砂岩、致密砂岩及页岩中孔喉大小的研究
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致密油储层岩石孔喉比与渗透率、孔隙度的关系I. 引言A. 研究背景B. 研究目的C. 研究意义II. 定义和理论基础A. 致密油储层B. 孔喉比C. 渗透率D. 孔隙度E. 相关理论原理III. 不同孔喉比条件下渗透率与孔隙度的实验研究A. 实验方法B. 实验结果C. 实验分析IV. 岩石孔喉比对致密油储层物性的影响A. 实验方法B. 实验结果C. 实验分析V. 岩石孔喉比与致密油储层渗流特性之间的关系A. 孔隙度、孔喉比和渗透率之间的关联B. 孔隙度、孔喉比和渗透率的影响因素C. 岩石孔喉比与渗透率的定量关系VI. 总结与展望A. 主要结论B. 不足与展望C. 进一步研究方向参考资料第一章:引言岩石孔喉比是致密油储层物性研究中的关键参数之一,其与渗透率和孔隙度的关系对于致密油储层的勘探、开发和生产具有极大的意义。
本篇论文旨在探讨致密油储层岩石孔喉比与渗透率、孔隙度之间的关系,提出相关理论和实验验证,为致密油储层的优化开发和高效利用提供理论基础和实践指导。
第二章:定义和理论基础2.1 致密油储层致密油储层是指孔隙度低、渗透率小、并具有压裂增透潜能的油气储层。
其储层孔隙度大多小于10%,渗透率小于1mD,因此储集油气的能力较差,开发难度大。
目前,万亿级储量的致密油储层已成为油气勘探开发的热点之一。
2.2 孔喉比孔喉比是岩石内孔的总表面积与孔隙体积之比,是描述岩石孔隙分布的重要参数之一。
在同一孔隙度的条件下,孔喉比愈高,岩石内通道的长度愈短,油气移动的路径愈简短。
因此,在致密油储层的勘探开发中,对岩石孔喉比的研究与理解对于油气产出的精准估计和有效开发具有重要意义。
2.3 渗透率渗透率指流体在孔隙中移动时,单位时间内通过单位横截面积的流体体积。
它是储层对流体流动的阻力大小的反映,可用于评估储层的含油气性和开采潜力。
在致密油储层的开发中,渗透率低,导致凝析积累,致使油气开采难度大。
2.4 孔隙度孔隙度是指岩石中孔隙的体积与岩石体积之比,用来描述岩石储集油气的能力。
第7期肖胜东:非常规油气地质理论与勘探技术进展・65•♦川“叩、专论与综述|"^■iiii>iiii>iiii>iiii>iiii>iiii>iiii>iiii>inX非常规油气地质理论与勘探技术进展肖胜东,赵思远,杨宏拓(陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075)摘要:进入21世纪,以北美引导的页岩革命,在非常规油气地质理论和勘探技术方面取得战略突破,改变了世界能源分布格局。
本文系统阐述了常规和非常规油气地质理论的差异,梳理了近年来非常规油气勘探技术取得的重大进展;详细分析了非常规勘探“六特性”测井评价技术系列和非常规“甜点区”评价的4项关键技术。
最后探讨了非常规油气取得重大突破,对石油工业理论技术、世界能源结构和格局产生的深远影响。
关键词:非常规油气;非常规地质理论;“甜点区”评价;页岩油中图分类号:TE122文献标识码;A文章编号:1008-021X(2021)07-0065-02Progress in Geological Theory and Exploration Technology ofUnconventional Oil and GasXiao Shengdong,Zhao Siyuan,Yang Hongtuo(Research Institute of Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Co.,Ltd.,Xi'an710065,China)Abstract:Into the21st century,the shale revolution led by North America has achieved strategic breakthroughs in unconventional oil and gas geological theories and exploration technologies,in addition reshaping the world's energy landscape.This article compares the differences between conventional and unconventional oil and gas geological theories,and summarizes the major advances in unconventional oil and gas exploration technologies in recent years;A detailed analysis of unconventional exploration "six characteristics"logging evaluation technology series and unconventional"sweet spot"evaluation of4key technologies.Finally,it discusses the major breakthroughs in unconventional oil and gas,which have a profound impact on the theory and technology of the petroleum industry,and the world's energy structure and pattern.Key words:unconventional oil and gas;unconventional geological theory;"sweet spot"evaluation;shale oil1非常规油气特征非常规油气是用传统技术无法获得自然工业油流,需用新技术改善储层渗透率或地层流体性质才能经济开采的连续或准连续型聚集油气资源[1]。
延气2井区盒8段致密砂岩储层低产的微观孔喉原因黄国丽;张静;薛辉;王卓;张婷;张乐乐【摘要】结合薄片鉴定、X衍射、压汞、气水两相相渗及核磁共振测试数据,研究认为延气2井区盒8段储层孔渗平均分别6.8%,0.81×10-3μm2,为典型致密砂岩气层;其发育溶蚀作用形成的孔隙,如岩屑溶孔、粒内溶孔,面孔率最大达3.5%;受溶蚀作用形成的溶孔与其他孔隙类型组合形成了复杂的孔隙空间,如晶间孔-粒间溶孔,面孔率达3.1%。
压汞曲线分析表明,盒8段Ⅱ类储层最发育,局部出现裂缝,造成储层高渗、低饱特点。
Ⅱ类储层孔喉虽多,但半径细小,绝大多数喉道无贡献,大于0.86μm喉道仅占21%,对渗透率贡献达78%;储层孔喉半径比484,孔喉结构差;加之高束缚水饱和度,强亲水,虽含气饱和度高于15%时,天然气就能流动,但可动流体饱和度普遍低于35%,造成盒8气层产能偏低,需采取措施改善增加连通性。
%According to the thin section authentication, X-ray diffraction, mercury injection, two phase relative permeability and nuclear magnetic resonance ( NMR) , it is concluded that:He 8 reservoir was a typical tight sand-stone gas-formation, with average porosity 8. 4%, permeability 0. 81 mD, dissolution pores with surface porosity 3. 5% developed most. The intragranular dissolved-intracrystalline pore was the main combination type. In terms of mercury injection parameters curve characteristics, the favorable reservoir is mainly the type II. Sometimes, be-cause of crack, reservoir with high permeability, low saturation characteristic in the study area. There are serious fine throats in type II reservoir, with no contribution most. Although the throat than 0. 