致密砂岩储层可动流体分布特征及影响因素——以鄂尔多斯盆地姬塬油田延长组长8油层组为例

可动流体参数是评价致密砂岩储层渗流特征的重要指标。基于核磁共振可动流体测试原理,对姬塬油田延长组长8油层组不同小层下的6块典型致密岩心样品进行了可动流体特征研究,并以毛细管压力曲线为基础,将核磁共振T₂谱分布换算为孔喉半径分布,确定了可动流体的最小孔喉半径。利用铸体薄片、黏土矿物X射线衍射、场发射扫描电镜以及纳米CT扫描等技术,分析了可动流体的影响因素。分析表明,研究区长8油层组致密储层的核磁共振T₂谱形态主要表现为4种类型：右峰发育型、单峰型、右峰微发育型、左右峰相当型;可动流体主要赋存于大孔隙和中孔隙内,部分微-小孔隙中也赋存有一定量的可动流体;可动流体百分数为6.89%~70.09%,可动流体孔隙度为0.39%~5.62%,可动流体所占的最小孔喉半径为0.024~0.555 μm,其分布范围广,反映了姬塬油田长8油层组具有较强的非均质性。可动流体参数与储层孔隙度的相关性较差。造成长8油层组中可动流体参数差异较大的主要影响因素包括渗透率、孔喉结构特征、黏土矿物的含量及赋存方式、次生孔隙的发育程度及孔喉连通性、微裂缝发育程度等。     

火山岩气藏不同岩性核磁共振实验研究

利用核磁共振技术,并结合离心实验,确定出可动用流体对应的下限离心力为2.76MPa;由毛管力原理,计算出可动用喉道半径下限为0.05μm,确定了火山岩储层可动用下限实验标准。研究结果表明:火山岩储层不同岩性可动流体驰豫时间(T₂)截止值与渗透率的关系与砂岩可动流体T₂截止值的变化规律不同。火山岩岩样的可动流体T₂截止值随渗透率增大而减小,并与裂缝发育程度相关。不同岩性可动流体T₂截止值由大到小依次为流纹岩、熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩、角砾熔岩、火山角砾岩。不同岩性火山岩储层岩样的可动流体百分数总体而言随渗透率的增大而增大,束缚水饱和度随渗透率的增大而减小。     

渝西地区海相页岩储层孔隙有效性评价

基于页岩储层中毛细管束缚水、黏土束缚水、黏土结合水和干酪根核磁共振响应特征,开展了页岩储层孔隙有效性评价研究。选取渝西地区Z202井、Z201井3 500 m以深页岩样品开展渐变离心与渐变干燥处理后的核磁共振实验,确定了页岩储层中毛细管束缚水、黏土束缚水和基底信号的T₂截止值（T_2cutoff）,分别为0.98~1.08 ms,0.25~0.55 ms,0.12~0.20 ms。3个不同的T_2cutoff逐渐减小,对应的可动水饱和度、毛细管束缚水饱和度和黏土束缚水饱和度分别在29.72%~48.12%、10.25%~20.19%和12.97%~15.68%;200℃干燥后的岩心核磁共振T₁-T₂图谱揭示页岩中存在不连通孔隙;通过定量划分页岩储层孔隙系统,确定了有效孔隙下限的核磁共振T_2cutoff（平均值为0.4 ms）,对应的孔径下限为4.25 nm。据此,建立了识别页岩储层孔隙流体类型、划分页岩储层孔隙系统、评价页岩储层孔隙有效性、确定储层有效孔径下限等系列页岩储层的有效性评价技术和方法。     

