致密砂岩储层孔隙结构与可动流体赋存特征:以鄂尔多斯盆地华庆地区长６３ 致密砂岩储层为例

应用核磁共振实验对鄂尔多斯盆地华庆地区长６３ 致密砂岩储层可动流体赋存特征进行了研究,并结合铸体薄片、图像孔隙、高压压汞、恒速压汞及真实砂岩微观水驱油实验,对可动流体赋存特征的微观孔隙结构影响因素开展了探讨。结果表明:华庆地区平均孔隙度为８．７１％,平均渗透率为０．１４８×１０－３μｍ２,可动流体饱和度平均值为３３．８９％;主要孔隙组合类型为残余粒间孔型、溶蚀孔型及孔隙＋裂缝型,不同孔隙类型的储层可动流体赋存特征各异;孔喉大小及配比关系对可动流体饱和度具有重要影响,喉道半径大于水膜厚度的有效喉道对储层可动流体有决定性作用。      

砂岩中绿泥石膜形貌和组成的成岩过程响应:以鄂尔多斯盆地陇东地区长８砂岩为例

通过铸体薄片、带有能谱仪的场发射扫描电镜技术观察、测试了鄂尔多斯盆地延长组砂岩中绿泥石膜的形貌特征和化学组成,研究了其成因和成岩过程响应及对砂岩物性的影响.研究结果表明,绿泥石膜具有里、外两层膜结构,外层膜的形貌和组成是对粒间孔隙及其流体的物质响应,而里层膜是对颗粒溶蚀小孔腔及其流体的成岩过程响应.外层膜生长在粒间孔隙中,绿泥石晶体大,晶形好,垂直颗粒表面聚集成膜;里层膜发育在碎屑颗粒溶蚀小孔腔中,空间狭窄,致使绿泥石晶体小,晶形差,集合体杂乱堆积.粒间孔隙连通性好,流体组成相近,形成的外层膜化学组成相似;在外层膜对流体的双向阻滞作用下,颗粒溶蚀物质难以移出,而粒间孔中富铁、镁质流体也难以进入,引起溶蚀小孔腔中的流体富颗粒特征组分而贫铁、镁质,形成独具特色的里层膜;外层膜阻碍长石溶解和里层膜消耗长石溶蚀产生的部分硅质流体,造成粒间孔隙中流体的硅质浓度不足以形成大量石英胶结物,从而有利于粒间孔隙的保存.      

高压压汞联合分形理论分析致密砂岩孔隙结构:以鄂尔多斯盆地合水地区为例

孔隙结构是致密砂岩储层的关键要素,制约油气在储层中的储集与流动,而储层孔隙结构是目前非常规油气勘探开发研究的重点和难点。选取鄂尔多斯盆地合水地区上三叠统延长组长7段10块致密岩心样品,开展高压压汞和X-衍射等实验,运用分形理论研究储层孔喉分形特征,并分析分形维数与储层物性、孔隙结构参数与矿物含量之间的关系。研究结果表明:根据压汞曲线形态和孔隙结构参数将储层分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,其储集性能和渗流能力依次递减,微观非均质性依次增强。不同类型的储层具有不同的分形特点:根据分形曲线存在的拐点0.05和0.02 μm,将实际情况和IUPAC提出的孔隙大小划分标准结合,Ⅰ类储层孔隙分为大孔(＞50 nm)和中孔(50~6 nm);Ⅱ、Ⅲ类储层据拐点分为中孔A段(50~20 nm)和中孔B段(20~6 nm);平均分形维数依次增大,分别为2.619 3,2.745 4,2.852 6,非均质性逐渐增强。较少的大孔贡献了主要的渗透率,分形维数反映的主要是孔隙大小非均质性。分形维数与部分矿物存在较好的相关性,矿物成分及其含量是决定分形维数大小的内在因素,进而影响储层的质量和孔隙结构特征。      