86 μm account for only 21%, but contribution to permeability of 78%;the structure of pore-throat is badwith pore throat radius ratio 484. In additionally, He 8 reservoir, with strongly water wetting. As long as the gas saturation of reservoir is higher than 15%, the natural gas can flow under the appropriate pressure drop, the movable fluid saturation of the reservoir are generally less than 35%. Hence,improvement measures are essential to improve the yield of gas.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)014【总页数】6页(P146-151)【关键词】致密砂岩;孔隙结构;核磁共振【作者】黄国丽;张静;薛辉;王卓;张婷;张乐乐【作者单位】延安大学石油工程与环境工程学院,延安716000;延安大学石油工程与环境工程学院,延安716000;中国石油长庆油田勘探开发研究院,西安710065;延安大学石油工程与环境工程学院,延安716000;延安大学石油工程与环境工程学院,延安716000;延安大学石油工程与环境工程学院,延安716000【正文语种】中文【中图分类】TE112.23鄂尔多斯盆地致密砂岩储层是继特低渗储层研究之后的新热点。
致密砂岩的岩石物理特征研究文献综述摘要:致密砂岩是一种非常规的砂岩,一般由致密的碎屑岩组成,主要包括粉砂岩、细砂岩以及部分中-粗砂岩。
致密砂岩气藏与深盆气藏和盆地中心气藏以及持续性聚集型气藏有着紧密的联系。
本文在对致密砂岩气层的成藏地质特征进行了总结,并介绍了地震响应特征有关的岩石物理参数(例如纵横波速度、密度、泊松比、含气饱和度)等相关概念,在此基础之上,介绍了关于国内外致密砂岩的岩石物理特征研究的基本情况。
关键词:致密砂岩气层岩石物理特征研究现状一、致密砂岩气层及其岩石物理特征1.致密砂岩气层的成藏地质特征致密砂岩气藏的地质成因由多方面因素控制,主要有沉积作用、成岩作用和构造作用,但前面二者起到主控作用。
沉积物的物源特征和沉积环境控制着储层物性、岩性以及孔喉结构分布,其中,地层的沉积作用是形成储层低孔低渗特性最基本的作用条件,不仅控制着这类储层的物性特征,还决定了成岩作用的类型和强度。
一般情况下,低孔低渗储层主要形成于冲积扇沉积等近源沉积相带或前三角洲沉积等远源沉积相带中。
致密砂岩气藏的一般特征为:(1)基质颗粒杂乱,分选性差,孔喉结构复杂,渗透率较低;(2)致密气藏的非均质性较强,岩性变化大,井与井之间的小层划分及对比难度大;(3)储层具有高含水饱和度,低可流动流体饱和度,以及低气体相对渗透率;(4)气体驱替压力高,存在启动压力现象;(5)气水关系复杂,油、气、水的重力分异不明显,在毯状致密砂层中气和水呈明显的倒置关系,在透镜体状致密砂岩含气层系中一般无明显的水层,致密气藏一般不出现分离的气水接触面,产水不大,含水饱和度高(大于40%);(6)分布隐蔽,常规的勘探方法难以发现。
深层浅层成藏关系密切——在致密化程度高而晚期构造相对活动地区,高丰度超压天然气侧向运移困难,势必寻求垂向突破,产生烟囱作用。
2.致密砂岩气层的岩石物理参数早期的地震数据主要用于构造解释,通过构造结合其它地质信息的综合研究,进行间接地推断该构造的含油气性。
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段为例尤源;牛小兵;李廷艳;杨孝;淡卫东【摘要】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;半径大干2μm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.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】4页(P227-230)【关键词】鄂尔多斯盆地;延长组;致密砂岩;孔隙;喉道;CT技术【作者】尤源;牛小兵;李廷艳;杨孝;淡卫东【作者单位】低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,西安710018;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,西安710018;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,西安710018;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,西安710018;中国石油长庆油田分公司油藏评价处,西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,西安710018;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,西安710018【正文语种】中文【中图分类】TE112.3鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段发育典型的致密砂岩储集层,勘探开发实践证明,油气在这种致密砂岩中也能聚集成藏,并能形成规模巨大且具有勘探潜力的油气资源[1-2],这引起了人们对致密砂岩微观孔隙结构的普遍关注[3-4]。
论低渗透储层的研究方法所谓低渗透油藏,不仅指其渗透率低,而且指其是有独特的微观孔隙结构,最主要的原因是其孔喉结构较常规储层要密集。
目前,大部分油田开发开采已进入中后期,多以低渗透和特低渗透储层为主,开发难度大,开采方式有别于常规储层。
微观孔隙结构特征直接制约着宏观地质现象,宏观地质现象的形成由微观孔隙结构组成决定。
所以从微观孔隙结构特征入手进行研究,来认识储层宏观地质特征并指导开发是一种非常重要的手段。
因此,我们通过研究储层的微观孔隙结构特征及分类研究来,加快研究区储层开采及提高采收率最重要的研究方向。
标签:低渗透储层;孔隙结构;数字岩心1引言我国大多数油田经历数十年的勘探与开发,常规储层资源的产能日益枯竭,从目前石油资源剩余储量及勘探规划来看,现存可开采的石油资源主要分布在低渗透和特低渗透储层。
今后石油地质开采很可能以低渗透储层为主,低渗透储层具有巨大的开发空间和开发潜力,同时也具有较大的开发难度,因此低渗透储层成为学术研究和油田生产中勘探开发的重点,若要实现低渗透储层的大力开采,提升油气采出率,就要深入研究了解低渗透储层特点并作出符合实际开采的合理评价。
2 低渗透储层的研究方法常规储层孔隙结构特征的研究方法主要包括岩石物理实验和数值模拟方法两种,常用的岩石物理实验包括物理模型法、铸体薄片、扫描电镜、常规压汞实验、恒速压汞实验和核磁共振等,目前国内外研究微观孔隙结构特征中应用最广泛、对孔隙结构描述精度最高的方法是CT 扫描方法。
数值模拟方法是针对无法进行的实验,通过计算机模拟和数据处理,比较抽象,然而可以快速得到结果,耗时短,可以弥补实验工作的不足。
低渗透储层的研究正不断深入,关键在于对其具有的微观孔隙结构进行研究。
通过实验和观察发现低或特低渗透性的油气层与多数正常类型油气层本质上的不同在于微观孔隙结构的不同,所以描述低渗透储层的特征就是描述其微观孔隙结构特征。
研究微观孔隙结构的方法经过不断改进,最初的物性分析到常规方法,再到现阶段应用高端仪器的实验测量法。
致密砂岩孔喉结构分析与渗透率预测方法——以川中地区侏罗系沙溪庙组为例陈少云;杨勇强;邱隆伟;王小娟;杨保良;叶热杰普·哈布腊什木【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2024(46)1【摘要】致密砂岩储层孔喉结构精细表征和渗透性预测是优质储层评价和开发的关键。
以川中地区侏罗系沙溪庙组为例,利用高压压汞实验和分形理论,对孔喉结构进行静态表征,探讨孔喉结构、分形维数、储层物性之间的关系,进而分析孔喉结构对渗透率的贡献,建立渗透率预测模型。
沙溪庙组样品可分为4种类型:Ⅰ类样品排驱压力低、物性好、孔隙连通性好、平均分形维数为2.11,孔隙以半径大于0.1μm 的大孔和中孔为主,半径大于1μm的孔喉贡献了90%以上的渗透率;Ⅱ类样品排驱压力在0.4~1.0 MPa之间,平均孔渗分别为9.72%、0.375×10^(-3)μm^(2),分形维数为2.20,半径大于0.1μm的中孔含量上升,并贡献了大部分渗透率;Ⅲ、Ⅳ类样品排驱压力与分形维数明显高于Ⅰ、Ⅱ类样品,孔隙度低且缺乏大孔导致渗透率较低。