页岩油储层孔隙流体的全直径岩心二维核磁共振图谱特征及评价方法

如何客观评价页岩油层中的孔隙流体,准确测量和定量表征页岩油及致密油储层含油饱和度与可动油含量等参数,已经成为当前急需解决的重要技术难题。通过率先在国内引入车载移动式全直径岩心核磁共振测量仪,开展了页岩油岩心现场测试分析和评价研究工作,实现了现场对钻井取心进行连续、高精度、无损的快速核磁共振扫描,弥补了核磁共振测井和室内岩心实验的不足,填补了国内页岩油全直径岩心现场测量技术空白。结合现场岩心描述、其他配套实验数据及试油验证,系统总结出不同流体组分的二维核磁共振T₁—T₂图谱特征,明确了不同孔径中油、水信号的T₁/T₂比值变化规律,建立了基于全直径岩心二维核磁共振图谱特征的孔隙流体组分分析方法及识别标准,实现页岩油、致密油及复杂碎屑岩等储层孔隙流体组分准确识别与流体饱和度定量解释。车载移动式全直径岩心二维核磁共振测量技术方法在松辽盆地古龙页岩油、鄂尔多斯盆地长7₃页岩油、河套盆地勘探评价中发挥了重要作用,在大庆、长庆、西南、华北、新疆等致密油气田已规模应用,取得良好效果。     

致密砂岩气储层微观孔隙结构与分形特征——以松辽盆地长岭气田登娄库组为例

致密砂岩储层的孔隙结构是决定其储层物性及油气产能的重要因素,也是当前致密储层研究的热点。以松辽盆地长岭气田登娄库组致密砂岩为研究对象,通过核磁共振、恒速压汞、铸体薄片及扫描电镜等实验资料,用定性和定量相结合的方法对致密气储层孔隙结构特征进行表征;基于饱和和离心状态下测量的T₂谱进行分形分析,探讨孔隙结构参数与可动流体之间的关系,开展储层孔隙结构分类评价研究。结果表明：登娄库组致密气储层孔隙类型多样,主要发育残余粒间孔、长石溶蚀孔和黏土矿物晶间孔,孔喉关系以大孔细喉和小孔粗喉为主,核磁共振T₂谱呈双峰或单峰分布。研究孔隙结构特征与可动流体关系发现,最大连通喉道半径才是控制可动流体大小的主要因素。致密气储层孔隙结构具有分形特征,离心状态T₂谱计算的分形维数D₂(2.355 1～2.803 5)要高于饱和状态的D₁(2.239 9～2.755 7),表明微小孔隙域决定了微观复杂性,中大孔隙域控制了宏观储层品质。综合储层的储集能力和流体的赋存特征将长岭气田登娄库组致密气储层划分为3种类...     

特低渗透砂岩储层可动流体赋存特征及影响因素

利用核磁共振技术,对鄂尔多斯盆地延长组特低渗透砂岩储层样品进行了测试;对可动流体孔隙度参数进行了定义,分析了可动流体的赋存特征及影响因素.研究结果表明,特低渗透砂岩储层核磁共振T₂谱截止值低,可动流体含量低.可动流体参数分布范围宽且具有较强的非均质性,渗透率越高,可动流体参数与渗透率的相关性越强;渗透率越低,可动流体参数衰减速度越快.特低渗透砂岩储层微裂缝发育程度、黏土矿物充填孔隙程度、次生孔隙发育程度及重结晶等微观孔隙结构特征是可动流体的主要影响因素.     

致密砂岩储层可动流体分布及影响因素研究——以吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

明确可动流体含量、分布及影响因素是有效评价致密储层开发潜能的基础。选取准噶尔盆地芦草沟组21块致密砂岩样品,采用核磁共振T₂谱分析和离心实验相结合的方法,测量岩样在不同含水饱和度下的核磁共振T₂谱,并辅以铸体薄片和扫描电镜技术分析储层可动流体含量差异的影响因素。结果表明：储层岩样核磁共振T₂谱主要呈现为5种形态,复杂的储层微观特征和孔喉结构均是导致核磁共振T₂谱形态多样的主要原因;储层建立束缚水饱和度的最佳离心力是400～450 psi,计算得到可动流体饱和度为29.44%～68.92%,平均值为46.69%,不同岩样可动流体含量和分布均有明显差异,可动流体分布的有效孔喉半径下限约为50 nm,储层主流喉道半径为70～200 nm;可动流体含量和物性参数之间的关系表明,对于物性较差的储层,渗透率是决定可动流体含量的主要因素,但对于物性较好的储层,渗透率对可动流体含量的影响较小;孔隙类型、形状及表面粗糙程度均会影响储层束缚水含量和分布;储层次生孔隙的发育程度及分布、孔喉半径大小及连通性、黏土矿物的充填程度及产状和裂缝的发育情况都会对可动流体含量产生影响。该研究成果可为致密储层开发潜力评价提供依据。     

