储集层孔喉网络场演化规律和剩余油分布

以胜坨油田二区沙二段第8砂组第3小层的三角洲储集层为例,研究了长期受到开发流体浸泡、驱动的储集层的孔喉网络场的演化机理和演化规律及其与微观剩余油形成和分布的关系.研究结果表明,储层孔喉网络演化是由油藏开发流体动力地质作用所造成的,孔喉网络场的演化是动态的、持续发生的,孔喉网络场总的演化规律是:颗粒点、线接触关系减少;孔喉连通程度提高,喉道分选性变好;粘土矿物减少,各类粘土矿物相对含量变化;岩石颗粒的润湿性向亲水转化.孔喉网络场的演化控制和影响了剩余油分布,并建立了特高含水率开发阶段微观剩余油的4种分布模式.     

微观剩余油动态演化仿真模型研究

长期注水开发使得储集层微观孔喉网络中的剩余油形成分布极复杂,应用仿真理论、方法和技术可以模仿不同油藏在不同含水阶段注水开发的动态演化过程,揭示剩余油形成机理和分布规律,研究表明,微观剩余油仿真研究是表征和研究剩余油演化规律的有效手段。在微观剩余油仿真研究中,应充分考虑和揭示孔隙非均质性、岩石润湿性、开发流体及温度、压力变化,经过多次修改和完善,建立精细仿真模型,有效地利用仿真技术研究剩余油的形成与分布。仿真模型的构筑是微观剩余油仿真研究的关键,仿真模型应包含油气藏本质属性,并能反映油气藏主要因素间的逻辑和数学关系。该成果已有效应用于油田开发,取得了显著效果。     

疏松砂岩油藏注水开发过程中物性变化及微观机理研究

在长期的注水开发过程中,注入水对疏松砂岩储层岩石物性、矿物组分以及微观孔隙结构等都有较大的影响,研究储层参数变化规律和变化机理,对于油田开发后期稳产措施等的实施具有重要的指导意义。以孤东油田馆陶组河流相疏松砂岩储层为例,以岩心物性测试、铸体薄片、X-衍射粘土矿物分析、压汞实验等数据为基础,总结不同含水期储层岩石物性参数(孔隙度、渗透率、泥质含量等)的变化规律,研究长期的注水开发过程中流体对储层微观组分以及孔隙结构的影响,分析储层宏观属性参数变化的的微观机理。在长期注水影响下,储层孔隙度、渗透率增大,泥质含量降低。孔喉半径增大,孔喉均质程度得到改善,均值系数增大。粘土矿物含量变化较大,其中,高岭石含量先增加后降低,伊利石含量增加,绿泥石含量基本不变,伊蒙混层含量降低。     

陆相断陷湖盆油藏微观流场演化规律及演变机理

利用对比井在不同含水期岩心的分析化验和物理模拟试验,研究了陆相断陷湖盆内不同类型储层在不同含水期内微观参数的变化特征,并揭示了其演变机理。研究结果表明,在陆相断陷湖盆中发育的不同成因类型储层的微观流场参数随油田含水率的提高发生各自有规律的变化,微观骨架场中颗粒支撑方式由紧密变松散、粘土矿物和地层微粒含量逐渐减少和局部富集,微观孔喉网络场的非均质性增强,渗流场中控制流体流动能力的参数变好,储层岩石的亲油性减弱,而其变化机理相同。     

孤岛油田河道砂储集层油藏动态模型及剩余油研究

对孤岛油田馆陶组河道砂储集层的研究表明,经长期注水开发,储层宏观、微观参数一般都随着油藏开发程度的加深而发生有规律的变化,但不同类型的参数有各自的特征和变化规律。孔隙度变化幅度较小,渗透率变化较大。从总体上来看,注水开发进入高含水阶段后相对变化较快。利用孤岛油田大量的测井及岩心分析资料,建立了孤岛油田河道砂储集层宏观、微观参数动态模型,研究了孤岛油田河道砂储层剩余油控制因素,建立了孤岛油田河道砂储层油藏不同含水期剩余油分布模式,为孤岛油田馆陶组油藏挖潜提供了地质基础。     

油藏动态模型和剩余油仿真模型

以三角洲前缘低渗透砂岩储层为例,综合应用多学科理论和技术,建立了长期注水开发低渗透砂岩油藏的动态模型和剩余油仿真模型,研究了剩余油分布规律,并建立了高含水率开发阶段储层微观剩余油的三类分布模式.研究结果表明,油藏开发流体动力地质作用控制了不同含水期三角洲前缘低渗透砂岩油藏参数的演化,储层宏观物性参数及微观孔喉网络演化有利于驱油.油藏仿真模型是揭示长期注水开发油藏储层三维空间演化规律、预测和评价剩余油分布的有效技术手段.     