塔中地区东河砂岩的成岩作用和孔隙演化

塔中地区下石炭统巴楚组东河砂岩储层主要为一套滨海沉积成因的石英砂岩，其平均成分组成石英８３％，长石８％，岩屑９％、以两口井为例，应用阴极发光、扫描电镜、Ｘ射线衍射和图象分析等测试手段，研究了区内东河砂岩的成岩作用，认为影响砂岩储集性能的主要成岩作用是压实、胶结和溶解作用。方解石的胶结和溶解决定了储层具有良好的孔隙性，溶解形成的次生孔隙是砂岩的主要储集空间。恢复的东河砂岩的原始孔隙度为３８％，经历３个阶段孔隙演化后的岩芯薄片计点孔隙度平均为１４％，岩芯物性分析孔隙度平均为１７％。     

准噶尔盆地车排子地区下侏罗统八道湾组砂岩储层成岩作用与孔隙演化

准噶尔盆地车排子地区八道湾组油气勘探取得重大突破,但该地区成岩作用方面的研究还比较薄弱。根据岩石薄片及扫描电镜观察,确定车排子地区成岩作用类型及成岩事件发生顺序;根据阴极发光测试,确定方解石胶结物期次、石英次生加大发育程度及高岭石分布特征;根据X线衍射,确定黏土矿物组成及各矿物成分体积分数;根据氧同位素测试,确定自生方解石形成温度;采用反演回剥法研究储层孔隙演化过程。结果表明:储层主要经历压实作用,方解石、石英、黄铁矿等的胶结作用及长石和石英的溶蚀作用。方解石胶结物形成温度主要介于40~85℃,大致对应早成岩阶段A期的晚期至早成岩阶段B期;黏土矿物以高岭石为主,主要来源于长石的溶蚀;储层孔隙演化过程可以划分为3个阶段,即快速压实阶段、压实胶结阶段及压实溶蚀阶段。该研究成果为车排子地区八道湾组地层油气勘探提供地质依据。     

鄂尔多斯盆地镇泾地区长８致密砂岩储层孔喉组合分类及其意义

陆相致密砂岩储层作为一种非常规储集体,具有复杂的孔喉组合类型,研究其微观孔隙结构对于认识致密砂岩储层特征具有重要的意义。在充分调研国内外致密储层微观孔隙结构分类方法的基础上,应用铸体薄片、场发射扫描电镜、压汞分析等资料,对镇泾地区长８致密砂岩储层的孔隙结构类型进行了分类研究。研究表明,镇泾地区长８致密砂岩储层发育多种孔隙类型,主要包括原生残余粒间孔、溶蚀扩大粒间孔、溶蚀粒内孔和以高岭石晶间孔为主的微孔隙群。喉道类型以弯片状为主,结合喉道大小与可动流体饱和度的相关性分析,进一步将喉道分为宽片状、窄片状和极窄片状。建立了以粒间孔－弯片状喉道、粒内孔－弯片状喉道以及微孔隙群－弯片状喉道为基础的３种基本孔喉组合类型,并进一步以喉道大小为基础,划分出７种孔喉组合类型。不同的孔喉组合类型形成于不同的沉积成岩背景,具有不同的物性特征、压汞参数特征,为致密砂岩储层分类提供了坚实的地质基础。      

低渗透油藏储层微观孔隙结构差异对可动流体的影响:以鄂尔多斯盆地姬塬与板桥地区长6储层为例

为探讨鄂尔多斯盆地姬塬、板桥地区长6储层微观孔隙结构差异对可动流体的影响,利用铸体薄片、扫描电镜、恒速压汞、核磁共振等先进实验方法,定性描述了储层储集空间类型差异,定量分析比较了2个地区储层微观孔隙结构差异,提取了具有明显差异的特征参数,分析了其与可动流体饱和度之间的关系。结果表明:喉道半径、孔喉半径比、孔喉数量配置比作为表征姬塬地区与板桥地区在储层微观孔隙结构上的差异的特征参数与可动流体饱和度具有良好相关性,2个地区长6储层在微观孔隙结构参数中喉道半径、孔喉半径比、孔喉数量配置比的差异在一定程度上导致了可动流体饱和度的差异。      

