低渗透储层微观孔隙结构与可动流体饱和度关系研究

针对常规压汞实验不能区别孔隙和喉道的弊端,应用恒速压汞技术对低渗透储层孔喉进行了定量评价,并深入分析了影响低渗透储层可动流体饱和度的主控因素。结果表明:渗透率越小,喉道半径分布范围越窄,其峰值也越小;反之,渗透率越大,喉道半径分布范围就越宽,其峰值也越大;不同物性的样品其孔隙分布特征不显著,主要体现为喉道分布特征不同。可动流体由孔隙和大喉道中的流体共同组成,与所处空间位置无关,只与孔隙和喉道半径有关。核磁共振可动流体的有效孔隙体积和有效喉道体积的共同下限半径也就是T2弛豫时间所对应的半径。     

低渗储层可动流体核磁共振研究

以低磁场核磁共振岩心分析技术为主,辅助以岩石薄片、环境电镜扫描、高分辨率CT、成像测井等常规测试手段,对国内3种不同岩性的典型低渗储层共计277块基质岩样进行可动流体评价研究,分析储层可动流体分布规律和影响因素,计算可动流体的T₂截止值和孔喉半径下限值。研究表明：低渗储层可动流体参数变化范围较宽;岩样渗透率越高,其与可动流体参数的相关性越强;低渗透砂岩储层可动流体百分数与孔隙度、渗透率之间相关性均较好,利用非线性最优化方法得到的计算值与实测值吻合很好;微裂缝的发育程度、孔径分布、粘土矿物含量及其充填程度等微观孔隙结构特征是低渗储层可动流体的主要影响因素。     

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段致密油储层可动流体赋存特征及影响因素

鄂尔多斯盆地陇东地区致密油储层主要分布在延长组长7段。通过长7段致密砂岩样品的核磁共振测试和场发射扫描电镜分析,对致密油储层可动流体赋存特征及影响因素进行了研究。结果表明:致密油砂岩岩心的最佳离心力为1.448 MPa;核磁共振T2谱截止值分布范围较宽,平均为20.64ms;可动流体饱和度低,平均为40.27%,主要被0.05~1.00μm的喉道所控制,且喉道在0.10~0.50μm区间时,致密油岩样可动流体饱和度最高、下降速度最快。整体上,可动流体饱和度与物性呈现出一定的正相关性,且在长71段,储层物性相对较好,可动流体饱和度较高。微裂缝发育程度、溶蚀孔隙、黏土矿物和石英颗粒充填孔隙等储层微观孔隙结构特征是可动流体的主要影响因素。其中,微裂缝、溶蚀孔隙的发育在一定程度上提高了储层可动流体饱和度;而黏土矿物及石英颗粒充填孔隙则导致储层可动流体饱和度的降低。关于长7段储层可动流体赋存特征的认识对鄂尔多斯盆地致密油资源开发具有一定的指导意义。     

特低渗透砂岩储层可动流体变化特征与差异性成因

特低渗透砂岩储层微观孔隙结构复杂,流体赋存状态不同于常规储层,利用核磁共振技术对鄂尔多斯盆地延长组3个层位样品的可动流体变化特征与差异性成因进行了分析.结果表明,样品T2谱分布主要表现出4种形态、T2截止值中等-偏高、可动流体参数变化幅度较大;沉积和成岩作用差异导致微观特征参数不同,造成各层位可动流体参数复杂变化;渗透率较小时,可动流体参数变化幅度大,当渗透率增大到一定程度后,可动流体参数数据点收敛,变化幅度减小;储层物性、孔隙(尤其是次生孔隙)发育连通程度、微裂缝的发育程度、粘土矿物的存在形式及其对孔隙的充填程度等微观孔隙结构特征变化是可动流体参数差异性产生的主要原因.可动流体参数本身就是储层诸多微观特征参数的综合反映,应在储层评价中予以考虑.     

