致密砂岩储集层微观孔喉结构及其分形特征——以西加拿大盆地A区块Upper Montney段为例

为表征致密砂岩储集层微观孔喉结构及其分形特征,利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等测试方法,对西加拿大盆地A区块下三叠统Upper Montney段致密砂岩样品进行了研究。结果表明,研究区储集层主要孔隙类型包括溶蚀孔、原生剩余粒间孔和晶间微孔,见少量微裂缝;储集层孔喉半径多小于0.30 μm,分布曲线呈多峰形态,有效储集空间主要由亚微米级和纳米级孔喉组成;研究区致密砂岩储集层可划分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类,其对应的孔喉总分形维数分别为2.31、2.46和2.63,Ⅰ类储集层的物性较好,非均质性相对弱;不同大小孔喉的分形特征有差异,通常亚微米级孔喉的分形维数较纳米级孔喉大,即亚微米级孔喉非均质性更强。孔喉分形维数与其结构有关,不同孔喉的发育造成了致密砂岩储集层非均质性各异。     

鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩不同尺度孔喉分形特征及其控制因素

微观孔喉结构是影响致密砂岩油藏特征的重要因素。致密砂岩孔喉结构复杂,非均质性强,需结合分形理论对其进行研究。选取鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩进行铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞实验,分析致密砂岩孔隙和喉道的分布特征。在此基础上,结合分形原理和方法,对致密砂岩孔隙和喉道分形维数及影响因素进行研究。结果表明,鄂尔多斯盆地延长组致密砂岩分形曲线存在明显的转折点,根据其对应的进汞压力,可以将致密砂岩孔隙和喉道分成大尺度和小尺度2种类型。利用线性拟合斜率计算孔隙和喉道分形维数（D）,不同尺度孔隙和喉道该值差异较大。小尺度孔喉压实作用和胶结作用强烈,以晶间孔、剩余粒间孔和缩颈状喉道为主。该尺度孔喉非均质性弱,孔喉空间变形较少,分形维数较小（2 < D < 4）。大尺度孔喉溶蚀作用强烈,以弯片状喉道、溶蚀孔隙和复合孔隙为主。该尺度孔喉储集空间大,孔喉变形明显。因此大尺度孔喉非均质性强,分形维数较大（D > 7）。压实作用、胶结作用和溶蚀作用严重影响着致密砂岩孔喉储集空间的大小和形状,决定着不同尺度孔喉的分形特征。     

致密砂岩储层物性及非均质性特征

中国西南地区四川盆地上三叠统须家河组碎屑岩地层为典型的非常规致密砂岩储集层,迄今已探明天然气储量已达万亿立方米,其中四川盆地中部广安地区须家河组六段（须六段）具有较大的勘探开发潜力。以须六段气藏段致密砂岩为研究对象,通过镜下薄片、物性和压汞等测试,结合分形理论研究,系统分析了其孔隙结构、物性特征和储层非均质性。结果表明：须六段砂岩储集层可明显划为3类。Ⅰ类储层（平均孔隙度12.27 %,平均渗透系数6.037 6 × 10^-3 μm²）以大孔或中孔为主,分形维数范围为2.42～2.59;Ⅱ类储层（平均孔隙度9.26 %,平均渗透系数1.152 3 × 10^-3 μm²）以中孔为主,小孔为次,大孔发育差,分形维数范围为2.47～2.56;Ⅲ类储层（平均孔隙度5.20 %,平均渗透系数0.351 7 × 10^-3 μm²）以小孔或中孔为主,大孔发育差或不发育,分形维数范围为2.45～2.81。孔隙类型的差异分布导致各类储层非均质性变化明显,主要表现为Ⅲ类储层非均质性强于Ⅰ类储层。相关性分析表明物性条件耦合于储层非均质性,且存在关键临界值,分形维数范围在2.45～2.60时,孔隙度与分形维数为正相关关系,渗透系数与分形维数的关系无明显规律;而分形维数大于2.60时,孔隙度与分形维数为负相关关系,渗透系数与分形维数为斜率接近0的线性关系。基于致密砂岩储层物性条件与分形特征的定量研究,探讨非常规天然气优质储层的评价标准,对指导中国非常规储层的勘探与开发研究具有重要理论与现实意义。     

