文摘

实现定量的致密油储层分类和综合评价4日泉在松辽盆地致密油储层的孔隙结构进行定量分析。在这项研究中,实验基于恒速压汞、核磁共振和微米CT是基于铸薄片的观察,并进行扫描电子显微镜。结果表明,致密油储层空间主要由粒间溶孔,残余粒间孔隙和颗粒内的溶解毛孔。很少有晶间孔隙和裂缝在同一时间。平均孔隙半径是1.28 ~ 4.58μ米,平均喉道半径是0.52 ~ 1.27μm。因此,有一个典型的微纳喉咙结合作用。储层的孔喉成分和孔隙结构不同储层具有不同的物理性质。储层质量取决于孔隙结构尤其是喉道半径。和microthroat磁导率是一个关键因素。基于Q-cluster分析、致密油储层分为三种类型。分析基于数据如马克斯喉道半径、平均喉道半径、驱替压力、平均压力、渗透率。最后,在研究区储层主要是二世和我类型。

1。介绍

致密油是紧的缩写储层油。它存在于烃源岩以吸附或游离状态。一些其他的层间的烃源岩和储层岩石附近积累,如致密砂岩和碳酸盐岩地层。随着常规油气勘探减少和变得更复杂,非传统的石油和天然气,由致密油、页岩气和火山气体,已经成为中国最重要的区域增加石油储备和提高石油产量(1- - - - - -4]。尤其是成功的勘探和大规模商业开发在阿尔伯达盆地致密油,威利斯顿盆地,阿纳达科盆地和特立独行的盆地在北美不仅让人们意识到致密油的巨大的资源潜力,但也使致密油后全球非常规石油勘探的一个新热点页岩气(5- - - - - -8]。中国的石油资源紧张是广泛分布的。目前,勘探取得新突破的鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密砂岩侏罗纪介壳灰岩和四川盆地致密砂岩,二叠纪粉砂质白云岩和白云质粉砂岩准噶尔盆地,并在松辽盆地白垩系泉砂岩。形成了大规模的外汇储备和开发9- - - - - -11]。松辽盆地是中国致密油勘探和开发的主要区域。经过几个阶段的勘探和开发,如区域探索,大型岩性油气藏勘探和综合加速探索自1959年以来,紧张的石油资源丰富的地区面积约10490公里²和地质储备接近 被发现在三灶凹陷和Qijia-Gulong凹陷。此外,每年的石油生产 吨/年不断稳定13年通过地质和工程集成技术如水平井体积压裂、有限公司₂刺激和温和的压裂直井的弹性发展平台(12,13]。勘探和开发的主要问题的致密油的泉头组沉积4日松辽盆地的低品位资源。很难有效利用已探明未开发的储量,剩下的勘探目标主要是低级的和紧密的水库。除此之外,其余的勘探目标主要是低级的和紧密的水库。复杂的孔隙结构和广泛开发微纳孔已成为关键因素限制致密油的高效发展。

非常规的深化勘探和开发石油和天然气,如致密油和页岩气、致密储层的孔隙结构和定量表征非常规石油和天然气运营商已经吸引了广泛关注在石油行业14- - - - - -18]。致密油储层的微观孔隙结构十分复杂,因为低孔隙度和渗透率,常与广泛的压实和胶结。的3 d网络毛孔紧水库的不同形状和尺寸的关键因素在控制流体流动和生产力决定石油和天然气19,20.]。微观孔隙结构可以显著影响致密油储层中流体流动,因为它们可能包含不动,capillary-bound水域中只有扩散接触移动毛孔水域。因此,研究致密砂岩的孔隙结构特征是在致密油机制所必需的属性和发展(21,22]。在这种情况下,致密储层的定量分类和评估基于孔隙结构分析是必不可少的高效开发致密油和天然气的(23]。随着实验的发展,类型的孔隙结构测试技术近年来已经形成。因此,许多定性和实用的方法进行了研究致密砂岩孔隙结构特征(24- - - - - -27]。和混合的定性和定量分析方法已被用来获得深入的微观孔隙结构。的技术主要是铸造薄片、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、恒速压汞porosimetry (MIP)、微纳CT和不清楚核磁共振(NMR)26]。研究不同级别的毛孔从2 d, 3 d和定量定性,这提供了有利的支持研究致密油和天然气储层的孔隙特征(4,14,15,26- - - - - -32]。然而,这些技术都有自己的长处和局限性。SEM和TEM可以直接观察到的大小、形态和类型的从纳米到微米尺寸的孔。此外,很难获得定量参数如孔隙体积和大小分布使用这些技术。致密储层微纳米孔的广泛发展不可避免地提高了储层孔隙结构的复杂性。此外,获得的孔隙参数单一测试技术已经难以满足高精度的孔隙结构分析的需求(33- - - - - -36]。多尺度定性和定量数据融合成为必要提高致密储层孔隙结构的特征精度和评价孔隙结构。微观孔隙结构是基于多个实验分析系统的特点。因此,致密油储层定量分类。孔隙大小分布之间的关系和物理性质的致密油储层4日泉。在这项研究中,许多测试,如高压压汞、恒速压汞、微米CT、核磁共振进行了。然后,孔隙结构参数和渗透率相关物理性质被选为q型聚类。i类型储层的质量优于ii和III-type。i类型储层的质量优于ii和III-type,这是最好的储层致密油的发展。