注水对轮南油田储层微观孔隙结构影响实验研究

在油田注水开发过程中,对于注入水对储层微观孔隙结构影响规律的研究,目前大多在室内常规条件下进行,且各油田研究未得出一致结论。本文采用高温高压岩心驱替实验装置,选取产层岩心,在产层压力、温度条件下,模拟不同水驱倍数对属于典型中孔中渗的轮南油田TI油组进行了多倍注水驱替实验。通过电镜扫描、压汞毛管压力测试等手段,结合实际生产情况分析表明:长期水驱会导致储层岩心内部孔喉网络发生变化,粘土矿物发生运移,孔喉半径变小,微观物性变差,储层产油能力降低,且随着水驱倍数不断增大,岩心微观物性变化越大,产油能力降低越明显。     

渤海湾盆地胜坨油田二区储层微观渗流场演化研究

该文以长期注水开发的胜坨油田二区沙二段储层为例,应用岩心分析及实验室渗流物理模拟的数据,从岩石的润湿性、孔隙结构和相对渗透率等3方面的变化,研究长期注水开发储层的微观渗流场演化规律。研究认为,随注水开发程度加深,储层岩石润湿性、亲水性逐步增强;储层孔隙结构的演化趋势是孔隙均匀程度变好、喉道均质程度增高和孔喉连通性及控制流体流动能力变好;束缚水饱和度呈上升趋势,残余油中水相相对渗透率呈下降趋势,但变化不大。储层渗流场的演化控制和影响着储层中剩余油的数量及空间分布。     

长期水驱砂岩油藏储层参数变化机理研究

利用不同含水阶段检查井岩心分析资料、测井对子井分析、室内渗流物理模拟、数值模拟等技术手段,研究了砂岩油藏储层参数的变化规律,得出了储层参数随含水率变化的定量表达式,并着重从储层中地层微粒、粘土矿物、支撑方式及孔喉网络等方面对储层参数的变化机理进行了研究。研究表明,由于长期水驱,砂岩储层的渗透率升高,含水率也升高,地层微粒被冲出,粘土矿物含量减少,颗粒支撑方式和孔喉网络连通性发生改变。     

非均质储层水驱剩余油分布及其挖潜室内模拟研究

为了挖潜长期注水开发油田水淹层内的剩余油,通过分析储层孔隙结构和孔喉大小,研制了可视化非均质模型,以录像的方法室内观察水驱剩余油形成过程,分析其分布特征及挖潜技术思路。基于弹性颗粒在孔喉结构中的材料性能,提出与储层孔喉相匹配的弹性颗粒粒径筛选原则,并通过非均质岩心水驱后颗粒调剖实验,评价该弹性颗粒的动态封堵能力和调剖效果。结果表明:油田储层普遍存在非均质性,该性质影响水驱剩余油的分布;水淹层内剩余油以非均质剩余油为主,多数存在于层内局部低渗部位,分布较为分散,其挖潜应以提高微观波及效率为主;弹性颗粒对喉道的封堵强度随粒径的增大先增大后趋于恒定,当颗粒粒径与喉道直径之比超过3时,颗粒在孔喉结构中发生破碎;封堵水淹层水流通道、挖潜层内剩余油时,选择粒径为3倍大孔喉尺寸的弹性颗粒,其效果明显。     

MATRIX AND CEMENT EFFECTS ON RESIDUAL OIL SATURATION IN SANDSTONE FORMATIONS: A NEURAL NETWORK APPROACH

Residual oil in sandstone is affected by mineral composition, clay matrix and cementing material. Matrix minerals affect the affinity of a fluid to spread on a rock surface significantly and in turn controls the fluid distribution within the pore spaces. At the interface between the rock surface and the contacting fluid, electrical charges are in the origin of the extent of phase wetness. Available framework grains, a dominant component of rock matrix, affect porosity and, hence, amounts of rock preferential wetness. Cement, clay matrix and quartz overgrowth, which make up for the rest of the grain population in a rock, influence wetness and, therefore, amounts of residual oil. In this paper, spectro-electromicroscopy (SEM) point-count technique in conjunction with neural network analysis were used to determine the effect of certains rock parameters on the amounts of residual oil following waterflooding operations. Using artifcial neural network, the intent was then to predict the extent of residual oil in sandstone rocks given limited information about rock matrix, cementing material and primary porosity.     

MATRIX AND CEMENT EFFECTS ON RESIDUAL OIL SATURATION IN SANDSTONE FORMATIONS: A NEURAL NETWORK APPROACH

Abstract

Residual oil in sandstone is affected by mineral composition, clay matrix and cementing material. Matrix minerals affect the affinity of a fluid to spread on a rock surface significantly and in turn controls the fluid distribution within the pore spaces. At the interface between the rock surface and the contacting fluid, electrical charges are in the origin of the extent of phase wetness. Available framework grains, a dominant component of rock matrix, affect porosity and, hence, amounts of rock preferential wetness. Cement, clay matrix and quartz overgrowth, which make up for the rest of the grain population in a rock, influence wetness and, therefore, amounts of residual oil. In this paper, spectro-electromicroscopy (SEM) point-count technique in conjunction with neural network analysis were used to determine the effect of certains rock parameters on the amounts of residual oil following waterflooding operations. Using artifcial neural network, the intent was then to predict the extent of residual oil in sandstone rocks given limited information about rock matrix, cementing material and primary porosity.     

