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。     

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毛管压力曲线表征了储层岩石孔喉大小和分布,对于孔隙性储层而言,岩石绝对渗透率主要取决于孔喉分布。通过对来自吐哈、辽河、胜利、四川德阳新场气田等油气田不同砂岩储层岩样393个陕甘宁中部气田及加拿大等地区的碳酸盐岩储层岩样257个的压汞毛管压力数据的研究发现,双对数坐标下储层岩石毛管压力曲线呈明显的双曲线特征,用可用双曲线的两条渐近线Pd和Sb及孔喉几何因子（Fg)三个参数唯一确定,双曲线的顶点代表了非润湿相在岩石系统中完全占据能有效控制流体流动的那部分有效孔隙空间时的状态;双曲线的位置形状参数或顶点参数决定了岩石绝对渗透率的大小。文中分别用位置形状参数和顶点参数成功建立了砂岩储层和孔隙性碳酸盐储层的岩石绝对渗透率估算模型,并用大量实测数据验证了估算模型的可靠性。     

恒速压汞技术在长2储层孔隙结构研究中的应用

恒速压汞技术是储层微观孔隙结构定性和直观分析的先进技术之一。文中应用该技术对定边油田张韩区块长2储层微观孔隙结构进行分析研究．得到了孔隙与喉道的大小及其分布频率等参数。在此基础上．分析了孔隙大小、孔隙体积、喉道大小及孔喉比等参数对微观孔隙结构的影响。分析结果表明,低渗透储层有效喉道半径越大,其渗流通道越宽,不同渗透率级别的低渗储层．其差异主要体现在喉道大小及分布上;喉道特征是决定储层物性的关键因素,不同渗透率级别的储层岩石由不同半径的喉道控制;储层岩石的孔喉比参数对水驱油渗流特征、剩余油微观分布特征及驱油效率等均有较大影响。     

基于格子Boltzmann方法的3D数字岩心渗流特征分析

页岩气储层物性差、各向异性突出且孔隙结构存在多尺度特性,内部流动非常复杂,由于纳米孔隙的存在,宏观连续理论不适用。基于页岩二维扫描电镜图片和计算机处理技术,采用随机生长方法分别重建大孔隙和小孔隙的三维数字岩心,将大孔隙和小孔隙初始模型组合在一起构成多尺度的页岩气储层三维数字岩心组合模型,在此基础上,应用格子Boltzmann方法研究不同尺度孔隙的渗流行为。四参数随机方法重建的图像能较好体现原图的性质,储层的孔隙结构特征对其渗透率具有重要影响,渗透率随着孔隙度的增大而增大,组合模型数字岩心的渗透率大于大孔隙数字岩心和小孔隙数字岩心的渗透率,并且大于二者的总和,说明小孔隙的存在可以极大提高储层连通性。     

酸性火山岩储层微观孔隙结构的宏观表征与研究

储层的微观孔隙结构指的是储集岩中孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通和配比关系。准确掌握储层的孔隙结构信息,搞清楚孔隙结构的差异对储层宏观地球物理特性的影响,对于正确评价储层的储集性能和开采价值具有十分重要的意义。在毛细管束模型基础上,从经典渗透率方程入手,应用函数单调性的分析方法深入剖析了储层宏观物性参数与其微观孔隙结构的内在联系;并针对酸性火山岩储层,应用恒速压汞资料,采用相关分析法表明,储层品质指数是定量表征火山岩储层微观孔隙结构的最佳宏观物性参数;在此基础上,采用频率分布法确定了徐深气田酸性火山岩孔隙结构优劣的宏观判别标准,建立了孔隙结构参数判别图版,并指出了火山岩孔隙结构与砂岩孔隙结构的差别,为宏观地球物理测井资料连续定量表征储层微观孔隙结构、开展酸性火山岩储层测井评价方法研究奠定了基础。     