准噶尔盆地南缘煤系水矿化度对低煤阶煤层气的影响

煤系水矿化度是影响低煤阶煤层气生成、运移和成藏的重要因素之一。以新疆准噶尔盆地南缘地区为研究区,把研究区划分为8个水文地质单元,分析了研究区煤系水矿化度的分布特征及其对产甲烷菌生存的影响。以1 000 m埋深为例,估算了各个水文地质单元内煤系水的甲烷溶解度,据此分析评价了各水文地质单元溶解运移甲烷的能力。通过煤系水的矿化度分布、氯离子浓度和区域地质构造形态分析,综合判断区域内煤系水的大致流向。以准南地区硫磺沟水文地质单元为例,探讨了矿化度与煤层气富集成藏的关系。研究结果表明,研究区矿化度分布具有南北分带、东西分段的特征。后峡水文地质单元、玛纳斯河-呼图壁河水文地质单元的南部、硫磺沟水文地质单元的南端和阜康水文地质单元的西部地区矿化度有利于产甲烷菌的生存和产气。后峡水文地质单元溶解运移甲烷能力最强。地下水的流向大致由南向北,地表水的径流会使地下水流向发生偏转。指出了硫磺沟水文地质单元内高矿化度中心和低水位的汇水洼地是低煤阶煤层气富集成藏的地区。     

致密油藏储层微观孔隙特征与可动用性评价

致密油储层主要包括致密灰岩和致密砂岩,两者微观特征差异明显.但目前针对致密灰岩和致密砂岩的对比研究相对较少,因此开展致密油藏不同岩性微观孔隙结构特征及可动用性研究具有十分重要的意义.利用低温氮吸附比表面、核磁共振、压汞等方法,从纳米级、亚微米级、微米级孔隙等不同尺度表征了致密灰岩和致密砂岩孔隙结构差异,分析了不同孔隙对渗透率的贡献和对流体赋存的影响,研究了启动压力梯度的差异和喉道对启动压力梯度的影响.以川中灰岩和长庆砂岩为例,结果表明渗透率大于0.01 mD储层具备开发潜力,致密灰岩中的亚微米和微米级孔隙是重要的储集和流动空间,致密砂岩中微米级孔隙是重要的储集和流动空间.基于微观实验分析和低渗透油藏评价方法,提出了致密油藏分级评价参数,并给出了分级评价界限,对确定致密油藏攻关目标和优选区块新建产能意义重大.      

致密砂岩储层孔喉结构差异对可动流体赋存特征的影响——以苏里格气田东区和西区盒8储层为例

为探讨致密砂岩储层的微观孔喉结构参数对可动流体赋存特征的影响,本文以苏里格气田东区和西区盒8储层为例,利用铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞及核磁共振等实验方法,对比并分析了微观孔喉结构差异对可动流体赋存特征的影响。结果表明:喉道大小及分布特征是造成致密砂岩储层渗流能力不同的主要因素,喉道半径分布范围越宽,峰值越大,渗流能力就越强;相反,喉道半径分布范围越窄,峰值越小,渗流能力就越弱。致密砂岩储层在可动流体赋存特征方面的差异本质是源于喉道发育程度不同,特别是在孔喉结构非均质性越强的储层中,喉道对可动流体的赋存特征影响越为显著。致密砂岩储层的有效孔隙体积相比于有效喉道体积对可动流体的影响更大,也更能表征流体的赋存状态。     

低渗透储层不同流动单元可动流体赋存特征及生产动态分析——以鄂尔多斯盆地姬塬地区长6段储层为例

利用高压压汞、恒速压汞、核磁共振、铸体薄片、物性等分析测试手段及试油资料,对姬塬地区长6段储层进行了流动单元的划分,同时分析不同流动单元微观孔隙结构特征及其对可动流体饱和度的影响,进而研究其生产动态的差异。结果表明:研究区四类流动单元微观孔隙结构差异明显,是造成其可动流体饱和度差异的主要因素。其中,喉道半径分布形态及主流喉道半径大小起了决定性作用。在油气田开发阶段中,应该根据不同流动单元的微观孔隙结构差异性特征,实施合理有效的开发方案。     

