基于数字岩心研究流体性质对裂缝性低渗透储层弹性参数的影响规律

为研究裂缝及流体性质对低渗透储层弹性参数的影响规律,采用X射线CT扫描技术构建低渗透储层岩石的3维数字岩心,应用图像处理算法加入定向排列的平行便士状裂缝,形成横向各向同性数字岩心,采用扩展的有限元方法计算含有裂缝的数字岩心的弹性模量,分析裂缝及流体性质对其弹性模量的影响规律。结果表明:裂缝纵横比和密度保持不变,随流体体积模量的增加,纵波各向异性参数呈线性趋势减小;裂缝密度和流体性质不变,随裂缝纵横比增加,储层岩石的弹性模量均呈线性增加;裂缝纵横比和流体性质不变,随裂缝密度增加,储层岩石的弹性模量也呈线性减小。     

基于梯度惩罚-生成对抗神经网络的页岩三维数字岩心重构

数字岩心技术在油气的勘探开发中发挥着越来越重要的作用。由于传统的数字岩心重构方法存在成本高、耗时长等问题,提出使用带有梯度惩罚的生成对抗神经网络(WGAN-GP)实现页岩的三维数字岩心重构。以三组分的页岩图像为训练样本进行模型的训练,得到了可以生成三维页岩图像的生成器模型,进而重构了多个三维岩心图像。将重构岩心与原始岩心进行了各种参数的对比分析,结果表明重构岩心与原始岩心具有很好的一致性,证明了本文方法的可靠性。使用WGAN-GP进行岩心重构具有岩心生成速度快、重构图像尺寸不受限制等优点,具有广泛的应用前景。     

陆相页岩油储层水力压裂裂缝形态的试验

水力压裂技术是在页岩油气藏中建立人工裂缝网络的一种重要方法,但由于各储层地质条件的差异性以及页岩具有的强非均质性,使得水力压裂裂缝形态十分复杂.为了了解长7陆相页岩油储层页岩水力压裂裂缝网络的形成机理,将室内真三轴水力压裂试验与基于计算机断层扫描的3D可视化模型相结合,初步探讨了水平应力差异系数、压裂液黏度和天然不连续面对岩样水力压裂裂缝形态的影响.结果 表明:页岩水力压裂裂缝形态按照复杂程度可以分为三类,即单一裂缝,鱼骨状裂缝和网状裂缝;低水平应力差异系数和低黏度压裂液有利于形成复杂的裂缝网络,较为合理的条件为水平应力差异系数为0 ～0.53,且压裂液黏度为0～17.1 mPa·s,在此条件下易形成鱼骨状裂缝或网状裂缝;此外,平行于层理面的天然不连续面有利于形成复杂裂缝网络,但是过多的天然不连续面开启是不利于主水力裂缝的形成和扩展.     

致密储层数字岩心重构及核磁共振响应模拟

基于物理过程法模拟沉积岩的沉积、压实和胶结过程,构建致密岩石的三维数字岩心。利用随机行走法模拟不同成岩过程岩石的核磁共振响应以及不同润湿性岩石孔隙中流体的核磁共振响应。模拟结果表明,岩石胶结成岩后孔隙半径减小导致核磁共振横向弛豫(T_2)分布的峰值向短弛豫方向移动,流体视扩散系数略小于自由扩散系数;致密岩石中随润湿相流体饱和度减小,润湿相T_2分布向短弛豫方向偏移,受限扩散越来越明显。     

基于数字岩心模拟的深层页岩气储层可压性评价模型

首先构建深层页岩气储层典型的三维数字岩心模型,再采用有限元分析模拟岩石弹性参数,然后利用摩尔斯分类法确定弹性参数控制因素敏感性相对大小,最终建立基于层次分析法的深层页岩气储层可压性评价模型。结果表明：经过与理论值与实验测试值误差分析,数字岩心模拟值可靠;经微地震监测和压裂施工曲线验证,基于数字岩心模拟建立的可压性评价指数与储层改造体积和压裂曲线取得较好的一致性,可为深层页岩气储层靶点层位选取和压裂工艺优化提供指导。     

