碳酸盐岩储层复杂孔隙结构研究现状及进展

碳酸盐岩储层由于受沉积环境和成岩作用的影响,其往往表现出强烈的非均质性,传统储层“四性”评价已无法满足碳酸盐岩储层表征的要求,要想明确储层本质特征,微观孔隙结构评价成为必然选择。为了了解目前碳酸盐岩储层孔隙结构研究现状,在参阅大量文献的基础上,将目前碳酸盐岩储层孔隙结构评价方法系统分为五大类：实验分析法、核磁共振测井评价法、基于分形特征的定量表征法、成像测井孔隙度谱分析法和孔隙结构指数表征法。这些评价方法的使用均存在使用局限性,要想建立连续、方便及可靠的孔隙结构评价方法,今后还需从岩石导电机理方面深入研究,其中基于岩石物理实验分析及模拟的复杂孔隙导电规律是重要研究方向。     

孔隙型碳酸盐岩储层地质建模探讨

以中东白垩系生物碎屑灰岩为例,基于多个油田的岩心资料、铸体薄片资料、分析化验资料及测井资料开展研究,从孔隙型碳酸盐岩储层特征入手,总结了孔隙型碳酸盐岩储层建模难点及建模方法。孔隙型碳酸盐岩储层成因要受沉积作用和成岩作用双重控制,构造作用影响弱,生物碎屑含量高;以铸模孔、生物体腔孔和残余体腔孔等次生孔隙为主;储层厚度大,垂向非均质性强。研究表明:孔隙型储层建模难点主要在构建储层格架模型、储层属性模型及建模约束方法三方面:物性隔夹层隐蔽性强,测井解释困难;贼层成因多样,静态资料难以识别;微裂缝随机展布,空间展布预测困难;复杂的孔渗关系制约了渗透率模型的建立;强烈的成岩改造降低了沉积相对储层物性的约束,不同类型储层地球物理响应区分性低,造成井间模拟约束效果差。孔隙型储层建模的方法主要有相控建模、成因建模和等时建模,其中相控建模中基于岩相的相控建模应用最为普遍。同时指出孔隙型储层建模存在问题和不足:建模方法和随机模拟算法比较局限;储层构型研究薄弱,地质知识库不健全;地震多级约束方法、虚拟井约束方法及水平井建模技术等研究不够深入;储层的穿时性和展布方向模糊化制约了变差函数分析的有效性。     

碳酸盐岩双孔隙网络模型的构建方法和微观渗流模拟研究

碳酸盐岩油藏作为全球的主力油气储集层,在微观尺度上分布有大量发育的大孔隙和微孔隙,研究不同孔隙对其微观渗流特征的影响具有重要意义．本文基于碳酸盐岩中分别描述大孔隙和微孔隙特征的单一尺度孔隙网络模型,利用整合法构建出能够同时描述大孔隙和微孔隙特征的双孔隙网络模型,最后模拟各网络模型的渗流过程,计算相应的渗流特征参数并同岩心实验室渗透率进行了对比．结果表明,基于整合法构建的双孔隙网络模型可根据区间域随机产生任意大小的网络尺寸,不仅同时包含大孔隙和微孔隙的几何拓扑结构信息,而且可同时描述大孔隙和微孔隙的渗流特征,能够较好描述真实碳酸盐岩油藏中多尺度孔隙特征．双孔隙网络模型的绝对渗透率和实验室岩心结果基本一致,水湿油藏条件下对比各网络模型的相对渗透率曲线发现,双孔隙网络模型的等渗点含水饱和度均大于大孔隙和微孔隙网络,其残余油饱和度明显减少,这是由于大孔隙和微孔隙的整合极大地提高了双孔隙网络的连通性,进而大幅度提高网络的渗流能力,本研究为碳酸盐岩微观渗流研究提供了重要的理论基础．     

中东碳酸盐岩油藏孔隙结构对驱油效果的影响

中东地区碳酸盐岩油藏与国内碳酸盐岩油藏的孔隙结构差别明显,其储层多以孔隙型结构为主。中东H油田M层碳酸盐岩油藏储层可划分成四种孔隙结构:基质型、基质孔隙型、溶孔孔隙型及孔洞孔隙型,针对四类孔隙结构岩心开展2种水样条件下水驱油模拟实验,研究孔隙结构类型和注入水样对水驱效果的影响。结果表明:储层孔隙结构类型影响岩心水驱油效果,相同条件下,基质型及基质孔隙型岩心水驱含水率上升平缓,孔洞孔隙型岩心含水率上升较快;基质孔隙型岩心相对渗透率曲线的共渗区间最大,水驱采收率最高。改变注入水样,矿化度较低注入水样的驱采收率较高,即注入水的矿化度和离子浓度也会对水驱油效果产生影响。研究结果为碳酸盐岩油藏开发和现场水源选择提供参考。     

