微观孔隙结构对致密砂岩渗吸影响的试验研究

目前对于渗吸的研究多集中于润湿性和界面张力,微观孔隙结构作为影响自发渗吸的主要因素之一常被忽略。利用核磁共振技术对致密砂岩渗吸过程中的油水分布变化进行了研究,同时采用恒速压汞、氮气吸附、高压压汞等试验手段求取了平均孔喉比、比表面、孔隙尺寸等表征微观孔隙特征的参数,并在此基础上分析研究了微观孔隙结构对渗吸的影响。试验结果表明:在致密砂岩渗吸过程中,中等尺寸的孔隙采出程度最大;孔隙度与渗吸采收率相关性不大,而渗透率越大,储层品质越好,渗吸采收率越高;平均孔喉比和比表面均与渗吸采收率负相关,比表面越大,中小喉道分布越多,孔喉比越大,越不利于渗吸流体的吸入和非润湿相的排出;中等孔隙比例越大,渗吸采收率越高,而由于黏滞力的作用部分小孔隙无法进行有效的渗吸,小孔隙比例增大对于渗吸采收率的提高不利。因此,储渗性能较好、中等孔隙占比较高的致密砂岩储层更适宜采用渗吸采油。      

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0.30μm,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。     

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。     

延长油田典型致密油储层渗吸-驱替采油机理定量分析

渗吸法驱油是致密油储层重要的采油方式之一,目前主要针对裂缝系统与基质系统之间的渗吸机理进行了较为深入的研究,但对于渗吸和驱替作用对渗流阶段采出程度的影响和贡献却未形成统一的认识。为此,基于延长油田水磨沟区长8致密油储层的孔隙结构分布特征以及裂缝系统和基质系统驱替压力特征分析,利用核磁共振技术定量表征驱替法和渗吸法对采出程度和可动流体分布的影响。实验结果表明:研究区致密油储层渗流能力的主控因素为喉道半径;裂缝性岩心样品基质系统的采出程度主要受控于渗吸作用,裂缝系统的采出程度主要受控于驱替作用;核磁共振定量分析驱替法和渗吸法的采收率分别为32.30%~39.32%和9.60%~19.49%;致密油储层岩心样品的微观孔隙结构复杂,且渗吸-驱替过程中流体流动方向受微观孔喉润湿性影响,因此渗吸法与驱替法的可动流体分布没有严格的孔隙尺寸界限。     

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。     

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.     

致密砂岩动态渗吸排驱核磁共振在线实验——以松辽盆地北部扶余油层为例

为进一步明确致密油藏动态渗吸过程基质孔隙的动用特征，分析闷井渗吸转排驱的时机对致密油开发效果的影响。利用核磁共振在线扫描开展致密砂岩渗吸排驱过程中不同孔隙流体动用实验，选取松辽盆地北部扶余油层致密砂岩岩心，开展动态渗吸排驱与核磁共振联测实验，结合矩阵转换法建立弛豫时间与孔隙半径的关系，量化分析渗吸排驱过程中基质内油和压裂液的分布情况，并推算了基质渗吸作用距离。结果表明：压裂液渗吸阶段，大孔主要起渗吸排油通道作用，中孔和小孔对渗吸采收率起主要贡献，占总渗吸采收率的75.22%，渗吸速度在前8 h内保持较高水平，初期由中孔和大孔贡献，中期以小孔和微孔为主；渗吸96 h转排驱后的总采收率和压裂液返排率达到最高值，分别为40.73%和55.38%；实验模拟的基质动态渗吸作用距离约为11 cm，通过相似原理换算出现场闷井时间30 d。研究成果对松辽盆地致密油开发方案制定具有指导意义。     