基于核磁共振T2分布的页岩油流体组分含量计算方法

页岩油储层流体赋存状态多样、矿物成分复杂,导致各流体组分含量难以准确计算。为此,提出基于连续小波变换与高斯分布函数结合计算页岩油各流体组分含量的方法。基于聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)实验结果,获得包含无机孔隙水、有机孔隙油、骨架、黄铁矿以及有机质的页岩多组分数字岩心。利用随机游走方法模拟数字岩心在不同回波间隔时的核磁共振回波串,将其反演得到无机孔隙水、有机孔隙油和有机质的核磁共振T₂分布以及所有组分(无机孔隙水、有机孔隙油和有机质)的核磁共振T₂分布。利用连续小波变换处理所有组分的T₂分布,得到二维小波系数矩阵,对其谱峰进行识别获得小波空间中不同尺度谱峰的位置参数和形状参数,构造不同尺度的高斯分布函数,对T₂分布进行分解,选取最优分解结果来计算各流体组分的含量。对比不同回波间隔时该方法计算的各流体组分含量与基于随机游走方法模拟得到的各流体组分含量,结果表明:该方法的计算结果与基于随机游走方法模拟得到的各流体组分含量的绝对误差较低,验证了该方法的有效性。该方法可为页岩油的勘探开发提供技术支撑。     

特低渗储层微观孔隙结构与可动流体赋存特征——以二连盆地阿尔凹陷腾一下段储层为例

为了明确二连盆地阿尔凹陷腾格尔组腾一下段储层微观孔隙结构和可动流体赋存特征,开展了扫描电镜、铸体薄片、X射线衍射、高压压汞、恒速压汞和核磁共振等实验研究。结果表明：①腾一下段储层微观孔隙结构分为3种类型,不同孔隙结构具有不同的可动流体赋存特征。②Ⅰ类大孔喉结构,孔喉组合主要为粒间孔-孔隙缩小型喉道和粒间孔-缩颈型喉道,喉道半径大,孔喉半径比小,核磁共振T₂谱主要为左低右高双峰型,可动流体饱和度高;Ⅱ类孔隙结构,主要为粒间孔-片状喉道组合与溶蚀孔-片状喉道组合,T₂谱主要为左高右低双峰型,可动流体饱和度中等;Ⅲ类孔隙结构,主要为粒间孔-片状喉道组合、溶蚀孔-片状喉道组合和晶间孔-管束状喉道组合,喉道半径小,T₂谱为左单峰型,可动流体饱和度低。③储层物性、微观孔隙结构、黏土矿物含量对可动流体赋存具有重要影响,其中喉道特征是影响可动流体赋存的最主要因素,喉道半径越大,大喉道越多,可动流体饱和度越高。该研究成果对阿尔凹陷腾一下段储层的高效开发具有指导意义。     

