砾岩的粒度分形特征及在克拉玛依油田的应用

应用分形理论证实了洪积扇砾岩的粒度组成具有自相似的分形结构。计算表明, 砾岩的分维数大于砂岩的分维数, 而且不同成因砾岩的粒度分维数也不一样。并通过讨论粒度组成分维数在岩石的形成环境解释和储集物性评价中的应用,以及对克拉玛依油田砾岩储集层的研究证明,砾岩的粒度分维数可以用来研究沉积环境的演化及岩石的分选系数、渗透率等。     

油气钻井中上返岩屑的分形分析

上返岩屑是钻头破岩的产物,是油气井岩石破碎机理研究的重要部分,是油气钻井中岩石破碎程度的重要信息。充分利用这种上返岩屑的信息,应用分形几何理论,从等破碎概率角度研究了上返岩屑分布规律问题,从而建立了等概率条件下上返岩屑的破碎规律描述模型。该模型将岩石的破碎概率、粒度分形维数和破碎基数紧密联系起来。以等概率破碎模型为基础进行室内实验,结果显示上返岩屑粒度分布规律良好,统计计算的分形维数的相关性系数达到了0．96以上,钻井岩屑粒度分形维数分布在2．2～2．6之间,岩石的破碎概率分布在0．3-0．7之间,且深井砂岩破碎体分形维数大于泥岩与页岩,为进一步应用分形几何研究岩石破碎规律奠定了基础。     

疏松砂岩储层粒度分形分布研究及应用

应用分形理论证实了疏松砂岩储层粒度组成具有自相似的分形结构，通过对某油田140块岩样粒度分形维数的研究，给出了该地区疏松砂岩储层粒度分形维数值的范围。粒度分形维数与分选系数、粘土含量有较好的相关性，且粒度分形维数可以表征粒度分布特征及储层物理力学特性，也可进行储层粒度分布随钻分析及确定完井割缝筛管筛缝宽度等。     

分形理论及地层岩石抗钻特性参数的分形表示方法

介绍了分形、分维的基本概念及四种分维数的确定方法，探讨了分形几何在岩石破碎方面的研究成果，说明分形几何能很好地描述岩石破碎过程的不规则性和不确定性，指出分形维数是岩石微观结构、空隙结构、粉碎方式的综合反映。在室内实验基础上，确定了岩石破碎后的块度分布函数，计算了岩石破碎的分形维数。指出岩屑的分形维数与地层的抗钻特性参数（强度、硬度、可钻性等）有内在的联系，并对分形维数在地层可钻性预测中的应用进行了初步讨论。     

可钻性能量法的岩屑破碎机理

将分形理论用于解释岩石可钻性能量测试方法中岩屑试样的破碎机理，证实了分形理论可以更深刻，更全面地揭示岩屑试样破碎过程与产物分布的联系，利用分维数计算出试样破碎后的平均粒度与实测结果一致。     

分形理论及其在地层可钻性预测中的应用

为了及时方便地预测岩石的可钻性,首次用分形理论来描述岩石破碎过程,从而确定岩石的可钻性。介绍了分形、分维的基本概念及4种分维数的确定方法,阐述了岩石破碎的分形特征和岩石破碎碎块的分形度量方法。在室内实验基础上,确定了岩石破碎后的块度分布函数,计算了岩石破碎的分形维数,并分别采用直线、幂函数、对数、指数、多项式5种数学模型对实验数据进行了回归分析处理,结果表明直线回归方程综合指数最高,相关系数均在0.96以上。说明岩屑的分形维数与地层的抗钻特性参数(强度、硬度、可钻性等)有内在的联系,分形几何能很好地描述岩石破碎过程的不规则性和不确定性,分形维数是岩石微观结构、空隙结构、粉碎方式的综合反映,其在地层可钻性预测中的应用效果较好,预测误差小于12%。     

基于CT扫描的低渗砂岩分形特征及孔渗参数预测

低渗砂岩孔喉狭小,结构复杂,难以进行岩石孔隙定量表征及物性参数的准确预测。为此,文中结合数字岩心技术及分形理论,提出了具有针对性的解决方法——选取四川盆地某气藏具有代表性的低渗砂岩岩样进行CT扫描,构建低渗砂岩微观结构图像和三维数字岩心,利用计盒维数方法分析低渗砂岩岩心孔隙空间的分形维数特征。结果表明:低渗砂岩孔隙空间具有良好的分形特征,利用分形理论可以描述其复杂的孔隙结构特征;通过建立岩石孔隙度、渗透率与孔隙空间分形维数的关系式,可有效预测该类低渗砂岩的孔渗参数,拓宽了分形理论在低渗储层物性评价中的应用范围。     