半径大于0.1μm的大孔和中孔贡献了沙溪庙组98%以上的渗透率。
分形维数是指示孔喉结构的良好标志,分形维数与孔喉半径、最大进汞饱和度、渗透率均呈现明显的负相关关系,而与排驱压力、孔喉相对分选系数呈正相关关系。
分形维数与孔喉组成有着强相关性,基于分形维数、孔隙度、最大孔喉半径建立了“孔隙型”储层渗透率定量预测模型。
【总页数】13页(P202-214)【作者】陈少云;杨勇强;邱隆伟;王小娟;杨保良;叶热杰普·哈布腊什木【作者单位】中国石油大学(华东)地球科学与技术学院;深层油气全国重点实验室;中国石油西南油气田公司勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE122.2【相关文献】1.多参数约束的致密砂岩储层渗透率预测方法——以川西拗陷中江气田沙溪庙组为例2.致密砂岩储层孔隙结构分形研究与渗透率计算\r——以川西坳陷蓬莱镇组、沙溪庙组储层为例3.基于核磁测井孔喉分布的致密砂岩储层评价方法——以四川盆地Q地区沙溪庙组二段为例4.四川盆地川中地区沙溪庙组致密含气砂岩地震预测方法及应用5.四川盆地川中地区侏罗系沙溪庙组致密砂岩储层特征及成因因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
文章编号:1001-6112(2021)01-0077-09㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.11781/sysydz202101077致密砂岩储层微观孔喉分布特征及对可动流体的控制作用钟红利1,张凤奇2,赵振宇3,魏㊀驰2,4,刘㊀阳2(1.西安科技大学地质与环境学院,西安㊀710054;2.西安石油大学地球科学与工程学院,西安㊀710065;3.中国石油勘探开发研究院,北京㊀100083;4.中交一公局集团有限公司,北京㊀100024)摘要:为分析致密砂岩储层多尺度微观孔喉分布对可动流体的控制作用,以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部三叠系延长组长6㊁长7和长8油层组为例,将高压压汞与核磁共振技术结合,研究致密砂岩储层多尺度微观孔喉分布特征,将离心实验与核磁共振T2谱分析技术相结合,探讨致密砂岩储层可动流体的分布特征,两者结合研究致密砂岩储层孔喉分布对可动流体的控制作用㊂研究区延长组致密砂岩储层微观孔喉半径分布范围宽,分布在0.6 3050.8nm,主体分布在10 500nm,表明该致密砂岩储层主要发育微㊁纳米级孔喉,主体为纳米级孔喉;致密砂岩储层中可动流体饱和度为9.83% 25.64%,平均值为17.53%,普遍较低㊂储层孔隙度和储层渗透率与可动流体孔隙度具有较好的正相关性,表明储层物性条件对致密砂岩储层可动流体分布具有较好的控制作用;大于50nm孔喉占全部孔喉比率㊁大于100nm孔喉占全部孔喉比率㊁最大孔喉半径㊁峰值孔喉半径等参数与储层可动流体孔隙度均具有较好的正相关性,表明储层中相对较大孔喉,尤其大于100nm孔喉的分布对致密砂岩储层可动流体含量具有重要的控制作用;孔喉的分选系数与可动流体含量表现为正相关,这主要与致密砂岩储层中孔喉半径分布较宽且分选好的致密砂岩主要以细小孔喉为主有关㊂关键词:高压压汞;核磁共振;可动流体;致密砂岩;延长组;鄂尔多斯盆地中图分类号:TE122.2㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:AMicro⁃scalepore-throatdistributionsintightsandstonereservoirsanditsconstraintomovablefluidZHONGHongli1,ZHANGFengqi2,ZHAOZhenyu3,WEIChi2,4,LIUYang2(1.CollegeofGeology&Environment,Xi anUniversityofScienceandTechnology,Xi an,Shaanxi710054,China;2.SchoolofEarthSciencesandEngineering,Xi anShiyouUniversity,Xi an,Shaanxi710065,China;3.ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,PetroChina,Beijing100083,China;4.CCCCFirstHighwayEngineeringCompanyLtd.,Beijing100024,China)Abstract:Tounderstandtheconstrainsofmulti⁃scalemicroscopicpore-throatdistributionstothemovablefluidintightsandstonereservoirs,high⁃pressuremercuryinjectionandnuclearmagneticresonance(NMR)wereemployedtoobtainthedistributioncharacteristicsofmicro⁃scalepore-throatdistributionsofChang6,Chang7andChang8oil⁃bearingsectionsoftheYanchangFormationinthesoutheasternpartoftheYishanslope,OrdosBasin.TheoccurrencesfeatureofmovablefluidintightsandstonereservoirswerealsoinvestigatedbycentrifugalexperimentandtheT2spectrumanalysisofNMR.Resultsshowthatthemicroscopicpore-throatradiusdistributioninthetightsandstonereservoirsofYanchangFormationhasawidedistribution(rangingfrom1.13to3050.80nm),mainlydistributedfrom10to500nm,referringtomicro⁃andnano⁃scalepore-throatsandmainlywerenano⁃scale.Themovablefluidsaturationintightsandstonereservoirsrangedfrom9.83%to25.64%withanaveragevalueof17.53%,indicatingalowcontentintightsandstonereservoirs.Theporosityandpermeabilityofstudiedreservoirswerepositivelycorrelatedtothepore-throatshavingmovablefluid,indicatingthephysicalpropertiesofreservoirsplayingaroleincontrollingthedistributionofmovablefluidintightsandstonereservoirs.收稿日期:2019-08-14;修订日期:2020-12-04㊂作者简介:钟红利(1979 ),女,博士,讲师,从事储层地质学和地震资料解释方面的研究㊂E⁃mail:497322725@qq.com㊂通信作者:张凤奇(1981 ),男,博士,副教授,从事非常规油气形成机制与富集规律方面的研究㊂E⁃mail:155205417@qq.com㊂基金项目:国家自然科学基金项目(41502137)㊁国家油气重大专项项目(2017ZX05039-001-003)㊁陕西省自然科学基础研究计划(2017JM4004)和陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(17JS110)联合资助㊂㊀第43卷第1期2021年1月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质PETROLEUMGEOLOGY&EXPERIMENT㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.43,No.1Jan.,2021Theratioofpore-throatwhichgreaterthan50nm,andratioofpore-throatgreaterthan100nm,themaximumpore-throatradius,peakporethroatradiusetc.,showedapositivecorrelationwiththeporosityofmovablefluidintightsandstonereservoirs.Itcanbeindicatedthatthedistributionofrelativelargerpore-throasts,especiallythoselargerthan100nm,havestrongcontrollingaffectiontotherelativecontentofmovablefluidintightsand⁃stonereservoirs.Thesortingcoefficientofpore-throatispositivelycorrelatedwiththecontentofflexiblefluidduetothewell⁃sortedtightsandstoneswithawidepore-throatradiusdistributionintightsandstonereservoirsaredominatedbyfinepore-throats.Keywords:high⁃pressuremercuryinjection;nuclearmagneticresonance;movablefluid;tightsandstone;Yan⁃changFormation;OrdosBasin㊀㊀非常规油气中致密砂岩油气的勘探开发在我国油气勘探领域占据着越来越重要的地位[1-4]㊂其中,鄂尔多斯盆地延长组发育有多套致密砂岩油储层,其孔隙结构较为复杂,主要发育微㊁纳米级孔喉,且以纳米级孔喉为主[5-8],流体在该尺度孔喉中流动性如何?孔隙结构的分布对流体流动性如何影响?目前,在这些方面研究和认识程度较低[9]㊂对国内外文献调研发现,致密砂岩储层的孔隙结构研究方法较多[10-12],这其中核磁共振与高压压汞联合可较好地获取致密砂岩储层中多尺度孔喉的大小分布[13-14];而离心实验和核磁共振结合可较好地分析致密砂岩储层中可动流体的赋存孔喉范围及含量[9,15]㊂本文以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部延长组长6㊁长7和长8致密砂岩储层为研究对象,将核磁共振与高压压汞分析测试技术结合,精细表征致密砂岩储层中孔喉大小,利用离心实验和核磁共振T2谱分析相结合,来定量表征致密砂岩储层可动流体的分布,两者结合,揭示致密砂岩储层中孔喉大小分布对可流动流体的控制作用㊂该研究对致密砂岩储层中油气的勘探开发具有一定的指导作用㊂1㊀实验1.1㊀实验原理核磁共振方法研究岩石孔隙结构的理论基础在于流体储层岩石孔隙大小与氢核弛豫率成反比[16]㊂当岩样中孔隙表面对孔隙中流体作用力较强时,岩样中部分流体会处于不可流动状态或束缚状态,它的核磁共振T2弛豫时间较小;反之,流体处于可流动状态或自由状态,它的核磁共振T2弛豫时间较大㊂当对饱和流体的岩样进行核磁共振测试时,得到的横向弛豫时间T2值是岩样孔隙㊁岩石矿物和孔隙中流体的综合体现㊂因此,利用核磁共振T2谱可对岩心孔隙中水的赋存(束缚或可动)状态进行分析,定量给出束缚流体饱和度及可动流体饱和度㊂离心实验中,离心机以不同大小离心力高速旋转,促使岩心孔隙中的可动流体(水/油)克服毛细管力而不断被分离出来,不同大小的离心力值对应不同的岩心孔喉半径值,孔喉半径值与离心力大小之间遵循毛管压力计算公式[15,17-18];本次实验气 水系统的界面张力δ=71.8mN/m,润湿角θ=0ʎ㊂岩样每次离心后都进行核磁共振T2谱测试,离心实验和核磁共振结合可获得不同孔喉大小区间的可动流体饱和度信息[15]㊂本次离心实验选用4级不同离心力,分别为0.14MPa(21psi),0.29MPa(42psi),1.43MPa(208psi),2.88MPa(417psi),分别对应的孔喉半径大小为1.00,0.50,0.10,0.05μm㊂高压压汞实验是研究致密砂岩储层孔喉结构特征最重要的方法之一㊂实验时将非润湿相汞注入储层孔隙,每个压力点对应一定的累积进汞量,利用毛管压力公式可求出每个压力值对应的孔喉半径值[11],从而计算出不同大小孔喉在岩石孔隙中的体积占比[19]㊂根据进汞饱和度与进汞压力可做出毛管压力曲线,该曲线不仅可以描述岩样连通孔喉的大小分布[20],还可以反映储层孔隙度和渗透率与孔喉大小分布的关系㊂1.2㊀样品及实验步骤1.2.1㊀样品研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部,中生界主力油层为三叠系延长组长6㊁长7㊁长8油层组,其中,长6和长8油层组储层主要为三角洲前缘沉积砂体,长7储层则主要为浊积砂体(图1)㊂对6口井40个铸体薄片的观察统计表明:长6㊁长7和长8储层的岩性主要为浅灰色细粒长石砂岩或岩屑长石砂岩;碎屑组成主要为长石,次为石英,再者为岩屑和云母;填隙物主要为(铁)方解石㊁绿泥石和水云母等㊂其储层孔隙度和渗透率均较低,属于典型的致密砂岩储层[10-11](表1)㊂长6 长8储层的面孔率为0 3.8%;孔隙类型主要㊃87㊃石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀http:ʊwww.sysydz.net㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷㊀㊀图1㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区位置及地层综合柱状图Fig.1㊀Locationandcomprehensivestrataprofileofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin表1㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区核磁共振实验样品基本参数Table1㊀Basicparametersoftestingsamplesfornuclearmagneticresonanceofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin样品号井号取心资料油层组顶深/m岩性常规物性气测孔隙度/%水测孔隙度/%渗透率平均值/(10-3μm2)核磁共振T2谱转换孔喉分布转化系数/(nm㊃ms-1)最小孔喉半径/nm最大孔喉半径/nm1M57-1长6908.78砂岩5.155.340.00413.01.301618.82M57-1长6909.42砂岩6.136.100.02213.01.302333.03M101长7859.98砂岩8.738.350.10410.01.002154.44M66-2长7975.33砂岩5.074.680.0018.00.80829.85M14-2长7739.24砂岩8.908.340.12412.01.201793.86M14-2长7742.69砂岩11.2910.790.05117.01.703050.87M14-2长8911.94砂岩5.595.290.0026.00.601863.0平均值11.31.131949.1为剩余粒间孔㊁溶蚀孔和晶间孔㊂本次实验选取了4口井中长6㊁长7和长8储层的7块样品,进行饱和水和4级不同离心力核磁共振实验及高压压汞测试,实验样品参数见表1㊂1.2.2㊀实验仪器及步骤本次实验使用的仪器为PC-18型专用岩样离心机以及RecCore-04型岩心核磁共振分析仪㊂实验方法严格按照‘岩心分析方法:SY/T5336-2006“和‘岩样核磁共振参数实验室测量规范:SY/T6490-2014“执行㊂实验在22ħ恒温下开展㊂具体实验步骤如下:(1)岩心洗油,烘干,气测孔隙度,气测渗透率;(2)抽真空加压饱和盐水,利用湿重与干重差计算孔隙度(水测孔隙度),进行核磁共振T2测量;(3)利用高速离心机,以0.14,0.29,1.43,2.88MPa离心力对岩心进行离心实验,并分别进行核磁共振T2谱测量;(4)将做完核磁共振测试的剩余样品分别进行高压压汞测试,与不同离心力下的核磁共振T2谱结合,计算样品不同大小孔喉的分布和不同孔喉半径控制的可动流体㊂2㊀实验结果讨论2.1㊀致密砂岩储层微观孔喉分布特征核磁共振横向弛豫时间T2与喉道半径r存在幂指数相关关系[14];利用伪毛细管曲线法,通过高㊃97㊃㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀钟红利,等.