分形理论在油层物理学中的应用

对压汞喉道半径与渗透率贡献值分布频率、退汞孔隙半径与退汞饱和度分布频率、岩样孔隙度与地层因素分布频率以及油、水相对渗透率与水饱和度分布频率的相关性分别进行了分形研究。结果表明:测量标尺与测量对象的相关系数均满足α为0.01时所需要的相关系数r值,分形性良好。砂岩岩心不仅孔隙结构具有分形特征,而且油、水在岩石内部渗流过程中岩电特性曲线和油、水相对渗透率曲线也具有分形特征。研究中所论及的分形维数与岩样均质系数相关性良好,它们均可以作为反映岩心均质程度的特征参数。     

喇嘛甸油田砂岩孔隙结构特征研究

通过对喇嘛甸油田1974年以来的28口井986块岩样的压汞数据进行分析,分层统计了毛管压力曲线、孔隙半径大小与分布、孔隙渗透率分布峰位、峰值分布等相关参数,总结分析了喇嘛甸油田储层孔隙结构特征及不同油层的孔隙结构特征变化规律;利用岩石薄片鉴定、电镜扫描分析了粘土矿物在砂岩孔隙中分布特征。并根据孔隙特征参数对岩样渗透率范围进行了重新划分,通过压汞数据得到萨尔图、葡萄花、高台子层通用的J函数曲线,该曲线可以消除不同岩样毛管压力和饱和度曲线的差异。     

几种毛管压力曲线分形模型的应用和对比

一些学者根据分形几何原理推导出了一些毛管压力曲线的分形模型,将压汞法测得的数据代入这些模型,就可以计算出分形维数,根据分形维数的数值可以定量描述岩样的非均质性程度.比较分析了2种毛管压力分形模型,并用油田岩样压汞法数据验证了计算出的结果.通过分析计算结果,发现分形维数值越大,地层非均质性就越严重,这个结论与定性描述岩样非均质性方法得到的结果一致.     

高压压汞法结合分形理论分析页岩孔隙结构

在页岩气勘探开发中,储层微观孔隙结构评价具有重要的意义。为了更有效地研究页岩储层微观孔隙结构特征,利用高压压汞实验结合分形理论对孔隙结构进行分析。高压压汞结果显示岩样孔隙半径主要分布在3~50 nm的中孔范围内,其中3~15 nm的孔隙占80%以上,该部分孔隙提供了大部分孔体积。研究岩样中孔的分形维数分析结果表明:页岩岩样中孔的分形分布可明显地分为2段,孔隙半径大于15 nm的孔隙分形维数接近3,说明该部分孔隙非均质性强,孔隙结构分布不均匀;孔隙半径小于15 nm的孔隙分形维数相对较小,该部分孔隙分布较为均匀。高压压汞曲线仅可对中孔和大孔进行分析描述,由于进汞压力大可能导致岩样遭到破坏,不宜利用高压压汞曲线对孔隙半径小于2 nm的微孔进行分析。     

鄂尔多斯盆地镇北地区延长组超低渗透储层孔隙结构及其分形特征

选取鄂尔多斯盆地镇北地区延长组7块超低渗透岩心样品,分别开展铸体薄片、扫描电镜、X衍射、高压压汞和核磁共振等实验,明确了超低渗透储层孔喉分布特征、孔隙类型、矿物组成及其含量;运用分形理论研究了储层孔喉分形特征,系统分析了分形维数与储层物性、孔隙结构参数和矿物成分及其含量之间的关系。结果表明:研究区储层孔隙类型主要为残余粒间孔、溶蚀孔和晶间孔。储层矿物成分以石英和长石为主,黏土矿物中绿泥石含量最高。根据毛管压力曲线形态和排驱压力可将储层孔隙结构分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类3种类型,其储集性能和渗流能力依次变差,孔隙结构非均质性逐渐增强。高压压汞所得的孔喉大小分布具有多重分形特征,依据分形特征曲线存在的明显转折点,将孔隙空间分为大孔、中孔和微孔,微孔相对于大孔和中孔而言孔隙分布较为均匀和规则,对应分形维数最小。核磁共振技术可以更全面地表征储层的孔隙空间,T2T2cutoff段孔喉分布不具有分形特征,T2T2cutoff段可动流体孔隙空间和有效孔隙符合分形结构,对应的分形维数均反映相互连通孔隙的复杂程度。储层孔喉分形维数与孔隙度和渗透率之间具有较好的负相关性,与孔隙结构参数之间也存在较好的相关关系,储层的矿物组成及其含量是决定分形维数大小的内在因素,进而影响储层质量和孔隙结构特征。     

