探索合适的方法来理解孔隙结构和总体孔隙大小分布(PSD)致密砂岩储层的储层质量评价是很重要的。集成分析包括x射线衍射(XRD)、三束氩离子(TIB)抛光方法,扫描电子显微镜(SEM)、高压压汞(HPMI)、核磁共振(NMR)和核磁共振cryoporometry (NMRC)应用于确定致密砂岩储层的孔隙结构上古生代东濮抑郁症以及他们与储层的物理性质的关系。NMRC提供可能获得纳米级(4 - 1400 nm)储层孔隙结构的直接和准确。因此,试图通过结合NMRC和核磁共振可以揭示致密砂岩储层的PSD具有不同孔隙结构。结果表明,致密砂岩储层由粒间,晶内的,晶间孔(粘土矿物)。完整的PSD易理解地显示四种不同类型的储层的孔隙结构特征,孔隙大小从2纳米到几十微米。具体来说,I型水库的整体PSD显示广泛的单峰分布模式的峰值范围0.1 - 2<我talic> μ我talic>米,表明溶蚀粒间孔有一定的联系,和II型水库,整个PSD显示双峰分布模式,左派和右派的山峰,在0.004 - -0.01范围<我talic> μ我talic>m和0.15 - -0.4<我talic> μ我talic>m,分别显示类似的振幅,暗示两粒间的优势(中孔)和粒间(大孔隙)毛孔。类型III和IV的全部PSDs水库显示更低振幅比I和II型水库,表明低孔隙数量和复杂的孔隙结构。此外,NMRC也证明了不同的成岩作用导致孔隙结构和储层物理性质之间的相关性。
致密油和天然气水库、非常规的自然资源,越来越重要的替代石油和天然气资源在二十一世纪和占总数的比例不断上升的石油和天然气资源在全球范围内(
目前,许多技术被用于孔隙特征和定量研究。例如,铸体薄片(CTS)和扫描电子显微镜(SEM)曾观察致密砂岩储层的孔隙形态(
作为一个新兴的孔隙特征技术,核磁共振cryoporometry (NMRC)不仅涵盖纳米孔的测量范围,实现连续给定样本的特征,但也允许的直接和高效获取信息,如PSD和孔隙度(
在这项研究中,我们收集了致密砂岩样本上古生代东濮抑郁进行综合研究,由XRD、FESEM-PCAS, HPMI,核磁共振,NMRC。我们试图揭示他们的完整的PSD结合NMRC NMR和不同类型的储层的孔隙结构特征从定性和定量。之后,我们讨论了可能的成岩作用过程形成这些孔隙结构和孔隙结构之间的内在关系和储层的物理性质。本研究结合核磁共振、MNRC和其他方法来研究致密储层的孔隙结构,并指出定量研究方法具有良好的适用性在致密储层孔隙结构和储层评价。获得的结果可以用来形成碳氢化合物浓缩监管和exploration-associated风险最小化。
东濮抑郁,占地总面积约5300公里
总共12致密砂岩样品收集从二叠纪核心山西、降低石河子,研究华北地层在渤海湾盆地的东濮抑郁。钻取的样品,均匀的部分,是柱状,长约3 - 5厘米,直径2.5厘米。收集后,所有的样品都干24小时在373.15 K测试分析。所有提到的测量进行了南京大学,南京,中国。
首先,氮氦孔隙度和渗透率都检测到cms - 300自动渗透率测量仪器标准GB / T 29172 - 2012。然后,为了准确地识别孔隙类型和成岩作用特征、铸体薄片(CTS)和subslices准备。铸体薄片与蓝色环氧树脂浸渍和公理范围观察到5 (Al)波尔在地表地球化学重点实验室,教育部。subslices核心样品的体积<我nline-formula>
实验后TIB和FESEM subslices停飞200网进行XRD分析。XRD分析是进行Neo-DMAX iii a衍射仪在矿床研究的国家重点实验室,与铜K<我talic> α我talic>辐射,电压37.5 kV,电子束电流30 mA,扫描角从3°~ 70°,步长为0.02°。
第四HPMI实验是由Autopore 9505 porosimetry分析仪。相对应的最大侵入压力为116.7 MPa,孔隙半径6海里。