2。地质背景

松辽盆地是一个大型新生代沉积盆地叠加在古生代基底在中国,带有明显的双重结构断层和上较低的抑郁,主要是充满了新生代碎屑岩(19,37- - - - - -39]。从下到上、下白垩统泉头组沉积地层是和青山口组、姚家组地层,嫩江形成,Sifangtai结合Mingshui上白垩纪(图的形成1)。4日泉是致密油的油层中部松辽盆地北部。这是一个浅水三角洲分流河道和水下分流河道砂岩。它成立多个源的控制下在盆地(14,15,33,34,40]。三灶区、东部中央抑郁,delta-distributed二次萧条由几个地下室深断裂控制。它的特点是西高east-low坡从大萧条的边缘到中心的抑郁症(图1)。的河道砂体4成员Quanquan接近湖优质烃源岩的青山口组的第一个成员,和源和热源之间的匹配关系是好的,它提供了一个良好的地质依据致密油的形成。

致密油储层的4日泉是由silty-fine砂岩,细粒度、分选好,复杂的碎屑组分和胶结类型,可怜的物理性质。长石的含量和残骸碎屑颗粒是最高的,34.8 ~ 38.2%和29.8 ~ 38.1%,分别平均为36.4%和33.8%,而石英含量只有26.1 ~ 32.9%。水泥主要是高岭石和方解石,紧随其后的是硅质和绿泥石。孔隙度主要集中在6 ~ 14%,平均为9.40%。渗透率分布范围从0.01到 μ米²,80%的样品都不到 μ米²,平均 μ米²。这是一个典型的致密砂岩。

3所示。样品和分析方法

十个样本取自4日泉,三灶凹陷,岩性是岩屑长石细砂岩和长石岩屑砂岩,孔隙度为4.38 ~ 10.74%,渗透率 μ米²。岩石物理的概要文件中列出的表1。定期专栏的样本30毫米的长度和直径25毫米钻孔岩性稳定部分。并且确保端面平行于层理面岩性非均质性的影响,消除尽可能多的实验结果。首先,示例中的残余沥青被酒精的混合物和氯仿,然后干24小时在110°C。然后,样品的孔隙度和渗透率测量,和高压压汞、核磁共振、恒速压汞、扫描电子显微镜、微ct依次进行。

核磁共振(NMR)是进行核磁共振在饱和和离心状态MARAN-2核磁共振仪器。标准CPMG脉冲序列,回波间隔为0.256毫秒,6 s的等待时间,128年采用扫描实验。在测量之前,样品在饱和盐溶液与地层水矿化度相似24 h。后的核磁共振测量饱和样本,离心机30分钟的样品离心机(相当于离心压力为2.7 MPa),并执行离心机的核磁共振测试样本。进行恒速压汞实验方面- 730仪器。水银注入率保持在 毫升/分钟,最大压汞压力为6.17 MPa,喉道半径为0.12的下限μm。微米CT实验完成microxct - 400微米CT扫描仪,分辨率最高的65 nm。Avizo被用来分割图像和重建获得的三维分布的孔隙体积孔隙体积。然后,通过恒压汞孔隙分布和核磁共振进行了比较。