致密砂岩储层微观孔喉分布特征及对可动流体的控制作用㊀压压汞累积频率曲线的标定(图2),可将核磁共振T2谱分布转换为孔喉半径分布[21],它们之间的对应关系可用下式表示:r=CT2(1)式中:r表示孔喉半径,nm;T2为弛豫时间,ms;C为转换系数,nm/ms㊂因此,确定C值之后,就可以将核磁共振T2分布转换为孔喉半径分布㊂通过计算,可得研究区7块核磁共振样品转换系数C值分布在6 17nm/ms,平均值为11.3nm/ms(表1)㊂分析7块核磁共振样品的孔喉分布,得到研究区致密砂岩储层最小孔喉半径为0.60 1.70nm,平均值为1.13nm;最大孔喉半径为829.83050.8nm,平均值为1949.1nm;主体孔喉半径分布在10 500nm,占全部孔喉的81.2% 95.4%(图3)㊂因此,鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部延长组长6㊁长7和长8致密砂岩储层主要发育微㊁纳米级孔喉,主体为10 500nm的纳米级孔喉㊂图2㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区样品5核磁共振T2谱标定Fig.2㊀T2spectrumcalibrationdiagramofsample5ofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin图3㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区7个致密砂岩样品的孔喉半径分布Fig.3㊀Distributionofpore-throatradiusofseventightsandstonesamplesofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin2.2㊀致密砂岩储层中的可动流体分布研究区3个典型致密砂岩样品在不同离心力离心后,核磁共振T2谱形态发生了不同程度的变化(图4-6),主要有3个阶段㊂(1)初始状态:T2谱在饱和水状态下,3块样品的含水饱和度均为100%㊂(2)饱和度曲线缓慢变化阶段:当离心力为0.14MPa时,3块样品的含水饱和度变为96.54%,97.79%和98.89%,此时,岩心含水饱和度下降幅度均较小,核磁共振T2谱变化也较小;当离心力为0.29MPa时,3块样品的含水饱和度变为94.54%,95.39%和96.16%,其含水饱和度下降幅度仍不明显,表明此时样品中还有大量的可动流体未被分离出来㊂(3)饱和度明显变化阶段:当离心力为1.43MPa时,3块样品的含水饱和度变为90.65%,93.10%和90.31%,岩心含水饱和度变化相对较大,核磁共振T2谱变化也相对较大;当离心力为2.88MPa时,3块样品的含水饱和度变为85.39%,86.55%和82.36%,岩心含水饱和度变化最大㊂图4㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区样品5不同离心力后T2谱分布及含水饱和度变化Fig.4㊀T2spectraldistributionandwatersaturationvarietyofsample5underdifferentcentrifugalforcesofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin㊃08㊃石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀http:ʊwww.sysydz.net㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷㊀㊀图5㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区样品6不同离心力后T2谱分布及含水饱和度变化Fig.5㊀T2spectraldistributionandwatersaturationvarietyofsample6underdifferentcentrifugalforcesofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin图6㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区样品7不同离心力后T2谱分布及含水饱和度变化特征Fig.6㊀T2spectraldistributionandwatersaturationvarietyofsample7underdifferentcentrifugalforcesofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin㊀㊀可动流体T2谱截止值(T2cutoff)及最佳离心力,一般是通过观察不同离心力累积T2谱曲线的变化趋势[17-18]来确定的㊂本次7块样品最佳离心力取2.86MPa(417psi),离心力累积T2谱曲线水平延伸线与饱和水样T2累积曲线的交点对应T2截止值;7块样品T2截止值分布于3.86635 13.06468ms,平均值7.51ms㊂从不同离心力对应的T2谱累积曲线可看出(图4-6),可动流体在不同大小孔喉中的分布:小于T2cutoff的孔喉流体体积占比,随着离心力的增大,没有明显变化,应主要为束缚态毛细管水;大于T2cutoff的孔喉流体体积,离心力的增加使各孔隙区间中离心出的流体量相差不大,反映这部分孔喉中多为可动流体及以束缚水膜的形式存在的束缚水㊂研究区7块岩心样品的可动流体饱和度介于9.83% 25.64%之间,平均值为17.53%(表2),样品可动流体饱和度普遍偏低㊂为了描述可动流体在整个岩样中的发育程度,求取了可动流体孔隙度(Φm):Φm=Φ㊃SD(2)式中:Φ为岩石孔隙度,%,SD为可动流体饱和度,%㊂结果显示研究区7块样品的可动流体孔隙度介于0.49% 1.84%之间,平均值为1.25%㊂可动流体在不同孔喉区间的分布特征如下:0.05 0.10μm孔喉所控制的可动流体饱和度为5.26% 13.68%,平均值为8.88%;0.10 0.5μm孔喉所控制的可动流体饱和度为2.22% 6.78%,平均值为4.21%;0.5 1.0μm孔喉所控制的可动流体饱和度为1.43% 3.39%,平均值为2.47%;大于1.0μm孔喉所控制的可动流体饱和度为0.45% 3.46%,平均值为1.97%(表2)㊂对比发现,每个测试样品的4个孔喉区间控制的可动流体饱和度不同,其中0.05 0.10μm孔喉区间的最高,大于1.0μm孔喉区间的普遍最小,而纳米级的0.05 1μm孔喉区间控制的可动流体占总可动流动的76.32% 95.32%,平均值为88.46%㊂综上所述,认为研究区致密砂岩储层中可动流体主要被0.05㊃18㊃㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀钟红利,等.致密砂岩储层微观孔喉分布特征及对可动流体的控制作用㊀表2㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区7个致密砂岩样品不同孔喉半径区间所控制的可动流体饱和度Table2㊀Movablefluidsaturationcontrolledbydifferentpore-throatradiusintervalsofseventightsandstonesamplesofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin样品号不同状态下岩心含水饱和度/%0.14MPa离心后0.29MPa离心后1.43MPa离心后2.88MPa离心后不同孔喉半径区间控制的可动流体饱和度/%大于1.0μm0.51.0μm0.100.5μm0.050.10μm大于0.05μm总和198.5096.2792.6079.611.502.233.6613.0020.39298.2194.8288.0474.361.793.396.7813.6825.64396.7693.6688.8878.863.243.104.7810.0221.14499.5598.1295.8990.170.451.432.225.729.83596.5494.5490.6585.393.462.003.895.2614.61697.7995.3993.1086.552.212.402.296.5513.45798.8996.1690.3182.361.112.735.857.9517.641μm的纳米孔喉所控制,为研究区致密砂岩储层赋存可动流体的主体孔喉空间(表2)㊂2.3㊀致密砂岩储层孔喉分布对可动流体的控制作用2.3.1㊀储层物性储集性能㊁渗流性共同影响着流体在孔喉中的流动㊂由于致密砂岩储层孔喉的大小分布㊁孔隙类型与常规砂岩储层存在较大差异,所以致密砂岩储层物性与可动流体参数之间不一定具有明显的正相关关系[15,17-18,22-23]㊂研究区7块样品的可动流体孔隙度与储层孔隙度㊁渗透率之间均表现出明显正相关性,而且,其与渗透率的相关性更高(图7),反映了渗透率对可动流体具有更显著的控制作用㊂原因可能是核磁共振和高压压汞所揭示的7块样品的峰值孔喉半径值分布在20 