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。     

埕北30潜山岩心裂缝的分维数及与裂缝密度的关系

岩石破裂具有自相似结构 ,储集体构造裂缝的复杂形态及分布具有分形特征 ,岩心构造裂缝难以定量而准确地比较和评价。应用分形理论计算的埕北 30太古界潜山储集体花岗片麻岩和煌斑岩岩心构造裂缝的分维数分别为 1.0 0 0 6～ 1.2 5 37和 1.0 2 2 9～ 1.1399。进一步分析表明 ,两种岩性的岩心裂缝分维数和裂缝密度具有很好的正相关性。从而 ,根据岩性和分维数可以预测构造裂缝的发育程度     

常规及非常规储层岩石分形特征对渗透率的影响

为了刻画不同类型储层孔隙结构及其对渗透率的影响,以压汞、核磁共振及N2吸附实验为基础,基于分形理论对砂岩、煤岩及页岩的分形特征进行了分析,建立了砂岩、煤岩、页岩的等效毛管迂曲度模型,探讨了常规及非常规储层岩石分形特征参数对渗透率的影响。结果表明:砂岩、煤岩、页岩的分形维数主要为2.6~3.0,毛管平均迂曲度分形维数主要为1.1~2.3,分形维数大小与岩石渗透率具有负相关性;影响岩石渗透率的微观孔隙结构因素包括岩石的非均质性、孔喉分布、孔隙表面粗糙程度及毛管迂曲度等,其中毛管迂曲度对岩石渗透率的影响最大;煤岩的等效毛管迂曲度较小,砂岩中等,页岩较大。最后,利用分形理论模型对39组岩石样品渗透率进行预测,认为砂岩和煤岩的渗透率预测效果均较好,但对于具有强非均质性的页岩来说,其渗透率已经达到n D级,虽然预测结果具有一定的吻合度,但预测精度仍有待进一步提高。此次研究对深入探讨不同类型储层岩石微观渗流机理具有一定的参考价值。     

渝西地区龙马溪组下部页岩储层发育特征及其影响因素——以重庆綦江观音桥剖面为例

渝西地区是重要的深层页岩气潜力区。该文以龙马溪组页岩储层为研究对象,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜、总有机碳(TOC)测试、X射线衍射、低温氮吸附实验、地球化学元素测试等技术手段,通过对储层特征、沉积环境的系统研究,建立FHH分形模型,综合讨论龙马溪组页岩储层发育特征及其影响因素。结果表明,龙马溪组下部页岩储层矿物组分脆性矿物以石英为主,黏土矿物以伊利石为主;TOC平均值为2.84%,达到过成熟阶段;孔隙类型主要为有机质及生物化石孔隙、溶蚀孔隙、粒间孔、晶间孔以及微裂缝。纳米孔提供了主要的比表面积和储集空间,孔隙的孔径集中于40 nm以下。分形特征明显,分形维数值为2.76～2.85,表明孔隙结构相对复杂,具有非均质性,部分样品表现为双重分形特征。将纳米孔划分为渗透孔隙和吸附孔隙,孔隙体积和平均孔径与分形维数负相关性,平均孔径越小,孔隙体积越小,分形维数越接近于3。     

压汞法与数字图像分析技术在致密砂岩储层微观孔隙定量分析中的应用——以鄂尔多斯盆地吴起油田X区块为例

为了探究鄂尔多斯盆地吴起油田X区块三叠系延长组长4+5、长6和侏罗系延安组延9、延10等4个亚段致密砂岩储层的孔隙结构,对该区12块样品进行了储层物性分析、扫描电镜观察、全岩X衍射实验及高压压汞实验,并利用图像分析技术和分形几何学定量地表征了致密砂岩的孔隙参数与分形维数。此外,讨论了分形维数与样品物性(孔隙度、渗透率)、孔隙结构参数(平均孔喉半径、分选系数)、孔隙几何参数(主要孔径、周长面积比、孔体比)之间的关系,还量化分析了沉积相及成岩环境对孔隙结构的影响。分析结果表明,孔隙结构分形维数范围为2.164~2.895(平均2.395)。分形维数与渗透率、孔隙度、平均孔喉半径呈负相关关系,与分选系数呈强正相关关系。研究区致密砂岩主要孔径较小、周长面积比大、孔体比较小、分形维数高,且分形维数随着孔体比和周长面积比的增大而增大,随主要孔径的增大而减小。可见样品孔隙结构相对复杂、各向异性较强且沉积环境会影响储层岩石的成分成熟度和结构成熟度,压实、胶结、淋滤等成岩作用会对储层进行改造,二者对致密砂岩储层的孔隙结构有着至关重要的影响。     

