基于等效岩石组分理论的渗透率解释模型

以等效岩石组分理论为基础,依据电荷迁移与流体分子迁移相似性原理,在有效导电孔隙度的基础上,提出了有效流动孔隙度的概念并推导了其表达式,研究认为有效流动孔隙度与对数下的渗透率是一种线性关系。选取四川盆地须家河组29块具有代表性的低渗岩样,进行了岩心物性分析、电阻率及核磁共振实验测量,获取了29块岩样的孔隙度、渗透率、地层因素及束缚水饱和度实验数据。利用遗传算法,建立了渗透率与有效流动孔隙度之间的最优模型,将新建立的渗透率模型与Wyllie-Rose渗透率模型和Timur渗透率模型进行对比分析,认为新建立的渗透率模型效果优于其他2种模型,可以有效地应用于储层渗透率测井评价。     

碳酸盐岩非阿尔奇特性的诠释

以碳酸盐岩为主体的复杂储层,其多元的孔隙结构和强烈的非均质性导致经典的阿尔奇方程产生非阿尔奇特性.基于2 028块岩心岩电实测数据,结合三维数字岩心微观数值模拟,深入分析组成碳酸盐岩多元复杂孔隙空间的不同“元素”(基质孔隙、裂缝与溶孔、洞)各自的导电特性及其对m、n值的影响,阐述了它们的分布特点和变化规律.认为碳酸盐岩m值的分布与变化虽然是多种影响因素的交织,但主要受岩石孔隙结构控制,其物理意义在于表征孔隙结构对岩石导电性的影响,可定义为孔隙结构指数.在影响碳酸盐岩n值变化的诸多因素中,主导因素是岩石的润湿性,导致岩石储集空间油气微观分布状态的差异性.n值的物理意义在于表征与描述微观孔隙中油气分布状态的差异性对岩石导电性的影响,应定义为油气饱和度微观分布状态指数(饱和度指数).在此基础上,为拓展阿尔奇方程在碳酸盐岩等复杂储层的应用提出可行的思路与方法.     

含油饱和度和润湿性对岩石电阻率测量的影响：一种均质的孔隙级方法

地层原始流体饱和度通常是使用含缺省指数的阿尔奇幂定律根据电阻率测量来确定的。然而，岩石岩心测量结果一致地表明，饱和度指数n会随着含水饱和度、润湿性和岩石形态特征的变化而剧烈变化。这样的不规则、非线性特征在呈现亲油性或不规则孔隙形态的岩石中常常发生。这最后两个因素对岩石电阻率可能会引起相反影响，因此使用标准的孔隙级岩石导电物理模型很难了解和／或预测它们的相互影响。本文提出并且证实一个模拟Dc（直流）电阻率测量的新的孔隙级方法。该方法清楚地包含特定的两相流分布，它和毛细管压力、饱和过程及渗流原理相一致。此外该模拟研究法能适当地重现孔隙级流体润湿性、复杂岩石结构和导电粘土的存在。我们使用一种动态随机走动扩散技术，借助长时间扩散率渐近线统计学平均结果来模拟DC电阻率测量。这种策略容易使它适应于准确模拟润湿膜、液环的清楚几何分布和突然折断对DC电阻率测量的影响。我们重现出亲水和亲油两类纯岩石排流／吸液序列整个过程和它们相应的电阻率指数整个过程。据我们所知，以前发表的任一孔隙级模拟方法未曾做到这一步。因此本文所采用的模拟方法能用作特定粒度分布条件下评价润湿性和饱和过程影响的一种工具。利用润湿性理论，认为在特定范围（小于2，2左右，3左右及更大值）内的传统值都是有理由的。因此贯穿整个饱和度范围的非常数n值原因能被解释，甚至当给定一些简单岩石的饱和过程时能预测n值，相反地根据用类似模型完成的电阻率指数模拟结果能推断它们的饱和过程。     

基于有效介质与等效岩石元素理论的特低渗透率储层饱和度模型

清水洼陷沙三段储层属于特低渗透率储层,具有含泥质、微孔隙发育、束缚水饱和度较高、孔隙结构复杂的特征。建立该区块饱和度模型时应考虑这些因素对岩石导电性的影响。将含泥特低渗透储层等效成孔隙大小和形状及所含流体性质和含量不变的纯岩石,利用等效岩石元素理论描述孔腔和喉道比对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述孔隙结构对岩石导电性的影响,分别建立等效纯岩石的导电方程,并联立求解得出等效混合流体介质电导率表达式;再利用有效介质对称导电理论描述泥质附加导电对岩石导电性的影响,将求得的等效混合流体介质电导率代入该方程中,从而建立基于等效岩石元素理论和有效介质对称导电理论的含泥特低渗透储层导电模型。利用清水洼陷沙三段储层的岩电实验测量数据对该模型进行精度分析,测量岩样电导率值与计算电导率值平均相对误差很小,说明提出的模型能很好地描述特低渗透储层岩石的导电规律。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了清水洼陷沙三段储层实际井资料,结果表明,所建立的模型适用于清水洼陷沙三段特低渗透泥质砂岩储层评价。     