核磁共振和NMRC实验都是由NMRC孔隙分析仪12 - 010 V,中国由Niumag制造有限公司。为了实现良好的信噪比,测试参数回波间隔0.2毫秒,5 s的等待时间,扫描的时候,128年,2048年和回波列车。首先,样品的质量和体积体积是衡量电力平衡和排水方法,前瞻性。在373.15 K干后24 h和真空的24 h,这些样本放入核磁共振仪器的首次测试。T
NMRC是一种新方法测量煤和页岩的纳米孔隙和基于Gibbs-Thomson方程(
表
的孔隙度和渗透率砂岩样品展示在表
毛孔不仅作为碳氢化合物的基本存储空间在致密砂岩储层,而且函数作为成岩流体的重要渠道。因此,使用TIB的蚀刻加上FESEM观察致密砂岩样品的表面有一个很大的视野不仅满足致密砂岩的观测要求,但也更准确地描述储层的孔隙结构。此外,PCAS软件的帮助下,图像中的孔隙喉咙被准确识别,及相关参数,包括地区百分比、平均形状因子,概率熵和分形维数,自动提取(
多个FESEM图像对应于相同的样本组合来获得更大的图像通过缝合技术。此后,不同的参数提取使用PCAS软件。的过程中提取参数,并参照氦孔隙度数据,一个统一的阈值被选中为不同的样本来控制相对误差。高精度的原始孔隙喉咙的SEM图像和提取的图像如图所示
压汞和挤压致密砂岩样品的曲线如图所示 水星入侵和挤压曲线对应于砂岩样品。
基于实验数据对应于高压压汞孔隙喉道半径之间的关系和生成汞饱和度的差异,如图 孔喉分布对应于致密砂岩储层的四种类型。
体积、连通性和PSD可以反映砂岩储层反演的NMR T NMR-based PSD曲线对应于四种致密砂岩样品类型。
累积孔隙体积增长曲线和PSD基于NMRC实验结果如图所示 累积孔隙体积和NMRC-based PSD曲线致密砂岩储层的四种类型。
此外,致密砂岩储层的四种类型的PSD模式显著不同。具体来说,I型水库显示广泛的连续单峰分布(图
重要的成岩作用包括压实、解散和胶结(例如,自生高岭石和石英生长)。长石、岩屑、凝灰岩和确定为主要负责解散(数字 致密砂岩的成岩作用特征样本。(一)——(b) SE2样品# 2的图像。长石的溶解导致蜂窝孔的形成。示例# 1 (c)平面偏振显微照片。解散的岩石碎片导致moldic孔隙的形成。(d)平面偏振的显微图示例# 10。自生高岭石沉淀在凝灰岩溶蚀空间。(e)的后向散射图像示例# 7。自生高岭石晶间孔隙。(f) SE2示例# 7的形象。 Kaolinites were tightly heaped. (g) Plane-polarized micrograph of sample #10. Authigenic kaolinite remained within intercrystalline voids. (h)–(j) Micrograph of sample #8. The quartz overgrowth that filled the primary and dissolution pores was easily observable in the matrix-poor samples. (k) Plane-polarized micrograph of sample #12. The sandstone sample had undergone intense compaction and was characterized by linear, concave, and convex contacts. (l) Crosspolarized micrograph of image A. The ductile fragments were deformed. R: rock debris; Fsp: feldspar; Qtz: quartz; Oq: overgrowth quartz; Diss. p: dissolution pores; Kao: kaolinite.
