孔洞型碳酸盐岩储层饱和度建模新方法及应用

碳酸岩复杂的孔隙结构和强烈的非均质性,导致传统的阿尔奇模型存在一定不适用性,主要体现在,m,n值的变化范围大。从岩石体积物理模型出发,设定n为常数,扩展m的含义并重新定义为孔隙结构指数,用它代替原Archie公式中胶结指数和饱和度指数对含水饱和度计算的影响。鉴于碳酸盐岩孔隙成因的复杂性和孔隙结构的复杂性,特别是裂缝型和溶蚀孔洞型碳酸盐岩储层取心困难,采用数值模拟手段考察碳酸盐岩孔隙结构指数m的影响因素及变化规律, 主要包括孔隙结构特征参数孔喉比、孔隙度、泥质含量等因素对表征岩石导电性的F和岩石孔隙结构指数m的影响,又通过引入孔隙结构组分建立了变m的饱和度模型。应用效果表明新模型成功解决了四川磨溪溶蚀孔洞型碳酸岩储层水层段自由烃饱和度计算偏高的难题。     

基于等效岩石组分理论的饱和度指数影响因素

岩石的非阿尔奇特性主要受到孔隙结构、流体分布状态、岩石骨架附加导电、润湿性、临界饱和度等的综合影响。本文应用等效岩石组分模型进行了导电模拟,引入了孔隙结构效率、饱和度因子、饱和度指数、临界饱和度等参数,综合分析了各参数对饱和度指数的影响。研究表明:临界饱和度和第一饱和度因子对饱和度指数的影响最大,第二饱和度因子的影响次之,孔隙结构效率的影响最小,表现为:饱和度指数随着临界饱和度和第一饱和度因子的增大而增大,随着孔隙结构效率和第二饱和度因子的增大而减小。文中对中国东部G油田的岩心进行了实验分析,低孔低渗、中孔低渗、高孔低渗岩心的实验测量结果表明,在岩心孔隙度范围为15.2%～20.8%时,利用等效岩石组分模型拟合的含水饱和度—电阻率指数曲线的相关系数(0.93～0.97)较传统的阿尔奇模型拟合的相关系数(0.76～0.84)大。因此应用等效岩石组分理论能更加精确地描述岩石的非阿尔奇特性,从而明显提高饱和度计算的精度。     

南堡凹陷复杂砂岩储层含水饱和度模型的研究

南堡油田第三系受沉积微相和成岩作用的影响发育大量的复杂砂岩储层,束缚水饱和度和阳离子交换量偏高,储层孔隙结构复杂,地层因素和孔隙度表现出非阿尔奇关系的特征.通过岩电分析可知,当阳离子交换附加导电性较强时,阿尔奇公式中的m、n值主要受阳离子交换量(Qv)影响,与Qv呈指数关系;当阳离子交换附加导电性较弱时,m、n值主要受孔隙结构影响,与√K/φ呈对数关系.新的解释参数确定方法考虑了阳离子交换量、孔隙结构和地层水电阻率对m、n值的影响,在复杂砂岩油气藏实际测井评价中得到了良好的效果.     

致密碳酸盐岩储层电性参数及影响因素研究

获取准确的岩电参数和明确其影响因素是储层含油气饱和度评价的基础。本文选取鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段6块致密碳酸盐岩样品,通过开展岩电和核磁实验研究,利用风干法建立碳酸盐岩岩样的含水饱和度,测试不同含水饱和度下的电阻率和T2谱分布,并结合铸体薄片和扫描电镜图像分析了孔隙结构对岩样电阻率的影响。研究结果表明:储层岩样饱和度指数n在1.092～5.310,岩性系数b在0.984 4～1.232 0;核磁共振T2谱主要分为单峰、双峰、单双峰过渡和多峰四种形态,双峰形态岩样微观孔喉复杂且分散,分选性较差,此类孔隙中可能发育有微裂缝,黏土含量少,主峰远高于从峰;单峰形态岩样孔隙结构简单,分选性较好;复杂的储层微观特征、孔喉结构和非均质性是导致T2谱形态多样的主要原因;储层次生孔隙发育程度及其分布、孔隙连通性、地层流体的分布、黏土矿物的充填程度以及裂缝的发育程度都会对岩石电阻率和核磁共振T2谱分布产生影响。     