论储层评价中的五性关系

储层空隙空间结构(孔隙、裂缝和溶洞)十分复杂,完全破坏了传统的储层四性关系,在储层评价中暴露出越来越多的矛盾,严重地阻碍了该技术的发展。为此,从展示这些矛盾的根源入手,进行了大量的实例研究,并提出了解决方案。研究表明,复杂空隙结构储层中常见孔隙度与渗透率、孔隙度与含水饱和度、绝对渗透率与有效渗透率、电性与含油气性的矛盾,其孔隙的类型、孔喉大小、裂缝产状等因素是造成这些矛盾的主要原因。在此基础上提出了储层空隙空间几何特性的概念,并分别探讨了定量或定性描述孔隙、裂缝、溶洞几何特性的方法:①孔隙。孔、喉大小与岩石结构和物性、含流体性质的关系;孔隙类型与含流体性质及测井响应特性的关系。②裂缝。产状与孔隙结构指数(m)的关系;径向延伸与深浅探测电阻率的关系;张开度与裂缝渗透率的关系;产状与储层基质岩块含水饱和度的关系;发育指数与岩性的关系。③溶洞。大小、连通状况与m值和3种测井(中子、密度、声波)孔隙度的关系;充填程度与测井响应特性的关系。所建立的储层空隙空间几何特性与岩性、物性、含流体性和电性的五性关系,从根本上提高了复杂储层(如碳酸盐岩等)评价的水平。     

用测井资料计算碳酸盐岩渗透率

碳酸盐岩渗透率大小取决于孔隙大小、喉道宽度和裂缝宽度等因素。根据孔隙和裂缝的发育情况及其在储集和渗滤中所起的作用 ,将碳酸盐岩储层划分为孔隙型、裂缝 -孔隙型和裂缝型 3种储集类型。从岩心分析、成像测井资料中划分出含 3种储集类型的储层段。从常规测井资料中提取出指示孔隙和裂缝的参数形成识别样本 ,对样本做非线性映射处理 ,得到不同类型储层在 X- Y空间上的分布。用 BP网络建立识别储集类型模型 ,识别结果与成像测井识别结果和岩心分析结果吻合。用灰色静态模型计算裂缝密度 ,对孔隙度做泥质、有机质校正 ,计算喉道大小及弯曲程度 ,合成孔隙结构参数。用非参数回归方法按储层类型建立计算渗透率的数学模型。经实际资料处理 ,计算渗透率的精度有了明显提高。     

基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层饱和度解释模型

在Herrick和Kennedy孔隙几何形态导电理论的基础上,结合低孔隙度低渗透率储集层的孔隙结构特征,将低孔隙度低渗透率储层岩石电导率看成黏土束缚水导电相、微孔隙水导电相和可动水导电相的等效电导率之和,考虑黏土束缚水孔隙、微孔隙、自由流体孔隙的孔隙几何形态以及自由流体孔隙中可动水的几何分布特征对岩石导电性影响,建立一种新的基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层通用饱和度解释模型。利用大庆C地区F油层岩样的岩电实验数据,对提出的模型进行了实验精度分析,并确定出该地区低孔隙度低渗透率储层通用饱和度模型中的参数值。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了大庆C地区F油层实际井资料,将处理结果与密闭取心分析饱和度和试油结果进行了对比。结果表明,该模型适用于低孔隙度低渗透率储层饱和度评价。     

恒速压汞技术在储层孔隙结构特征研究中的应用—以克拉玛依油田七中区及七东区克下组油藏为例

以克拉玛依油田七中区及七东区克下组油藏为例,将恒速压汞技术应用于储层微观孔隙结构进行分析研究中,可得到孔隙与喉道的大小及其分布频率等参数,并可具其分析孔隙大小、孔隙体积、喉道大小及孔喉比等参数对微观孔隙结构的影响。实验结果表明,克拉玛依油田七中区和七东区克下组砾岩储层孔隙半径分布频率随渗透率的变化不明显,与喉道半径分布特征有明显的区别,说明控制储层岩样内流体渗流特征的主要因素是喉道,而不是孔隙。     