柴达木盆地涩北地区第四系泥岩型生物气储层孔隙有效性评价

通过低场核磁共振实验分析了柴达木盆地涩北地区第四系泥岩型生物气储层在饱和水状态及渐变烘干温度状态下的T₂谱,明确了孔隙流体的核磁响应特征,以评价孔隙的有效性。研究结果表明： ①核磁共振实验是以饱和水状态T₂谱为基础,采用正态分布函数拟合构建了离心束缚水T₂谱,确定了可动流体和毛管束缚流体T₂截止值,用于划分出流体类型并开展了孔隙有效性评价。②研究区岩样饱和水状态T₂谱谱峰呈左小右大的形态,右峰幅度值远大于左峰,占T₂谱幅度值90%以上;随着烘干温度的升高,T₂谱幅度减小且左移趋势明显;束缚水T₂谱形态近似于正态分布,起始位置与饱和水状态的T₂谱基本重合。③研究区可动流体T₂截止值T_{2 C1}平均为3.3 ms,毛管束缚流体T₂截止值T_{2 C2}平均为1.8 ms;孔隙流体包括可动水、毛管束缚水和黏土束缚水,黏土束缚水T₂小于T_{2 C2},毛管束缚水T₂大于T_{2 C2}且小于T_{2 C1},可动流体T₂大于T_{2 C1};毛管束缚水含量最高,黏土束缚水其次,两者占总孔隙流体的84.43%～95.06%,可动水含量低。④研究区储层有效孔隙占总孔隙的54.99%,主要为毛管束缚孔,黏土束缚孔为无效孔隙;黏土含量越高,有效孔隙度越小。     

鄂尔多斯盆地富县地区三叠系延长组长73亚段页岩油储层特征与勘探前景

鄂尔多斯盆地富县地区三叠系延长组长7₃亚段沉积期位于湖盆东部沉积中心,蕴藏着丰富的页岩油资源,具有较好的勘探前景,但对于页岩油储层特征研究较少,缺乏储集特征和含油性研究,制约了页岩油勘探部署实践。以富县地区长7₃亚段为研究对象,利用岩心观察、全岩矿物X-射线衍射分析、氯仿抽提、核磁共振、有机碳及孔隙度测试等多种手段,从岩石矿物学特征、储集空间、孔隙结构、含油气性等方面开展分析,明确了长7₃亚段发育泥页岩类、粉—细砂岩类、凝灰岩类三大岩石类型,泥页岩类根据纹层发育程度又可细分为4种岩石类型。泥页岩段矿物组成主要为石英、长石、碳酸盐矿物和黏土矿物,还有少量的黄铁矿。储层主要发育粒间孔、粒内孔、有机质孔及微裂缝4种储集空间类型。粉—细砂岩中、大孔比较发育,核磁共振T₂谱以多峰型和左偏单峰型为主;黑色页岩微孔相对较发育,大孔相对较少,核磁共振T₂谱以多峰型、右偏单峰型为主。含油气性好、油饱和度指数高的粉—细砂岩是长7₃亚段最优的页岩油储层,其次是纹层状泥页岩。综合...     

核磁共振测井在致密含气砂岩中的应用

通过对核磁共振测井的T₂谱及其T₂截至值的合理选取，解释并获得了鄂尔多斯盆地西缘上古生界山西组、石盒子组致密砂岩储集层的总孔隙度、有效孔隙度、毛细管束缚水体积、可动水体积及渗透率等参数，据此预测的储集层孔隙结构特征与岩心分析测试结果很吻合。研究还发现，致密含气砂岩的T₂谱具有分布范围窄-中等，波形及差谱分析谱位置明显后移、分布中等、呈单峰的典型特征。结合常规测井资料，综合研究了致密砂岩储层特征及其含气层的测井响应。经测试验证，致密含气砂岩储层的核磁共振测井解释结果十分可靠，表明核磁共振测井可用于该区致密含气砂岩复杂储集层评价。     

