应用分形理论研究描述储层孔隙结构

应用分形理论研究描述储层孔隙结构

摘要：低渗透油藏开发投入大，产量低，稳产难一直以来都是一个开发难题。但是马西深层油田却保持了近20年的高产稳产，连续两次被评为“国家一类高效开发油田”，成为低渗透油藏开发的典范。因此研究马西高效开发激励，建立此类油藏的高效开发模式，具有积极的现实意义。

关键词：低渗透砂岩油藏；高效开发机理

一、概况

马西深层开发区含油面积6.5km2，地质储量678X104，主要油层为板二三油组，埋深3785.6-4030.8m，原始地层压力56.78Mpa，饱和压力为38.45Mpa 有效渗透率为3X10-3 原油粘度低（1.02）属于挥发性油质。总之马西深层为一个构造简单，油层分布稳定、高温、高压、低渗透、原油性质好，边水不活跃的低饱和油藏。截止到2014年5月累采油252.6769万吨，累计注水1039.6628万方，累计注采比1.36。

二、马西深层油层物理特征及渗流特点

1、小喉道连通的孔隙体积比例大

马西深层孔隙半径32-60μm，孔隙分布情况差，峰位和峰值不集中，喉道以片状喉道为主，长40-100μm，宽3-15μm，根据实验研究，由于喉道小，其渗透与毛管力平均喉道半径建立很好的线性关系，与中高渗油藏相比渗流规律发生变化。

2.毛管力影响显著

低渗透砂岩油层中孔喉比大，贾敏效应显著。马西深层板三以微喉为主，所占比例73.2%，板二以细喉为主，所占比例为75.5%。这两个油组具有排驱压力高的特点，板二为0.84Mpa，板三为1.37Mpa。

3.砂岩表面油膜量大

原油的重质组分和胶质沥青质容易在岩石颗粒表面形成一层膜，这个膜的厚度与多孔介质的结构和原油的性质都有关系。喉道越小，原油密度粘度越大，膜越厚，对渗流影响越严重。

4.天然裂缝

大多数低渗透砂岩储层中的裂缝都属于潜在裂缝性质。在注水控制不当的情况下张开，转化为水窜的有效缝。

微观孔隙结构类型划分及特点

第二章微观孔隙结构类型划分及特点 2.1 微观孔隙结构类型的研究方法 随着油田开采技术的发张，从一开始单纯依靠天然能量驱油逐渐发展到用注水注气疯方法开采石油，于是开始出现了多相渗流，贝克莱—勒弗莱脱关于水驱油非活塞式驱替理论的提出，奠定了多相渗流的基础，拟压力方法的引入使油气两相渗流得到了有效的解决。 油气储集层是油气储集的场所和油气云翳的通道。它有着极其复杂的内部空间结构和不规则的外部集合形状，它是渗流的前提条件，所以必须对其进行了解。按其成因可分为：原生孔隙、次生孔隙、混合空隙。 （1）原生孔隙 指原始沉积物固有的空隙，如（陆源碎屑）粒间孔、（陆源碎屑）粒内孔等。原生粒间孔经机械压实作用改造后变小，习惯上称之为原生缩小粒间孔，此类孔隙在本区不甚发育（图2-5, 图2-6）。 图2-5少量原生缩小粒间孔；单偏光10×10 Fig. 2-5 Fine-grained arkose lithic sandstone 图2-6少量原生粒间孔；单偏光：10×10 Fig. 2-6 Fine-grained arkose lithic sandstone （2）次生孔隙 经次生作用（如淋滤、溶解、交代、重结晶等成岩作用）所形成的空隙称为次生孔隙。构成本区砂岩主要储集空间的次生孔隙由溶解成岩作用形成。主要包括粒内溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔。

图 2-7长石粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-7 Arcosic intergranular dissolved pore, plainlight 10×10 图2-8岩屑粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-8Lithic intergranular dissolved pore， plainlight 10×10 粒内溶孔见于易溶的陆源长石颗粒、岩屑和内源介形虫骨壳。其中长石粒内溶孔常依长石颗粒的解理缝、双晶缝、裂隙外延伸展（图2-7）。陆源岩屑遭受部分溶蚀后形成岩屑粒内溶孔，粒内见有难溶组分（图2-8）。本区还可见介形虫化石，体腔内先期充填的碳酸盐胶结物后来发生溶解，形成溶蚀孔隙。特征是介形虫壳体基本完整，体内见有残余的碳酸盐矿物（图2-9）。 图2-9 介形虫体腔内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-9 Within mussel-shrimp dissolved porem plainlight 10×10 图2-10长石铸模孔隙., 单偏光10×20 Fig. 2-10 Arcosic matrix pore, plainlight 10×20 溶解作用强烈可使陆源碎屑、内源颗粒（如生物介壳、鲕粒等）被全部溶解掉，若该颗粒外形轮廓、解理缝、岩石结构等自身特征尚可辨识时，称此种空隙为铸模孔隙。本区的铸模孔隙有长石铸模孔隙和岩屑铸模孔隙，前者发育（图2-10）。