80nm区间内(图3,8),对应的孔喉类型主要为黏土矿物晶间孔以及细小喉道;而对渗透率贡献最大的是半径值为100 700nm的孔喉(图8),这部分孔喉空间主要为剩余粒间孔㊁溶蚀孔㊁微裂缝等㊂因此,较细小孔图7㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区可动流体孔隙度与孔隙度及渗透率的关系Fig.7㊀Relationshipbetweenmovablefluidporosityandporosityandpermeabilityofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin图8㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区高压压汞孔喉分布及渗透率贡献Fig.8㊀Pore-throatdistributionandpermeabilitycontributionbyhighpressuremercurytestofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin喉数量的增加不能显著改善流体的自由流动,孔径更大的孔隙及喉道数量的增加才能提高可动流体含量㊂2.3.2㊀孔喉大小及分布前人研究认为,孔喉大小及分布对致密储层的可动流体含量具有重要的控制作用[24-27]㊂统计7块测试样品的孔喉分布,得到大于50nm孔喉占全部孔喉比率㊁大于100nm孔喉占全部孔喉比率㊁最大孔喉半径㊁峰值孔喉半径和孔喉分选系数等定量表征孔喉分布的5个代表性参数,分别将其与可动流体孔隙度建立关系,分析致密砂岩储层孔喉分布对可动流体的影响㊂其中,孔喉分选系数是孔喉分布累计曲线上累积频率75%时所对应的孔喉半径(r75)与累积频率25%时所对应的孔喉半径(r25)之比㊂从图9可看出可动流体孔隙度与不同孔喉区间占比存在相关性,孔喉半径小于50nm的孔喉占㊃28㊃石㊀油㊀实㊀验㊀地㊀质㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀http:ʊwww.sysydz.net㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷㊀㊀图9㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区可动流体孔隙度与不同孔喉区间占比的关系Fig.9㊀Relationshipbetweenmovablefluidporosityandtheproportionofdifferentpore-throatsinthestudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin比与可动流体孔隙度呈负相关,表明小孔隙限制着可动流体的发育;孔喉半径50 100nm孔喉占比与可动流体孔隙度呈弱正相关,表明这一区间既有不利可动流体发育的小孔喉,也有利于可动流体发育的较大孔喉;孔喉半径100 500nm及500 1000nm孔喉占比与可动流体孔隙度均呈显著正相关,表明大于100nm的孔喉对可动流体的分布具有较强的控制作用㊂图10也反映了这一点,虽然可动流体孔隙度与大于50nm孔喉占比和大于100nm孔喉占比两者均具有明显的正相关性,但是,大于100nm孔喉占比要比大于50nm孔喉占比与可动流体孔隙度的相关性更高,反映了50 100nm孔喉半径是可动流体开始在孔喉中分布的关键孔径范围㊂7块样品核磁共振T2谱求取的最大孔喉半径值图10㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区可动流体孔隙度与大于50nm及大于100nm孔喉占比的关系Fig.10㊀Relationshipbetweenmovablefluidporosityandtheproportionofpore-throatsgreaterthan50and100nmofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin均小于3050nm,峰值孔喉半径值均小于38nm㊂可动流体孔隙度与最大孔喉半径呈正相关,与峰值孔喉半径略具正相关性(图11),也表明致密砂岩储层中相对较大的孔喉分布对可动流体的发育程度具有重要的控制作用㊂7块样品的孔喉分选系数分布范围为2.48 6.45,平均值为4.09㊂相关分析表明:致密砂岩储层可动流体孔隙度与孔喉分选系数略具正相关(图12)㊂原因是孔喉分选系数越小,孔喉的分选程度就越好,但对于致密砂岩储层来说,分选系数较小时,细小孔喉占主要地位,这时就可导致可动流体孔隙度较小;孔喉分选系数变大时,孔喉分布范围就变大,这时大孔喉占比就会有所增加,可动流体孔隙度也会相应增大㊂因此,致密砂岩储层中孔喉分选系数与可动流体孔隙度会表现图11㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区可动流体孔隙度与最大孔喉半径及峰值孔喉半径的关系Fig.11㊀Relationshipbetweenmovablefluidporosityandratioofmaximumpore-throatradiusandpeakpore-throatradiusofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin图12㊀鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部研究区可动流体孔隙度与孔喉分选系数的关系Fig.12㊀Relationshipbetweenmovablefluidporosityandsortingcoefficientofpore-throatsofstudyarea,southeasternYishanslope,OrdosBasin㊃38㊃㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀钟红利,等.致密砂岩储层微观孔喉分布特征及对可动流体的控制作用㊀出正相关关系㊂3㊀结论(1)鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部三叠系长6 长8油层组致密砂岩储层孔喉大小分布范围较宽,半径值分布在0.6 3050.8nm,主体分布在10 500nm,主要为微㊁纳米级孔喉,主体为纳米级孔喉㊂(2)研究区长6 长8致密砂岩储层的可动流体含量普遍较低,可动流体饱和度为9.83% 25.64%,平均值为17.53%;可动流体孔隙度为0.49% 1.84%,平均值为1.25%㊂(3)研究区致密砂岩储层中可动流体含量和分布受孔喉大小分布的影响㊂主体孔喉类型为黏土矿物晶间孔及细小喉道,由于孔喉半径较小,不利于可动流体渗流,孔喉数量增加不能显著提高可动流体饱和度㊂小于50nm的孔喉不利于可动流体的发育;50 100nm范围内的孔喉开始有利于可动流体的发育;大于100nm的孔喉对致密砂岩储层可动流体含量具有重要控制作用㊂(4)孔喉分选系数与可动流体含量呈现正相关,原因是研究区致密砂岩储层非常致密,分选系数小时,孔隙半径往往集中在50nm以下;分选系数较大时,孔喉半径分布较宽,大孔喉数量增加,从而可动流体含量增加㊂参考文献:[1]㊀付金华,喻建,徐黎明,等.鄂尔多斯盆地致密油勘探开发新进展及规模富集可开发主控因素[J].中国石油勘探,2015,20(5):9-19.㊀㊀㊀FUJinhua,YUJian,XULiming,etal.NewprogressinexplorationanddevelopmentoftightoilinOrdosBasinandmaincontrollingfactorsoflarge⁃scaleenrichmentandexploitablecapacity[J].ChinaPetroleumExploration,2015,20(5):9-19.[2]㊀杨华,李士祥,刘显阳.鄂尔多斯盆地致密油㊁页岩油特征及资源潜力[J].石油学报,2013,34(1):1-11.㊀㊀㊀YANGHua,LIShixiang,LIUXianyang.CharacteristicsandresourceprospectsoftightoilandshaleoilinOrdosBasin[J].ActaPetroleiSinica,2013,34(1):1-11.[3]㊀杨智,付金华,郭秋麟,等.鄂尔多斯盆地三叠系延长组陆相致密油发现㊁特征及潜力[J].中国石油勘探,2017,22(6):9-15.