4所示。结果

4.1。致密油储层的孔隙类型和特征

在这项研究中,气孔主要是晶内的解散,粒间溶和残余粒间孔。除此之外,还有少量的粒间孔隙和微裂隙。①晶内的溶解毛孔串珠,拉长或蜂窝孔。他们被选择性溶蚀形成的碎片粒子(图2(一个))。大量腐蚀时,只有相同的形状的模具孔碎片组件(图2 (b))。然后,孔隙大小约为2 ~ 30μ米,飞机孔隙度为2.63%,占42.3%的毛孔。②粒间溶孔是不规则的锯齿状。他们形成的碎片粒子和碳酸盐的溶解水泥(图2 (c))。孔隙大小大约是1 ~ 18μm,飞机孔隙率约为0.84%,占18.2%的毛孔。这是与晶内的溶解毛孔,开发的粒子之间的联系。它充当喉咙提高渗透率。③剩余粒间孔是空缺主要毛孔左后压实和胶结。他们主要是三角形和不规则(图2 (d))和分布式刚性粒子的边缘。孔隙大小大约是1 ~ 20μm,飞机孔隙率约为1.62%,占25.6%的毛孔。④粒间孔隙是在自生粘土矿物晶间蜂窝状微孔隙。和孔隙大小一般小于3μm(图2 (e))。⑤裂隙大约是1 ~ 10μ米宽,线性和树突的方式扩展。他们穿过许多碎片粒子和与不同类型的孔隙(图2 (f)),它在改善储层渗透率起着重要的作用。

扫描电子显微镜和铸薄切片观察表明,喉咙的致密油储层研究区域主要是弯管bundle-shaped,还有几个柱头喉咙,和一些可以看到柱头喉咙。弯曲的喉咙是主要分布在石英表面的。,它是由压实引起的原生孔隙减少,自石英胶结和通常充满了毛茸茸的伊利石(图2 (g))。粘土矿物的含量研究区高。管束通道由粘土矿物晶间孔隙的形成也是关键之一的喉咙类型(图2 (h))。neck-constricted喉咙主要是由水泥的解散,以及粒子的扩张差距是由于解散。喉咙是平的,大孔两端(图2(我))。

4.2。致密油储层的孔隙大小分布

孔隙的大小和分布的流动可以显著影响致密油储层中的油和水,以及保护和分配的微观孔隙结构对致密油的发展至关重要。孔隙大小是一个重要的变量,因为它直接与储层质量。因此,微孔被定义基于孔和孔喉大小(41- - - - - -43]。Choquette和祈祷44)定义微孔隙与孔隙的平均直径小于64μ10米,和一个上限μ米可能更有意义更大的上限包括小模具和岩穴。Hassall et al。45)考虑综述的孔喉直径小于0.5μ米,而微孔隙被定义为孔喉直径在0.5和5.0之间μ米,而微孔隙喉咙大于5.0μm。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)把毛孔分成三种类型,如微孔隙、中孔,和大孔隙;作用被定义为在喉咙的小尺寸少2纳米,而喉咙中孔2和50 nm之间,和大孔隙的喉咙大于50海里(46,47]。然而,大多数孔隙大小的分类上开发常规储层,储层致密油是一种典型的非常规储层,孔隙大小是小于常规储层。本文在致密油储层孔隙分为三种类型:综述(< 1μ米),微孔(1 ~ 1000μ米),毫米毛孔(> 1000μ米)(48,49]。

研究面积小的致密油储层孔隙大小和不同的形状。然而,有一个不同的研究目的和测试精度测试的技术,所以它是具有挑战性的,以满足高精度的孔隙结构分析的要求由一个单独的测试。因此,有必要定量分析和分类致密储层结构使用各种分析方法(50]。在这项研究中,T₂核磁共振光谱被提供的累积孔隙度曲线校准十高压压汞样品,和T₂光谱的弛豫时间变成了孔隙大小分布(16,51]。结果表明,致密油的孔喉半径分布范围广,从0.1μm - 400μ米,最大的是989μm。大多数样品的孔径曲线具有双峰特征(图3)。他们代表致密油储层的孔隙和喉咙,分别。孔隙半径是集中在1.82 ~ 18.42μ米,平均为3.88μ米,喉道半径主要分布在0.02 ~ 1.46μ米,平均为0.54μm,表明微米大小的孔隙和微纳喉咙在致密油储层开发研究区域(表2)。

微米的考验CT显示了类似的结果。孔隙半径变化很大,从1.0μm - 943μm。和平均孔隙半径范围从1.28μ米至4.58μm。此外,喉道半径范围从0.05到2.93μ米,平均价值从0.52 ~ 1.27μm(图4)。它还表明,致密油储层是由微孔和微纳米的喉咙。喉咙有最显著的区别特征样本中不同的物理性质。中有几个喉咙P381,只有286的喉咙被发现和喉道半径从0.5到2.31不等μ米,和相应的物理性质是最糟糕的。好Z48最发达的喉咙,大约1076的喉咙和喉道半径从0.5到5.37不等μm和最好的渗透率(表3)。