实验结果表明,致密砂岩储层、抑郁症的特点是多个孔隙类型和孔喉大小分布。然而,如前所述,HPMI的应用,核磁共振,MNRC可能没有提供检测样品的孔喉分布由于他们不同的局限性。例如,HPMI和NMR曲线可以揭示了PSD的特点类型我水库,但不能有效地证明了PSD的特点,其他三个储层类型(数据
第一步把基于NMRC PSD和NMR曲线是定义点的连接(POC);单位增量的毛孔相等的时候,两个PSD曲线相交( 比较PSDs来源于核磁共振和poc NMRC和决心。
水库的全方位PSDs图所示 整体孔隙大小分布的基础上,整合NMRC和NMR曲线。
复杂的成岩作用经历了致密砂岩储层在漫长的葬礼过程不仅改变他们的原始孔隙系统,但也产生深远的控制效果的存储和迁移能力孔隙系统[
岩相学的,观察到长石溶解形成超大的粒间孔隙型水库(数字
总之,PSD曲线不仅反映孔隙结构的差异,还表示的不同贡献毛孔总孔隙度(孔隙体积)在不同孔隙大小,即。有不同的影响,不同的孔隙结构储层质量。因此,基于NMRC实验的结果,四种类型的孔隙体积的贡献比率水库范围4 - nm (<我nline-formula>
(a, b)孔隙度和孔隙体积比例之间的关系。(c, d)粘土含量和孔隙体积比例之间的关系。
的物理性质、孔隙结构特征(形状系数和概率熵),薄片,NMR曲线,HPIM曲线,NMRC曲线的四种油藏类型确定在本研究进行了总结和比较(如图 四种储层的孔隙结构和物理性质。
I型水库显示最好的宏观特性。根据薄片分析,包括粒间孔隙结构和颗粒内的气孔形成的解散。主要的毛孔都失去了在埋藏过程中由于压实;然而,长石颗粒的溶解导致大量微米尺寸的溶解孔隙的形成。这种类型的储层表现出低形状系数和高概率熵,这意味着它有一个相对孔隙边缘光滑和有序的孔隙安排,有效孔隙大区域(
此外,II型储层的孔隙结构包括两个颗粒内的中孔和粒间大孔隙由于解散框架谷物、凝灰岩和高岭石充填。进一步,而I型水库、II型水库的最显著的特点是数量大的自生高岭石沉淀的溶解毛孔导致毛孔堵塞。此外,II型水库有相对高的形状系数和较低的概率熵与I型水库相比,表明他们的特点是一个衣衫褴褛的孔隙边缘和一个混乱的孔隙安排。HPMI曲线对应于II型水库显示更高的阈值以及高压力<我nline-formula>
类型III和IV水库显示可怜的物理性质。薄片分析的结果显示,只有几粒间孔隙中III型水库,没有观察到明显的毛孔在IV型水库。然而,SEM分析显示一些粘土矿物中孔的存在,包括绿泥石(数字
在这项研究中,薄片,XRD, SEM, TIB-PCAS, HPMI,核磁共振,开展NMRC分析来确定致密砂岩储层的孔隙结构上古生代东濮萧条。主要结论如下:
致密砂岩储层在上东濮抑郁古生代由不同分形孔,包括粒间孔隙、粒内孔、晶间孔,通过薄片鉴定和扫描电镜图像
核磁共振的集成和NMRC作为一个可靠的策略总体PSD的致密砂岩储层具有不同孔隙结构可以被描述。研究了致密砂岩储层,孔隙大小分布广泛,从100年4海里<我talic>
μ我talic>米,特点是单峰和双峰模式。减少孔隙度,孔隙大小的主峰整体PSD曲线变得更小,与振幅衰减
NMRC和SEM可以准确地确定不同孔隙结构的原因。它不仅是一个可靠的成岩作用和孔隙结构之间的桥梁,也为储层质量评价提供了新思路。粒间的孔隙结构特征与晶内的毛孔大孔隙直径,形成由于解散,被发现更有利于优质储层的形成
综合评价的微观和宏观特征的四种类型储层的孔隙结构通过多种方法和多个参数。I型水库相对孔隙边缘光滑和有序的孔隙安排。他们还展示了最好的宏观特性。相反,其他三种类型的储层被发现的特点是衣衫褴褛的孔隙边缘和混乱的孔隙安排
使用的实验数据来支持本研究的结果中包括手稿。
作者宣称,他们没有利益冲突。
这项工作是在经济上支持中国国家科技重大项目(批准号2016年zx05006 - 004)。