准噶尔盆地吉木萨尔页岩油不同温压CO2吞吐下可动性实验研究

准噶尔盆地吉木萨尔页岩油储集层主要发育微纳尺度孔喉裂隙系统,同时油质黏稠,动用难度大,注CO₂吞吐是提高采收率的重要技术。为了认清吉木萨尔页岩油储层注CO₂吞吐下的可动性规律,对该区芦草沟组45块岩心进行了研究。储层岩性为云屑砂岩、砂屑云岩和岩屑砂岩;储层覆压孔隙度介于2.0%～22.7%之间,平均为11%,覆压渗透率平均为0.01×10-3 μm2,小于0.1×10-3 μm2的样品占比达90%以上。根据岩心物性分类,选取20块岩样开展核磁实验,对页岩油低场核磁共振实验测量的6个关建参数进行了优化;通过将页岩油压汞实验数据和低场核磁共振实验数据对比,在对数坐标下建立了页岩岩心的T₂值与孔隙半径之间的线性关系,通过T₂谱定量获得了页岩的孔隙半径分布。在此基础上,在不同温压条件下开展9种CO₂吞吐实验,结合采收率、动用程度等指标分析得知,半径小于300 nm的小孔隙中页岩油难以动用,300～1 000 nm的中孔隙和大于1 000 nm的大孔隙中页岩油动用程度相对较高,且随着温度和压力的提高而增大。      

吴起油田长4+5储层流体饱和度研究

核磁共振实验可以对储层流体进行有效性评价。通过核磁共振实验中对流体氢核NMR(核磁共振)信号的观测,可以直接对岩石孔隙中的流体进行定性测量,得到储层的有效孔隙度、渗透率、可动流体和束缚流体体积等与储层物性相关的有效地质信息。从核磁共振测试图谱可以看出:被测试的6块岩样的T2谱有较大的形态变化,且均有单双峰结构,表明该类储层孔隙类型较为复杂,伴随着渗透率增大,逐渐呈现出右峰,且左峰逐渐降低,右峰升高,说明岩样随渗透率增大,大孔隙所占比例逐渐增大。     

页岩油储层裂缝对CO2吞吐效果的影响及孔隙动用特征

为了分析页岩水力压裂后产生的裂缝对CO₂吞吐效果的影响,采用低场核磁共振测试技术,开展了不同渗透率级别页岩CO₂吞吐试验,研究了裂缝对不同渗透率储层CO₂吞吐效果的影响。研究发现,裂缝显著提高了CO₂吞吐初期的采油速度和采收率;但随着渗透率升高和吞吐次数增多,裂缝对采收率的影响程度逐渐降低;渗透率对裂缝岩心的吞吐效果影响明显小于无裂缝岩心,表明裂缝能够降低渗透率对CO₂吞吐采收率的影响;随着吞吐次数增多,裂缝提高大孔隙原油采出程度的幅度减小,而提高小孔隙原油采出程度的幅度增大,但大孔隙仍是原油的主要产出部位。研究结果表明,大孔隙原油的产出主要靠体积膨胀和溶解气驱,速度快且产量大;而小孔隙中原油的产出主要靠抽提和传质方式,过程缓慢且产量小。研究结果为评价裂缝性油藏的产油特征、改善生产动态提供了理论依据。      

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7段致密储层水平向可动流体特征及其影响因素分析

以离心实验与核磁共振实验为主,辅以铸体薄片分析、场发射电镜扫描、纳米级CT扫描、X-射线衍射黏土矿物分析以及常规压汞分析,对鄂尔多斯盆地陇东地区长7段致密储层GP41-65水平井的6块岩心样品(水平跨度44.48m)进行水平方向可动流体特征及其影响因素研究。结果表明:研究区长7段致密储层饱和模拟地层水状态下T_2谱形态为左峰高于右峰的双峰态,对比离心后的T_2谱可知可动流体主要分布于中大孔隙内;并且6个岩心样品的微小孔隙与中大孔隙的比例有明显差异;核磁共振实验结果显示可动流体T_2截止值与储层孔隙度、渗透率相关性均较好,基于核磁共振实验原理可知T_2截止值与可动流体孔喉半径下限具有对应关系;通过T_2分布换算孔喉半径分布的方法,得出6个样品可动流体孔喉半径下限相差10.5倍,平均为0.62μm,可动流体分布特征与参数差异性表明长7段致密储层水平向非均质性较强;而储层孔喉半径分布、次生孔隙发育情况及孔喉连通程度、不同类型黏土矿物含量和赋存形态以及充填孔喉程度、微裂缝发育与充填程度是致密储层可动流体参数差异性较大的影响因素,其中长石溶蚀孔的发育和呈蜂窝状、搭桥状充填孔隙的伊利石的发育则为主控因素。     