基于等效介质理论的天然气水合物岩石物理建模方法

地震岩石物理建模是将地震信息(地球物理观测值)定量转化为物性信息的桥梁,合理的水合物岩石物理模型可为开展水合物地层地震响应特征分析、饱和度预测、叠前地震反演提供理论基础,但水合物微观赋存方式存在多样性,它既可以作为骨架,又可以作为孔隙填充物存在于地层中,因而具有不确定性.为此,基于等效介质理论,在考虑水合物剪切性质的同...     

含水饱和度指数n值计算方法探讨

研究了不同样品在不同实验条件下的含水饱和度指数n值的计算方法.根据岩电实验中含水饱和度Sw与电阻增大率I交会曲线的特征,分析了样品孔隙结构及含水饱和度对含水饱和度指数n值的影响,使用了I-Sw分段回归法、n-Sw相关分析法以更精确地计算样品的含水饱和度指数n值.实验分析了不同的油藏参数与含水饱和度指数n值的关系,认为储层性质和流体性质是影响含水饱和度指数n值的关键参数,对实际油藏应通过多因素拟合的方法求解含水饱和度指数n值.     

铸体薄片孔隙参数提取及其对饱和度指数的影响

为了充分挖掘铸体薄片中的孔隙结构信息,采用数字图像技术对铸体薄片进行形态学滤波处理,结合两点相关函数理论得到样品的面孔隙度、比表面、平均孔隙半径、平均颗粒半径等参数,分析了饱和度指数与面孔隙度、比表面、平均颗粒-孔隙半径比之间的关系。通过铸体薄片数字图像处理技术计算的面孔隙度和平均孔隙半径分别与氦气法孔隙度和压汞法平均孔喉半径呈良好的线性关系;饱和度指数与面孔隙度、比表面、平均颗粒-孔隙半径比均呈良好的幂指数关系。通过多因素拟合法建立的饱和度指数模型与实测饱和度指数吻合性好,精度高。     

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。     

基于实验条件下的低孔低渗岩心饱和度指数影响因素研究

依据常规岩电及核磁共振实验,分析了饱和度指数的影响因素,对其影响机理进行了定性研究,并根据分析结果建立饱和度模型,对实际井资料进行了处理。结果表明,储层岩石的孔隙结构是影响饱和度指数的最主要因素,而地层水矿化度对饱和度指数的影响较小。精确计算储层的饱和度指数,对储层流体定量评价具有重要意义。     

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。     

基于孔隙结构研究的密闭取心饱和度校正方法

低渗透储层的油、水过渡带往往较大,可动流体通常为油、水两相,在常压密闭取心时,发生降压脱 气,油、水两相均有减少,导致密闭取心饱和度求取困难。生产中通过蒸发实验对此进行校正,而未进行蒸 发校正的区块往往导致昂贵的密闭取心资料的浪费。通过采用一种不需要进行蒸发实验的低渗透储层密 闭取心饱和度校正方法,即根据储层品质指数与密闭取心饱和度的散失量有良好的相关性,利用储层品 质指数对储层进行分类,对不同类型的孔隙结构储层的校正系数进行研究,以获取不同的校正系数。经分 析化验和生产动态数据验证,该方法对低渗透储层原始含油饱和度求取有较好的效果。因此将未作蒸发 实验的密闭取心资料充分利用,获得了准确的原始含油饱和度,为测井解释饱和度提供了对比标准。     

基于等效介质模型的裂缝参数AVOA反演

对于裂缝储层内部的垂直剖面,裂隙弱度差可能为负值,而裂隙弱度为非负值,裂隙弱度递推反演方法和假设反射界面之上为各向同性介质的反演方法所得到的反演结果与真实裂隙弱度有较大差异。为此,根据裂隙弱度差等于一阶差分矩阵与裂隙弱度的乘积推导出了反射振幅与裂隙弱度的直接关系式,并将裂隙弱度非负值约束条件加入裂隙弱度反演方程中,构建了裂隙弱度纵波AVOA反演方法。模型试算结果证明了改进的裂隙弱度直接反演方法的有效性。利用塔里木盆地麦盖提地区实际纵波AVOA数据实现了法向和切向裂隙弱度以及裂缝密度反演,裂缝参数反演结果表明该区裂缝基本呈条带状发育,裂缝发育强度与断裂带密切相关,裂缝储层预测结果与测井和钻井资料吻合。     