㊀㊀㊀YANGZhi,FUJinhua,GUOQiulin,etal.Discovery,characte⁃risticsandresourcepotentialofcontinentaltightoilinTriassicYanchangFormation,OrdosBasin[J].ChinaPetroleumExplo⁃ration,2017,22(6):9-15.[4]㊀邹才能.非常规油气地质[M].北京:地质出版社,2011.㊀㊀㊀ZOUCaineng.Unconventionalpetroleumgeology[M].Beijing:GeologicalPublishingHouse,2011.[5]㊀邹才能,陶士振,袁选俊,等. 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页岩油储集层微观孔喉分类与分级评价卢双舫;李俊乾;张鹏飞;薛海涛;王国力;张俊;刘惠民;李政【摘要】利用高压压汞技术对页岩油储集层微观孔喉进行表征,并在此基础上建立页岩油储集层分级评价标准及成储下限,建立基于测井资料进行页岩油流动单元划分的新方法.依据进汞曲线的拐点及分形特征,提出了适合于页岩油储集层的分类新方案:微孔喉(小于25 nm)、小孔喉(25~100nm)、中孔喉(100~1 000nm)、大孔喉(大于1 000 nm),进一步按照页岩所含不同类型微观孔喉的数量将其分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级储集层,分级点对应的孔喉平均半径分别为150,70,10 nm.利用渗透率与孔喉半径的相关关系,建立了储集层分级评价的渗透率标准门槛分别为1.00×10-3,0.40×10-3,0.05× 10-3 μm2.利用同一水力流动单元内孔隙度、渗透率良好的指数关系,构建了由测井资料评价储集层流动带指数、划分页岩油流动单元的新方法.在东营凹陷的应用表明,所建立的标准可以应用于页岩油储集层的分级评价.%On the basis of the characterization of microscopic pore-throats in shale oil reservoirs by high-pressure mercury intrusion technique,a grading evaluation standard of shale oil reservoirs and a lower limit for reservoir formation were established.Simultaneously,a new method for the classification of shale oil flow units based on logging data was established.A new classification scheme for shale oil reservoirs was proposed according to the inflection points and fractal features of mercury injection curves:microscopic pore-throats (less than 25 nm),small pore-throats (25-100 nm),medium pore-throats (100-1 000 nm) and big pore-throats (greater than 1 000 nm).Correspondingly,the shale reservoirs are divided into four classes,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ and Ⅳ according to the number ofmicroscopic pores they contain,and the average pore-throat radii corresponding to the dividing points are 150 nm,70 nm and 10 nm respectively.By using the correlation between permeability and pore-throat radius,the permeability thresholds for the reservoir classification are determined at 1.00× 10-3 μm2,0.40× 10-3 μm2 and 0.05× 10-3 μm2 respectively.By using the exponential relationship between porosity and permeability of the same hydrodynamic flow unit,a new method was set up to evaluate the reservoir flow belt index and to identify shale oil flow units with logging data.The application in the Dongying sag shows that the standard proposed is suitable for grading evaluation of shale oil reservoirs.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2018(045)003【总页数】9页(P436-444)【关键词】页岩油;微孔喉;高压压汞;成储下限;分级评价;渤海湾盆地;东营凹陷【作者】卢双舫;李俊乾;张鹏飞;薛海涛;王国力;张俊;刘惠民;李政【作者单位】中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院,山东青岛266580;山东省致密(页岩)油气协同创新中心,山东青岛266580;中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院,山东青岛266580;山东省致密(页岩)油气协同创新中心,山东青岛266580;中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院,山东青岛266580;山东省致密(页岩)油气协同创新中心,山东青岛266580;中国石油大学(华东)非常规油气与新能源研究院,山东青岛266580;山东省致密(页岩)油气协同创新中心,山东青岛266580;中国石化股份有限公司科技发展部,北京100728;中国石化股份有限公司科技发展部,北京100728;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015【正文语种】中文【中图分类】TE122.10 引言中国页岩油资源丰富[1-5],美国能源署评估中国页岩油的技术可采资源量仅次于俄罗斯和美国,位居世界第3位,其中陆相湖盆发育的以泥页岩为主层系中的页岩油可采资源量高达(30~60)×108 t[4]。
砂岩,致密砂岩,页岩中孔喉的大小Philip H. Nelson摘要硅质碎屑岩中的孔吼尺寸组成了一个从次毫米到纳米的连续的等级。
本文使用的这个连续的等级是以前公布的常规的储集岩,储气砂岩,页岩中孔隙和孔喉大小的数据。
具体措施的集中趋势(方法,模式,中值),常规储集岩孔喉尺寸(直径)一般都大于2 um,紧气砂岩大约2~0.03um的范围,页岩从0.1至0.005 um的范围。
烃分子,沥青质,环结构,石蜡,和甲烷等形成另一个从100Å(0.01um)的沥青质为到3.8 Å(0.00038um)甲烷的连续的孔喉等级。
连续的孔喉大小给现在正在开发的硅质碎屑岩出层中石油的确定和细粒烃源岩中通过的流体提供了一个比较好的思维角度。
前言在评价常规油气藏时,储集层与盖层之间的区别是明显的。
传统的储层的特征是浮力是造成油气分布的影响因素的一个有力的证据。
在储集岩中孔径和孔喉能提供足够大的储集空间并且能够提供具有经济价值的石油,然而孔喉能够小到足够阻止受因浮力而产生的水平方向上的力石油的运动。
伴随着持续增长储气砂岩和页岩天然气的勘探和开发,石油地球科学家和工程师们越来越关注液体储存和流动的低渗透(亚毫达西)系统。
在这些系统中,浮力作为石油运移的主导力量的观点缺乏证据。
协会对于储集毛管压力,渗透率和孔隙度以及岩石都做了一系列的记载与描述。
优质的储集岩通常孔径大于30um(大孔隙),孔喉尺寸大于10um。
微孔隙这个术语''适用于孔径小于10um,微孔喉适用于孔喉尺寸小于1um的,;这种岩石渗透率低,,如果受水浸的话高含水。
在微观与宏观之间是一种中等的状态(皮特曼,1979年; Coalson等。
