碳酸盐岩含气储集层孔隙度渗透率岩石物理表征方法

针对地震岩石物理表征中存在的问题,引入了新的岩石物理参数骨架柔韧性因子(γ)进行碳酸盐岩储集层孔隙结构的表征。综合利用薄片、测井资料,以骨架柔韧性因子作为不同孔隙结构类型储集层的分类指标,建立了普光气田飞仙关组3类有效储集层的速度—孔隙度、孔隙度—渗透率定量关系,提高了碳酸盐岩含气储集层孔隙度渗透率表征的精度。在相同孔隙度条件下,低骨架柔韧性因子的储集层粒内溶孔发育,储集层具有高速低渗透率的特征;高骨架柔韧性因子的储集层晶间溶孔发育,储集层具有低速高渗透率的特征;混合孔隙发育的储集层骨架柔韧性因子、速度和渗透率介于上述2类储集层之间。骨架柔韧性因子与用于表征不同沉积、成岩和构造综合效应的岩石物理相参数流动带指标之间存在高的相关性。进一步证明了该参数在具有强非均质性的碳酸盐岩储集层表征过程中的适用性。基于3类储集层的AVO正演模拟结果表明,大偏移距的叠前地震反演是评价碳酸盐岩储集层复杂的孔隙结构并进行井间精确孔隙度渗透率表征的有效途径。     

川东石炭系碳酸盐岩人工裂缝宽度与渗透率关系图版的建立及储集岩分类

本文通过岩石人工裂缝造缝试验、建立了人工裂缝宽度与渗透率关系图版及其关系式,定量地将裂缝宽度引入碳酸盐岩储集层分类,并结合储集岩孔隙结构与渗透率关系图对川东石炭系裂缝-孔隙型碳酸盐岩储集层进行了分类。     

碳酸盐岩岩心孔隙空间的三维成像和特征描述，预测单相流和两相流性质

岩石储存和流动流体的能力取决于孔隙体积、孔隙几何形状及孔隙连通性。许多沉积环境中的碳酸盐岩本身是非均质的，并且经历过明显的成岩作用。这些碳酸盐岩尤其难以描述，其原因是它的孔隙大小的变化可达几个数量级，不同尺度的孔隙的连通性对流动性质有极大影响。例如，骨架孔隙系统中单独的孔洞孔隙会使孔隙度变大，而不是渗透率，会因圈闭在单个孤立孔洞中的油气导致残余油饱和度大。接触型孔洞网络可对渗透率有极大影响，导致采收率更高。 在本文中，我们对采自露头和储集层的一组碳酸盐岩岩心以微计算层析X射线成像（μCT）方式进行三维（3D）成像。不同岩心的孔隙空间的形态显示了多种布局和连通性。分辨率低（样品尺寸大）的图像可降低不连通孔洞孔隙度的大小、形状和空间分布。这组岩心中的某些岩心的分辨率高（分辨率小于2微米）的图像可以探测3D粒间孔隙。通过微层析X射线成像的一种局部对比，实现消除具有亚微米孔隙的区域。对成像的岩心进行MICP实验测量，其测量值与基于成像的MICP模拟值一致性好。这些结果指示了能探测几种尺度数量级的孔洞／大孔隙／微孔隙空间分布的成像方法质量。 对求解的数字图像数据进行单相流和溶解物运移的高分辨率数值模拟。研究出一种混合数值方案，它包含了微孔隙对总岩心渗透率的影响。这些结果表明：在许多情况下，有几个流动通道对岩心渗透率有重要影响。用3D可视化、局部流速测量和溶解物运移结果图示说明了流场中微孔隙的作用。 由图像得到的孔隙网络模型说明了在碳酸盐岩样品中所观察到的孔隙布局和几何形状变化大。孔隙网络的图像和定量数据都说明了变化大。说明所得到的两相自吸驱替残余饱和度与孔隙网络不同的布局性质和结构性质有很大关系。比较了碎屑岩和碳酸盐岩岩心的与实验室测量速度有关的残余油饱和度和数值模拟残余油饱和度，结果喜人。 这些结果说明：当用岩心描述参数（Lucia，1999）、孔隙度-渗透率、MICP（Skalinski等，2005）和相对渗透率（Hamon，2003）分类时不同岩心的岩石物理特性差异，3D成像和分析有助于不同岩石分类方法的综合。     