页岩孔隙结构及多层吸附分形模型

页岩孔隙结构及多层吸附分形模型 分形是1975年由美国学者Mandelbrot [1]首先提出的。自然界中的物体形态各异，结构复杂，组合多样，远远超出了一般意义上研究的规则形状范畴。因此，仅仅采用理想的规则模型研究这些非均质性强、结构差异大的目标有很大的局限性，而这些复杂结构往往表现出 分形特征中的幂律关系[2]。Katz 等[3]把分形几何理论用来分析多孔介质内部的几何结构。他 们的研究表明；多孔介质的孔隙空间和孔隙界面都具有分形结构，有相同的分形维数，并且可以由分形维数来预测多孔介质的孔隙度。目前在多孔介质孔隙、渗流、吸附等方面已有许多基于分形几何学的研究。 在本章节中，将分别对多孔介质分形孔隙结构模型和具有分形表面的多层吸附分形模型进行研究，在已有模型的基础上进行修正，通过理论分析和实验验证将模型应用于泥页岩的孔隙结构和吸附特性研究上，分析分形维度对泥页岩多孔介质各种物性参数的影响。 多孔介质孔隙结构模型 Menger 海绵模型是应用最为广泛的多孔介质分形模型，Menger 海绵模型是在Sierpinski 方毯的基础上在三维空间中的扩展[4]。Menger 海绵模型能够对许多多孔介质进行有效的表 征。Jin Yi [5]改变了Menger 海绵模型的构造过程，构造出了具有连通结构的“SmVq ”孔隙 模型，同时给出了模型分形维度的计算公式： ()332log 23log log log m q mq N D m m +?== (1) 其中，D 是分形维数；N 代表剩余的小立方体个数；m 是每边分割的分数。 采用该方法构造孔隙结构模型：1、将边长为R 的正方体分成 个小立方体，每个小立方体边长为，沿贯穿每个面中心的相互垂直轴线挖去q 个小立方体；2、在得到的小立方体基础上，重复步骤1。 图1 两次迭代后的SmVq 模型截面图 Hunt [6]指出，多孔介质多为固体介质和孔隙两相组成。如果多孔介质具有分形特征那么要么是孔隙分形要么是固相介质分形。在分形模型建立的过程中，一般对固相介质进行分形

储层地质学

《储层地质学》综合复习资料 第一章绪论 一、请回答以下概念 1、储集岩 2、储层 3、储层地质学 二、简答题 1、石油天然气储层地质学的主要研究内容。 第二章沉积成因储层岩石学特征及分类 一、请回答以下概念 1、碎屑岩的结构 2、碎屑岩的构造 3、层理 4、层面构造 二、简答题 1、简述砂岩的分类方案。 2、简述碳酸盐岩的矿物成分、结构及其特有的构造。 三、论述题 1、论述碎屑岩储层主要的层理构造类型的特征、成因及其环境意义。 第三章沉积环境分类及碎屑岩储层沉积环境 一、简答题 1、简述沉积环境分类。

2、什么是河流的二元结构？曲流河相可以划分为哪些亚相及微相类型。 3、简述不同类型河流的储集岩特征。 4、简述滨岸亚环境的划分。 5、简述海洋三角洲的主要类型及其储集岩体特征。 6、简述海底扇沉积环境及其储集岩体特征。 二、论述题 1、简述我国中、新生代含油气湖盆中的主要储集砂体成因类型及主要特征。 2、论述扇三角洲与三角洲相在古地理背景条件、岩石学特征和储集体形态三个方面的主要区别。 第四章碳酸盐岩储层沉积环境 一、简答题 1、画图并简述威尔逊的碳酸盐岩沉积模式。 2、简述正常海洋潮坪环境及储集岩发育特征。 二、论述题 1、请指出砂岩和生物礁油气储层在岩石学特征、沉积环境和储集空间三个方面的主要区别。 2、请结合实例论述湖泊碳酸岩储层的沉积环境、沉积特征、沉积模式。 第五章储层的主要物理性质 一、请回答以下概念 1、孔隙度 2、有效孔隙度 3、流动孔隙度 4、绝对渗透率 5、相渗透率 6、相对渗透率 7、原始含油饱和度