川西坳陷须家河组四段致密砂岩储层可动流体饱和度影响因素

为研究四川盆地西部须家河组四段致密砂岩储层可动流体赋存特征和影响因素,结合铸体薄片、扫描电镜(SEM)、矿物全岩分析(XRD)等实验方法,分析其储层特征和孔隙微观结构特征;在此基础上利用核磁共振实验(NMR)及高压压汞实验对研究区典型岩心进行测试,详细分析、评价其可动流体赋存特征及其影响因素。结果表明研究区须四段砂岩储层样品核磁孔隙度介于1.72%～6.63%,平均值为4.34%;渗透率介于0～0.015 2×10^-3μm²;可动流体饱和度介于7.92%～32.66%;核磁共振T₂图谱可分为单峰型、双峰型及多峰型;按照孔喉大小分类,样品中孔喉50%以上为纳米孔。压汞分析结果显示样品排驱压力高,介于1.18～4.57 MPa,平均为2.45 MPa;最大进汞饱和度高,介于46.91%～97.66%,平均为63.28%;退汞效率介于14.09%～38.97%,平均为29.55%,反映出研究区须四砂岩样品具有孔隙分选差,非均质性强,孔隙连通性差的特点。分析认为样品的可动流体赋存特征差异主要受到来自储层物性、孔隙微观结构及矿物组...     

鄂尔多斯盆地延长东区块本溪组砂砾岩储层孔隙及可动流体差异赋存特征

以鄂尔多斯盆地延长东区块本溪组砂砾岩储层为研究对象,通过铸体薄片、扫描电镜、高压压汞和核磁共振等方法分析储层孔隙与流体差异赋存特征,探讨流体差异赋存影响因素。结果表明：储层主要发育粒间溶孔和晶间孔,进一步分为裂缝-粒间溶孔型、晶间孔-溶孔型、溶孔型、微孔型储层,以裂缝-粒间溶孔型、晶间孔-溶孔型储层发育较好。储层可动流体饱和度为51.16%～86.82%,T₂谱为双峰态,呈左低右高型。孔隙发育差异对可动流体流体赋存呈现出不同特征,孔隙发育较差的溶孔型和微孔型储层仍具有较高的可动流体饱和度。粒间溶孔、最大连通孔喉半径、中值半径及最大进汞饱和度等影响储层可动流体饱和度,以裂缝-粒间溶孔型、晶间孔-溶孔型储层尤为显著。溶孔型、微孔型储层可动流体饱和度受铁白云石影响更为明显,铁白云石能够改善界面的润湿性,使流体在其纳米孔隙中仍具备较好的流动能力。     

低煤阶煤中甲烷扩散性能分析

甲烷在煤基质中的扩散性能是影响煤层气产出的重要储层参数。采用云南东南部地区新近系中新统小龙潭组褐煤样品,开展了低煤阶煤中甲烷等温吸附实验。基于等温吸附实验获得的吸附量与时间的关系数据,应用一元孔隙结构气体非稳态扩散模型,计算了煤中甲烷气体扩散系数,揭示了煤中甲烷扩散规律和控制机理。研究结果表明,低煤阶煤中气体扩散规律服从Langmuir方程,煤中甲烷有效扩散系数和扩散系数随着压力的增高而增大;吸附时间常数随着压力的增高而减小,服从负指数函数规律。4个实验煤样Langmuir有效扩散系数和扩散系数分别是（1.71~5.46）×10^-4 s^-1和（2.17~6.91）×10^-12 m²/s,Langmuir压力为0.63~1.97 MPa。在相同温度和压力条件下,干燥煤样的有效扩散系数和扩散系数大于平衡水分煤样,随着温度的增高,其有效扩散系数和扩散系数增加,煤中气体扩散性能增强。     