储集层微观非均质性的分形特征研究

储集层岩石的孔隙结构非均质性对于油气的渗流规律以及水驱油效率都具有重要的影响。利用分形理论对孔隙结构的非均质性进行研究。结果表明,分形维数不同孔隙结构不同。所研究的储集层具有单一分形（分形维数2.7521～2.8140,沉积相以河流相河道微相为主）和分段分形特征（分形维数2.3648～2.9434,沉积相以水下扇相扇端席状砂微相沉积和三角洲前缘亚相河口坝微相、席状砂微相沉积为主）;以分形维数为基础,可以根据孔喉渗透率贡献判断孔隙结构的非均质性和复杂程度。     

运用高压压汞及扫描电镜多尺度表征致密砂岩储层微纳米级孔喉特征——以渤海湾盆地沾化凹陷义176区块沙四段致密砂岩储层为例

选取渤海湾盆地沾化凹陷义176区块沙河街组四段32块致密砂岩样品进行高压压汞、覆压孔渗等实验,结合环境扫描电镜的镜下特征,探讨致密砂岩储层的微观孔喉结构特征及其渗透性,特别是流体在纳米级及微米级喉道的渗流特征。实验表明：研究区的排替压力分布范围大,结合孔喉的分布情况和渗透率的相对大小,将该区的储层分成4大类6亚类;dv/d（logd）能够准确形象地反映各级孔喉分布情况,结合环境扫描电镜对孔喉相对大小的识别结果,将研究区的孔喉体系分为纳米级、微纳米级、纳微米级及微米级等4类,将喉道分为纳米级喉道和微米级喉道;通过相关性分析,发现纳米级喉道控制着渗透率,而微米级喉道更多贡献于孔隙度;高压压汞在研究致密储层的孔喉特征时,不仅能够表征常规孔喉的结构特征,同时也能反映微纳米级孔喉的大小及流体在其中的渗流特征,对进一步精细评价储层具有良好效果。     

长7致密砂岩微观孔喉结构测试及特征

以岩心观察、测井、分析试验等资料为基础,探讨了鄂尔多斯盆地湖盆中部长7致密砂岩储层微观孔隙结构测试方法及特征.研究区致密储层以（岩屑）长石砂岩为主,沉积物粒度细,软组分含量高,可见孔面孔率低,多物源沉积造成孔隙结构及成岩作用具有明显差异;储层物性差,孔隙度介于4 ％～10％,平均约为9.12％,90％以上样品渗透率小于0.3× 1 0^-3μm^2介于0.16～0.25× 1 0^-3μm^2研究区裂缝发育;采用高精度扫描电镜、纳米CT等方法结合常规测试,实现致密砂岩储层微米-亚微米-纳米级多尺度孔喉精细识别,采用图像分析法-恒速压汞-高压压汞相结合的方法,建立起了致密砂岩储层孔喉定量化评价方法;测试结果表明：研究区致密砂岩储层微米级孔隙占比约为25％,亚微米级孔隙约为35.9％,纳米级约为30％.储层喉道半径小,孔喉比大,盆地致密储层发育纳米级喉道,主要分布在20～300 nm、配位数较低,孔喉系统复杂,孔喉网络系统由多个独立连通孔喉体构成.孔喉特征参数中最大连通喉道半径、孔喉均值、孔喉分选系数等与物性具有一定相关性,其中最大连通喉道半径与渗透率相关性密切,相关系数为0.918.     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界致密砂岩储层孔隙结构研究

利用场发射扫描电镜技术、CT扫描技术结合常规薄片、铸体薄片分析对鄂尔多斯盆地西南部上古生界山1、盒8段致密砂岩储层孔喉结构特征进行研究。研究表明,盆地西南部上古生界致密砂岩储层发育大量微米-纳米级孔隙,微米级孔隙包括残余粒间孔、粒内溶孔及晶间孔,纳米级孔隙包括粒内孔、黏土矿物晶间孔和微裂隙。通过CT扫描分析对盆地西南部上古生界致密储层孔隙结构进行三维重构,对储层孔喉在三维空间的分布及其连通性分析,结果表明,盆地西南部上古生界致密砂岩储层非均质性较强,连通孔隙主要受喉道均值半径的控制,只占总孔隙度的40%~70%。     