基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法

针对碳酸盐岩微裂缝系统中曲面裂缝特征复杂,流动模拟难以进行的问题,提出一种求解曲面裂缝数字岩心渗透率的方法。首先构建平板裂缝数学模型,并利用格子布尔兹曼方法,得到以开度和倾角为基本参数的微裂缝模型的流动规律;其次基于平板模型的流动规律和曲面裂缝的基本特征将平板模型进行组合求解曲面裂缝的绝对渗透率;最后进行实例验证。结果表明该方法准确有效,可在识别出裂缝相关参数后预测岩心绝对渗透率,避免了大量数值模拟,提高了计算效率。     

页岩储层天然裂缝剪切滑移特性实验研究

为研究页岩储层天然裂缝剪切滑移特性,基于GCTS TRR-1000三轴力学系统,设计了注入流体和水力裂缝共同作用下的天然裂缝剪切滑移实验.实验结果表明:(1)天然裂缝在与水力裂缝相交前就发生了微小的剪切滑移(<0.02 mm),但此过程的剪切滑移是天然裂缝压实所致;裂缝相交后由于注入流体的作用天然裂缝发生破坏,进而产生...     

裂缝性储层三维可视化预测

裂缝发育带的预测是四川盆地须家河组这类致密碎屑岩储层预测成败的关键。结合井震资料,通过多属性分析,优选振幅、平均能量、混沌反射、振幅加权瞬时频率4种属性进行裂缝性储层地震响应特征分析,总结出裂缝性储层发育段具有弱振幅、低平均能量、低AWIF、高混沌发射的特征。在此基础上,利用三维可视化技术进行分析,认为对振幅、波阻抗类属性数据体,重点突出弱值;对混沌反射、自动断层检测等数据体,突出高值,形成了一套利用三维可视化技术进行裂缝性储层空间预测的技术。以振幅、混沌反射和自动断层检测数据体为例,针对某工区进行了裂缝性储层空间分布规律的三维可视化刻画,所得成果能够清晰地展现储层空间分布特征。     

苏北盆地古近系页岩油储层有效裂缝识别

为了查明苏北盆地古近系阜宁组四段（E1 f 4）裂缝型页岩油资源的富集规律,对钻孔岩芯所含裂缝进行了精细 地观察与描述,对区内E1 f 4 页岩基质和裂缝充填方解石进行了碳氧同位素测试、结合区域埋藏史、生烃史,总结了区 内油页岩储层裂缝成因类型与特征,划分了裂缝形成期次并识别了有效裂缝。结果表明：研究区E1 f 4 页岩裂缝可分 为4 种成因类型：平移式剪裂缝、正向剪切缝、逆向剪切缝和顺层缝;构造裂缝可分为5 期次,其中,第I 期为平移式 剪切缝,未见原油显示,形成于吴堡运动;第II 期为正向剪切缝,未见原油显示,形成于真武运动早期;第III 期为顺层 缝,原油显示丰富,形成于三垛运动中期;第IV 期为正向剪切缝,原油显示丰富,形成于三垛运动晚期;第V 期为逆向 剪切缝,属压性缝,形成于三垛运动末期。第III 期和第IV 期裂缝原油显示丰富,气测异常明显,为有效裂缝。     

微裂缝对低渗储层水驱油渗流规律的影响

微裂缝对低渗储层注水开发有很重要的影响,因此研究和认识微裂缝对开发此类储层具有重要意义.对长6储层5块具有微裂缝的天然岩心进行了室内水驱油实验研究,研究结果表明:①微裂缝对水驱油效率影响不大,但却增大了油水的渗流通道,改善了储层的渗透性;②微裂缝岩心无水驱油效率低,但最终驱油效率与无裂缝岩心相差不大;③微裂缝岩心与无裂缝岩心相比,相渗曲线两相区较窄,含水率上升较快.     

济阳拗陷页岩储层水平井裂缝扩展数值模拟

由于物理实验受到实验条件、数量的限制,难以对裂缝扩展规律开展大规模的研究。因此,在有了一定的岩石力学测试、页岩压裂破裂方式测试以及页岩压裂裂缝扩展物模试验的基础上,开展了页岩压裂裂缝起裂及扩展规律数值模拟研究。基于流固耦合Biot固结理论、Darcy渗流定律,采用最大拉伸强度准则和Mohr Coulomb准则损伤阈值进行单元损伤判断,引入全新的材料分布算法,建立了水力压裂裂缝扩展的有限元计算模型。进行了岩石样本的参数标定试验。采用有限元计算方法研究了地应力、页岩脆性指数、压裂液黏度和层理特征等关键物理参数对页岩裂缝扩展的影响。结果表明,当脆性指数较小时,水力裂缝主要沿最大主应力方向在页岩基质中扩展,难以转向形成复杂缝网。层理胶结强度较高时,水力作用即便在局部压开天然层理,也难以持续以大角度偏离,而只能形成比较单一的裂缝。地应力比、压裂液黏度越低,层理密度等特性越高时,裂纹网络越复杂。     