影响我国陆相碎屑岩储集层黏土矿物组合和分布的因素

我国陆相碎屑岩储集层长石、岩屑等化学活性组分十分丰富，黏土矿物含量高、组合类型多，成岩作用受地层温度和孔隙结构的影响，成岩作用和不同沉积相带水介质条件是控制黏土矿物组合和分布特征的主要因素。大地构造背景和盆地构造发育史是影响盆地内储集层黏土矿物组合和分布特征的宏观因素。对于经历多旋回构造运动的盆地，黏土矿物组合和分布的不同特征反映各旋回构造运动的性质；对于同一构造旋回中发育的盆地。黏土矿物组合和分布特征的不同则反映各演化阶段的构造特征。表1参14（王少依摘）     

孤北油田低渗透砂岩储集层损害机理与保护措施

孤北油田属胜利油区开发难度大的油藏类型,主要原因是该油田低渗透砂岩储集层在不同演化阶段经历了错综复杂的成岩作用,造成原始储集层格架内孔隙体积的缩减,致使钻井过程中被入井液严重污染。为了认识孤北油田油层渗透性损害过程,采用岩石矿物鉴定、样品微区电镜扫描等技术,结合钻井施工过程中配置的入井液性能,对其低渗透砂岩储集层的岩性分布及成分、结构的不均衡性进行了分析,研究钻井过程中入井液的固相微粒迁移、钻井液滤液侵入和黏土矿物影响对储集层渗透性损害的机理。提出了孤北油田在钻井过程中保护低渗透砂岩储集层的措施:采用正电胶钻井液体系;钻井过程中进行钻井液密度动态调整,保证近平衡压力钻进;采用屏蔽暂堵技术阻止钻井液(尤其是其中的固相微粒)进入储集层。采用正电胶钻井液体系和屏蔽暂堵技术后,以往低效试产井区新钻的井试产获商业性油流,获得明显经济效益。表2参3(张守鹏摘)     

高含水期油藏储集层物性变化特征模拟研究

在华北油区的5个主力高含水期砂岩油田不同沉积微相带上选取了具有可对比性的292块岩样,采用室内模拟实验技术、密闭取心井分析技术和示踪剂监测技术,对储集层物理特征的变化进行了研究。结果表明,曲流河道和水下分流河道储集层物性相对较好,长期水驱后变化幅度较大,其渗透率和孔喉半径分别升高了38%和17%,排驱压力和粘土矿物含量分别约降低了23%和24%.河口坝和近岸滩坝储集层物性较差,长期水驱后其变化幅度相对较小,渗透率和孔喉半径分别升高了17%和12%,排驱压力和粘土矿物含量分别约降低了11%和17%.各种储集层敏感性减弱,油水相对渗透率曲线发生了一定程度的变化,油层润湿性主要从弱亲水变为强亲水。该研究成果在制定高含水期油田开发调整方案、选择注采调整措施及设计三次采油方案中得到较好的应用。     

油气储层特征微观分析技术及其应用

对油气储层的矿物成因、沉积环境及成岩作用过程进行微观分析,在碳酸盐岩、碎屑岩储层特性及储层质量评价中得到了广泛应用;可以在油气层保护及油田开发中对粘土矿物迁移和变化进行直观分析;环境扫描电镜的出现及性能的提高为油气地质研究开辟了更为广阔的前景,可以在含油或水的情况下对样品进行直接分析,更准确地反映了矿物岩石的变化。从油气储层成岩作用、粘土矿物的特征、微孔隙成因等方面,探讨了扫描电镜/环境扫描电镜/能谱微观分析作为现代分析测试技术在油气勘探开发中的一些应用。     

基于Hoshen-Kopelman算法的三维多孔介质模型中黏土矿物的构建

疏松砂岩储层成岩过程简单,胶结疏松,对该类油藏的取心及获取孔隙结构与岩石组分信息较为困难,因此基于二维岩石信息的三维多孔介质重建方法对于该类储层的微观尺度模拟尤为适用,现有的重建技术虽然能较为准确地构建岩石骨架和孔隙结构,但无法对储层中的各类黏土矿物做详细的划分和构建。为准确构建含黏土三维多孔介质模型,基于真实储层二维信息,利用过程法构建多孔介质模型,并将其作为混合算法的输入模型构建了三维多孔介质模型,通过引入交换单位体像素点对其邻域不稳定性的贡献程度作为参数,可以提高混合算法的运算速度和准确性;重建模型与参考模型具有相似的统计学和拓扑学特征,以此为基础,结合真实储层中黏土矿物的分布及产状,通过Hoshen-Kopelman算法和黏土矿物基团的主要结构特征分类,构建了含黏土矿物分布的三维重建多孔介质;最后对重建模型中岩石矿物分布及结构特点进行了分析。结果表明,基于Hoshen-Kopelman算法的重建模型较好地反映了储层中主要黏土矿物的分布及产状,该算法为含黏土矿物疏松砂岩油藏的微观尺度储层模拟提供了新方法,基于该算法得到的三维多孔介质模型为模拟油气田开发过程中由于岩石矿物性质差异造成的储层伤害研究提供了新手段。