沉积环境对碎屑岩自组织程度的影响

碎屑岩粒度分布等微观特征是碎屑岩相宏观结构的缩影 ,具有自相似性 ,可以用分维数来定量地描述。随着可容空间的变化 ,沉积环境的水动力作用发生改变 ,从而决定了碎屑岩粒度分布具有不同的特征。水进体系域碎屑岩的分选系数平均值比高水位体系域的大 ,分维数却相反。随着水进体系域发展到高水位体系域 ,沉积物可容空间逐渐缩小 ,湖水能量减弱 ,碎屑岩粒度分布的自组织程度逐渐变差。不同沉积微相的碎屑岩粒度分布的自组织程度不同 ,滩坝碎屑岩与辫状河分流河道碎屑岩粒度分布自组织程度相近 ,前者仅略有增高 ,盆底扇碎屑岩粒度分布的自组织程度较差。图 3表 2参 9     

松辽盆地低渗透储层孔隙结构及分形特征

针对松辽盆地王府断陷泉头组低渗透储层孔隙结构认识不清的问题,运用储层孔隙分形方法,结合X射线衍射、铸体薄片、扫描电镜以及压汞等实验方法,确定了该低渗透砂岩储层的孔隙分型特征,并讨论了分形维数与储层物性、储层矿物组分之间的关系.实验结果表明:该地区储层孔隙以粒间孔和粒内溶孔为主;矿物成分主要为石英和长石;储层孔隙具有多重...     

准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组致密砂砾岩孔隙分形特征及影响因素探讨

致密砂砾岩储层孔隙结构复杂,孔隙类型多样,非均质性强,储层孔隙结构表征困难。基于高压压汞毛细管压力曲线,利用多种分形模型计算反映储层孔隙结构的分形维数,对比分析了分形维数与孔隙度、渗透率以及孔隙结构特征参数之间的关系。相比于J函数曲线分形模型与热力学分形模型,毛细管束分形模型计算的分形维数能更好地表征致密砂砾岩储层孔隙结构。进一步从岩石颗粒粒度、碎屑成分、黏土矿物及孔隙类型等多方面探讨分析了致密砂砾岩分形维数的影响因素。分析结果显示,碎屑成分与黏土矿物是影响分形维数的主要因素,孔隙类型多样及复杂程度是分形维数的直接表现。现场应用实例表明,试油产能越大,分形维数越小,产能与分形维数有着密切的关系,可以通过分形维数评价产能大小。基于致密砂砾岩储层孔隙分形特征,利用分形维数评价储层孔隙结构的方法为砂砾岩储层孔隙结构的评价提供了新的思路与研究途径。     

分形学在神泉油田滚动勘探开发中的应用

应用分形学理论分析吐哈盆地西部神泉油田三间房组沉积体系和侏罗系油藏断裂系统以及油藏空间分布、结果表明都具有很好的分形特征，在此基础上结合其它资料，识别和预测三间房组沉积环境和砂体分布，为优选井位、选择开发方式提供依据，神泉油田的油藏空间分布也同样具有分形特征，根据分析结果预测油田周边仍有潜力，为进一步滚动勘探开发提供了决策依据，分形学在油气田勘探开发中将发挥越来越重要的作用。     

准噶尔盆地莫北油田侏罗系储层低孔低渗成因分析

从影响储层物性的一般因素入手，分析了压实作用、岩石矿物成分、沉积微相、粒度特征、胶结作用、溶蚀作用等对莫北油田侏罗系三工河组和八道湾组储层物性的影响。结果表明，莫北油田侏罗系储层物性主要受塑性岩屑含量、岩石颗粒粒度、压实强度控制，并受成岩环境的影响。与三工河组相比，八道湾组储层物性差的主要原因是储层深埋、岩石颗粒较细、煤系地层偏酸的成岩环境，造成了其岩石碎屑机械强度降低，压实作用是关键因素。三工河组储层物性，特别是渗透率的高低则主要取决于储层岩石的颗粒粒度大小，岩性愈粗，物性愈好。     

缝洞性油藏油井产量变化分形特征及其意义

为了研究缝洞性油藏的开采动态，采用R／S分析方法对塔里木盆地塔河油田缝洞性油藏油井产量进行分形处理，获得了很好的分形特征，油井产量的分维值与产出流体的类型基本无关。同一口井不同油嘴生产对应油井产量的分维值不同，油嘴越小，分维值越大。分维值的大小代表了油井生产的稳定性和潜力大小，油井生产越稳定，分维值越大。从地质角度分析，油井产量的分维值可反映缝洞性储集层缝洞的发育程度，分维值越大，储集层的缝洞越发育。