8、残余油饱和度 9、岩石比表面 二、简答题 1、简述孔隙度的影响因素。 2、简述渗透率的影响因素。 3、简述孔隙度与渗透率的关系 第六章储层孔隙结构 一、请回答以下概念 1、孔隙结构 2、原生孔隙 3、次生孔隙 4、喉道 二、简答题 1、简述砂岩储集岩的孔隙与喉道类型。 2、简述压汞法研究孔隙结构的基本原理。 第七章成岩作用及其对储层孔隙发育的影响 一、请回答以下概念 1、成岩作用 2、同生成岩阶段 3、表生成岩阶段 二、简答题 1、论述储层的主要成岩作用类型及其对储层发育的影响。 2、碎屑岩成岩阶段划分依据。 第八章储层非均质性 一、简答题

储层地质学复习资料

第一章储层地质学的形成、发展与趋势 一、储层地质学 1、储层地质学（又称油藏地质学），是指应用地质与地球物理、以及各种分析化验资料，研究和解释油气储集地质体的成因、演化及分布，描述并表征储层的主要特征（几何特性和物理特征）与信息，应用定性与定量方法来分析和评价储层不同层次的非均质在油气勘探与开发中的影响，采用先进的建模技术预测其空间展布的一门综合性应用学科。 2、油藏描述是以沉积学、构造地质学和石油地质学的理论为指导，用地质、地震、测井及计算机手段，定性分析和定量描述油藏在三维空间中特征的一种综合研究方法。 3、储层表征：定量地确定储层的性质、识别地质信息及空间变化的不确定过程。 其中储层地质信息包括：物理特性——Φ、Κ和S O的非均质性 空间特性——储层建模过程中的各异向性 第二章油气储层的基本特征 碎屑岩储层与碳酸盐岩和其它岩类储层相比具有四个优点： ①孔隙以粒间孔为主，而碳酸盐岩多为粒内孔；②沉积作用控制强； ③粒度的粗细对孔、渗的影响通常具有较好的规律性；④压实过程比较清楚，并易进行定量分析。 第一节储层的物理特性——孔隙度、渗透率、饱和度 一、孔隙性：指岩石中颗粒间、颗粒内和填隙物内的空隙 ———属原生孔 ———属次生孔 （二）孔隙度 1、绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。 2、有效孔隙度：是指那些互相连通的、且在一定压差下允许流体在其中流动的 孔隙度的影响因素： 1、岩石的矿物成分 2、颗粒的排列方式及分选性 3、埋藏深度 4、成岩作用 二渗透率 储集岩的渗透性是指在一定的压差下，岩石本身允许流体通过的性能。 1、分类：绝对渗透率、有效渗透率（相渗透率）和相对渗透率 A、绝对渗透率的影响因素 1）岩石特征的影响2）孔隙结构的影响3）压力和温度的影响 B、相对渗透率的影响因素 1）润湿性的影响2）孔隙结构的影响3）温度的影响4）优势流体相饱和度的影响 三饱和度：所饱和油、气、水含量占总孔隙体积的百分比 四、储层 （一）储层的概念：凡是能够储存油气并在其中渗滤流体的岩石称为储集岩。 两个基本要素：孔隙度和渗透率。 （二）储层分类