砂岩储层孔隙结构分形特征描述

在前人对孔隙结构分形特征研究的基础上,利用分形几何理论,建立了描述储层孔径分布的分形几何公式和储层毛管压力曲线的分形几何公式;利用岩心压汞测试资料,建立了描述孔隙结构的分形几何模型,探讨了砂岩孔隙结构的分形特征.研究表明孔隙的分形特征是分区域的,分形维数可以定量描述孔隙的非均质性,分形维数大,砂岩孔隙分布的非均质性强.依据建立的孔隙分形模型,在考虑孔隙结构、润湿性变化的基础上,根据函数公式和毛管束模型,推导出了油水相对渗透率的理论预测公式.根据所得到的理论预测公式,进行了相对渗透率曲线预测.预测结果表明,预测曲线与理论曲线是一致的.同时,可用于长期水驱后油水相对渗透率的预测和不同储层相渗曲线的归类,指导油田开发.     

碳酸盐岩双孔隙数字岩心结构特征分析

基于扫描电子显微镜(SEM),分别获取用来描述碳酸盐岩大孔隙和微孔隙特征的低分辨率岩心薄片和高分辨率岩心薄片,利用马尔可夫链蒙特卡洛方法构建相应的大孔隙数字岩心和微孔隙数字岩心,并通过叠加法构建出同时描述大孔隙和微孔隙性质的碳酸盐岩双孔隙数字岩心,最后对数字岩心的孔隙结构特征进行分析评价。结果表明:马尔可夫链蒙特卡洛法能够基于真实岩心薄片快速构建出三维数字岩心;叠加法构建的碳酸盐岩双孔隙数字岩心的孔隙连通体积比明显提高,微孔隙的叠加对提高整个碳酸盐岩双孔隙数字岩心的连通性有着重要影响;碳酸盐岩双孔隙数字岩心孔隙尺寸分布大体上遵从双峰分布,能够同时描述大孔隙和微孔隙特征。     

湖南省泥盆系碳酸盐岩孔隙的初步研究

将湖南泥盆系碳酸盐岩的孔隙(显孔隙)按成因划分为原生孔隙、次生孔隙和次生裂隙3类。面孔隙率较高的岩石集中于棋梓桥组上部及佘田桥组下部的过渡层位,平均面孔隙率为1.80～2.57％,因而该层位是较为有利的油气储集及容矿空间。用扫描电镜观察碳酸盐岩特别是孔隙率偏低的泥晶碳酸盐岩可以发现更为复杂的微孔隙类型。白云石化作用、重结晶作用及压溶作用有利于次生孔隙形成。而稍晚的溶解及淋溶作用叠加可形成并扩大有效孔隙,提高岩石的面孔隙率。发育于棋梓桥组上部及佘田桥组下部过渡层位的淡水潜流压实一胶结等5种成岩相中岩石的次生孔隙率和面孔隙率较高。     

基于孔隙网络模型的碳酸盐岩岩心跨尺度分析

现有微观孔隙结构研究手段多局限于在微尺度提供孔喉尺寸、孔喉比等孔隙结构参数,所得结果无法直接应用于岩心尺度及矿场尺度等宏观尺度的研究中,其研究结果与储层实际结合具有一定困难。为此,从多尺度评价角度出发,以碳酸盐岩岩心数据体为研究对象建立孔隙网络模型分析碳酸盐岩微观孔隙结构,在此基础上,根据分布函数及分形函数对其进行尺度升级,获得岩心尺度评价参数。结果表明：尺度升级后的岩心表现出明显低渗、致密特性,与孔隙网络模型分析结果相符。可见,对微观孔隙结构分析结果进行尺度升级具有一定可行性,并且升级结果对于宏观尺度的评价工作具有一定的理论意义。     

川东石岩系碳酸盐岩孔隙演化中的埋藏胶结作用

碳酸盐岩孔隙演化爱各种成岩作用的控制，其中胶结构作对孔隙定价经起了重要作用。利用地球化学分析手段，对川东石炭系碳酸盐岩胶结构进行了研究，碳酸盐岩存在白云岩粒间胶结和石灰岩粒间胶结两肿胶结物，不同成岩时期及成岩环境形成的胶结物的地球化学特征差异显著。     

