性单一,孔隙度与渗透率相关性较明显,由此确定储集层内部相应的孔隙度下限为2.16%、2.00%和3.50%。     

子洲气田山2段致密砂岩储层物性下限确定

根据子洲气田山西组山2段为特低-超低孔、特低-超低渗致密砂岩储层的特点,综合运用实测物性数据、毛细管压力资料、实测水膜厚度及单井试气结果等资料,采用测试法、经验统计法、压汞参数法对储层下限进行综合研究,确定了储层孔隙度和渗透率下限,确定了储层的最小流动孔喉半径,山2储层的孔隙度下限为3.5%,渗透率下限为0.1×10-3μm2,最小流动孔喉半径为0.15μm,从而为山西组山2储层的进一步合理开发提供了可靠的下限数据。     

致密砂岩石油充注孔喉下限探讨——以鄂尔多斯盆地延安地区长6砂岩为例

致密砂岩石油充注孔喉下限值的确定对于完善致密油成藏机理及增加后备地质储量具有重要意义。以往对这个问题研究存在很大争议。本次基于延安地区长6致密砂岩微观孔喉特征,优选含油产状和最小有效孔喉2种方法,综合确定长6砂岩石油充注孔喉直径下限值为150nm。     

致密油充注过程中储层润湿性变化对含油性影响——以川中侏罗系致密油为例

以四川盆地川中侏罗系致密油储层岩心样品为例,开展了致密油微观充注物理模拟实验。实验模型采用砂岩薄片模型(尺寸为2.5 cm×2.5 cm,厚度约0.6 mm),将实验用油注入模型引槽中,压力由小到大逐步增加至每个模型出口端只出油不出水为止,观测渗流特征并计算含油饱和度。实验结果显示,充注前样品束缚水饱和度与充注后含油饱和度总和大于100%,基于核磁共振法对储层束缚水等流体饱和度与储层润湿性的分析,提出了充注前后储层润湿性的改变(水润湿转变为油润湿)使得最终含油饱和度高于被驱替的动水饱和度。致密油运聚过程中储层润湿性改变抵消了致密油储层高束缚水饱和度对致密油含油性的抑制作用,利于致密油运聚,是致密油成藏含油饱和度提高的重要原因。     

基于核磁共振测井的致密砂岩储层孔喉空间有效性定量评价

油气储层孔隙可分为毫米级孔隙、微米级孔隙和纳米级孔隙3种类型,常规储层的孔喉直径一般大于1μm,致密含气砂岩储层的孔喉直径为0.03~1μm,纳米级孔隙是致密砂岩储层连通储集空间的主体,因此对其储层有效性评价的难度较大。核磁共振T2谱与压汞曲线均能很好地反映储层的孔隙结构,利用核磁共振T2谱与压汞实验的相关性,将核磁共振T2谱转化为孔喉分布图谱。在此基础上对岩心核磁共振T2谱和压汞实验数据进行深入处理分析,并结合前人研究成果,确定SLG油田致密砂岩储层孔喉空间的有效性划分标准为:孔喉半径小于0.04μm孔喉体系为粘土束缚水体积,孔喉半径为0.04~0.1μm孔喉体系为非泥质微孔隙地层水体积,孔喉半径为0.1~0.2μm的孔喉体系为毛细管束缚水体积,孔喉半径大于0.2μm的孔喉体系为可采出流体体积。实践证实,该方法可以对孔喉空间进行快速地定量计算,明确孔隙中的含水特征与赋存状态,实现了对致密砂岩储层孔喉空间的有效性定量评价。     

致密储层物性下限确定新方法及其应用

文中应用储层孔隙度、渗透率、储层产能、压汞测试和致密储层临界孔喉半径等分析资料,提出了2种求取致密储层物性下限的新方法:一是利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%进行统计分析,确定工业油层的物性下限为孔隙度ф=7.20%、渗透率K=0.050×10-3μm2,低产油层的物性下限为ф=4.50%,K=0.030×10-3μm2;二是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,所确定储层物性下限为ф=4.48%,K=0.023×10-3μm2。考虑到经验统计法得到的低产油层储层物性下限值与函数拟合法得到的值近乎一致,故取该下限值作为研究区致密储层的物性下限。研究区储层孔喉分布特征亦表明,物性低于该下限值的储层,其孔喉整体小于致密储层临界孔喉,为无效储层。     