基于嵌入式离散裂缝和扩展有限元的裂缝性页岩油藏流固耦合高效数值模拟方法

通过耦合嵌入式离散裂缝模型和扩展有限元建立了一种适用于裂缝性页岩油藏的流固耦合高效数值模拟方法。该方法创新性在于:通过对裂缝进行显式降维处理,可以准确刻画水力裂缝对渗流场和应力场的影响,同时可以模拟水力裂缝开度的动态变化过程以及水力裂缝内流体压力对裂缝变形的影响;在划分网格时仅需对基岩系统进行正交网格剖分,不必考虑裂缝的几何形态,渗流场和应力场均选取一套网格,使得网格划分时的复杂度大幅降低。对于渗流方程求解采取模拟有限差分方法,满足局部质量守恒并且可以有效处理全张量形式渗透率;对于岩石力学方程求解采取扩展有限元方法,可以准确处理裂缝两侧的位移间断性。通过算例分析,本文方法的正确性与优势得以验证。     

数字岩心建模方法应用

数字岩心建模方法是进行岩石物理数值模拟研究的重要内容,建模方法的优劣关系到模拟结果的准确性和可靠性.阐述了数字岩心技术研究的必要性,介绍了数字岩心建模方法,并对几种有代表性的方法进行了重点讨论,给出了相应的构建实例,指出数字岩心技术可以准确地描述岩石的微观孔隙结构.以数字岩心为基础,提取的孔隙网络结构可以有效地进行岩石的声、电、渗透率和核磁共振响应模拟研究,为岩石微观机理的研究奠定基础.     

鄂尔多斯盆地长7段页岩油优质储层特征分析

以YJ1井为研究对象, 采用扫描电子显微镜和高压压汞技术, 对鄂尔多斯盆地长7段页岩油储集空间进行定性和定量表征; 通过核磁共振技术研究储层可动流体, 详细地探讨影响储层质量差异的主控因素。结果表明, 鄂尔多斯盆地长7段页岩油优质储层的岩性主要为细粒?极细粒岩屑砂岩, 沉积微相主要为砂质碎屑流沉积; 储集空间包括原生粒间孔隙和次生溶蚀孔隙, 粒间孔占比多于溶蚀孔。根据孔隙结构特征, 将储层划分为3类, 其中Ⅰ类储层为研究区内最优质储层。研究区储层流体的可动性主要受孔隙结构的影响, 可动流体主要分布在大孔隙内, 有效的孔隙体积是流体可动性的制约因素。研究区内砂质碎屑流成因的砂体是形成优质储层的必要条件, 岩石中骨架颗粒与胶结物的比例是导致储层物性变化的原因, 当骨架颗粒增加而胶结物含量降低时, 易形成优质储层。     

鄂尔多斯盆地三叠系长7油层组页岩储层特征

以单井储层地质分析为基础,结合样品实验测试分析、露头资料和前人研究成果,从页岩地球化学特征、岩矿特征和储层条件等方面对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组页岩储层特征进行了研究。长7油层组主要为深湖-半深湖沉积相;富有机质页岩主要分布在盆地南部,在下寺湾-富县一带和盐池-姬塬一带厚度最大;自南缘渭北隆起向西北埋深逐渐加大,埋深<2.5km。有机质类型以Ⅰ型为主,其次为Ⅱ型,有机碳质量分数为0.51%～22.6%,Ro分布于0.7%～1.2%。岩性以黑色纹层状页岩、粉砂质页岩为主。页岩储层储集空间分为基质微孔和有机质微孔,其中基质微孔主要由粒间微孔、晶间溶孔和黏土矿物晶间孔构成,有机质微孔主要为有机质演化过程中形成的油孔和气孔;物性表现为低孔、特低渗的特征。综合该套页岩储层的地化品质、岩矿组成、储集条件等,认为其具有一定的页岩油气勘探开发潜力。     