4.3。孔喉结构对致密油储层的物理性质

致密油储层开发的微纳米孔隙喉咙广泛导致极其复杂的孔喉结构。恒速压汞注入水银岩石低速毛孔,毛孔有别于喉咙。恒速压汞分析10个样本表明,孔隙结构是影响储层质量的主要因素。喉咙是限制渗透(图的关键特征5)。当孔隙度小于8%时,nano-throats半径小于1μm是最发达的水库,占52.78 ~孔喉总量的94.84%,平均为74.53%。这些小nano-throats并不有利于流体渗流。和体积的microthroats孔隙直径大于1μm是只有25.47%,在改善储层渗透率(图中扮演着关键角色6)。孔隙度大于8%时,储层是由微米孔隙与孔隙直径大于2μm。尽管nano-throats的体积与半径小于1μm是高达38.45%,它对渗透率的贡献是有限的,而体积的microthroats半径小于1μm是只有18.72%,但这是判定储层渗透率的主要因素。

高压压汞提供了大量的孔喉结构,如孔隙大小、选择性、和孔喉连通性。这些孔喉结构参数表明,致密油储层研究区域的孔隙喉道半径小的特点,高压力、位移和低汞去除效率。最大孔喉半径和平均孔喉半径表示孔隙大小。致密油储层的最大孔喉半径的研究区域是0.027 ~ 9.2μ米,平均为1.20μ米,平均孔喉半径是0.01 ~ 4μ米,平均为0.38μm,表明致密油储层的孔隙主要作用和综述。驱替压力、平均压力和汞去除效率反映孔隙连通性;驱替压力范围从2.88 MPa 85.47 MPa,平均为29.28 MPa;和中值压力范围从1.58 MPa 37.91 MPa,平均为9.54 MPa。汞的去除效率32.54 ~ 69.61%,平均为46.52%,表明致密油储层的孔隙连通性一般是穷人。相对分选系数、功能结构系数和均化系数反映了毛孔的分类特征,并广泛分布在研究区。相对分选系数为2.42 ~ 110.12,平均为22.64,和功能结构系数为0 ~ 9.68,平均为3.08,均化系数为0.16 ~ 0.73,平均为0.33,表明储层致密油的混合不同种类的毛孔和喉咙。物理性质和孔隙结构参数之间的关系提供了孔隙的大小和连接有一个更好的与物理性质之间的关系,特别是渗透率(图7)。孔隙喉道半径的减少和连通性,渗透率急剧降低。物理性质变得更糟的是,表明孔隙大小和连接的主要控制因素是在致密油储层物理性质。

5。讨论

5.1。致密油储层分类

致密油的微孔结构特征组成的微纳孔和喉咙的内部因素是影响储层的物理性质,也是储层分类的重要依据和评价(52,53]。生产井的研究分为三种类型。基于石油测试和石油的能力,研究人员定义一个高产能力大于10 t / d。低产井被定义为具有生产能力10 t / d和5 t / d。干井的容量小于5 t / d。然而,石油的能力不仅是控制储层质量。测试方法和射孔位置会影响生产能力。在钻井泥浆侵入也可以摧毁孔隙结构和减少在同一时间的能力。微孔和纳米孔是主要的迁移流动渠道,和能力和致密油储层质量大受孔隙结构的影响。在这种情况下,定量评估根据物理致密油储层孔隙度和孔隙结构是一种有效的措施,提高开发效果。 In this study, the structural parameters, such as the largest pore throat radius, average pore throat radius, displacement pressure, and median pressure, are closely related to physical properties. We divide the tight oil reservoir into three kinds according to Q-cluster analysis on the base of structural parameters selected (Figure8)。孔隙大小和分布是控制流体流动的关键因素,确定油气的生产力。因此,i类型、ii和III-type水库分类是基于他们的渗透率和孔隙半径。储层渗透率大于 μ米²和孔隙半径中值大于1μ米被定义为i类型水库。此外,该油藏渗透率之间 μ米²和 μ米²和孔隙半径中值从1μ米至0.3μm是定义为一个ii水库。此外,储层渗透率和孔隙半径中值小于 μ米²和0.3μm是定义为一个III-type水库。126个样本的聚类结果表明,不同储层的物理特性和孔隙结构特征往往是一致的(表4)。分类结果有利于水平井的部署在致密油的生产和设计改进措施的研究区域。

