文摘

低渗透性砂岩储层孔隙结构的复杂性很难描述孔喉的异质性。Sanjianfang形成QL油田的储层为例,计算不同存储空间的分形维数,利用分形理论基于铸造薄片、扫描电子显微镜,和高压压汞孔隙度之间的相关性,渗透率、渗透率和贡献不同的存储空间进行了分析。Sanjianfang形成的结果表明,该水库QL油田主要开发小孔、细毛孔,和微孔隙和微孔结构的分形维数在2.6044和2.9982之间,平均值为2.8316。孔隙结构越复杂,微观不均一性越强。分形维数越高,越复杂孔隙结构和孔隙度和渗透率越小。小孔隙的分形维数、细毛孔,和微孔隙增加先后与孔隙半径,减少毛孔粗大和微观结构非均质性较弱的比小毛孔。它提供了一个理论依据低渗透性砂岩储层的勘探和开发。

1。介绍

直接控制着储层孔隙结构和渗流特征和影响石油/天然气生产能力1]。低渗透性砂岩储层的孔隙结构是复杂的,和孔隙度和渗透率参数无法满足要求,准确的描述和表征低渗透性砂岩储层。因此,只有通过研究孔隙结构,我们才能把握积累和生产规则的储层油气预测的遗传机制和提供技术支持的高质量和低渗透性储层和油气产能的提高2,3]。与常规油藏相比,具有低渗透性砂岩储层孔喉小和低色散。因此,孔喉分选系数、平均系数,和其他参数不能准确反映微孔结构的异质性低渗透性砂岩储层。近年来,认为储层孔隙具有自相似性在一定尺度范围内,属于分形结构4,5]。毛细管压力的分形维数是用来描述孔隙结构的复杂性(6,7]。大量的研究表明,存在明显的异质性在微/纳米尺度的孔喉结构(8- - - - - -11]。然而,缺乏定量研究在多孔介质孔隙分布的异质性,以及多孔介质的机制影响微尺度孔隙非均质性需要进一步理解(12]。Sanjianfang形成QL油田的储层为例,计算不同存储空间的分形维数,利用分形理论基于铸造薄片、扫描电子显微镜,和高压压汞孔隙度之间的相关性,渗透率、渗透率和贡献不同的存储空间进行了分析。它提供了理论依据低渗透砂岩储层的勘探和开发。

2。方法

2.1。测试方法

2.5厘米直径钻柱塞示例从核心用于晶圆研磨、物理属性和高压汞压力测试。①在测试之前,洗油样品:样品用甲醇和二氯甲烷的混合物在索氏提取器。当洗手液的荧光很低,不变,洗油被认为是完成,样品被微波干连续24小时的100°C。②铸造表观察:治疗后,样本注入红铸造的身体,和薄片的厚度0.03毫米地面。在偏光显微镜下,岩石学的统计和研究point-meter和毛孔的方法计算每个样本(300点)。实验方法是严格执行按照SY / T 5913 - 2004“岩石薄片的准备”13]。(iv)石油物理测试:实验方法是严格执行按照SY / t6385 - 1999”为上覆岩层岩石孔隙度和渗透率的测试方法”(14]。FYKS-1 porosity-permeability试验机高温和上覆岩层压力测试了孔隙度和渗透率。主要技术参数如下:①模拟形成的有效压力小于70 MPa;②模拟形成的有效温度小于150°C;③适用的核心是Φ2 5×25 - 80 mm或Φ38×40 - 80毫米;和④测量精度低渗透性储层的渗透率小于10%,小于5%为中、高渗透储层;孔隙度的测量精度为0.5%。(v)高压压汞实验:AutoPore IV压汞测试进行了22°C条件下的室内温度,相对湿度46%到68%,0.49 N / m界面张力的水银。实验方法是严格执行按照GB / t29171 - 2012“摇滚毛细管压力测量”(15]。

2.2。分形理论

分形理论成立于1970年代中期,它的研究对象是无序和自相似系统广泛存在于自然和社会活动16,17]。分形维数反映分形来填补嵌入空间的能力,和大多数分形维度分数。通过结合分形理论与拉普拉斯方程、累积孔体积和毛细管压力之间的关系可以得到如下: 在哪里 是进入毛孔,水银的体积%,然后呢P最小值相对应的毛细管压力最大孔喉半径,即水星进气压力,MPa。

两边取对数方程(1得到以下):