致密储集层渗吸影响因素分析与渗吸作用效果评价

为了探索如何有效发挥裂缝与基质之间的渗吸作用、提高致密储集层开发效果,采用高压大模型物理模拟系统和核磁共振等技术,建立了不同尺度岩心渗吸物理模拟实验方法,研究了致密储集层渗吸过程的影响因素,并构建了水驱油时渗吸作用的定量评价方法。研究表明:逆向渗吸过程中,渗透率越低,油滴析出越晚,渗吸平衡时间越长,采出程度越低;裂缝可有效扩大致密基质与水接触的渗吸面积和渗吸前缘的范围,减小油排出的阻力,提高渗吸速度和采出程度;岩石越亲水,岩样的渗吸速度和采出程度越高。顺向渗吸过程中,渗透率越低,渗吸作用越明显;驱替采出程度与渗透率呈正相关,而渗吸采出程度与渗透率呈负相关。注水吞吐的渗吸距离要大于单纯的逆向渗吸距离,渗透率和注入倍数越大,渗吸距离越大。致密储集层大规模体积压裂与改变储集层润湿性、注水吞吐相结合有利于提高致密储集层的渗吸效果。图9表2参23     

表面活性剂对致密砂岩储层自发渗吸驱油的影响

自发渗吸驱油是致密砂岩油藏比较重要的一种采油方式。为了研究表面活性剂对长庆油田致密砂岩储层渗吸效果的影响,采用核磁共振技术,根据天然岩心在地层水和表面活性剂中的自发渗吸实验,研究了不同润湿性岩心自发渗吸的特点,以及表面活性剂对中性润湿砂岩渗吸结果的影响。实验结果表明:强水润湿砂岩的渗吸采出程度为60%左右,而中性润湿砂岩的渗吸采出程度只有33%左右;表面活性剂的加入能够有效提高中性润湿砂岩的渗吸采出程度,0.05%HYZ-5的效果最好。通过岩心驱替实验评价了HYZ-5表面活性剂对中性致密砂岩周期注水采收率的影响,可以看出HYZ-5可以显著提高周期注水的采收率。现场试验证明,A井采用周期注水,注入HYZ-5表面活性剂溶液渗吸驱油后,取得了明显的增产效果,说明表面活性剂可以提高致密砂岩储层的自发渗吸驱油效率。     

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。      

致密砂岩油藏裂缝与基质间渗吸特征及主控因素

为提高致密砂岩油藏水驱基质动用程度,以鄂尔多斯盆地A83区块长8储层为研究对象,建立了基于核磁共振在线扫描的岩心水驱渗吸实验,研究了裂缝性致密砂岩储层水驱开发中基质的动用特征,从孔隙尺度定量评价了3类孔隙的采出程度,并对影响渗吸效率的4个因素进行了分析。结果表明,水驱动态渗吸过程可以划分为3个阶段：驱替作用下大孔隙采出程度快速增加、渗吸作用下微小孔隙采出程度缓慢增加、动态渗吸达到平衡。渗吸过程中微小孔隙动用程度最大,对总采出程度的贡献率最高,中孔隙作为连接微小孔隙和大孔隙的流动通道,动用程度最小。整个动态渗吸过程就如同一个有机体,想要最大程度提高总采出程度,就必须控制好驱替速度（0.1 mL/min）、表面活性剂质量分数（0.05%）和焖井时间（占总时间75%）,最大程度地发挥渗吸和驱替2种采油方式的作用,确保在提高微小孔隙采出程度的同时也尽可能地增大大孔隙的采出程度。     