歧口凹陷内因低电阻率油气层饱和度定量评价方法

歧口凹陷碎屑岩储层中发育大量内因低电阻率油气层。埋深在2 500m以下的内因低电阻率油气层主要受黏土附加导电性和孔隙结构共同控制,埋深在2 500m以上的内因低电阻率油气层主要受复杂孔隙结构引起的高束缚水饱和度控制。饱和度定量计算公式中的关键参数m、n值与低电阻率油气层主控因素关系密切;对黏土矿物附加导电型低电阻率油气层其阳离子交换容量、孔隙结构和地层水矿化度是控制m、n变化的3个最重要因素;岩性细、高束缚水饱和度型低电阻率油气层其孔隙结构、地层水矿化度是控制m、n变化的2个最重要因素。针对以上2种内因低电阻率油气层类型分别建立了相应的m、n值计算方法,实现了连续可变m、n值的低电阻率油层饱和度定量计算。     

歧口凹陷复杂砂岩储层饱和度计算方法探讨

歧口凹陷第三系受沉积微相和成岩作用的影响,发育大量复杂砂岩储层。对于该类储层,应用固定m、n值的经典阿尔奇公式计算含油饱和度往往偏低,造成油层漏失。从目标区块岩石物理实验入手,分析现用饱和度方法不适应的原因,发现孔隙度指数m和饱和度指数n在该类储层中不是固定的,其变化规律与地层水矿化度、阳离子交换量和孔隙结构有关,且不同层位、不同区域控制其变化的主要因素不同;针对不同的主控因素提出变m、n值含油饱和度的计算方法。该方法考虑了阳离子交换量、孔隙结构、地层水电阻率和泥质含量的影响,在歧口凹陷复杂砂岩储层的评价中取得了很好的应用效果。     

基于数字岩心的低渗透砂岩储层导电性数值模拟研究

低渗透砂岩导电机理复杂,为了进一步研究其储层的导电性,以Micro-CT扫描的二维岩心图像的微观孔隙结构特征为基础,利用二值化阈值分割法、数学形态法提取连通孔隙,建立三维数字岩心模型,应用最大球算法建立数字岩心的孔隙网络模型;采用有限元法模拟数字岩心模型的导电特性,探讨孔隙结构、地层水矿化度、饱和度及润湿性等因素对储层岩石电性的影响规律。研究结果表明,在低渗透砂岩储层中地层因素与孔隙度满足阿尔奇公式;当含水饱和度为50%时,电阻率增大系数与含水饱和度交会图呈现2种不同的直线形态。该研究为低渗透砂岩储层电法测井解释提供了理论支撑。     

非均质碳酸盐岩储层微观孔隙结构表征与气藏检测——以阿姆河右岸灰岩气藏为例

碳酸盐岩储集空间演化过程复杂、孔隙结构多样、非均质性强,孔隙结构是影响碳酸盐岩非均质性的重要因素。以阿姆河右岸中上侏罗统卡洛夫-牛津阶灰岩气藏为例,从孔隙结构的基础研究出发,对非均质碳酸盐岩储层微观孔隙结构进行了精细表征,并对气藏开展了精确预测:通过岩石镜下薄片对岩石成分、类型、面孔率等信息进行鉴定,证明该地区碳酸盐岩储层主要发育溶孔和裂缝两种类型孔隙结构;通过CT扫描得到岩石内部立体影像,统计孔隙分布与流体充填状态,证实了实际岩石中"水包气"的斑块状饱和状态,为岩石物理建模提供了依据;通过岩心实验测量得到岩石速度、密度、孔隙度等物理信息,根据多参数交会分析结果,优选纵波阻抗与纵横波速度比作为该地区流体检测的敏感参数;综合以上信息,选择基于双孔等效介质理论的岩石物理建模方法,结合地震数据制作岩石物理模板,预测了储层孔隙度与含气饱和度,预测结果与试气结果吻合。     

碳酸盐岩气层岩电参数实验

储层含油气饱和度是储量评价的基础。在以Archie公式为核心的储层含油气饱和度评价方法中,岩电参数是Archie公式应用的基础。通过开展岩电参数研究实验,对利用风干法和自吸增水法建立碳酸盐岩岩心含水饱和度进行了对比。研究结果表明,由于碳酸盐岩岩心孔隙结构、润湿性复杂,依靠自吸水方式,含水饱和度高于一定值后岩心将表现出不再自吸水的现象。自吸增水法所能够达到的最高含水饱和度一般都低于50%,相对于自吸增水建立的岩心低含水饱和度时的电阻率,被模拟地层水100%饱和时的岩心电阻率R_o 普遍偏高,100%饱和状态下的岩心电阻率大都偏离了低饱和度数据点拟合线的延长线。风干法和自吸增水法获得的指数n和系数b数值上具有明显区别,但变化趋势一致,且两种饱和度建立方法获得的指数n都与孔隙度具有较高的相关性,且都随孔隙度增大而降低。对基质孔隙度、渗透率都差的碳酸盐岩储层岩石的岩电研究中,含水饱和度建立十分困难。根据碳酸盐岩气藏成藏后气水运移规律及气藏内部气水平衡过程,风干法所获得的岩电实验关系更符合碳酸盐岩气藏含气饱和度评价的需要。     