根据方程(2),pressure-cumulative汞摄入量曲线可以得出,和分形维数(D)可以获得。

3所示。储层孔隙类型和物理性质

确保实验样本的代表性,岩石样本的选择是基于的原则控制整个地区,包括水库具有不同物理性质和选择更主要气储层。通过铸体薄片分析和研究样本取自Sanjianfang QL油田形成的水库,得出主要发达储集空间是晶间孔隙(63.7%)、长石溶蚀孔隙(15.4%)、岩屑溶蚀孔隙(12.5%)、裂隙(6.1%)、晶间孔隙(0.23%),等等。根据储层物理性质的分析和孔喉毛细管压力曲线,选择岩石样品的孔隙度分布范围从11.6%到16.7%,平均值为13.14%,渗透率分布范围从0.395×10−3μ米287.695×10−3μ米2,平均值是27.513×10−3μ米2。选中的岩石样本代表三种类型的储层具有不同渗透率级别,如图1。半径的值超过2.0μm,存储空间主要由微裂隙、晶间孔、溶孔在储层渗透率大于50×10−3μ米2。0.5之间的半径值μm和2.0μm,存储空间主要由溶解毛孔,几粒间孔隙和微孔隙储层渗透率之间的10×10−3μ米2和50×10−3μ米2。0.05之间的半径值μm和0.5μm,存储空间主要由微孔隙,少量的腐蚀孔在储层渗透率之间0.1×10−3μ米2和10×10−3μ米2。


图1
具不同渗透率储层的储集空间特征。

4所示。定量描述不同储层空间异质性的基于分形理论

分析和试验结果的基础上十QL油田Sanjianfang形成的岩石样本,不同的储层空间的异质性是利用分形理论进行了分析和研究。

4.1。毛细管压力曲线的特征在不同类型的储层

储层的渗透性空间由不同类型的毛孔千差万别,从而导致显著差异在毛细管压力曲线和孔隙分布特征(图2)。近年来,国内外学者通常把毛孔分成微孔隙(0到2 nm),中孔(2至50 nm),和大孔隙(超过50海里)根据其直径(18]。然而,主要适用于页岩气储层分类方案。低渗透性砂岩储层,因为石油的分子直径比这大得多的气体,这个分类方案的孔径太小,不能适用。因此,需要一种新的分类方案低渗透性砂岩储层。


图2
毛细管压力曲线和不同类型的储层的孔隙分布特征。

通过分析实验结果的压汞在十低渗透性砂岩样品(图2)[19),它可以发现有三个转折点的压汞曲线,和连接孔分为四个不同的尺度,即微孔隙、细毛孔,毛孔小,和中孔。压汞曲线的三个转折点发生在孔隙半径为1.0μ10.0米,μ50.0米,μm,分别和相应的压力1.0 MPa, 0.08 MPa,分别和0.02 MPa。图2显示了三种不同的水平渗透率砂岩样品在汞孔隙度分布与不同尺度和频率曲线特性。储层渗透率大于50×10−3μ米2主要发展粒间孔隙也发展一些裂隙,中孔,厚的喉咙,和良好的连接。出口压力低,压汞曲线是显而易见的“横向平台”的过程中水银注入。中孔的比例、小孔隙、细毛孔,和微孔的水库是8.02%,9.73%,56.88%,和25.37%,分别。水库与渗透率之间的10×10−3μ米2和50×10−3μ米2主要开发粒间孔和溶蚀孔隙,加强毛孔之间的连接性。驱替压力介质和压汞曲线是弱“横向平台”压汞过程中。这类储层主要由细毛孔和微孔隙和几个小孔,分别占63.06%、35.64%和1.3%。储层渗透率之间0.1×10−3μ米2和10×10−3μ米2主要开发微孔隙和一些溶解毛孔,缩小毛孔,经常打开毛孔“死胡同”一端(20.),渗透率贡献小,排气压力高,压汞曲线是陡峭的压汞过程中。这类储层主要由细毛孔和微孔隙,分别占39.16%和60.84%。

总的来说,渗透率降低,孔喉分布的主峰转向左边,分布变得狭窄,和尾巴的形态波动峰值增加,这表明孔喉是复杂和高度的分布异构的、和各种类型的孔喉中存在低渗透性砂岩储层(21,22]。