应用碳酸盐岩岩心孔隙空间的三维成象和特征描述结果预测单相流和两相流性质

岩石储存和流体流动的能力取决于孔隙体积、孔隙几何形状及孔隙连通性。许多沉积环境中的碳酸盐岩本身是非均质的，并且经历过明显的成岩作用。这些碳酸盐岩尤其难以描述，其原因是它的孔隙大小的变化可达几个数量级，不同尺度的孔隙的连通性对流动性质有极大影响。例如，骨架孔隙系统中单独的孔洞孔隙会使孔隙度变大，而不是渗透率变大；会因捕集在单个孤立孔洞中的油气导致残余油饱和度增大；接触型孔洞网络可对渗透率有极大影响，导致采收率更高。 在本文中，我们对采自露头和储集层的一组碳酸盐岩岩心以微计算层析X射线成象（μCT）方式进行三维（3D）成象。不同岩心的孔隙空间的形态显示了多种布局和连通性。分辨率低（样品尺寸大）的图象可降低不连通孔洞孔隙度的大小、形状和空间分布。这组岩心中的某些岩心的分辨率高（分辨率小于2um）的图象可以探测3D粒间孔隙。通过微层析X射线成象的一种局部对比，实现消除具有亚微米孔隙的区域。对成象的岩心进行MICP实验测量，其测量值与基于成象的MICP模拟值一致性好。这些结果表明了能探测几种尺度数量级的孔洞／大孔隙／微孔隙空间分布的成象方法的应用效果。 对求解的数字图象数据进行单相流和溶解物迁移的高分辨率数值模拟。研究出一种混合数值方案，它包含了微孔隙对总岩心渗透率的影响。这些结果表明：在许多情况下，有几个流动通道对岩心渗透率有重要影响。用3D可视化、局部流速测量和溶解物迁移结果图示说明了流场中微孔隙的作用。 由图象得到的孔隙网络模型说明了在碳酸盐岩样品中所观察到的孔隙布局和几何形状变化大。孔隙网络的图象和定量数据都说明了这种现象。说明所得到的两相自吸驱替残余饱和度与孔隙网络不同的布局性质和结构性质有很大关系。比较了碎屑岩和碳酸盐岩岩心的与实验室测量速度有关的残余油饱和度和数值模拟残余油饱和度，结果喜人。 这些结果说明：当用岩心描述参数（Lucia，1999）、孔隙度-渗透率、MICP（Skalinski等，2005）和相对渗透率（Hamon，2003）分类时不同岩心的岩石物理特性存在差异，3D成象和分析有助于不同岩石分类方法的综合。     

碳酸盐岩储集层复杂孔渗关系及影响因素——以滨里海盆地台地相为例

以滨里海盆地东缘石炭系碳酸盐岩为例,在大量岩心分析资料基础上,研究碳酸盐岩储集层孔隙度、渗透率之间的复杂关系及其影响因素。滨里海盆地东缘石炭纪为开阔台地、局限台地、蒸发台地相碳酸盐岩沉积环境。白云岩储集层孔隙组合类型主要为:晶间孔-溶蚀孔、晶间微孔、晶间微孔-晶内孔,以晶间孔-溶蚀孔组合类型物性最好。灰岩储集层孔隙空间组合类型为:粒间孔、粒间孔-粒内孔、铸模孔,铸模孔缺少喉道连通,渗透性差。白云岩储集层裂缝、溶洞均较发育,对储集层渗透性改善显著。孔隙度相近情况下,各类储集层渗透率明显受大—中孔喉所占的比例和孔喉半径的控制。灰岩储集层裂缝以微裂缝为主,连通孔隙占总孔隙比例与渗透率呈正相关关系,而白云岩储集层二者没有明显的关系。沉积成岩环境控制储集层类型分布特征,是造成复杂孔渗关系的最根本的原因。图13表5参33     

全直径岩心孔渗分析技术

全直径岩心分析是从储集层中取出整段岩心进行物性分析检测。由于特殊的非均质储集层在溶孔、裂缝发育段进行取样时,尤其是在大溶孔、网状缝或延伸大的裂缝处取小岩样时易于破碎,所取岩样往往不能准确反映某深度点整个井眼的孔隙发育情况;而且,对孔隙欠发育且连通性较差的严重非均质地层,小岩样往往仅反映微小的局部地层,不能反映所对应深度的真实情况。为此,开展了全直径岩心分析技术的研究,详细介绍孔隙度、渗透率监测分析原理以及测量实验的操作步骤,进行了全直径岩心孔隙度、垂向和侧向渗透率、克氏渗透率的实验。经实例效果检验结果表明,通过全直径岩心分析获得的孔隙度、渗透率数据更合理准确,可提高缝洞、溶洞型非均质储集层物性参数的精度,从而为非均质储集层的油气层开发提供更为可靠的依据。     