鄂尔多斯盆地吴起—志丹地区长8段致密砂岩储层孔喉结构分形特征

为精细表征鄂尔多斯盆地吴起—志丹地区长8段致密储层孔喉结构,在铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射、高压压汞、恒速压汞以及油水相渗等相关实验的基础上,利用分形理论研究了长8段致密储层的孔径分形特征和喉道分形特征,系统分析了分形特征与储层孔隙度、渗透率、微观孔喉特征之间的关系。结果表明：研究区岩性以岩屑长石砂岩为主,平均孔隙度为8.2%,平均渗透率为0.16×10^-3μm²,为典型的致密储层。储层孔隙类型主要为粒间孔和溶蚀孔,根据毛管压力曲线形态和高压压汞参数将储层孔喉结构分为Ⅰ类和Ⅱ类2种类型。恒速压汞实验表明研究区样品总进汞饱和度中,喉道进汞占比较多,恒速压汞计算的喉道分形维数具有两段特征,即细喉道段(D_T1)和粗喉道段(D_T2)。全孔径分形维数和喉道分形维数均与物性、进汞饱和度和退汞效率等参数具有良好的负相关性,喉道分形维数与喉道进汞饱和度、主流喉道半径呈良好负相关性,孔喉的非均质性增强,致使油相流体在含水储层中更加难以通过,油相相对渗透率变小。     

致密砂岩储集空间多尺度表征——以松辽盆地齐家地区高台子油层为例

以松辽盆地齐家地区高台子油层三、四段致密砂岩储层为研究对象,利用纳米与微米CT、自动矿物识别系统（QEMSCAN）、MAPS图像拼接技术以及环境扫描电镜（ESEM）等非常规测试新技术,从宏观和微观两个尺度对齐家地区高台子致密储层空间进行表征。研究表明：①宏观尺度下,储层岩性主要以粉砂岩与泥质粉砂岩为主;层理构造多样,以块状层理、槽状交错层理、楔状层理和透镜状层理为主;砂泥间互特征明显,层理构造的多样性增强了致密储层的非均质性,块状层理最有利于致密油富集。②微观尺度下,孔隙具有微米-纳米连续分布的特征,微米孔隙峰值主要集中在2~3 μm,纳米孔主体孔喉分布在200~300 nm。不同三维建模区域孔喉空间分布及连通性特征具有明显的微观非均质性;微观孔隙结构类型以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,孔隙度高值区对应有机酸高值区,存在较明显的耦合关系,受溶蚀作用控制显著。     

二氧化碳吞吐致密油藏的可动用性

针对CO_2吞吐致密油藏可动用性,文中通过CO_2吞吐实验、CO_2驱替实验,结合核磁共振检测技术进行了研究。结果表明:注入压力、吞吐轮次对原油动用程度影响较大,焖井时间为非敏感影响因素;CO_2对微米级孔喉中原油的相对动用程度为76.30%～99.54%,亚微米级孔喉为25.29%～58.72%,纳米级孔喉为6.91%～33.52%;对于注CO_2开发致密砂岩油藏,微米级孔喉和亚微米级孔喉是可动原油的主要贡献者,且储层越致密,亚微米级孔喉贡献可动原油比例越高。     

致密砂岩储层微观结构表征及发展趋势

致密砂岩储层微观结构发育微米级和纳米-亚微米级两大孔喉体系,可以通过图像表征技术、非图像表征技术和数字岩心技术等进行表征。以苏里格气田致密砂岩储层为例,对3类表征技术的原理、研究内容、适用性及研究进展进行讨论,以期进一步推动在致密砂岩气勘探开发生产中应用。     

