储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究
储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究
张雁
(大庆石油学院地球科学学院黑龙江大庆163318)
【摘要】储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力,并最终决定油气藏产能分布的差异。因此,对其详细地研究,探寻各种储层岩石的微观孔隙结构的特点及其分布规律,从而为油气藏的勘探、开发及准确确定注水开发油田不同开发阶段剩余油分布提供科学的依据,具有重要的研究意义。本文介绍了实验上和理论上研究储层岩石微观孔隙结构的方法及进展,并且对其研究的发展趋势和用纳米科技关键仪器-扫描探针显微镜表征储层岩石微观孔隙结构进行了展望。
【关键词】储层岩石;微观孔隙结构;扫描探针显微术
大量的勘探开发实践表明,储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力,并最终决定着油气藏产能的差异分布。不同类型的储层具有不同的微观孔隙结构特征,储层岩石孔隙结构参数、含油气性是储层评价的重要指标,如何客观地确定这些参数,是很多石油学家一直努力解决的问题。储层岩石的微观孔隙结构不仅对油气储量,而且对油气井的产能和最终采收率都有影响。详细研究储层的微观孔隙结构特征,有利于对储层进行合理的分类评价,有助于查明储层的分布规律,从而为油气藏的勘探开发提供科学的理论依据。在油气田开发后期,储层的渗流能力的强弱直接受微观孔隙结构特征及其分布规律的影响,因此,确定储层内部微观孔隙结构的特征及分布对了解剩余油形成机理,查明剩余油分布规律具有极为重要的意义。
1.岩石孔隙结构特征的描述方法
孔隙结构是岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系的总和。孔隙反映了岩石对流体的储集能力,而喉道的形状、大小、孔喉比则控制了孔隙对流体的储集和渗透能力。由于不同沉积相的水动力条件不同,导致砂体的粒度、分选、组成以及发育程度的差异性,加之后期成岩作用对沉积物原始孔隙改造强烈,因此,微观孔隙结构具有复杂多样性。尤其对于孔渗性差、非均质性强的储层而言,详细研究微观孔隙结构特征一方面有利于经济有效地开发低渗透油气资源,另一方面在开发后期的油气挖潜工作中,有助于查明剩余油分布规律,设计提高采收率方案。因此该项研究对石油工业乃至整个国民经济的发展均具有重要意义。这项工作中,由于储层岩石孔隙极其微小和结构的变化,很大一部分流体在渗流过程中被毛管力和粘滞力所束缚不能参与流动,因此客观评价低渗透油田和驱后油田储层的微观孔隙结构特征,研究微观孔隙结构对油气分布的影响具有极为现实的意义。目前评价工作主要集中在利用勘探开发资料的实验和理论模拟两个方面。
1.1储层微观孔隙结构实验分析常规岩石孔隙结构特征的描述方法主要包括:测井资料现场评价法和室内实验方法。室内实验方法是目前最主要,也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方法,主要包括:毛管压力曲线法(半渗透隔板法、压汞法和离心机法等)、铸体薄片法、扫描电镜法、X-CT扫描法及核磁共振法等。
传统的压汞资料分析表明,中孔细喉结构主要发育在水下分支河道及滩坝砂体中;低孔细喉结构主要发育在前缘席状砂及扇三角洲前缘滑塌浊积砂体中[1]。而通过对压汞曲线进行重新变换,以汞饱和度除以压力为纵坐标,汞饱和度为横坐标,绘制成图,会发现峰点,所对应的孔喉半径称为峰点孔喉半径,该值对油气圈闭具有重要意义[2]。而先进的核磁共振实验结果表明,微裂缝发育程度、粘土充填孔隙程度及原生孔隙发育程度等微观孔隙结构特征是低渗透油田可动流体的主要影响因素[3]。而在某些地区,次生孔隙发育带也是天然气高产富集带[4]。同时利用这项技术,可以实时观察渗透和高渗透沉积岩的渗流情况[5]。而这种微观的流体在油气混合地带的运动是极其不能忽视的,否则会得出错误的储层评价结论[6]。经过长期注水开发的储集层的孔隙结构将发生改变,注水冲刷使微观喉道特征变好,退汞效率增高,因此随着冲刷的不断进行,会使大孔隙越来越大,对小孔隙影响则不明显。喉道分选性对驱油效率影响机理较为复杂。总体上储层驱油效率随储集物性的变好而增加[9]。但是驱油效率并不总是和渗透率呈正相关关系,它还受储层孔喉分布和孔喉结构非均质性的影响[10]。扫描电镜可用于研究孔隙和喉道的立体形态及配置关系[11],可以证实储层低孔、低渗并不是造成注水开发效果差的主要原因,而较强的微观孔隙结构非均质性,是造成注入水波及效率不高、水驱油效率较低的主要原因[12]。
1.2储层微观孔隙结构理论解释-分形特征储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和非均质性。应用分形几何的原理,对低渗透储层岩石的孔隙结构进行研究,可以建立毛管压力和孔隙大小概率密度分布的分形几何模型。并根据毛管压力曲线资料计算孔隙结构的分形维数和孔径大小概率密度分布。计算结果表明,用该方法研究孔隙结构不仅简单易行,而且精度很高[13]。另外,利用分形理论可以模拟各种岩石毛管压力曲线,从而解释岩石之间物性的不同[14]。用岩样孔喉分布的分形维数能更合理地描述多孔介质微观孔喉分布的非均质性[15]。Krohn提出小尺度的孔隙体积具有分形特征,并受孔隙间矿物和胶结物生长控制,研究微观孔隙分形特征可用来表征成岩过程中岩石表面蚀变和改性的程度[16]。同时结合扫描电镜和小角中子散射(Small-Angle Neutro n
Scattering,SANS)可以确定岩石微观孔隙在10A
。