肯基亚克油田碳酸盐岩油藏地质模型

肯基亚克油田位于滨里海盆地的东缘,该油田石炭系油藏是一个以裂缝、溶洞为主的碳酸盐岩油藏,储层划分为三类:裂缝-孔隙-孔洞型储层、孔隙-孔洞型储层、微裂缝型储层。由于碳酸盐岩储层裂缝、溶洞发育的特殊性,长期以来如何建立裂缝、溶洞储层地质模型一直都是较为关注的难题。此次首先通过描述储层的沉积分布特征,确定了地质模型的框架;通过对岩心与测井数据的分析,确定了不同孔隙度范围内微裂缝与溶洞分布规律,并利用密度孔隙度和基岩孔隙度做裂缝和溶洞的定性描述;在对井间储层预测与地质建模时,运用了地质统计学原理,对不同类型的储层选取了不同变程,这样确保了不同类储层预测的精度,并采用条件模拟方法,建立了孔隙度模型。总结出了一套利用密度孔隙度、钻速、岩心分析孔隙度和渗透率资料,并运用地质统计学技术建立碳酸盐岩油藏储层分布模型的技术路线。     

英西地区混积碳酸盐岩有效储集层评价

柴达木盆地英西地区湖相碳酸盐岩具有明显的混积特征,矿物成分多样且垂向变化频繁,存在晶间孔、裂缝和溶蚀孔等多种储集空间类型,储集层非均质性极强,仅应用常规测井资料难以得到准确的矿物含量、孔隙度和孔隙结构信息,有效储集层识别困难。应用地层微电阻率扫描成像(FMI)测井、岩性扫描测井、常规测井和岩心分析等资料,基于岩石矿物组分,利用变骨架方法准确求取基质孔隙度,构建基质储集层因子,结合裂缝参数、FMI岩石构造、缝洞视面孔率和测试资料,建立了湖相混积碳酸盐岩储集层综合分类图版和分类标准,该标准在英西地区取得了较好的应用效果,也为其他地区复杂碳酸盐岩储集层测井评价提供了参考。     

基于岩电参数和颗粒直径的渗透率模型在低孔隙度低渗透率储层中的应用

基于RGPZ渗透率模型分析了岩石中电流导通性能、孔隙结构连通性和渗透率之间的相互关系,并用低孔隙度低渗透率储层的实际测井数据估算的颗粒直径和岩心岩电分析数据预测渗透率。在RGPZ渗透率计算模型中,考虑了反映岩石电流导通特性的地层因素F和表征孔隙结构弯曲度的胶结指数m,以及岩石颗粒直径,三者均可由电测井数据和/或实验分析得到。利用前人发表的多类实验数据和鄂尔多斯某探区的3口井实际测井资料验证了RGPZ渗透率计算模型有效性和对低孔隙度低渗透率储层的适应性,验证结果表明RGPZ渗透率计算模型预测的渗透率在没有微裂缝井段与实测渗透率吻合较好,但在微裂缝发育层段,需要考虑微裂缝对岩电参数的影响。     

中东地区高孔隙度低渗透率碳酸盐岩储层测井评价技术

中东地区某油田属于裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏,与中国常规的碳酸盐岩储层相比,该类储层具有高孔隙度、低基质渗透率、低电阻率、储层孔隙结构复杂、孔隙类型多、非均质性强及测井响应复杂等特点,使得该类储层在裂缝识别、储层参数计算和流体性质判别等方面遇到了许多问题和困难。针对该油田高孔隙度低渗透率裂缝-孔隙型碳酸盐岩油藏测井评价中存在的问题、难点,以及中国碳酸盐岩储层测井评价中存在的一些不足,通过岩心分析、薄片资料、岩石物理实验和现场应用等资料相结合进行深入的研究,开展裂缝-孔隙型碳酸盐岩储层定性、定量评价方法和理论的研究,建立一套较为完善的高孔隙度低渗透率碳酸盐岩储层测井评价方法。     