混积页岩油甜点富集机理与含油性评价方法

构建准噶尔盆地吉木萨尔二叠系芦草沟组页岩油有效含油性及可动性分级评价标准,甄选出含油性好、可动油饱和度高的优质甜点是页岩油高效开发的关键。开展页岩油甜点富集机理、不同流体赋存状态与储层孔隙结构关系的分析研究。研究结果表明,吉木萨尔二叠系芦草沟组页岩油甜点具有混积型页岩油特征,甜点具有弱运移-滞留型的成藏模式;甜点的孔隙结构主要受粒级及成岩作用溶蚀强度的控制,甜点的含油性、可动性与储层孔隙结构相关,明确了页岩油不同流体赋存状态与分布特征;基于核磁共振实验的页岩油弛豫机理与弛豫模式奠定了吸附油、游离油孔隙度和含水性定量表征的物理基础,构建了核磁共振T₂谱分簇计算页岩油不同赋存状态流体饱和度的定量表征技术。计算的可动油饱和度与水平井产能、稳定含水率具有较好的一致性,为页岩油水平井井位优选、试采方式、产能评价提供了依据。     

四川盆地东部下三叠统嘉陵江组储层特征

四川盆地东部下三叠统嘉陵江组（T₁j）天然气探明程度约为T₁j总资源量的10 %，显示勘探潜力较大。文章通过对TT₁j储集空间特征、储集条件及储集类型等综合研究，认为T₁j纵向上多套储产层由于孔洞缝发育程度的差异，T₁j⁵₁、T₁j⁴₃、T₁j²₂主要为裂缝-孔隙型储层，T₁j⁴₁-T₁j³、T₁j²₃、T₁j²₁-T₁j¹主要为孔隙-裂缝型或裂缝型储层；T₁j²₂-T₁j¹、特别是T₁j²₂孔隙储层是有利目的层；云安厂构造带中-北段、磨盘场-老湾构造、高峰场构造T₁j²₂-T₁j¹及洋渡溪构造T₁j²₂是有利的目标区块，有良好的油气勘探前景。     

超深油气井核磁共振测井影响分析及谱形态校正

准噶尔盆地超深井使用油基钻井液钻井,但侵入地层的油基钻井液影响了核磁共振测井的物理响应特征,使其无法真实地反映地层的孔隙结构。通过高温岩心核磁共振实验,发现油基钻井液侵入后束缚峰降低、可动峰增大,钻井液侵入前、后总孔隙度变化不大。通过实验参数分析,将储层分为3类建立校正模型。应用结果表明,校正后的T₂谱能更真实地反映孔隙结构特征,计算前可动孔隙度与计算后可动孔隙度相比,其平均相对误差从25%下降到7%,有效提高可动孔隙度的解释精度。该研究为准噶尔盆地南缘地区勘探部署提供测井技术支撑。     

基于核磁共振技术研究页岩自发渗吸过程

页岩储层水力压裂初期形成水锁,导致压裂液返排率低,关井一段时间后水锁自动解除,为研究出现该现象的原因,运用了低磁场核磁共振技术研究压裂液在页岩自发渗吸过程中的分布特征。结果表明：砂岩和火山岩T₂谱均存在3个峰,随自发渗吸时间的增加,核磁信号振幅均匀增加,表明砂岩和火山岩自发渗吸过程中,所有孔隙均匀吸水;但页岩T₂谱具有双峰特征,且自发渗吸过程中核磁信号振幅增加具有不对称特征,右峰（大孔隙和裂缝）在自发渗吸初期被迅速充满,随自发渗吸时间的增加,左峰的左翼振幅逐渐重合,表明液体优先充满微孔隙,右翼振幅逐渐增加,稍大孔隙逐渐被液体充填,且右翼整体向右移动,表明页岩中出现了大量的新孔隙,新增孔隙是吸水膨胀产生的微裂缝。