中东地区孔隙型碳酸盐岩油藏水平井水淹模式

水平井注水开发是中东地区孔隙型碳酸盐岩油藏的主体开发技术之一,而水平井水淹是制约注水开发效果的关键因素,为了尽快建立这类油藏的高效注水开发方式,需要对水平井水淹规律及其模式进行深入研究。与中国缝洞型碳酸盐岩油藏不同,中东孔隙型碳酸盐油藏具有发育生物碎屑灰岩、孔隙结构呈多模态、物性夹层及高渗条带普遍分布等特征,注水开发效果存在很大不确定性。岩心分析和测井解释表明高渗条带、断裂带和高黏流体是薄层孔隙型碳酸盐岩油藏水平井水淹的主控因素,导致水平段各部分见水不均衡,表现为点状见水局部水淹、多点见水局部水淹和线状见水整体水淹三种类型。基于主控地质因素和动态响应特征建立四类水平井水淹模式,并分析了不同模式下水平井见水规律、剩余油分布特征及开发调整对策。研究成果可以为中东地区孔隙型碳酸盐岩油藏水平井水淹治理和注水开发调整提供理论和技术指导。     

碳酸盐岩礁滩相储层分类

研究以岩石组构、孔隙结构和岩石物性三者之间的相互联系为基础,按照岩石结构成因类型、优势孔隙类型、孔隙结构/物性分类进行多层次划分,将晚古生代以后的孔隙型礁滩相储层分为4大类、10小类,其中细－粗粒间溶孔的残余颗粒灰岩、细－粗晶间孔的残余颗粒云岩、非组构选择性溶孔的结晶碳酸盐岩是主要的优质储层类型,此种分类方法兼顾储层的地质成因模式与其自身特定的渗透性、弹性声波等物理属性,有助于改善储层类型的测井等地球物理手段识别效果,对碳酸盐岩礁滩相储层建模及评价具有重要意义.     

中东地区强非均质性碳酸盐岩储层测井评价方法及应用

中东地区孔隙型碳酸盐岩储层具有岩石类型多样、孔隙结构复杂、非均质性强等特征,应用单一测井方法或参数难以进行有效的储层评价和分类。针对该类强非均质性孔隙型碳酸盐岩储层,提出了基于视阻抗Z、核磁测井T₂对数平均优化参数、成像测井面孔率和偶极横波测井各向异性参数多参数表征的测井综合评价方法,构建了常规测井储层识别、核磁测井孔隙结构评价、成像测井孔隙类型识别和偶极横波测井孔隙发育程度判断的评价体系。将其应用到伊拉克A油田Mishrif组储层分类评价中,分类评价结果能够有效地划分储层类型,结果与岩心实验分析结果吻合度高,对中东地区碳酸盐岩储层测井评价提供了有力支撑,对其他地区类似储层评价具有借鉴价值。     

复杂储层三重孔隙结构评价方法及其应用

复杂储层储集空间由孔、缝、洞组成,具有很强的非均质性。正确认识和评价复杂储层的形成机制、控制因素和分布规律,关系到油气勘探的成败和油气开发效率的高低。运用常规测井资料,建立了符合非均质各向异性特点的三重孔隙结构测井解释与评价模型,利用双重孔隙指数对孔隙度进行了校正,无须高新测井技术即可对复杂储层进行有效的评价。此方法在富台潜山油气藏应用中经试油检验,与实际符合率超过80%,证实该研究思路对复杂储层油气勘探具有推广应用前景。     

复杂储层三重孔隙结构评价方法及其应用

复杂储层储集空间由孔、缝、洞组成，具有很强的非均质性。正确认识和评价复杂储层的形成机制、控制因素和分布规律，关系到油气勘探的成败和油气开发效率的高低。运用常规测井资料，建立了符合非均质各向异性特点的三重孔隙结构测井解释与评价模型，利用双重孔隙指数对孔隙度进行了校正，无须高新测井技术即可对复杂储层进行有效的评价。此方法在富台潜山油气藏应用中经试油检验，与实际符合率超过80％，证实该研究思路对复杂储层油气勘探具有推广应用前景。     