Role of coal type and rank on methane sorption characteristics of Bowen Basin, Australia coals

The effect of coal composition, particularly the organic fraction, upon gas sorption has been investigated for Bowen Basin and Sydney Basin, Australia coals. Maceral composition influences on gas retention and release were investigated using isorank pairs of hand-picked bright and dull coal in the rank range of high volatile bituminous (0.78% R_{o max}) to anthracite (3.01% R_{o max}). Adsorption isotherm results of dry coals indicated that Langmuir volume (V_L) for bright and dull coal types followed discrete, second-order polynomial trends with increasing rank. Bright coals had a minimum V_L at 1.72% R_{o max} and dull coals had a minimum V_L at 1.17% R_{o max}. At low rank, V_L was greater in bright coal by about 10 cm³/g, but as rank increased, the bright and dull trends converged and crossed at 1.65% R_{o max}. At ranks higher than 1.65% R_{o max}, both bright and dull coals followed similar trends. These competing trends mean that the importance of maceral composition on V_L varies according to rank. In high volatile bituminous coals, increases in vitrinite content are associated with increases in adsorption capacity. At ranks higher than medium to low volatile bituminous, changes in maceral composition may exert relatively little influence on adsorption capacity. The Langmuir pressure (P_L) showed a strong relationship of decreasing P_L with increasing rank, which was not related to coal type. It is suggested that the observed trend is related to a decrease in the heterogeneity of the pore surfaces, and subsequent increased coverage by the adsorbate, as coal rank increases. Desorption rate studies on crushed samples show that dull coals desorb more rapidly than bright coals and that desorption rate is also a function of rank. Coals of lower rank have higher effective diffusivities. Mineral matter was found to have no influence on desorption rate of these finely crushed samples. The evolution of the coal pore structure with changing rank is implicated in diffusion rate differences.     

低煤级煤储层游离气含量计算——以准噶尔盆地东南缘为例

我国低煤级煤层气资源量大,约占煤层气资源总量的43.5%。由于对低煤级煤层气赋存特征的认识程度有限,影响了低煤级煤层气的勘探开发。通过对准噶尔盆地南缘低煤级煤储层孔隙与裂隙、吸附特征、含气性等方面的分析,认为该区煤的吸附性能较好,煤中宏观裂隙与显微裂隙发育。相对于中、高煤级煤,该区煤储层大、中孔所占比例较高,为游离气赋存提供了场所。运用气体方程估算了准噶尔盆地东南缘西山窑组B煤组主力煤层中的游离气含量,得出煤层总含气量为2.85~8.94 m³/t,平均为6.12 m³/t。其中游离气占总含气量的2.89%~5.14%,平均3.90%。游离气含量的估算为研究区更加科学合理的进行煤层气勘探开发提供了依据。     

煤层气在储层中的流态分布特征

煤层气流态是表征煤层气在介质中流动难易程度的阶段量。综合前人研究经验,借助煤层气流态方程推演解译,对煤层气流态界限进行了划分,总结出煤层气在储层中的流态按渗透率k和运移距离L分布的规律。这为煤层气合理开发方案的制定具有一定的现实意义。     

低阶煤显微组分对一氧化碳的吸附性能

研究低阶煤中不同显微组分对CO气体的吸附性能,对低阶煤自燃发火的预测与防治具有指导意义。对低阶煤中的惰质组与镜质组分别进行了30℃、40℃、50℃、55℃、60℃和65℃的等温吸附实验以及煤质分析、煤岩分析和傅立叶红外光谱(FTIR)分析。结果表明:当温度一定(T≤50℃)时,煤对CO的吸附量与压力之间的关系可用Langmuir方程来描述;当温度较高(T>50℃)时,煤对CO的吸附量与压力之间呈线性增加关系,且可采用Henry方程来描述,但此时温度对煤吸附CO的影响较复杂,有待进一步研究;此外,因低阶煤中的丝质体、含氧官能团和负电性官能团含量普遍较高,尤其羟基—OH含量较高,从而对煤中惰质组吸附CO产生较大的影响,而对镜质组吸附CO的影响较小。     