流纹岩类储层压汞毛管压力曲线测定和应用

压汞法是测定流纹岩类火山岩储层毛管压力曲线的有效方法之一。介绍压汞法测定毛管压力曲线的基本原理和实验方法,重点对SP气田流纹岩类火山岩储层压汞毛管压力曲线及孔隙结构进行了详细分析,气田流纹岩的压汞毛管压力曲线可以分为三种类型。从孔隙结构来看,由于流纹岩以原生气孔为主,孔喉比很大并且孔隙大小分布不均匀,非均质严重,退汞效率较低,气水过渡带很宽。对孔隙结构特征参数进行对比分析,储集性能好的样品与储集性能差的样品具有很大的差异。压汞毛管压力曲线还可以确定J(Sw)函数、岩石的绝对渗透率、以及渗透率贡献值。     

储层孔隙结构的分形几何描述

储层岩石在0.2～50μm的尺度范围内具有良好的分形特征。根据分形几何原理,可推导出储层岩石孔隙分布、毛管压力、J函数和相对渗透率曲线以及岩石孔隙表面接触角的分形几何公式。前人指出,岩性相近岩石的J函数曲线相近,而推导出的J函数曲线分形几何公式表明,相近的实质是指孔隙的分维数和毛管弯曲度。根据毛管压力曲线和J函数曲线的分形几何公式计算孔隙的分维数,该法比扫描电镜法简便易行,便于广泛应用。根据毛管压力曲线,计算的孔隙分形参数,可用以了解储层水敏损害及酸化作用的程度。     

毛管压力曲线在储层微观非均质性研究中的应用

毛管压力曲线反映了在一定驱替压力下水银可能进入的孔隙喉道的大小及这种喉道的孔隙容积，因此应用毛管压力曲线可以对储集层的孔隙结构进行研究，进而研究储层的微观非均质性。对商河油田沙一中典型的压汞曲线在形态上进行了详细分析，编绘了所有岩样的毛管压力曲线、J函数曲线与孔径分布和渗透率贡献曲线，研究认为，商河油田沙一中储层的微观非均质性相当严重。     

毛管压力曲线在储层微观非均质性研究中的应用

毛管压力曲线反映了在一定驱替压力下水银可能进入的孔隙喉道的大小及这种喉道的孔隙容积,因此应用毛管压力曲线可以对储集层的孔隙结构进行研究,进而研究储层的微观非均质性。对商河油田沙一中典型的压汞曲线在形态上进行了详细分析,编绘了所有岩样的毛管压力曲线、J函数曲线与孔径分布和渗透率贡献曲线,研究认为,商河油田沙一中储层的微观非均质性相当严重。     

HNT人造岩样的制作和研究

介绍了HNT人造岩样的制作原理、特性及其初步应用情况。研制的HNT人造岩样能定量模拟粘土成分和含量,其压、退汞毛管压力曲线和油水相对渗透率曲线与天然岩样的压、退汞毛管压力曲线和油水相对渗透率曲线相接近,并具有中、强水敏性,是室内开发试验研究中的一种新型理想的人造岩样。     

特低渗透储层微观孔隙结构参数对渗流行为的影响——以鄂尔多斯盆地长6储层为例

通过压汞和渗流实验对鄂尔多斯盆地长6特低渗透储层岩心进行了孔喉结构和渗流实验研究。压汞实验表明,研究区曲线类型总体上属于B类和C类;曲线偏向图的右上方分布,中间过渡段相对较陡,进汞曲线和退汞曲线夹角较小;门槛压力和中值压力高,分选性一般;孔喉半径对渗透率的贡献由单一区域向多区域均有分布;门槛压力、中值压力等与渗透率具有良好的相关关系,但退汞效率和退汞饱和度与渗透率相关性较差。单相渗流实验表明,部分样品在低压力梯度时具有非达西渗流特征,并过渡为达西渗流;两相渗流实验结果表明,储层具有高束缚水饱和度、高残余油饱和度,两相共渗区较窄的特征。     

基于压汞实验资料研究低渗透储层微观特征——以鄂尔多斯盆地陇东地区长8_1储层为例

对鄂尔多斯盆地陇东地区长8_1低渗储层21个样品进行压汞测试,主要从毛管压力曲线形态、孔喉分布特征和孔隙结构分形特征三个方面对储层微观特征进行研究。根据毛管压力曲线形态和压汞参数,将研究区储层分为四种储层类型。根据孔喉分布直方图的峰型、峰形宽窄和峰型高度研究了储层的非均质程度。通过数据分析发现,长8_1储层分形维数和孔隙度、渗透率没有负相关关系,说明低渗储层微观非均质性和物性不是简单的负相关关系。     