基于数字岩心的泥浆侵入数值模拟及微观机理

石油钻井中由于钻井液压力略大于地层压力,使得钻井泥浆侵入到原始地层中,改变地层的电阻率,进而影响电阻率测井的准确性。以岩心CT扫描得到的数字岩心模型为基础,利用格子玻尔兹曼方法来模拟泥浆侵入的过程,结合有限元方法计算泥浆侵入过程中岩心电学特性参数的变化,并结合岩心孔隙结构参数,从微观尺度上认识泥浆侵入过程,从而系统地分析泥浆侵入的微观机理。孔隙微观结构参数中,渗透率、孔隙连通性及孔喉半径对泥浆侵入和电阻率影响显著,在实际测井解释中,有必要针对不同渗透率的岩心建立相应的电阻率校正模型。     

数字岩心建模及其准确性评价

介绍了模拟退火算法构建数字岩心的方法,指出了该方法建模时存在的问题,并对算法进行了改进;引入格子Boltzmann方法,并用其对所建岩心的传导性进行了评价.研究表明:模拟退火算法所建数字岩心具有良好的各向同性,但因其渗透性过低而与真实岩心差异较大;通过在退火过程中适时清除孤立的岩石颗粒可进一步降低系统能量、优化孔隙空间、加快退火速度,最终建立的岩心具有良好的各向同性、孔隙连通性和渗透性;格子Boltzmann方法计算数字岩心的渗透率简便易行、结果准确,可对岩心是否各向同性和渗透性的好坏给出合理评判,因而可作为数字岩心建模准确性评价的重要标准.     

姬塬油田长4+5砂岩储层微裂缝与水驱油特征

目的对鄂尔多斯盆地姬塬油田长4 5砂岩储层微裂缝与水驱油特征进行综合研究。方法在研究区评价井、探井、生产井动态资料解释的基础上,通过岩心观察、薄片分析、真实砂岩微观模型水驱油实验的方法分析裂缝与水驱油特征。结果姬塬油田长4 5储层岩性主要为岩屑长石砂岩,岩屑平均含量17.1%;几乎在所有的岩石碎屑集合体中均发育有微裂缝,微裂缝的发育受控于3种因素:三角洲古坡度、成岩过程中的差异压实作用和构造运动。结论长4 5储层基质孔隙主要通过岩屑中的微裂缝相互连通,两者之间构成良好的网络连通系统;储层中微裂缝对储集空间的贡献作用不大,微裂缝能够降低注水压力,对于连通基质孔隙、提高储层的渗流能力起到重要的作用。     

吉木萨尔凹陷陆相页岩油储层测井定量解释

以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组陆相页岩油为研究对象,采用岩芯刻度测井和数据挖掘两种方法,分上、下甜点分别建立物性、含油性、微观孔隙结构及岩石力学等参数的测井定量解释模型,在矿场应用中储层评价精度得到大幅度提高,均达到85%以上。特别是多条曲线反演的渗透率模型,数据挖掘方法优选出3条测井曲线,既反映了绝对孔隙性对渗透率的贡献,又考虑了微观孔隙结构改造对渗透率的制约,用自然伽马和声波时差曲线分别表征泥质含量和压实胶结作用对渗流路径及渗流阻力的影响,相较于单因素模型,其计算精度提高了25.6%。另外,由于井眼环境、孔隙流体的重力分异以及地层在不同方向上的各向异性,水平井与直井测井曲线存在一定的偏差,基于直井测井曲线响应特征与岩芯分析资料建立的解释模型不能直接应用于水平井的储层评价。针对以上难题,建立两种测量方式测井曲线的转换图版和公式,在测井曲线转换的基础上,可以对水平段的储层进行定量解释。     

页岩储层微裂缝常规测井综合识别研究——以下寺湾油气田延长组长7段页岩为例

鄂尔多斯盆地下寺湾油气田延长组长7段黑色油页岩分布面积广、厚度大,页岩储层内发育北东向65°~85°微裂缝。结合前人研究成果,选取声波时差(AC)、自然伽马(GR)和补偿中子(EN)等三条对储层微裂缝敏感度较高的常规测井曲线,运用人工神经网络和小波变换对下寺湾油气田长7段页岩储层的微裂缝进行识别,取得了较好的效果,为页岩储层微裂缝识别提供了一种较精确的方法。