常规方法预测碳酸盐岩地层压力的偏差分析

碳酸盐岩异常地层压力成因不同于碎屑沉积岩的欠压实机制,其纵波速度-孔隙度关系分散,采用常规方法进行碳酸盐岩地层压力预测具有很大的不确定性。基于等效介质理论,计算不同孔隙结构碳酸盐岩的纵波速度,在此基础上,分析孔隙结构导致的常规地层压力预测方法的预测偏差。结果表明:在应力状态、矿物组成和孔隙度相同条件下,裂隙类孔隙使地层压力预测结果偏高,易造成井漏、储层污染等问题;溶孔类孔隙使地层压力预测结果偏低,易诱发溢流、井涌等复杂情况;当裂缝、溶孔共存时,地层压力预测偏差的正负不仅受裂隙与溶孔相对体积比的影响,也受其绝对体积含量的控制;对于复杂孔隙结构碳酸盐岩,油气钻井工程中采用常规的地层压力预测方法和井身结构设计系数存在较大的安全隐患。     

致密油储层孔喉微观结构表征技术研究进展

 致密油储层中孔隙是储集油气的空间与渗流发生的主要场所，且其孔隙分布呈现多种尺度，储层微观孔隙结构精确表征是非常规油气研究的重点与难点。对目前致密油储层孔隙结构表征技术进行了分类，总结了实验数据分析技术、图像分析技术与数字岩心技术的内涵及发展，并指出了其测试孔隙大小范围和优缺点；展望了致密油储层微观孔隙结构表征技术的发展趋势。     

苏里格气田致密气层测井精细建模方法

鄂尔多斯盆地苏里格气田是低渗透致密砂岩气藏的典型代表,根据毛细管压力曲线形态,基于自组织神经网络技术,建立了孔隙结构测井自动判别和分类渗透率计算模型,有效提高渗透率计算精度;在储层导电机理研究基础上,建立了基于粘土束缚水、微孔隙水和自由水“三水”并联导电的含水饱和度计算模型,显著提高了储层含气性评价精度。实际测井资料处理解释结果与岩芯分析资料对比,验证了方法的可行性和准确性。     

致密储层渗吸特征与孔径分布的关系

致密油气藏资源量巨大,作为重要的替代能源可以极大地缓解中国的原油对外依存度。致密储层微纳米孔隙发育,毛细管力渗吸作用强,充分发挥渗吸排驱作用对提高致密油气产出至关重要。然而,由于致密储层孔隙结构复杂,目前对于渗吸特征与孔径分布之间的关系尚不清楚。选取致密火山岩和页岩开展实验,并与致密砂岩进行对比。通过高压压汞测试和自发渗吸实验分别获得致密储层孔径分布和渗吸特征参数,并建立两者之间的相关关系。结果显示致密储层渗吸体积与时间的双对数坐标系下,自发渗吸曲线呈现三段式特征:初期直线段、曲线段和后期直线段。其中初期直线渗吸段为主要阶段,吸水速度大大超过扩散段,且吸水量占总吸水量的比例超过90%,可采用渗吸指数和扩散指数对渗吸特征进行表征。渗吸指数和扩散指数与孔径分布特征关系密切;渗吸指数约为0. 5,主要反映了宏孔孔径分布特征,渗吸指数越大,宏孔越发育;扩散指数低于0. 3,主要反映了中孔分布特征,扩散指数越大,中孔越发育。本文研究有助于理解致密储层渗吸特征与孔径分布的关系,对发挥渗吸驱替作用和提高致密油气高效产出具有重要意义。     

黔北地区二叠系龙潭组页岩微观孔隙特征及其储气性

为了深入研究黔北地区海陆过渡相页岩储层微观孔隙结构特征,选取了二叠系龙潭组钻井岩心页岩样品进行氩离子抛光-场发射扫描电镜实验、氮气吸脱附实验、及相关地化和等温吸附等测试,研究页岩微观孔隙类型及孔隙结构特征,并探讨微观孔隙对页岩储气性能的影响。研究结果表明,龙潭组页岩储层的孔隙类型主要包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、微裂缝4种,以矿物颗粒粒间孔和黏土矿物粒内孔最为发育,有机质孔发育较少,这主要是因为Ⅲ型干酪根显微组分为结构稳定的镜质组和惰质组在生烃过程中不易产生有机质孔;氮气吸附实验结果显示龙潭组页岩孔隙类型复杂,主要表现为两类：细颈广体的墨水瓶孔隙和四边开口的平行狭缝型孔隙,孔径主要介于3～5nm,以发育中孔为主,BET比表面积平均为15.846m2/g,BIH总孔体积平均为0.01258ml/g;龙潭组页岩样品吸附气含量较高（平均为2.37m3/t）,页岩储层微观孔隙对吸附性能有重要的影响,其中吸附气含量与页岩的孔径呈负相关关系,与页岩的比表面积、孔体积呈较好的正相关关系,页岩的纳米级孔隙为烃类气体的赋存和运移提供了有利条件。