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。     

致密油微观充注动态过程及控制因素

致密储层微观结构影响着原油在储层中的充注行为，制约着致密油的富集和分布规律。基于致密油充注模拟、恒速压汞、扫描电镜与核磁共振等实验，文章定量表征致密储层的原油充注行为和孔喉结构特征，剖析成岩作用、自生矿物生长形态以及孔喉结构特征对原油在致密储层中充注行为的影响。研究表明，原油充注过程可分为3个阶段：充注启始阶段、快速充注阶段和缓慢充注阶段，这是充注过程中驱替压力与毛管力的动平衡以及主要储集空间分布的结果。其中，快速充注阶段又存在两种增长模式，即持续增长模式和跳跃增长模式，这两种模式揭示了主流喉道半径分布特征的差异。通过分析发现，压实、胶结、溶蚀、自生矿物生长等成岩作用极大程度上影响着储集空间和喉道半径的尺寸和分布，决定了致密储层品质的优劣。故此，在油源充足的条件下，具备足够的驱动力和品质优良的储层，是致密油富集的关键，而开启的断层/微裂隙附近的砂体正是满足这些条件的有利区带。     

陇东地区长7致密油储层下限值的确定

陇东地区长7致密油储层下限尚不明确,需建立其下限标准。利用毛管压力、岩心分析、油—水相渗及常规测井资料研究陇东地区长7致密油储层下限。采用优化后的平均毛管压力曲线确定了致密油层最小流动孔喉半径为0.054μm,孔隙度下限为5%,渗透率下限为0.03×10-3μm2;采用密闭取心刻度法与油—水相渗法确定了含油饱和度下限为58%,并通过实际生产验证了该下限的准确性,该下限的确定为陇东地区长7致密油储层测井解释提供了标准,为长庆油田的增储上产奠定了基础。     

致密砂岩油藏有效厚度的确定方法 ——以苏北盆地阜宁组和戴一段为例

致密砂岩油藏储层的低孔低渗透特征使其不易辨别有效储层和无效储层,为了经济有效地开发致密砂岩油藏,对其有效厚度的确定进行了重新认识。针对致密砂岩油藏储层致密、物性差等特点,结合岩性、物性、含油性和电性等四性关系,以苏北盆地阜宁组和戴一段致密砂岩油藏为例,在岩心分析、试油、压汞和测井曲线等资料的基础上,运用核磁共振、经验统计和最小流动孔喉半径等5种方法确定储层物性下限及电性下限值,并相互验证。在确定的有效厚度下限标准的基础上,对研究区5口井做实际应用分析,对比见油岩心长度和测井解释有效厚度发现绝对误差为-0.15 m,层划准率为100%,此标准与实际资料吻合较好。     

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。     

松辽盆地北部扶余油层致密油成藏条件及甜点区优选

松辽盆地北部扶余油层致密油是典型的源下致密油藏,具有形成大规模、连续型致密油藏的有利地质条件。通过对大量实验数据及钻井资料分析统计,对松辽盆地北部扶余油层致密油烃源岩条件、沉积环境、储层特征等成藏条件进行了综合分析,研究表明扶余油层致密油形成受成熟烃源岩与三角洲前缘相带控制,主要储集体为曲流河点坝砂体、分流河道砂体,具有单层厚度薄、横向变化快、垂向错叠连片的特点。储层主要以微米—纳米孔隙为主。常规储层和致密储层的分界为孔隙度为12%、渗透率为1×10-³μm²、孔喉半径为350nm,以孔隙度为8%、渗透率为0.1×10-³μm²、孔喉半径为75nm为界将致密储层细分为Ⅰ类和Ⅱ类。扶余油层致密油藏主要成藏动力为青一段有效烃源岩的生烃增压作用,属于倒灌成藏机制,断裂是主要的运移通道,构造高部位是致密油富集场所。优质甜点区主要分布在大庆长垣、三肇凹陷中心部位,以及齐家古龙凹陷西侧。     

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。     

致密储层束缚水膜厚度分析

针对塔里木盆地和鄂尔多斯盆地致密储层岩心平行样,分别进行气水高速离心核磁分析和低温吸附实验,定量获得每块岩心总束缚水饱和度、岩石比表面积及微孔隙百分数等参数,综合各参数建立储层束缚水膜厚度分析方法。结果表明:结合气水高速离心核磁分析和低温吸附实验等技术,可有效区分毛细管束缚水和水膜束缚水,为准确计算束缚水膜厚度提供了新方法;利用该方法计算获得的致密储层岩心束缚水膜厚度分布范围为4.92~38.94nm,平均值为12.88nm,小于传统渗透率较高储层束缚水膜厚度为50nm左右的认识。渗透率越小储层束缚水膜相对越厚,有效渗流喉道半径和可流动孔隙空间越小,边界层影响越大,储层流体渗流非线性特征越显著。