致密砂岩储层孔隙结构特征对可动流体赋存的影响：以鄂尔多斯盆地庆城地区长7段为例

分析孔隙结构和可动流体分布特征是储层研究的关键要素,也是当前研究的重点与热点,对致密砂岩油气勘探及提高油气采收率具有重要意义。以鄂尔多斯盆地庆城地区长7段致密砂岩储层为例,通过物性测试、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞和核磁共振实验,结合分形理论,分析了致密砂岩储层孔隙结构、非均质性和可动流体分布特征,讨论了孔喉结构和非均质性对可动流体赋存的影响。结果表明：研究区长7段储层储集空间主要由微纳米级孔隙贡献,孔隙连通性较差,孔喉半径主要分布在0.050～0.500μm;孔喉结构非均质性较强,分形维数分布在2.65～2.90;流体可动性较差,可动流体饱和度分布在16.68%～51.74%,可动流体多分布在中孔和小孔内。研究区长7段储层可分为3类：从Ⅰ类到Ⅲ类储层,剩余粒间孔和粒间溶蚀孔发育变少,孔隙连通性变差,孔喉尺寸变小,较大孔喉变少,非均质性变强,流体可动性变差,中孔和大孔内可动流体含量趋于降低,可动流体倾向于在小孔内赋存。研究成果为致密砂岩油气勘探及油气采收率提高提供了理论依据。     

高压压汞与核磁共振技术在致密储层孔隙结构分析中的应用: 以鄂尔多斯盆地合水地区为例

孔隙结构制约着油气在储层中的储集能力和流动能力, 是研究致密砂岩储层的关键要素, 也是当前研究的重点和难点问题。以鄂尔多斯盆地合水地区上三叠统延长组长7致密储层为例, 结合高压压汞、核磁共振等分析技术, 对储层孔隙结构、可动流体参数之间的关系进行了深入研究, 主要取得以下认识: ①利用常规方法, 线性最小二乘法将核磁共振T₂谱转换孔隙半径时, 这种通过线性关系得到的结果精度较低, 相关系数为(0.87~0.98)/0.92, 通过分形理论, 计算出压汞曲线对应的拐点, 进行分段换算出对应的T₂, 以此为界限将核磁共振T₂谱分段转换, 结果显示转化后曲线叠合程度高, 相关系数(0.97~0.99)/0.98;②通过分析流体可动性的影响因素, 岩石的物性具有直接的关系, 其中孔隙度更适合表征储层的储集空间大小, 相关性为0.9, 和可动流体饱和度的相关性更好; 孔隙结构特征参数与可动流体参数相关性较好, 致密的孔隙结构制约着流体的可动性。      

一种改进的通过压汞来计算致密砂岩渗透率经验方法:以鄂尔多斯盆地姬塬地区长７致密砂岩为例

利用 Ｗｉｎｌａｎｄ公式可以从压汞测试数据中快速合理地预测渗透率,但对于致密砂岩油藏,由于滑脱效应的存在,常规方法测得的地层样品渗透率和实际有一定差距,克氏渗透率能更真实地反映致密砂岩储层的实际情况。利用压汞曲线中孔隙半径的几何加权平均值（ＲＷＧＭ）预测了鄂尔多斯盆地姬塬地区长７致密砂岩地层渗透率:利用 Ｗｉｎｌａｎｄ公式可以从压汞测试数据中快速合理地预测渗透率,但对于致密砂岩油藏,由于滑脱效应的存在,常规方法测得的地层样品渗透率和实际有一定差距,克氏渗透率能更真实地反映致密砂岩储层的实际情况。利用压汞曲线中孔隙半径的几何加权平均值（ＲＷＧＭ）预测了鄂尔多斯盆地姬塬地区长７致密砂岩地层渗透率:      