中–高煤级煤岩孔隙发育特征

煤层气的吸附、解吸、扩散、运移与煤储层孔隙发育情况密切相关,煤岩孔隙特征实验研究至关重要。离心法获取煤样毛管压力资料快速简便,无毒无害,通过离心取代常规压汞来表征并划分中-高煤级煤岩孔隙结构类型,将二者实验结果进行对比,同时结合扫描电镜实验探究孔隙发育成因。结果表明：依据煤级高低可将煤岩孔隙结构划分为3类,从类型Ⅰ到类型Ⅲ,孔隙发育情况由大-中孔向微-小孔过渡,气体储运模式由吸附扩散向游离渗流过渡;离心与压汞在表征煤岩孔隙发育特征上具有一致性;不同种类的煤孔隙成因导致煤层气在各类煤储层中的储运方式存在差异。     

阳泉新景矿高煤级煤的孔隙结构分形特征

分形理论是宏观上定量评价储层非均质性的有效手段。以阳泉新景矿高煤级煤样品压汞数据为基础,建立分形几何模型,定量描述了孔隙结构。实验结果表明：样品孔隙以纳米孔为主,孔径、比表面积及孔容也集中分布在纳米孔段。煤样孔径65 nm以上的孔隙具有显著的分形特征,分维值分布范围为2.89~2.99,体积增量呈现阶段式的变化,孔隙结构复杂;孔径65 nm以下孔隙几乎无分形特征,比表面积增量与孔径在对数坐标中呈线性关系;基于分形特征及分子运动规律,将储层孔隙以孔径65 nm为界划分为扩散孔和渗透孔2个大类6个小类。分维值与体积孔隙中值半径、总孔隙体积呈负相关,与孔径65 nm以上的孔隙体积、比表面积呈正相关,与孔隙度无相关性。分形分维值对储层结构具有较全面的表征能力,可以作为综合指标在煤储层孔隙研究中加以应用。     

温度对低煤阶煤生物甲烷生成的影响

温度是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为研究不同温度条件下生物甲烷的生成量及其变化规律,在实验室条件下,对河南义马低煤阶煤在不同温度(25℃、35℃、45℃、55℃、65)℃下进行了生物甲烷模拟生成实验,并通过对不同反应阶段生成气体的组分及体积分数的检测,探讨了温度对低煤阶煤之甲烷生成的影响。实验结果表明:35℃时,生物甲烷含量最大,而在45℃和55℃时,甲烷含量有所下降;随着反应的持续进行,生成气体中甲烷体积分数逐渐增高(由11.4%增至65.71%),而二氧化碳的体积分数则呈下降趋势(由30.59%降至15.37%)。     

鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔隙结构特征差异及影响因素

以鄂尔多斯盆地东缘煤储层为研究对象,通过镜质体最大反射率（R_max）测试、压汞和低温液氮吸附实验等手段,探讨分析了煤储层孔隙结构发育特征及影响因素。结果表明：研究区煤储层视孔隙度偏低,且自北向南呈明显降低趋势,煤储层的孔隙发育情况以小孔、微孔为主,煤储层的BET比表面积平均为1.26 m²/g,其中北部煤储层比表面积较大,煤储层BJH总孔容平均为0.003 41 mL/g;受惰质组相对含量、压缩程度及次生孔隙影响,随着煤变质程度的增加,煤岩的孔隙度、BJH总孔体积和BET比表面积呈现“大—小—大”的变化规律,当R_max值为1.5%左右时,为最小值;煤储层随着所受应力的增强,微孔趋于闭合,其他各类孔数量均减小,整体上为小孔含量相对增加,煤中吸附孔隙类型由封闭型孔变为开放型孔,应力作用对煤岩的渗流孔隙的发育具有较强的控制作用,主要体现在煤岩中大孔对煤层气的贡献要优于其他孔隙。