4.2。在不同的存储空间异质性的定量表征

分形理论通常被用来研究不规则形状复杂的结构和自相似性,这是由分形维数。对于低渗透性砂岩储层,孔隙只在一定尺度范围内,和孔隙结构的分形特征23]。只有两个样品和大孔隙,大孔隙的分布频率很低,仅占1.37%。因此,大孔隙不被认为是在这个研究。通过统计和分析不同尺度的孔隙的分形维度十砂岩样品,可以看出,小孔隙的分形维度,细孔,微孔增加先后。其中,小孔隙的分形维数从2.8454到2.9969,平均为2.8109。细孔的分形维数从2.2044到2.9982,平均为2.8211。和微孔隙相对均匀的结构,分形维数从2.666到2.9961,平均为2.8504。据统计在毛孔的比例之间的关系在不同的尺度和分形维数(表1)、小孔的比例、细毛孔,微孔隙形成的水库Sanjianfang形成研究区增加先后和同意的分形维数的增加,孔隙结构更为复杂和异构的小孔隙比大孔隙开发区开发区(24,25]。

表1
比例和分形维数不同的毛孔。

5。不同储层空间异构性问题对储层物理性质的影响

5.1。渗透率的贡献不同的储集空间

孔喉的大小和分布的关键因素是控制低渗透性砂岩储层的属性。对于不同渗透率的低渗透性砂岩储层,少量的相对大孔隙开发控制渗透率,但相对较小的孔隙对渗透率影响甚微(图3)。然而,毛孔的贡献相对较小的低渗透性砂岩储层的储层属性不能被忽视。例如,最大的汞饱和度的样品没有。10是84.59%。中孔和小孔的控制下,渗透率贡献率达到95.1%,但累积汞饱和度仅为13.1%。相对较小的孔隙和微孔隙控制汞饱和度71.49%,和微孔隙的累积汞饱和度达到21.45%。


图3
孔隙的渗透率贡献不同。
5.2。空间异质性的影响不同的储层渗透率的贡献

通过分析孔隙的渗透率贡献之间的关系在不同的尺度和分形维数(图4),它可以发现的渗透率贡献小毛孔,毛孔很细,和微孔隙分形维数呈正相关,相关系数(R2)是0.0051,0.7291和0.4818,分别。也就是说,渗透毛孔很细的贡献之间的正相关和微孔隙分形维数比小孔。的主要原因可能是溶解毛孔细毛孔,晶间孔发展和微孔隙尺度区间,其不规则的形状使孔隙结构的异质性强但可能形成主流渠道,发挥领导作用在流体流动和有良好的渗流特征。少量的解决方案洞发展小孔隙大小间隔,提高微观非均质性,但不会成为可依的主要渗流通道的主要控制因素。


图4
渗透率的贡献之间的关系和不同孔隙的分形维数。
5.3。储层非均质性对物理性能的影响

通过分析孔隙度之间的关系、渗透率和孔隙结构的分形维数(图5),发现储层物理性质与分形维数呈负相关关系。分形维数越大,越复杂孔隙结构、孔隙度和渗透率越小。之间没有明显的线性相关性孔隙度和分形维数和相关系数(R2)只有0.3868。然而,渗透率之间的负相关和分形维数是显而易见的,和相关系数(R2)是0.7847。


图5
储层特性和分形维数之间的关系。

6。结论和理解

(1)微孔结构的低渗透性砂岩储层具有分形特征,可以表现为分形理论及其异质性。Sanjianfang形成的微孔结构的分形维数在QL油田是在2.6044和2.9982之间,平均值是2.8316。孔隙结构越复杂,微观不均一性越强。(2)孔隙为主要储集空间,不同尺度的微观不均一性的分布特征,可以反映储层空间的变化。小孔隙的分形维数、细毛孔,和微孔隙增加先后与孔隙半径,减少毛孔粗大和微观结构非均质性较弱的比小毛孔。(3)微尺度非均匀性的关键因素是决定低渗透性砂岩储层的物理性质和渗流机制。分形维数越高,越复杂孔隙结构和孔隙度和渗透率越小。溶蚀孔隙的形状不规则,晶间孔隙发育的细孔和微孔隙尺度使孔隙结构的非均质性较强但可能形式占主导地位的渠道,发挥领导作用在流体流动,并展示良好的渗流特征。少量的解决方案漏洞开发小孔隙大小间隔,提高微观非均质性,但不会成为可依的主要渗流通道的主要控制因素。因此,渗透率的贡献之间的正相关细毛孔和微孔隙的分形维数比小孔。

数据可用性

数据支持我们的研究结果包括在手稿中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是由中国国家自然科学基金资助(41802166),陕西省重点研究和发展项目(2021 gy - 140),开放的基础陕西省重点实验室先进的刺激技术对石油和天然气储层(20 js120),和开放的重点实验室的基础的煤炭资源勘探和综合利用,自然资源(KF2021-3)。