基于扩展毛管数理论的化学驱相渗曲线研究

为了体现润湿性和孔隙结构对表活剂驱渗流特征的影响,在传统毛管数理论的基础上,通过物理模拟与数学处理相结合,提出了低渗透油藏包含润湿性和孔隙结构特征的扩展毛管数理论模型,并通过试验获得了不同低渗岩心对应的扩展毛管数与残余油饱和度,绘制了两者之间的关系图版,据此建立了基于扩展毛管数的相渗曲线非线性处理方法,并进行了油藏工程应用。研究表明,扩展毛管数理论能够体现出低渗透油藏中润湿性和孔隙结构的影响,而低渗透油藏化学驱油需要降低界面张力和改变储层润湿性的共同作用。扩展毛管数与残余油饱和度具有非线性递减函数关系,并只有当其超过临界值时,残余油饱和度才会随其增加而大幅度地下降。基于扩展毛管数的残余油饱和度非线性表征方法,与实验计算结果吻合很好。低渗透油藏化学驱相渗曲线处理新方法能够体现润湿性的影响和表活剂体系的驱替特征,为低渗透油藏化学驱油藏工程和数值模拟研究提供了依据。     

基于双重孔隙理论的各向异性致密油砂岩地震岩石物理模型

致密油砂岩储层低孔低渗、矿物组分多样以及孔隙结构复杂,为岩石物理建模带来了较大挑战。基于致密油砂岩的特殊性,从岩石固体组分和孔隙结构2个方面对致密油砂岩地震岩石物理模型做了改进,实现了基于双重孔隙理论的各向异性致密砂岩油储层的岩石物理建模方法,并系统研究了新理论模型下泥质含量和泥质类型、孔隙连通性以及孔隙类型4种因素对岩石物理建模的影响。研究结果表明,泥质、孔隙连通性和孔隙类型对致密油砂岩均会产生较大的影响,证实了所提出的岩石物理建模方法的合理性。     

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.     

基于偏心井反演理论的压裂水平井产能计算方法

基于垂直裂缝稳态渗流等效井径模型、圆形供给边界偏心井反演理论和压降叠加原理,建立了考虑油藏及裂缝渗流的耦合模型,推导了圆形供给边界压裂水平井产能计算新公式,分析了裂缝半长、裂缝条数、裂缝导流能力、裂缝布缝方式对压裂水平井产能的影响。结果表明:压裂水平井裂缝产量是非均匀的,具有边部裂缝产量高,中间裂缝产量低的特点;压裂水平井裂缝存在最优条数,当裂缝条数大于最优条数,水平井产量增加缓慢;裂缝半长增加,水平井产量增加,其中边部裂缝产量增加最显著,中间裂缝产量略有增加;裂缝无因次导流能力增加,水平井产量增加,且很快趋于平稳,在压裂设计中,应避免裂缝导流能力小于曲线的拐点值,引起压裂水平井产能快速下降。最后,通过分析4种布缝方式发现,压裂水平井宜采用交错布缝,同时延长边部裂缝的缝长,适当减小中间裂缝缝长,降低裂缝间的干扰,提高水平井产量。     

考虑储层复杂孔隙结构泥质附加导电的致密砂岩饱和度模型

徐家围子地区深层致密砂岩储层孔隙结构复杂、含泥、非均质性强的特点给储层饱和度的准确求取带来了一定的困难。针对这一难题,将致密砂岩等效成孔隙大小和流体分布特征不变的纯岩石,利用改进等效岩石元素理论描述岩石孔腔和喉道比、孔隙弯曲程度对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述岩石不同组分连通性、分布特征对岩石导电性的影响,求取混合流体的电导率。利用有效介质对称导电理论描述由骨架、泥质和混合流体3组分组成的岩石的导电规律,建立了考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型。利用徐家围子地区深层致密砂岩岩样的岩电实验数据对模型进行了实验验证,模型计算的电阻率值与实验测量值的相对误差仅为3.8%。建立的考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型能够准确描述研究区致密砂岩的导电规律。利用该模型及其确定的模型参数值对研究区实际井资料进行了处理解释,并将解释结果与试油结果相对比,结果表明该模型适用于研究区致密砂岩储层饱和度的评价。