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。     

基于有限体积法的致密油储层数字岩心中流动与传热研究

以新疆吉木萨尔致密油储层岩心为研究对象,利用Micro-CT扫描技术并结合先进的图像处理技术建立了具有真实孔隙结构特征的三维数字岩心及孔隙网络模型,统计获取了孔隙与喉道体积及等效直径等特征参数的分布。利用基于有限体积法(FVM)的计算流体力学(CFD)软件ANSYS FLUENT完成了三维数字岩心的渗流模拟并计算获得了岩心内部速度场与温度场的分布情况,得到了复杂孔隙空间不同流动方向的绝对渗透率大小。其微观流场计算结果显示岩心内部存在汇流通道,汇流通道的尺度对岩心不同方向的渗透率具有重要影响。所提供的方法为研究致密储层内的复杂流动与传热问题的研究提供了一种途径。     

低孔隙度低渗透率岩石孔隙度与渗透率关系研究

孔隙度越高渗透性越好的观点一直指导中-高孔隙度渗透率储层生产作业,但在低孔隙度低渗透率储层中常出现与该观点相违背的现象,孔隙度基本一致的储层产能差异非常大.通过256块岩样实验发现,低孔隙度低渗透率岩石的渗透率受总孔隙度控制作用不明显,传统的孔隙度—渗透率计算方法已经不再适用;低孔隙度低渗透率岩石渗透率主要受控于孔隙结构,不同孔径尺寸孔隙对渗透率贡献不同,渗透率大小受孔径尺寸大小及其相对应孔隙的比例高低共同控制.提出利用核磁共振测井刻画孔径尺寸区间,根据岩石压汞实验中的孔隙分布直方图数据,参考实验室毛细管压力测量孔隙半径(R)分级方法,将孔隙分为4个区间,分别建立4个区间孔隙与岩样渗透率交会图.利用区间孔隙度计算渗透率的方法不仅提高了低孔隙度低渗透率储层渗透率计算精度,同时也是对传统公式的改进和完善,对低孔隙度低渗透率储层产能评价有很好的指导作用.     

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。     

结合NMR和毛管压力资料计算储层渗透率的方法

基于核磁共振(NMR)测井驰豫时间分布和毛管压力曲线均反应储层孔隙结构的事实,提出了将NMR测井和毛管压力资料相结合计算储层渗透率的新方法。通过对大量压汞和核磁共振测井实验岩心样品的分析,建立了Swanson参数与岩石渗透率的关系模型。为解决压汞数据受岩心样品数量限制的问题,提出了利用核磁共振横向弛豫时间几何平均值求取Swanson参数,可以连续地计算储层的渗透率。对某油田A井低孔隙度、低渗透率储层实际资料的处理表明,用新方法计算得到的渗透率与岩心分析的空气渗透率吻合较好,验证了该方法的准确性和广泛适用性。     

沁水盆地南部地区煤层气储层岩石物理实验

研究煤层气储层的岩石物理特征和储层参数计算模型是实现煤层气储层高效评价的关键。以沁水盆地南部煤层气储层为研究对象,采用线切割法加工技术获得实验室用煤储层柱塞岩心,对不同温度压力条件下的煤层气储层物性、声学等参数进行系统性实验研究。沁水盆地南部地区煤层气储层总体孔隙度与渗透率均达到了I类储层评价标准,但强非均质性导致煤储层渗透率变化范围较大,部分区域具有低、特低渗透率的特征,储层孔隙结构复杂多样,以微孔和小孔为主;煤层气储层纵横波速度之间具有良好的线性关系,利用波速与密度之间的关系以及纵横波速度之间关系可以研究岩性变化和预测含气性。     