基于格子气自动机的岩心数值实验新方法

具有复杂孔隙结构的非均质油气藏岩石物理参数的实验测量一直是花费高昂而又困难的工作。在细胞自动机基础上发展起来的格子气自动机从模拟多孔介质微观结构人手，用大量简单规则的局域作用来表现整个多孔介质中流体流动的宏观复杂性，提供了一种研究多孔岩石微观孔隙结构对宏观特性影响的新方法。利用2D格子气自动机分别计算了两相和三相多孔介质的电导率，数值计算结果与油田岩心实验测量结果具有相同的变化规律，揭示了储层岩石微观孔隙结构复杂性在宏观电性上的表现，同时数值实验具有可观测多孔介质微观孔隙结构和流体分布状态，且不受孔隙度和饱和度大小限制的优点，可为复杂非均质油气藏的开发提供重要的岩石物理信息，是一种有应用前景的岩心数值实验新方法。     

页岩应力敏感实验与机理

为了研究页岩渗透率的应力敏感现象及其机理,从毛细管、平板裂缝和双重孔隙介质的渗透率应力敏感机理出发,得到了多孔介质渗透率应力敏感系数的通用表达式,并结合下志留统龙马溪组、下寒武统牛蹄塘组页岩岩心的覆压孔渗联测实验,分析了页岩应力敏感的机理。实验结果表明:渗透率应力敏感系数为孔渗幂指数与孔隙压缩系数的乘积,孔渗幂指数表示孔隙的几何特征,孔隙压缩系数反映岩石力学参数和孔隙形状的影响。页岩岩心微裂缝较发育,微裂缝尺度与孔隙尺度相当的岩心孔渗幂指数小于3,微裂缝尺度远大于孔隙尺度岩心的孔渗幂指数大于3;与砂岩相比,实验所用页岩具有较低的孔渗幂指数,但孔隙压缩系数较高,因此页岩的应力敏感较强。     

济阳坳陷碎屑岩储层胶结指数变化规律分析

胶结指数m是储层固结特征、孔隙结构特征及黏土矿物等地质因素的综合反映。济阳坳陷不同成岩带碎屑岩的储层岩电实验结果表明,次生孔隙的存在导致m值减小,泥质附加导电作用对泥质储层m值的影响受地层水矿化度大小的控制。固结程度好的储层,m值趋于稳定。深成岩带m值接近2,超深成岩带受次生子孔隙发育的影响,m值趋于减小。中、浅成岩带由于岩石固结程度差,储层性质复杂,m值的变化范围大,总体上反映出复杂孔隙结构特征的高值。     

低孔隙度低渗透率储层物性参数与胶结指数关系研究

在低孔隙度低渗透率储层实际应用中发现,地层因素和孔隙度关系与典型的Archie公式特征不符。对于完全含水储层,由于岩石中导电介质和渗流介质都是地层水,其导电路径与渗流路径可近似看作相同,可以利用孔隙曲折度搭建岩石物性参数与电性参数之间的桥梁。对储层岩石孔隙曲折度的分析表明,在低孔隙度低渗透率储层中,孔隙曲折度与渗透率呈正比关系,渗透率越大,孔隙曲折度越大。当渗透率降低时,孔隙曲折度减小,说明细或微毛细管之间存在相互交联沟通,相对增加了岩石孔隙的渗流能力。正因为微毛细管之间的相互交联沟通形成了导电网络,导致储层岩石导电性增强;当孔隙度变小时,细或微毛细管孔隙所占比例增大,胶结指数值降低。     

小角X射线散射表征BCE催化剂孔隙结构的研究

应用小角X射线散射(SAXS)法研究了BCE催化剂的孔隙结构,分别对催化剂散射曲线进行了形态定性分析、Porod分析和分形分析。分析结果表明,催化剂散射强度是由催化剂颗粒外表面界面和颗粒内部孔隙联合产生的,前者产生的散射强度遵守Porod的q-4规则(q为散射矢量的模量);采用Porod模型计算催化剂的比表面积时发现,SAXS法得到的催化剂比表面积比BET法测得的结果大,这是由于SAXS法不仅可测得催化剂开孔孔隙的结构还可测得闭孔孔隙的结构;分形分析结果表明,催化剂的孔隙空间分布呈质量分形或表面分形的特征,且Porod指数能与催化剂颗粒形态形成一定关联,Porod指数越大的催化剂颗粒形态越好。     