5.2。不同类型的储层特征

i类型水库主要由细砂岩和粉砂岩在蜿蜒,分流河道,最好的物理性质。孔隙度和渗透率的10 ~ 12%和0.3 ~ 1.0×10³μ米²分别等次生孔隙储层主要由长石颗粒内的溶解毛孔和水泥溶解毛孔,用少量的残余粒间孔和粒间孔。孔喉组合是微米孔隙微纳喉咙(图9),孔隙半径从1.50到7.0不等μm和喉道半径从0.34到1.20不等μm。位移一般小于5 MPa压力,从0.04 MPa到12.63 MPa,平均为4.79 MPa,结合成交量通常是80 ~ 90%。研究区北部,升平告诉记者,湖南常德和Xingcheng分布在一条形状,在飞机上稳步扩展,一层的厚度一般大于3米。石油和天然气显示一般在油浸级别或以上,含油饱和度通常大于50%,单井产量通常大于1 t / d。

ii的致密油储层主要由细砂岩在蜿蜒的通道,粉砂岩,粉砂岩在分流河道和水下分流河道。和物理性能相对较好,8 ~ 10%的孔隙度和渗透性 μ米²。储层的压实残余粒间孔很高,有一定数量的溶解毛孔中长石谷物和水泥。孔喉组合是微米孔隙nano-throat,孔隙半径为0.75 ~ 2.16μ0.32 ~ 0.78 m和喉道半径μm。位移压力相对较高,从0.14 MPa 18.63 MPa,平均为9.64 MPa。连接在储层孔喉的数量是45 ~ 80%。表形式的砂体分布在头台油田研究西南地区东北部和升平告诉记者。砂体的规模仍然很小,和一层的厚度一般是2 ~ 3米。石油和天然气显示通常是油的痕迹,油位,油浸。此外,含油饱和度通常是45 ~ 65%,和单井压裂后产量约为1 ~ 0.3 t / d (54,55]。

III-type水库主要是粉砂岩和泥质粉砂岩沉积,水下分流河道和裂缝的球迷。孔隙度小于10%,一般5 ~ 8%,渗透率 μ米²。储集空间主要是晶间和残余粒间孔,用少量的水泥溶解毛孔。储层微纳米孔隙和nano-throat组成的,与孔隙半径从0.4到1.85不等μm和喉道半径从0.08到0.32不等μm。位移通常大于3 MPa压力,从2.06 MPa到27.65 MPa,平均为13.55 MPa。连通性差,连接孔喉的体积是20 ~ 45%。在研究区,透镜状分布在西方卫星Pubei油田,长岭地区东南部。砂体的厚度一般是薄,单层的厚度小于2毫秒,并且它与相邻泥岩夹层之间的。石油和天然气通常石油痕迹和斑点,含油饱和度小于40%,单井产量小于0.3 t / d。

6。结论

(1)泉头组沉积第四的致密油储层主要由晶间溶解,残余粒间溶,粒间溶孔和几粒间孔隙。平均孔隙半径是1.28 ~ 4.58μ米,平均喉道半径是0.52 ~ 1.27μ米。这是一个微米矿石submicron-nanometer喉咙(2)孔隙结构是限制物理性能的关键因素,特别是渗透率。Microthroat与孔隙大小大于1μm积极影响物理性质的改善,而nano-throat小于1μ对渗透率的贡献有限(3)致密油储层可分为三种类型根据Q-cluster分析。物理性质和孔隙结构特征不同在不同的水库,和致密油储层主要是二世和我在研究区类型

数据可用性

所有的数据、模型和代码生成或使用在研究出现在提交文章。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。我们所知,名叫作者没有利益冲突,金融,或以其他方式。

确认

这项研究得到了国家自然科学基金(批准号52074088,批准号52174022,批准号51574088,和批准号51404073),黑龙江省博士后基金会(LBH-Z19008),人才储备的黑龙江省东北石油大学的杰出青年科学基金(批准号SJQHB201802和格兰特No.SJQH202002),西部油田特殊的发展项目(批准号XBYTKT202001),黑龙江省博士后研究项目启动(LBH-Q21086)。博士后研究项目开始2020年黑龙江省(局部诱导裂缝研究进化机制的能量储存在页岩储层压裂)。