1985 )。
虽然本文没有用到,但是这个术语在确认孔隙和喉道的大小与类型,并且本文中列举的例子都符合这些一般的定义。
特别的,1 um这个孔喉尺寸规格似乎标志着常规劣质的储集岩到紧气砂岩的过渡。
有了这样的小孔隙喉道,瓦斯气体就必须克服毛细管阻力的高压力。
鉴于越来越多的从微孔隙获得的石油生产,机密结合并分析曾经被认为是非储集层的岩石的性能对于地质学家和物理学家来说变得越来越重要,为了从细粒砂岩,粉砂岩,页岩中恢复石油和天然气,便模糊区分了储层与盖层。
本文的主要目的是引证孔隙开启性和孔喉由大到小的连通性。
为了做到这一点,我提前对前人所公布的硅质碎屑岩建造的结果作了从大粒度到分子级粒度的一系列大小不等的7个人频谱数量级。
这些端点频谱显示从常规储集岩到紧气砂岩再到页岩孔喉由大到小分布。
在特定的地质背景下,在孔喉频谱之内的特定的岩石单位的位置预示着它可能含有油源岩。
事实上,孔喉边界有时候是用来计算产层有效厚度的(例如,Kolodzie ,1980年),似乎在孔隙度和渗透率都低的低渗岩石中更能显示出有利的一方面。
除了在给定的技术条件下设定一定的界限保证经济复苏外,根本的问题是从低孔隙度低渗透率的岩石中趋替和萃取碳氢化合物受到限制。
本文并不试图回答这些棘手的问题,但确实提供了一个解决这些问题的概念框架。
石油地质学家习惯于在孔隙度和渗透率方描述储层而不经常描述孔喉的大小。
每10个数量级的变化(数量级,或系数为10 ),孔喉大小对于渗透率的影响就会有相当于20倍的改变。
例如,5%的孔隙度的岩石当里面的孔喉大小为1um的时候,渗透率可以达到11.2 md,但是如果孔喉的大小为0.1 um,那么渗透率就成了0.112 md了。
孔喉的大小比渗透率的大大小更适合评价天然气的充填程度和规模,因为毛管的压力直接反映了孔喉的大小,事实上,毛管压力就是用来测量孔喉的大小的一个参数。
在本文中,如果孔喉是圆柱形的话,“大小”一词就是指的直径,如果孔喉是薄插槽的话,“大小”一词就指的是宽度。
孔隙和孔隙吼道Wardlaw和Cassan (1979年)测量了来自世界各地的不同地点不同地质年龄的27块砂岩样品的颗粒、孔径和孔喉的大小。
核心深度范围从1000到3000m(3280到9840英尺。
这个例子被当作了砂岩渗透率大于1md的代表。
在薄片中对从粗沙泥质砂岩到中等砂岩的粒度的观察确定平均粒径的大小。
从薄片中的观察的结果来看,主要的粒度大小从粗砂岩到中砂岩。
平均孔隙度的大小是靠测量岩石样品的硅质的孔径所适合的内切圆的大小来确定的。
孔隙吼道的大小根据汞开始进入岩石样品时的压力和已经进入岩石样品饱和度中值压力来确定的。
这些参数如图1所示。
Wardlaw和Cassan通过对样品的研究,平均颗粒的粒度大于平均孔隙粒度与一个标准偏差的乘积,并且平均孔隙度的大小与一个标准偏差的差恒大于根据汞的注入量所确定的最大孔喉的大小(图一)。
这个规律适用于从粗粒砂岩到中砂岩的变化的粒度。
只有最大型号的粒度的砂岩才有这个显示,粒度较小的砂岩不符合这个规律。
当颗粒规模变小的时候,孔隙和吼道都有一定的减小(但是没有一定的规律)。
不同样品之间的不同的分类方法可能导致一些差异,例如大段的粉砂岩和极细砂岩的粒度有时候会发生比粗砂岩和中砂岩粒度大的情况。
汞开始进入岩石的的门限压力在较小的粒径的岩石中是平均粒径的1/10。
孔喉尺寸分布频谱图2显示的是砂岩,紧密含气砂岩,页岩和选定分子的大小。
横轴的图包括从10-4mum到103um的7个数量级。
(数量级有时候是会欺骗人的,有时候同样的1mm或许会变成10km的长度。
沉积物的粒度尺度将空间的尺度从1mm到0.49um分为两个控制点与泰勒的屏幕尺度一起显示在右下角的图标,用于筛选松散的分子材料。
根据该规定的方法,研究孔隙空间的微观尺度上是显示在图表顶部的。
特别的,0.0035um汞注射的下限相当于60000磅的汞注入压力。
对于不同孔喉大小的碎屑岩在各岩石单位中的砂岩,致密砂岩,以及页岩在微米甚至在埃和纳米的分子级上进行了讨论。
要表征孔喉大小需要选择的有:(1)一种测量的方法,(2)一个用于层面转换的测量模式以及(3)选择一个代表粒度分布的参数。
虽然本文中两个例子的描述是用的气流的方法,但是在通常情况下用压汞测量法。
在假定汞侵入了一系列的具有开口的毛细管的情况下,这个用于转换孔喉大小与汞压力的方程,称为沃什伯恩方程。
其他模式假设开口由一组平行的薄插槽组成,这些插槽将模型空间分为两部分,一部分控制流动,一部分提供存储空间。
最后,为了表示孔喉的大小,实验者可以选择一个集中趋势的指标(平均值,模式,中值)或者一个与指定的饱和入侵相关的流体层面(10或35 %的汞饱和度)或者流体压力与容积入侵图上的一个拐点。
因为不同的实验者选择不同的方法、模型、和不同的代表参数,图2所示说明了每个样品的信息设置。
此外,表1给出了图2中所示的数据集的简略概况。
根据表1中统计的数值能够得到孔喉的分布曲线,而在某些情况下,就像下面说明的一样,图2能够就孔喉分布提供更多的信息。
砂岩wardlaw和cassan(1979)已经在图2中给出了砂岩的孔喉的算是平均数(图1)。
左循环是汞饱和度在50%时候的平均值,右循环正好是汞侵入的临界值的平均值。
表1的前四列统计了汞侵入的门限值。
这些数据(在27块样品中平均孔隙度21%和几何平均渗透率30md左右)显示了由一般到良好的岩石储层,并且作为评价岩石孔喉更细小的尺寸标准。
Wyoming州大绿河流域晚白垩世刺穿构造在位于美国Wyoming州的大绿河流域,水深为8000-12000英尺(2438-3657m)(Dubois 等人,2004)的晚白垩世底部刺穿构造上低渗透砂岩中蕴含着天然气藏。
晶粒尺寸范围从粗淤泥到细砂岩。
从能源公司提供从上层与中层的刺穿构造中的7个样品的岩心与压汞试验的数据结果来看渗透率分布范围从3到338md,孔隙度从4.6%到10.4%,孔喉大小在0.89um时对应着排驱压力,孔喉大小在0.41um时对应35%的汞侵入程度,0.17um时对应着50%的汞侵入程度(图2所示)。
东德克萨斯上侏罗统穹状隔层在东德克萨斯州盆地上侏罗统的穹状地层中,有一套深度在12000-18000英尺的砂岩产气层。
Rushing等人(2004年第379条)把穹状隔层描述成为“与黑色到灰黑色的含粘土质的细粒砂岩互层的成分复杂的一套厚层岩层。
”从穹状隔层里面选出的13块岩石样本被按照储层物性的质量分成四个岩石类型,岩石直径分别为0.094,0.220,0.40和1.0um在图2中作出了描述,还有按照含有正方形的面所划定的两个非储集性岩层,粒度分别为0.010和0.024um(Rushing等人,2004)。
孔喉的大小可以根据汞的侵入能力来确定。
渗透率和孔隙度的值测定出来加入一个更大的样品集。
渗透率和孔隙度范围分别为0.3-500md和1-14%,根据储层的质量分为四个岩石类型,渗透率在0.03-20md和孔隙度在1-8%的两个非储层的岩石类型。
科罗拉多州派森斯盆地晚白垩世Mesaverade构造Soeder和兰多夫(1978年)记载了在晚白垩世Mesaverade构造中紧密含气砂岩中细小空隙的存在。
将样品放在光学显微镜下观察受到一定的的限制,当放到更精细的电子显微镜下的时候能够清楚的看到石英晶粒间广泛发育石英次生加大边。
在44块样品中,孔隙度从3%到11%,渗透率从0.5到9ud。
在一个相对干燥的微波炉中干燥后,气体的渗透率在一个相对稳定的环境中测定的,其结果由,仪器的净围压和空隙的大小决定,这是兰多夫等人所使用的一种方法(1984)。
图2是根据所有的岩心样品空隙宽度大小的特点建立起来的。
东德克萨斯州特拉维斯峰早白垩世地层1990年Soeder和Chowdiah使用了Soeder和兰多夫1987年使用的设备对东德克萨斯州早白垩世地层特拉维斯峰中的一个井进行了一个后续研究,在水深8250-9932英尺(2514-3027m)的三角洲砂岩样品中对于储层的储集性能和流通性进行了研究。
其孔隙度范围在3.0到6.3%,渗透率范围从0.09到16.5ud,根据气体流量(一下简称w气)确定的孔隙宽度范围从0.044到0.22um(图2)。
对于相同的13块样品来说孔隙宽度也可以由压汞效应的现象来决定。
尽管在13个样品中10个w-汞的重量远大于w-气的(通常是30%以上),w汞的中位数为1.15,也大于w-天然气,但是w-汞比气体更能较广泛的分布于岩石样品中。
对于使用不同的侵入液体和不同的计算模型来说,如此巨大的差异不足以引起人们的惊讶。
图2示例w-气。
俄克拉何马州,阿纳达科盆地,宾夕法尼亚页岩Cranganu 和Villa(2006)从分布在阿纳达科盆地,深度从5760到18950英尺(1756m到5776m)的范围内的21口井的页岩和砂质页岩进行了压汞测量。
孔喉大小由从实验中获得的压汞侵入的零汞饱和度来计算,因此,这些数值都是临界值或者是初始连通的数值。