特低孔渗储集层孔喉参数的计算

以实验资料为依据,提出了在压汞法测定毛管压力时,对孔喉直径均值等参数计算中存在的问题,并从理论上论证了问题的结症在于计算过程中所采用的单位不一致和对公式中分母中常数100的理解不一样,并忽略了测不出的微孔喉。通过实例计算指出应用φ值和最大进汞量进行计算是解决问题的合理方法。     

复杂孔隙结构储层变岩电参数饱和度模型研究

对于复杂孔隙结构储层,传统的阿尔奇公式计算出的含油饱和度偏低,导致解释过程中漏失油层。阿尔奇公式中岩性系数a、胶结指数m和饱和度指数n受诸多因素影响,在使用时不应为一定值,而应随储层性质的变化而变化。利用××油田复杂孔隙结构储层14口井130块岩心岩电实验资料进行统计分析发现,岩性系数a与胶结指数m存在明显的幂函数关系。在单因素分析的基础上采用多元回归分析法建立饱和度指数的计算模型,修正了阿尔奇公式,建立了变岩电参数饱和度修正模型。实际资料处理表明,变岩电参数饱和度修正模型计算的解释误差比传统的阿尔奇公式提高10%以上,满足了储量计算误差要求,有效克服了传统的阿尔奇模型在复杂孔隙结构储层解释中的不适用性。     

王家湾区长2油层组微观孔隙结构特征研究

孔隙研究是储层研究的核心,对油气的聚集和运移具有至关重要的作用。研究区长2储层内有效孔隙发育较差,属低孔低渗型致密储集层。在大量岩心常规薄片、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞技术等资料统计分析的基础上,对鄂尔多斯盆地王家湾区长2储层孔隙结构特征进行研究。研究表明,研究区储层孔隙喉道类型多样是其渗透性差的主要原因,储层以残余粒间孔和溶蚀粒间孔为主。划分出了四类孔喉结构,其中前三种为研究区有效储层,后一种为非有效储层。     

A Modified Approach to Predict Pore Pressure Using the D Exponent Method: An Example from an Oil Field,South of Iran

The methodology for pore pressure prediction known as D exponent is a function of an exponent of adjustment that was originally defined for the Gulf of Mexico (Jorden and Shirley, 1966 Jorden, J. R. and Shirley, O. J. 1966. Application of drilling performance data to overpressure detection. J. Pet. Technol., 18: 1387–1394.  [Google Scholar]; Eaton, 1972 Eaton, B. A. 1972. Graphical method predicts geopressures worldwide. World Oil, 7: 100–104.  [Google Scholar]). A limiting factor of this methodology is the definition of the Normal Compaction Trend, which needs to be interpreted from the data (Mouchet and Mitchell, 1989 Mouchet, J. P. and Mitchell, A. 1989. Abnormal pressure while drilling. Manuals techniques 2. Boussens, , France: Elf Aquitaine..  [Google Scholar]). In this study, the D exponent methodology was modified to make it applicable to the Gachsaran formation in an oil field of Ahvaz, Iran. The approach consisted of calculating the ratio between effective stress and the D exponent at each well, in order to find a robust NCT for the entire field, thus reducing subjectivity in the traditional D exponent methodology. Pore pressure determinations from Measured Direct Tests at one well confirm the predictive capability of the approach.     

沾车凹陷岩电特征的分析和研究

在沾车凹陷复杂的岩性条件下,按油田不同层位进行岩电资料统计分析,并建立其饱和度解释模型是合适的.沾车凹陷孔隙度与地层因素、含水饱和度与电阻增大率的相关性均良好,这种良好的相关性将会使该地区的饱和度解释模型更具有代表性,因此划分出的油水层系更加精确,其胶结指数与岩样的其它岩性参数基本上相关良好,说明它在一定程度上反映了岩样的孔隙结构特性;其饱和度指数与岩样的其它岩性参数基本上不相关,说明它主要反映了饱和度大小及其分布特征的影响,其它影响因素处于次要地位.胶结指数与均质系数基本上是相关的,因此,胶结指数m可以作为描述岩石孔隙结构均质程度的一个新的特征参数.