碳酸盐岩孔隙空间三维成像及描述：单相和两相流体

岩石中流体的储存和流动能力取决于孔隙体积、结构及其连通性。碳酸盐岩自身的各向异性是在一系列的沉积和成岩作用下形成的。因为碳酸盐岩的孔隙大小变化有几个数量级,孔隙的连通性不同,从而大大影响其流动性,描述碳酸盐岩储层就特别困难。例如,在一个基质孔隙系统中,独立的孔洞可以增加孔隙度但不增加渗透率,由于孔洞已被堵死导致其剩余油饱和度高。连通的孔洞系统对渗透率的影响很大,获得较高的采收率。 本文利用的是从露头和储层中所取的碳酸盐岩岩心,用微型计算机X照相（micro computed Tomography,简写为uCT）进行三维成像。不同岩心的空间孔隙形态具有不同的布局和连通性。低分辨率成像（采样尺寸大）可以用于判断（不连通的）孔洞孔隙的大小、形状及空间分布。高分辨率成像（分辨率小于21um）能够进行三维晶粒间的孔隙度探测。通过uCT差异对比技术可以在微观孔隙度上进行区域性的描述。对岩心成像的实验室MICP测量值和基于成像的MICP模拟值具有很好的一致性。这个结果表明成像方法可以用于解决跨越几个数量级的孔洞、大孔隙、微孔隙的空间分布问题。 在数字成像资料中已经采用单相流体的高分辨率数值模拟和溶质传递技术。结果表明,在多数情况下,少量的主要通道决定了岩心的渗透率。通过三维可视化技术、局部流体速度测量值及溶质传输结果中描述了流场中微孔隙度的规律。 经成像技术得出的孔网模型说明在碳酸盐岩样中观察到的孔隙结构和形态有很大的变化,其孔网的外观及定量参数都有很大的差异。两相残余流体饱和度在很大程度上取决于孔网的布局和结构,在实验室测定的碎屑岩和碳酸盐岩的残余油饱和度和数值模拟的结果有很好的一致性。结果表明,在按岩心描述参数、孔隙度、渗透率、MICP和相对渗透率分类时,不同的岩心的岩石物理性质是不同的。三维成像和分析有助于把不同的岩石分类方法结合起来。     

基于核磁谱几何特征的碳酸盐岩储层渗透率评价方法研究

渗透率是评价储层中流体流动能力的重要参数.核磁共振测井是准确获取渗透率的主要技术,但受孔隙结构变化影响,传统核磁渗透率模型不适用于碳酸盐岩地层渗透率的评价.通过引入T2谱几何特征参数,建立了碳酸盐岩地层的渗透率评价模型.应用该模型对鄂尔多斯盆地气藏中的奥陶系碳酸盐岩层进行评价.研究发现,与原有方法相比,几何法能够更准确...     

红河油田长8致密砂岩储层微观孔隙结构及可动流体饱和度特征研究

致密砂岩储层微观孔隙结构复杂,常规方法获取的微观孔隙结构特征参数较难对储层物性及可动流体进行表征。在利用铸体薄片、扫描电镜和物性分析等常规方法研究基础上,采用恒速压汞、核磁共振等非常规方法,确定储层微观孔隙结构特征参数,并研究特征参数与物性、可动流体饱和度之间的关系。结果表明,孔隙半径与储层物性无相关性,喉道半径、孔喉半径比是影响储层渗透率、渗流能力的主要因素,其中渗透率越低、喉道半径影响程度越高;渗透率越高,孔喉半径比影响程度越高。     

恒速压汞技术在储层孔隙结构研究中的应用——以苏120区块为例

恒速压汞技术不仅可测量喉道数量,还能准确直接测量孔隙和喉道的大小及分布,有助于直观、定量地表征储层的孔喉特征。主要从喉道、孔隙以及喉道和孔隙的配置关系等方面对苏120区块储层微观孔隙结构进行分析。结果表明,孔隙大小对渗透率影响较小,喉道大小及其分布影响孔隙结构的微观非均质性,喉道特征是决定储层物性的关键因素。     

致密储层复杂流体模型及其适用性分析

致密油气储层普遍面临油气流动性低、产量不稳定的问题,对低孔渗致密储层的渗透率预测是油气勘探开发中亟待解决的问题。致密储层流体流动的关键机理不清楚,传统孔隙介质流体模型难以为渗透率预测提供足够的理论支撑,这些问题均制约了渗透率预测的准确度。针对微纳米尺度的致密储层孔隙结构,详细分析了致密储层复杂流体模型的理论基础和适用范围。不同尺度孔隙空间流动参数的数值计算和对比分析结果表明,Knudsen模型适用于较低压力下微纳米孔隙中的气体流动,对于致密储层油、水等液体或稠密气体来说,Knudsen流动的影响可以忽略;Forchheimer模型适用于孔隙介质中流体速度较高的情况,当致密储层中流体流速较低时,对流动惯性项的修正基本可以忽略。流体模型理论及其适应性分析对于深入理解致密储层复杂流动现象至关重要,研究结果为致密储层渗透率技术的应用研究提供了理论基础。