基于分形理论的致密砂岩储层微观孔隙结构表征——以冀中坳陷致密砂岩储层为例

为了评价致密砂岩储层类型,为致密油气的勘探与开发提供理论依据,利用分形理论和高压压汞方法,结合储层物性资料,通过对11个致密砂岩样品的压汞实验,研究了冀中坳陷致密砂岩储层微观孔隙结构。结果表明:根据进汞曲线拐点,将致密砂岩储层孔隙系统按直径大小划分为裂隙(10μm)、大孔(1~10 μm)、中孔(0.1~1.0 μm)和微孔(0.1 μm)。依据分形理论,分别求取各尺度孔隙分形维数,验证了孔隙系统划分的正确性。根据不同尺度孔隙的分布频率,结合样品孔渗、排驱压力和退汞效率等参数将致密砂岩储层分为3类:Ⅰ类储层微孔分布频率高,但几乎无连通孔隙,具有较低的渗透率;Ⅱ类储层连通孔隙发育,但微孔较少;Ⅲ类储层不仅有大量微孔,同时有丰富的连通孔隙,渗透率也较高。通过分析得出,微孔分布频率越高,退汞效率越高,孔隙结构越简单,均质性越好;裂隙和大孔均决定了储层的渗流能力。因此,Ⅲ类致密砂岩储层为最优质的储层,可作为致密油气勘探与开采的首选目标。     

利用多尺度CT成像表征致密砂岩微观孔喉结构

为全面表征致密储集层微观孔喉分布及结构特征,对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组致密砂岩储集层样品进行纳米-微米多尺度CT三维成像研究.首先利用低分辨率微米尺度X-CT扫描获取直径为2.54 cm岩心柱内部微米级别孔喉结构特征,然后根据微孔分布特征,制备多个直径为65 μm的样品进行高分辨率纳米尺度扫描,重构纳米级微孔三维结构模型,最终计算出样品的孔隙度和渗透率.在微米尺度下,孔喉大小不一,直径为5.4～26.0.μm,呈孤立状,局部呈条带状;在纳米尺度下,微孔直径主要为0.4～1.5 μm,纳米级微孔数量增多,孔喉为管状、球状,分布于矿物颗粒(晶体)内部或表面.纳米级球状微孔连通性较差,三维空间呈孤立状,多仅作为储集空间,而纳米级短管状微孔具有一定的连通性,与微米级管状微孔和邻近孤立球状纳米微孔具有一定连通性,兼具喉道与孔隙的双重功能.数值计算样品渗透率为0.843×10-3μm2,孔隙度为10％.图5表2参21     

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。     

定边X区长8储层孔隙特征及其对油水流动的影响

致密砂岩储层微观孔隙结构及其孔隙空间中流体的渗流特征是影响油气田开发的关键因素。以定边X地区长8油藏为例,基于铸体薄片、扫描电镜、高压压汞等技术手段对孔喉结构特征进行分类和评价,通过油水相渗和渗吸实验,结合核磁共振技术,探讨了不同孔隙结构特征对渗流特征及油水流动下限的影响。结果表明:研究区孔隙结构复杂,非均质性强,分为中大孔型和溶孔缝型两类主要孔隙组合。中大孔型物性相对较好,中大孔占比高,水驱和渗吸驱油效率高,流体流动能力相对较好;溶孔缝型物性差,微纳米孔喉发育,水驱和渗吸效率低,残余油饱和度高。中大孔型和溶孔缝型的油水流动下限分别是0.08μm和0.075μm,表面活性剂可以明显改善流动能力,并降低流动下限至0.05μm,但是仍有大量残余油滞留在亚微米孔喉(1μm),中等孔径的孔喉(1～25μm)对自发渗吸起主要作用,中大孔径的孔喉是流体渗流的主要通道。     

CT技术在致密砂岩微观孔隙结构研究中的应用——以鄂尔多斯盆地延长组长7段为例

为揭示致密砂岩复杂的孔隙结构特征,应用高分辨率CT技术,对鄂尔多斯盆地延长组长7段致密砂岩样品开展了定量研究。利用CT阈值差异识别样品中的孔隙和喉道,从而获得致密砂岩高精度二维及三维孔喉图像;应用数字岩心方法建立致密砂岩孔隙网络模型,并根据模型中的定量参数分析,获得孔隙及喉道的半径分布及其对储集空间的贡献率、孔喉连通性等特征,实现了长7段致密砂岩微观孔隙结构特征定量表征：长7段致密砂岩微米级孔喉连续分布;半径大于2 μm 的孔隙是长7段致密砂岩的主要储集空间;孔隙、喉道间具有一定的连通性,配位数主要为1~3. 应用高分辨率CT技术可定量表征致密砂岩孔隙结构特征。     