碳酸盐岩气层岩电参数实验

储层含油气饱和度是储量评价的基础。在以Archie公式为核心的储层含油气饱和度评价方法中,岩电参数是Archie公式应用的基础。通过开展岩电参数研究实验,对利用风干法和自吸增水法建立碳酸盐岩岩心含水饱和度进行了对比。研究结果表明,由于碳酸盐岩岩心孔隙结构、润湿性复杂,依靠自吸水方式,含水饱和度高于一定值后岩心将表现出不再自吸水的现象。自吸增水法所能够达到的最高含水饱和度一般都低于50%,相对于自吸增水建立的岩心低含水饱和度时的电阻率,被模拟地层水100%饱和时的岩心电阻率R_o 普遍偏高,100%饱和状态下的岩心电阻率大都偏离了低饱和度数据点拟合线的延长线。风干法和自吸增水法获得的指数n和系数b数值上具有明显区别,但变化趋势一致,且两种饱和度建立方法获得的指数n都与孔隙度具有较高的相关性,且都随孔隙度增大而降低。对基质孔隙度、渗透率都差的碳酸盐岩储层岩石的岩电研究中,含水饱和度建立十分困难。根据碳酸盐岩气藏成藏后气水运移规律及气藏内部气水平衡过程,风干法所获得的岩电实验关系更符合碳酸盐岩气藏含气饱和度评价的需要。     

降低碳酸盐岩地层孔隙度和渗透率计算不确定性的方法

碳酸盐岩储层受后期改造作用严重，使成岩作用、孔隙度、孔隙类型和声波速度之间相关性不强。用常规测井方法难以精确计算这种复杂储层的孔隙度和渗透率。介绍了提高碳酸盐岩孔隙度和渗透率计算精度的几种方法,即岩石物理反演法、数字图像分析技术、基于实验数据的渗透率模型法。这些新技术的应用实例表明:用岩石物理反演的孔隙度与岩心薄片的成像相吻合；用图像分析得到的大孔隙度在约束渗透率发散计算方面非常有用，使渗透率计算的不确定性降低2.5个数量级。将岩心实验测量、测井和地震相结合是提高孔隙度和渗透率等储层参数计算精度的发展方向。     

四川盆地海相页岩储层微裂缝类型及其对储层物性影响

为厘清地下页岩储层中微裂缝对页岩储层物性的影响，基于四川盆地涪陵页岩气田龙马溪组页岩岩心样品，以氩离子抛光-场发射扫描电镜观测、覆压孔、渗实验与CT扫描重构结合等手段为基础，利用图像拼接、图像灰度识别和阈值二值化分割技术，探讨裂缝类型及其对储渗的影响。结果显示：龙马溪组页岩样品中发育层理缝、贴粒缝、溶蚀缝、成岩收缩缝、异常压力缝及构造缝6种类型。在页岩储层中，微裂缝可以增加储层孔隙度，主要起增加储层导流能力的作用。微裂缝可以形成裂缝网络，连通页岩储层各个储集空间；贴粒缝是最主要纵向连通通道，页理缝是最主要横向连通通道，两者在空间上可以组合出最好的裂缝网络通道；贴粒缝本身可以组成以贴粒缝为主的微裂缝裂缝网络通道，溶蚀缝能在局部范围内组成裂缝网络，增加页岩储层连通性。有微裂缝样品渗透率均值是无微裂缝页岩样品渗透率均值的62.9倍，微裂缝对页岩储层渗透率具有很大影响。在地层条件下，页岩储层微裂缝在地下3 500 m以浅深度时，应为开启状态。考虑到页岩储层流体异常高压、沉积作用、构造作作用及其他岩石矿物特征，页岩微裂缝开启状态的深度可以适当增大。     

致密碳酸盐岩酸蚀蚓孔研究

基质酸化是碳酸盐岩储层最早使用的解除储层污染的增产技术之一。但现场实践表明,对于微裂缝不发育的致密碳酸盐岩储层,基质酸化效果往往不佳。该文利用压裂酸化工作液动态滤失实验系统,进行了系统的岩心驱替实验。通过改变酸液注入速率、实验温度及使用不同酸液体系等方法,对致密碳酸盐岩储层孔隙基质在酸化过程中蚓孔产生的可能性进行了实验研究。研究表明：对于致密碳酸盐岩,由于基质渗透率非常低,在10MPa的驱替压差下．酸液仍然很难进入岩心基质,所以酸岩反应仅能在岩石表面进行,即使部分酸液进入基质孔隙内,由于残酸难以快速滤失,所以鲜酸难以迅速补充,使得酸岩反应的类型仅能停留在密集型溶蚀阶段,难以形成深穿透的酸蚀蚓孔。此外,通过岩心流动实验对比,分析了高渗露头及致密岩心的流动反应特点,证实酸液在高渗透岩心表面及天然裂缝发育处能形成酸蚀蚓孔。最后,通过理论分析认为．对于致密碳酸盐岩储层基质酸化很难形成深穿透的酸蚀蚓孔。     