鄂尔多斯盆地马岭地区长7_1储集层特征及评价

利用岩心分析,测井、扫描电镜、铸体薄片和岩石薄片以及压汞等资料,对马岭地区长71油层的岩性、物性和孔喉特征等进行了研究。结果表明,研究区长71储集层多以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,属于低孔-特低孔、特低渗-超低渗储集层,储集空间以粒间孔和长石溶孔为主,储集层非均质性强。利用储集层物性和孔隙结构参数对长71储集层进行评价,研究区主要为Ⅲ类和Ⅳ类储集层,Ⅰ类储集层不发育,Ⅱ类储集层只在局部发育。     

基于分形特征的碳酸盐岩储层孔隙结构定量评价

伊拉克W油田Mishrif组巨厚孔隙型生屑灰岩为强非均质性储层,孔隙结构评价难度较大。结合薄片、孔渗试验和压汞毛管压力曲线资料,使用分形理论研究储层孔隙结构,建立了以分形维数定量评价孔隙型生屑灰岩储层孔隙结构的方法和标准。该储层孔隙结构分形特征可分为2类,第1类储层孔隙结构整体具有显著的"单段型"分形特征;第2类储层孔隙结构整体分形特征不显著,但其较大孔喉系统和较小孔喉系统各自具有显著的分形特征,即"多段型"分形特征。分形维数能够反映孔隙型灰岩孔隙结构的复杂程度和非均质性,分形维数越大,孔隙结构越复杂;压汞毛管压力和含水饱和度分段越多,孔隙结构非均质性越强。利用孔隙结构分形维数的分区性对储层进行分类,同一类样品压汞毛管压力曲线的相似性验证了分形维数分类结果的合理性。Ⅰ类与Ⅱ类储层多对应"多段型"分形特征,Ⅲ类与Ⅳ类储层多对应"单段型"分形特征。该研究成果对相同类型碳酸盐岩储层孔隙结构定量评价具有指导意义。     

松辽盆地大安地区扶余油层致密砂岩油分布特征及控制因素

综合利用岩心、岩石薄片、恒速压汞测试及扫描电镜等资料,对松辽盆地大安地区扶余油层致密砂岩油的储集层特征、含油特征及其主控因素进行了研究。大安地区扶余油层含油特征表现为:1大面积(准)连续分布,局部"甜点"富集;2含油丰度低,致密油分布极其复杂;3含油级别以油浸—油斑为主,含油物性下限极低;4油水分异差,无统一油水界面。以上含油特征主要受控于研究区分流河道砂体的空间分布、储集层物性差异、孔喉结构及大小。分流河道砂体分布的边界即为致密砂岩油分布的外边界,致密砂岩油分布的非均质性受控于单期分流河道砂体及多期(或多支)分流河道砂体间的接触关系;物性差异控制了"甜点"的分布,进而控制了致密砂岩油的富集;孔喉结构及其大小控制致密砂岩油的油水分异程度,纳米级喉道系统控制了石油滞留成藏。图16表1参13     

致密油地质研究现状及展望

致密油已成为全球石油地质领域研究的一大热点,在中国的很多盆地也发现了致密油分布。通过对国内外大量文献资料的调研,总结致密油的地质研究现状。结果表明致密油聚集条件与常规油藏成藏有明显区别,可主要概括为3点:1广覆式分布的优质生油层;2大面积分布的致密储集层;3连续型分布的储集层与生油岩紧密接触的共生层系。致密储层孔隙系统主要为微米—纳米孔喉系统,并以纳米级孔喉为主。致密油聚集需要强大的源储剩余压差以克服纳米孔喉系统形成的强大的毛细管阻力。致密油聚集以初次运移为主,只发生短距离二次运移,这种运移具有非达西流特征。目前对致密油的充注、运移和聚集的研究还不够深入,致密储层非均质性及源储压差演化等因素对致密油聚集的影响尚未被揭示,这些问题都需要进一步深入探讨。对今后致密油的研究,建议关注致密储层微观孔喉结构分布的非均质性及对石油储集的有效性、石油充注机理及储层非均质性与致密油富集的耦合关系等科学问题。     