大港油田沙一下亚段页岩油储层高压压汞与氮气吸附实验

为了较全面地表征大港地区页岩油微观孔隙特征,以渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷东营组沙一下层系页岩为研究对象,应用高压压汞、低温氮气吸附的实验手段,研究了大港页岩油储层微观孔隙结构特征,并对储层做出综合评价.结果表明:与长庆致密砂岩储层相比,大港页岩油储层纳米级孔喉占比较高,孔喉更加微细,渗流能力主要来自亚微米级孔喉,排驱压...     

鄂尔多斯盆地富县地区长8层段致密砂岩储层特征及充注下限

石油充注下限是致密油成藏研究的基础。鄂尔多斯盆地富县地区长8层段致密砂岩储层微观结构十分复杂,储层微观结构是影响石油充注的关键。利用场发射扫描电镜和CT方法定量研究致密砂岩储层孔隙-喉道特征;采用力学方法、录井分析法以及有效孔喉法综合分析致密储层充注物性下限与充注孔喉下限。研究结果表明,致密储层孔隙大小以纳米和亚微米级为主,孔隙平均半径为1.2 μm,喉道平均半径为0.1 μm,属于细孔-微细喉储层。经计算,长8致密砂岩储层孔隙度充注下限为4.5%,渗透率充注下限为0.04×10-3 μm2,源储界面储层孔喉充注直径下限为15.77 nm,储层内部孔喉充注直径下限为24 nm。综合分析认为油气能充注纳米级孔,根据压实及胶结程度由弱至强,最终石油分别以油珠状、喉道状和薄膜式赋存。      

致密砂岩储层孔隙结构及其对渗流的影响——以鄂尔多斯盆地马岭油田长8储层为例

致密砂岩油藏岩性致密、孔喉细小,贾敏效应及应力敏感性强,导致油气渗流规律不同于常规储层。为研究致密储层孔隙结构对渗流的影响,首先通过岩心观察、铸体薄片、扫描电镜及高压压汞等实验方法,研究了鄂尔多斯盆地马岭长8致密砂岩储层微观孔隙结构特征。结果表明,该储层平均面孔率较低,孔隙类型复杂,非均质性较强;渗透率小于1×10^-3 μm²的岩心纳米级与亚微米级孔喉占总孔喉的比例均较高（30％～55％）,渗透率大于1×10^-3 μm²的岩心微米级孔喉占总孔喉的比例增大。应用毛细管渗流模型分析了不同尺度喉道对渗透率的贡献,指出研究储层中亚微米级孔喉对渗流起主导作用。通过岩心驱替实验发现,油相（S_wc）最小启动压力梯度与岩心最大喉道半径之间呈幂函数负相关,最大喉道半径小于1.0 μm时,油相（S_wc）最小启动压力梯度随喉道半径的降低迅速增加;随岩心渗透率的降低,喉道分布曲线左移,喉道半径减小,对应岩心的流速-压差曲线非线性段增长。     

致密油藏孔喉分布特征对渗吸驱油规律的影响

自发渗吸是致密油藏中一种重要开发机理,构建准确的渗吸驱油数学模型对明确致密油藏渗吸驱油规律具有重要意义.基于毛管束模型,考虑束缚水和残余油饱和度,利用二维高斯分布函数拟合从高压压汞测量得到的致密砂岩孔喉分布,构建岩心尺度致密砂岩基质渗吸驱油数学模型,并通过致密砂岩渗吸实验对数学模型进行验证,开展渗吸规律影响因素分析,明...