板桥－合水地区长８１ 储层不同类型成岩相孔隙结构特征及生产动态分析

通过铸体薄片、扫描电镜和 X衍射等方法将板桥－合水地区长８１ 储层成岩相划分为６类,并应用压汞及油水相渗等实验系统地分析了不同类型成岩相孔隙结构及渗流机理,在此基础上,结合实际生产资料,对各类成岩相的生产动态特征进行了分析.结果表明:长石溶蚀－残余粒间孔相为优势成岩相,其储集空间发育,孔喉比小且连通性好,油水之间流动干扰弱,初期日产油量较高,低含水期稳产周期长,注水开发效果好;而劣势成岩相,如水云母胶结相,尽管孔隙也发育,但孔喉比大且连通性差,导致储层渗流能力差,含水率上升快且稳产期短,注水开发效果差,建议对其采取适当措施降低储层非均质性或者调整开发方案,从而提高最终采收率.      

致密储层源储结构对储层含油性的控制作用——以鄂尔多斯盆地合水地区长6～长8段为例

鄂尔多斯盆地长6～长8段致密油是中国典型的致密油分布区。源储紧密接触是致密油的典型特征与成藏条件。致密油层非均质性强,石油运移多以垂向短距离为主。已有研究表明,储层非均质性是影响鄂尔多斯盆地合水地区剩余油分布的重要因素,但是目前对合水地区储层含油性影响因素的研究很少。通过分析合水地区长6～长8段源储结构及其与含油性的关系,研究其对储层含油性的控制作用。结果表明:合水地区长6～长8段源储结构复杂,长7段为源储一体型岩性组合,可细分为源夹储型、源储互层型与储夹源型3种类型,长6与长8段为研究区主要储层,与烃源岩形成邻源型岩性组合,细分为源储接触型、源储过渡型与源储间隔型3种类型;长7段源夹储型岩性组合的含油性最好,长6与长8段源储接触型岩性组合的含油性最好,最有利于致密油聚集;长6～长8段形成干酪根网络→孔隙+微裂缝型、干酪根网络+构造裂缝→孔隙+微裂缝型两种石油运移通道组合,为致密油充注提供有利的通道网络。     

准噶尔玛东地区下乌尔禾组储层成岩作用与孔隙演化

通过岩心观察、岩石和铸体薄片、扫描电镜、X衍射和物性分析及鉴定,对准噶尔盆地西北缘玛东地区二叠系下乌尔禾组(P₂w)储层的成岩作用过程和成岩演化历史进行了研究,总结了研究区储层成岩作用与孔隙演化模式。通过储集岩成岩特征和孔隙类型的研究可知玛东地区下乌尔禾组已达到中成岩阶段A期-中成岩阶段B期,储集岩经历了压实、胶结、溶蚀、交代等多种成岩作用,压实作用和胶结作用导致原生孔隙遭受破坏,储集性能变差,孔隙损失分别达23.24%和4.54%;火山岩岩屑、沸石、碳酸盐类胶结物的溶蚀,刚性颗粒的破裂及成岩收缩是形成次生孔隙的主要因素,孔隙增生量达3.25%;黏土矿物和含铁方解石的后期充填是次生孔隙遭受破坏的主要原因。      

鄂尔多斯盆地富县地区长7油层组致密砂岩成岩作用及孔隙演化

致密砂岩油是非常规油气勘探的热点领域。以鄂尔多斯盆地东南部富县地区长7油层组为研究对象,利用铸体薄片、扫描电镜、常规物性、X线衍射和稳定同位素等方法,分析致密砂岩的成岩作用,并对孔隙度演化进行半定量恢复。结果表明:长7油层组致密砂岩储层处于中成岩阶段A期,经历机械压实、绿泥石包膜、泥微晶方解石和亮晶方解石胶结、有机酸溶蚀、高岭石及蒙皂石向伊/蒙混层转化、少量微晶石英和石英次生加大等成岩作用。物性演化主要受机械压实、亮晶方解石胶结和有机酸溶蚀等成岩作用影响,但不同成岩作用在不同成岩时期所起作用存在差异。砂岩储层大致经历早成岩阶段A期(T_3—J_1末)、早成岩阶段B期(J_1末—K_1早)、中成岩阶段A期快速埋藏(K_1早—K_2早期)和中成岩阶段A期缓慢抬升等4个孔隙演化阶段,孔隙度从35.0%的原始孔隙度一直演化至现今6.6%。该研究结果对鄂尔多斯盆地东南部富县地区油气勘探有指导意义。     