核磁共振技术定量表征致密砂岩气储层孔隙结构——以临清坳陷东部石炭系—二叠系致密砂岩储层为例

核磁共振技术能够实现岩石微米—纳米级孔隙高精度、快速、无损测量,为致密砂岩孔隙结构定量表征提供新的手段。基于压汞数据刻度核磁共振T_2谱的方法,针对致密砂岩压汞进汞饱和度不足100%而造成的测不准问题,提出采取压汞曲线和T_2谱从右边界的最大孔隙向左侧小孔隙累加,选定右累加曲线中压汞测量的孔喉半径范围作为核磁共振孔喉半径的可对比区间,利用纵向插值法和最小二乘法构建T_2谱转换的孔喉半径分布曲线。选择临清坳陷东部石炭系—二叠系致密砂岩气储层为研究对象,利用改进方法获得核磁共振T_2谱和孔喉半径转换系数及孔喉半径分布,定量研究了储层孔隙结构特征,并结合岩石薄片、扫描电镜观察,探讨了致密砂岩孔隙结构差异成因及储层有效性。结果表明,利用改进方法得到的核磁共振孔喉半径曲线与压汞曲线吻合度高,显著提高了致密砂岩核磁共振测试的准确度。研究区石炭系—二叠系致密砂岩孔喉半径主要分布于0.002~2μm,总体为亚微米—纳米级孔隙,但不同类型砂岩孔喉半径分布具有明显差异:岩屑石英砂岩富硅质、贫塑性岩屑和杂基,总体以亚微米级孔喉为主,含微米级孔喉;岩屑长石砂岩和长石岩屑(富石英)砂岩石英含量高、塑性岩屑和杂基含量较低,为亚微米—纳米级孔喉(纳米级占优);而长石岩屑(富岩屑)砂岩和岩屑砂岩贫石英、富塑性岩屑和杂基,主要是小于0.05μm的纳米级孔喉。微观岩石学组分是控制孔隙结构差异和储层有效性的关键因素,储层质量宏观上可能受控于沉积微相,粗粒和细粒的点砂坝/河床滞留微相岩屑石英砂岩是最有利储层,细粒的点砂坝微相岩屑长石砂岩、分流河道和障壁砂坝长石岩屑(富石英)砂岩是较有利储层,而潮坪相长石岩屑(富岩屑)砂岩、岩屑砂岩均是孔、渗性极差的无效储层。     

异常高压下海相重力流致密砂岩非均质性特征及其影响因素——以莺歌海盆地LD10区中新统黄流组储集层为例

通过模块式地层动态检测、铸体薄片、黏土矿物X射线衍射、扫描电镜、高压压汞、埋藏热史等分析,对莺歌海盆地LD10异常高压区中新统黄流组海相重力流致密砂岩储集层非均质性特征及其演化过程进行研究,探讨储集层非均质性的影响因素,预测有利储集层分布.结果 表明,①储集层非均质性主要由胶结物非均质性、孔喉非均质性及物性非均质性决定...     

福山凹陷YN背斜流一段低渗透率储集层微观孔隙特征

利用微观及高压压汞等技术手段,获取相关实验资料,分析福山凹陷古近系YN背斜流沙港组一段储集层孔隙特征,研究储集层孔隙类型和孔喉大小、连通性、分布特征以及孔隙结构对储集层物性、驱油效率的影响。结果表明,该区流沙港组一段储集层属中低孔隙度、低渗透率储集层,以次生孔隙为主,孔隙类型主要为粒间溶蚀孔隙、粒内溶蚀孔隙;喉道大小以纳米级和亚微米级为主,为微细喉,均质系数较小,分选系数较大,孔喉呈双峰分布。孔喉大小分布不均匀,连通性较差,是造成储集层渗透能力差、采出程度低的主控因素。     

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。     

济阳坳陷古近系致密储集层孔喉结构特征与分类评价

综合利用铸体薄片、常规压汞、恒速压汞、微纳米级CT扫描等资料,研究了济阳坳陷古近系致密砂岩和砂砾岩孔喉结构特征并进行类型划分.首先利用铸体薄片资料分析致密储集层物质组成和结构特征,然后利用常规压汞、恒速压汞和微米级CT扫描等测试手段研究致密储集层的孔喉结构特征,并对10个孔喉结构参数开展系统聚类分析,结合分类结果与试油...