～50μm范围内是分形的[17]。并且这种分形的维度随着岩石的种类不同而发生从2.8～2.3的变化[18]。对于砂岩来讲,分形的维度应介于2与3之间。当其接近于2时,砂岩储集性能极好;而接近于3时,砂岩储集性能极差[19]。大量的研究表明,利用分形理论进行储层岩石微观孔隙结构的表征,与目前不同开发阶段实际效果基本吻合,因此这种方法可以作为评价储层油气藏孔隙结构及储集性的一个主要手段。
2.储层岩石微观孔隙结构研究发展趋势
虽然储层岩石微观孔隙结构的研究取得了很大进展,但是还有很多亟待解决的问题,主要集中在以下几个方面:
(1)微米或亚微米孔隙结构的表征以往的研究主要集中在几微米以上的孔隙或孔喉的表征,而客观评价储层产能规律,需要进行这方面的研究,尤其是孔隙-岩石界面的形态分布,包括曲率,粗糙度等的评价,因为这是影响储层渗流特征的本质属性。
(2)利用微观孔隙结构分布特性解释储层反常现象例如水驱油效率与渗透率之间不存在密切关系,甚至出现驱油效率与渗透率呈反比关系的现象。到目前为止,这些由实验发现的反常现象还没有得到合理的解释。
(3)储层岩石分形维度的研究岩石孔隙的分维值是岩石孔隙结构的一个重要的独立参数,它与岩石的渗透率有复杂的关系,需要进一步深入研究。
(4)三维孔隙结构成像三维孔隙结构在微米或亚微米分辨尺度上快速成像技术的研究。目前用同步辐射、X-CT和激光共聚焦等三维成像技术只能达到几微米分辨,不能满足微观孔隙结构评价的要求,因此,需要开发新的实验手段和方法。
这些问题的解决,用目前现有的仪器和方法都有一定都困难,因此需要先进的仪器、实验方法和理论去实现。
3.扫描探针显微术表征储层岩石微观孔隙结构的展望
目前,国内外采用的常规描述岩石孔隙结构特征的测井资料现场评价方法及实验方法各有优缺点。比如测井资料现场评价方法虽然具有纵向上的连续性,但由于受到仪器、环境、流体等多种因素的影响,同时测井资料数据繁多,解释起来人为因素较大,描述储层宏观特征尚可,但用于微观孔隙结构研究其数据精度和解释精度都无法保证。一例[21])研究储层岩石微观孔隙结构。寻找一种能够弥补上述方法缺点的表征手段成为必然要求。
扫描探针显微术(S M y,S M)是上世纪八十年代中期发展起来的区别于以往显微手段(包括扫描电子显微镜)的
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(上接第52页)
C onRule.inv oke ()Conv ersation:
Ag ent 的逻辑流程如下:
{
Initialize();//初始化环境建立通信消息路由等对象
SetAttributes();//设置Ag ent 的有关属性描述Ag ent 的资源能力任务
SetSubscribe();//设置Agent 的有关订购w hile (run_condition)//Ag ent 处在运行状态{
w hile(!finalStateReached)//Agent 没有到达目标状态{
StartCo nversatio n();//启动Agent 会话线程}
......//其它处理
}
}3.结束语
Agent 研究方兴未艾,多智能体应用系统开发的关键是面向智能体的程序设计方法。基于Jav a 的多Ag ent 系统不仅保证了Ag ent 对象
间的通信与社会行为协调机制,使开发者集中力量于领域内Ag ent 对象的细节描述与功能定义,而且使所开发的多Agent 系统具有良好的扩充性和容错性。【参考文献】
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[责任编辑:韩铭]
(上接第62页)d efLanguage ][/e defE xtensio n]inputfile o utputfile 其中的参数含义如下:
s:屏蔽屏幕输出;
f :指定输出文件是否覆盖同名输入文件;x l:是否在.asp 文件的顶部添加@L anguage 指令;l:defL an
g uag 指定缺省的脚本语言;
e:defEx tension 指定待加密文件的扩展名。
(3)可以批量加密文件
使用Script E nco der 可以对当前目录中的所有的ASP 文件进行加密,并把加密后的文件统一输出到相应的目录中。例如:screnc *.\W BSIT ()S 是免费软件
该加密软件可以从微软网站下载。下载后,运行安装即可。
四、总结
本文列举了ASP+ACCESS 网站安全方面常见的漏洞和相应的保护措施。ASP 虽然得到了广泛应用,但是安全问题并没有得到足够的重视,所以在以后网站的制作过程中,要对ASP 的这些安全问题有足够的重视,这样才能提高网站的安全性。【
参考文献】[1]HTML 参考大全,清华大学出版社.杨正华译.
[2]Active S erver Pages 彻底研究.中国铁道出版社.廖信彦编著.
[责任编辑韩铭]
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显微方法,具有高至原子、分子的分辨能力。其工作原理是利用尖锐针尖与表面原子分子的相互作用,即当针尖与试样表面接近至纳米尺度时形成各种相互作用物理局域场,通过检测该场物理量而获得样品表面形貌。SPM 已成为表面微观结构、性能、状态的观察和分析以及相应操控的重要手段,是纳米科技的重要组成部分。如果将以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为代表的扫描探针显微术应用到储层岩石微观孔隙结构的表征上,凭借其超高分辨能力、无损、直接的观测的特点,对于建立新的储层岩石孔隙结构评价体系,客观评价储层的非均质性特征及其含油气性,指导下一步油气勘探与开发,应具有现实的指导意义。【
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[责任编辑:翟成梁]
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