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。     

M6断块中低孔隙度渗透率砂岩储层饱和度模型优选方法

通过M6断块19块中低孔隙度渗透率砂岩样品的岩电实验结果得出,地层因素和孔隙度总体表现出非阿尔奇关系的特征,直接沿用Archie公式计算含水饱和度不准确。在Archie公式的基础上,分析了岩电参数m、n的变化规律,当n为定值时,认为m是影响饱和度精度的关键参数,在实验结果中归纳出m受无效导电孔隙(有效孔隙与有效导电孔隙的差值)的影响较大,提出利用无效孔隙求取m,进而提高Archie公式求取饱和度的精度。基于等效岩石组分理论对岩石导电性的影响,利用遗传算法求解方程组中每块样品的比例系数k和临界饱和度Swc,总结出变化规律,依据EREM模型采用迭代法得到相应的饱和度。通过对比3种方法求取的结果,结合试油层段的束缚水饱和度,表明EREM模型得到的含水饱和度最接近实际地层情况,而变参数Archie公式计算的结果次之。研究认为EREM模型更适合于中低孔隙度渗透率砂岩储层的饱和度计算。     

非均质碳酸盐岩饱和度指数研究

采用增水法测量低和特低孔渗碳酸盐岩储集层岩样的饱和度指数，分析结果表明，变化的饱和度指数随岩样自身的孔隙度和渗透率增加而增大，自然存在的高含水网络破坏了岩样孔隙水均匀导电的现象，对非均质碳酸盐岩储集层饱和度有着很大的影响。此方法对其它非均质储集层也有参考价值。     

柴达木盆地西部地区古近系湖相碳酸盐岩储层特征

柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组上段(E₃²)至上油砂山组(N₂²)广泛发育湖相碳酸盐岩。为研究其分布及储层发育特征,开展岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜及X射线衍射分析等工作。结果表明：(1)研究区湖相碳酸盐岩具有岩石类型多、相变快、陆源碎屑发育、普遍白云石化等特点;主要岩石类型有块状碳酸盐岩、纹层状碳酸盐岩、藻灰岩、颗粒碳酸盐岩,其分布与沉积微相及古环境密切相关。(2)研究区块状碳酸盐岩储集空间以晶间孔为主,局部发育裂缝,纹层状碳酸盐岩顺层微裂缝发育,藻灰岩储集空间以藻格架孔为主,非均质性强,颗粒碳酸盐岩受胶结作用影响显著。(3)块状碳酸盐岩平均孔隙度为10.6%,平均基质渗透率为0.03 mD,排驱压力为10.0 MPa,平均孔喉半径为0.038μm;纹层状碳酸盐岩平均孔隙度为7.4%,平均渗透率为0.76 mD,排驱压力为11.5 MPa,平均孔喉半径为0.071μm;藻灰岩平均孔隙度为10.1%,平均渗透率为9.09 mD,排驱压力为3.2 MPa,平均孔喉半径为0.117μm;颗粒碳酸盐岩...     

台北凹陷第三系油气储层特征及影响因素

台北凹陷第三系含油储层岩性以细砂岩为主．岩石学类型以岩屑长石砂岩和混合砂岩为主,含气储层岩性以砂砾岩为主,岩石学类型为岩屑砂砾岩。储层微观储集特征发育剩余原生粒间孔、粘土矿物杂基内的微孔隙及微裂缝等储集空间类型。孔隙结构以中孔、细喉道为主。为中高孔、中—低渗型储层。通过对储层物性影响因素的研究认为,岩石组构、沉积微相、成岩作用是影响该区储层物性的主要因素;碳酸盐胶结物及自生粘土矿物导致储层物性变差;粘土矿物在转化过程中释放的酸性水对碎屑颗粒和胶结物的溶蚀作用及烃类的后期注入在一定程度上起到了对储层原生孔隙的改善和保存作用。