准南斜坡带砂岩储层孔隙演化特征与有利储层评价:基于成岩物理模拟实验研究

通过自主研发的成岩物理模拟系统,对准噶尔盆地南缘斜坡带侏罗系细砂岩进行了成岩物理模拟实验,对前陆盆地特有的埋藏方式,即沉积早期长期浅埋,沉积晚期快速深埋影响下的储层物性特征、孔隙演化规律等进行了研究。结果表明,随着模拟温度、压力和模拟埋深的逐渐增大以及压实作用的不断加强,细砂岩颗粒间接触关系由点-线-凹凸接触,粒内裂纹逐渐出现,裂纹呈不规则分布或呈共轭剪切关系;模拟埋深2 000~3 000 m时次生孔隙较为发育,孔径和喉径也表现出快速增大的趋势,埋深大于4 000 m后,次生孔隙与孔径、喉径均开始呈现递减趋势。因此,推测埋深2 000~3 000 m是准南斜坡带侏罗系有利储层发育的关键层位。      

联合压汞法的致密储层微观孔隙结构及孔径分布特征:以鄂尔多斯盆地吴起地区长６储层为例

运用铸体薄片、扫描电镜、X衍射技术以及将高压压汞与恒速压汞联合的方法,对鄂尔多斯盆地吴起地区长６段致密储层的微观孔隙结构展开了研究.对其中１０件样品的实验结果进行了分析讨论,结果表明:高压压汞与恒速压汞描述相同的进汞过程,可以将所得孔径分布进行联合并得到表征范围在３×１０－３~４×１０２ μm 的总孔径分布曲线图.图像显示１０块样品在孔喉半径８０~１６０μm 处存在一个较低峰值,在３．７×１０－３~２．６μm 范围各样品曲线出现多个峰.孔径分布频率直方图结果显示孔隙类型多集中于纳米孔、微孔以及巨孔,且纳米孔最为发育.纳米孔对物性的影响主要表现在:纳米孔控制的孔隙空间随孔隙度、渗透率减小有增大趋势,与渗透率相关性差.纳米孔对渗透率的贡献随着渗透率的减小而增大,且相关性较好.      

扇三角洲不同粒级砂岩储层微观孔隙结构定量表征:以石臼坨凸起陡坡带东三段为例

复杂的孔隙结构导致粒度不同的砂岩的储集空间和渗流能力具有明显区别。选取石臼坨凸起陡坡带东三段不同粒级的砂岩样品进行铸体薄片图像扫描、高压压汞、核磁共振、微米 ＣＴ测试,在分析不同实验的结果基础上实现对粒度差异较大的陡坡带扇三角洲砂岩微观孔喉结构空间展布的精细刻画和定量表征,并分析造成不同粒级砂岩孔隙结构差异的主控因素。结 果 表明:细砂岩原生孔隙数量多但其孔径相对较小,碳酸盐胶结喉道导致部分原生孔隙呈现无效孔状态。中砂岩孔隙分布最均匀,高孔隙度和高开放孔比率是其渗流能力最高的重要因素。含砾粗砂岩孔隙大小分布很不均匀,孔 径 分 布 较 广,总体呈现孔隙数目多、与喉道连通的有效孔隙数少的特点。粉砂岩和粒度较细的细砂岩粒间孔隙体积降低主要是由于胶结作用,随 粒 度 增 大,压 实导致原始孔隙度减小率逐渐增加,中粗砂岩压实减孔率接近８０％。溶蚀粒间孔和溶蚀颗粒孔的含量随粒度增大而增加,渗流能力最好的中粗砂岩颗粒溶蚀和胶结物溶蚀增孔率最高。      