毛管压力曲线平均化及J函数处理

实验测试结果表明,压汞法测得的毛管压力曲线,其形状特征主要取决于岩石的润湿性和岩石的孔隙结构特征。具有不同渗透率和孔隙度的岩心,测得毛管压力曲线是不相同的。因此,对于某一具体的油藏,如何得到一个具有代表性的毛管压力曲线,就显得十分重要。而J函数就是通过无因次化处理消除了渗透率和孔隙度的影响。提出了毛管压力曲线平均化原理以及处理J函数的方法,并编制程序对实际油田毛管压力实验数据进行处理,得到了较好的结果。     

利用毛管压力曲线分析姬塬油田长6油层微观孔隙结构特征

孔隙结构是影响储层物性的重要因素。采用压汞分析技术,对姬塬油田长6油层组储层微观孔隙结构特征进行了深入的研究。结果表明,姬塬油田长6储层属于中孔、特低渗储层,孔喉分选性、连通性一般。根据孔隙结构特征相关参数将毛管压力曲线分为4类,研究区主要以Ⅰ类和Ⅱ类为主。从Ⅰ类到Ⅳ类,排驱压力和中值压力逐渐增大,中值半径和平均喉道半径逐渐减小,反映出储层的孔隙结构和渗流能力由好变差。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田长8储层微观孔隙结构特征

采用铸体薄片、扫描电镜和压汞分析技术,对姬塬油田长8油层组储层微观孔隙结构特征进行了分析和研究。结果表明,姬塬油田长8储层属于低孔、超低渗储层,孔喉分选性较差、连通性一般。根据孔隙结构特征相关参数将毛管压力曲线分为4类,研究区主要以Ⅰ类和Ⅱ类为主。从Ⅰ类到Ⅳ类,排驱压力和中值压力逐渐增大,中值半径和平均喉道半径逐渐减小,反映出储层的孔隙结构和渗流能力由好变差。     

注水前后储层微观孔隙结构的分形表征

针对用分形分维方法研究储层的微观孔隙结构。提出获得微观孔隙结构分维的两种切实可行的途径，一是利用压汞曲线的分形特性，通过建立油藏条件下压汞曲线的分形模型。计算压汞曲线的分维值来获得；二是利用常规测井解释的孔隙度和渗透率，来预测微观孔隙结构分维。然后对注水开发中后期河流相储层的微观孔隙结构的分维进行了注水前后的计算和对比分析，并对微观孔隙结构参数用分维进行了定量表征，研究了水驱对微观孔隙结构变化的影响。研究表明，储层微观孔隙结构的复杂度在注水后较注水前增加，储层微观非均质性增强，且微观旋回性得到增强；并指出可据此开展流动单元的分类表征研究；储层岩石的束缚水饱和度随着微观孔隙结构分维的增加而增大，水驱时前缘推进越趋不均匀，无水期采收率越趋减小。     

基于常规测井的储层孔隙结构评价新方法

目前,复杂储层孔隙结构评价主要是依靠岩心实验分析和测井新技术,而基于常规测井资料的复杂储层孔隙结构评价仍是难点。以压汞毛管压力曲线实验数据为基础,实际分析了不同压力下进汞饱和度与储层物性参数之间的关系,进汞饱和度与储层孔隙度、渗透率之间存在较好的关系,并且不同孔隙类型储层之间关系差异明显。在此认识的基础之上,采用流动带指数法将区域储层划分为4类,分别建立了不同类型储层的伪毛管压力曲线预测模型,根据毛管压力曲线衍生得到了注汞效率以及平均毛管半径可以较好地连续评价复杂储层孔隙结构特征,为复杂储层开发方案的制定与实施奠定了坚实基础。     

安塞油田H 区长6 油层组储层微观孔隙结构特征

孔隙结构是影响储层物性的重要因素。采用铸体薄片、扫描电镜、压汞分析等技术手段,对安塞油 田H 区长6 油层组储层微观孔隙结构特征进行了深入的研究。结果表明,安塞油田H 区长6 储层属于 低孔、特低渗储层,孔隙以溶蚀粒间孔、残余粒间孔和粒内溶孔为主,属中孔、微细喉道类型,孔喉分选性 好,连通性一般。根据孔隙结构特征相关参数将毛管压力曲线分为4 类,研究区主要以Ⅱ 类和Ⅲ 类为 主。从Ⅰ类到Ⅳ 类,排驱压力和中值压力逐渐增大,中值半径和平均喉道半径逐渐减小,反映出储层的孔 隙结构和渗流能力由好变差。孔隙结构特征参数与物性的相关性研究表明,物性是排驱压力、中值压力、 结构系数等多种因素综合作用的结果。