差异性成岩演化过程对储层致密化时序与孔隙演化的影响——以鄂尔多斯盆地西南部长7致密浊积砂岩储层为例

通过岩芯观察、常规薄片与铸体薄片显微镜下鉴定与定量统计,利用电镜扫描、图像孔喉分析、荧光分析、孔隙度与渗透率、毛细管压力测定,以及流体包裹体均一温度、激光拉曼成分测定,结合前期鄂尔多斯盆地西南缘长8—长6砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS微区U-Pb定年物源示踪研究成果,分析了鄂尔多斯盆地西南部上三叠统长7致密浊积砂岩类型及其骨架矿物成分对砂岩成岩作用、成岩产物与成岩演化过程的制约,讨论了差异性成岩演化过程对砂岩致密化时序、储层孔隙演化与储集质量的影响。结果表明:受源区母岩性质的影响,长7砂岩类型及骨架矿物成分及其含量存在一定差别,并在纵向上呈现出规律变化;砂岩类型及骨架矿物成分在很大程度上影响成岩演化过程,后者致使储层的致密化过程在时间上有先有后,最终导致长7各砂岩类型的孔隙演化和孔隙结构特征、储层储集质量及其在时空分布上的强非均质性。     

鄂尔多斯盆地陆相页岩孔隙演化特征——以长7油层组为例

以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段长7油层组陆相页岩为对象,基于X线衍射、场发射扫描电镜、等温吸附、物性测试及岩石热解等实验,研究陆相页岩孔隙演化特征。结果表明:研究区页岩孔隙直径和黏土矿物演化程度呈正相关关系,演化程度越高,黏土矿物平均孔径越大;随着矿物演化程度的增加,蒙脱石逐渐向伊利石转化,转化过程中,蒙脱石层间水分子的逐渐排出引起页岩储层孔隙度增加,且在层间形成微孔隙和微裂隙;伊/蒙混层从无序状态变为有序状态,大量脱出层间水,而层间水变为自由水进入页岩固有的孔隙空间,并在地层压实作用下使页岩孔隙体积增大。页岩有机质生烃对孔隙有保护作用,成岩后期压实作用使页岩孔隙减小,但随着地层温度和压力达到页岩生油窗,有机质生烃作用生成的部分油气进入之前的孔隙,增加孔隙内部压力,减缓压实作用下孔隙体积的降低。     

致密砂岩储层差异性成岩演化对孔隙度定量演化表征影响:以鄂尔多斯盆地马岭地区长81储层为例

鄂尔多斯盆地马岭地区长8₁储层在沉积、埋藏、成岩等地质作用的综合影响下,形成了典型的低孔-特低孔、特低渗-超低渗致密砂岩储层;该致密砂岩储层的成岩阶段部分进入中成岩阶段B期的早期,大部分属于中成岩阶段A期的中晚期。按照成岩演化特征或地质综合效应建立了适用于马岭地区长8₁致密砂岩储层的孔隙度演化模拟方程,同时分析了各成岩作用之间的独立性和关联性。对4类典型样品的分析表明,样品主要属于压实型成岩改造类型,孔隙度演化模拟结果显示鄂尔多斯盆地马岭油田长8₁致密砂岩储层样品压实损失的孔隙度平均为23.47%,受胶结物含量和流体性质影响,早期胶结损失的孔隙度较中晚期胶结损失的孔隙度低,早期胶结损失的孔隙度为3.21%,中晚期胶结损失的孔隙度为7.79%,溶蚀作用产生的孔隙度为5.53%。这表明差异性的成岩演化过程是导致砂岩孔隙结构、储集性能、物性存在差异的主要原因。