(1++)火山岩气藏微观孔隙结构特征参数

第28卷增 刊 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2009年4月 V ol.28 Suppl Journal of Liaoning Technical University （Natural Science ） Apr. 2009 收稿日期：2008-11-20 作者简介：杨正明 （1969-），男，河北 廊坊人 ，博士，高级工程师，主要从事渗流力学方面研究。 本文编校：杨瑞华 文章编号：1008-0562(2009)增刊Ⅰ-0286-04 火山岩气藏微观孔隙结构特征参数 杨正明1,2，郭和坤1，姜汉桥2，刘 莉1，张玉娟1 （1.中国科学院 渗流流体力学研究所，河北 廊坊 065007; 2.中国石油大学 石油工程学院，北京 102249） 摘 要：针对火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一，利用恒速压汞技术研究了大庆徐深火山岩气藏岩芯的微观孔隙结构及其分布规律。研究表明：不同渗透率的低渗气藏岩心，其孔道半径基本相同，而喉道半径不同，对于所测得的不同渗透率的火山岩气藏岩芯来说，大约60%的喉道半径小于0.8μm 。这与低渗透砂岩油藏岩芯的恒速压汞测试结果不同。平均喉道半径与渗透率有很好的相关关系。提出用平均喉道半径作为低渗气藏储层评价指标参数，来表征气体通过储层的难易程度。该研究成果对低渗气藏的分类评价和合理高效开发提供科学的决策依据 关键词：火山岩气藏；孔隙结构；储层评价；参数；气田开发 中图分类号： 文献标识码：A Characteristic parameters of microcosmic pore configuration in volcanic gas reservoir YANG Zhengming 1,2，GUO Hekun 1，JIANG Hanqiao 2，LIU Li 1，ZHANG Yujuan 1 （1.Institute of Porous Flow & Fluid Mechanics,Chinese Academy of Sciences, Langfang 065007,China ； 2.College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China ） Abstract ：The volcanic gas reservoir has become one of the main fields of gas prospecting and development in China. The volcanic gas reservoir exceeds 3,000 billion m3.It is discovered in Songliao Basin, Zhunger Basin and Bohai Bay Basin recently, and is the point of recent prospecting and development. This paper studied the microcosmic pore configuration and distribution of Xushen volcanic gas reservoir by using constant rate mercury penetration technology. The research indicates pore radius is basically the same and throat radius is different for cores of different permeability.Sixty percent of throat radius are lower than 0.8m μ in different permeability samples from volcanic gas reservoir. The result is different from low penetration sandstone reservoir core tested by constant rare mercury penetration technique. There sixsts a very good correlation between the average throat radius and the permeability. On this basis, the average throat radius is used as a volcanic gas reservoir evaluation parameter to characterize difficulty of gas through the reservoir. The study results offer the scientific decision making for classification evaluation and rational and efficient development of volcanic gas reservoir. Key words ：volcanic gas reservoir ；reservoir evaluation ；parameter ；pore structure ；development 0 引 言 火山岩气藏已成为中国石油重要的天然气勘探和开发的主要领域之一。目前在松辽、准噶尔、渤海湾等地都有所新发现，火山岩气藏资源量已超过3万亿方，是当前勘探和开发关注的热点之一[1-2]。火山岩气藏储层复杂，存在不同的岩性，有流纹岩、角砾熔岩、熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩和火山角砾岩等岩性，储集空间复杂多样，发育气孔、裂缝和溶洞。火山岩储层物性变化也比较大，储层非均质性 强，孔隙度一般为3 %～20 %，渗透率一般为0.01×10-3 μm 2～10×10-3 μm 2，开发难度大。今后将较多地面临火山岩气藏。如何经济有效地开发好火山岩气藏，不但关系到中国天然气工业快速发展急需解决的重大课题，更是中国21世纪能源得以持续发展的战略问题。大量的勘探开发实践表明, 储层的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力, 并最终决定着气藏产能的大小。因此，研究火山岩气藏的微观孔隙结构具有重要的现实意义。 孔隙在结构上可划分为孔道和喉道。油层物理中压汞法是专门用于探测孔隙结构的实验技术[3-6]。

储层微观孔隙结构研究

储层微观孔隙结构研究进展 1.储层微观孔隙结构的影响因素和成因分析 储层微观孔隙结构受多因素影响，成因分析是储层孔隙结构研究的最基本的内容，它能帮助研究者从深层次准确把握储层孔隙结构的特征，受到研究者的高度重视。 1.1地质作用对储层微观孔隙结构的影响 储层物性受沉积作用、成岩作用、构造作用的共同控制。沉积作用对碎屑岩结构、分选、磨圆、杂基含量等起到明显的控制作用，不同的沉积环境对碳酸盐岩的结构组分影响很大。从沉积物脱离水环境之后，随着埋藏深度的不断加深，一系列的成岩作用使得储层物性进一步复杂化。一般而言，压实作用、压溶作用、胶结作用对储层物性起破坏性作用；交代作用、重结晶作用、溶蚀作用对储层物性起到建设性作用。而构造作用产生的裂缝等对物性的改造有较为显著地影响，使储层的非均质性更加明显，而这一点在碳酸盐岩储层中尤为突出。 1.2油气田开发对储层微观孔隙结构的影响 储层孔隙结构影响着储层的注采开发，同时，随着注水、压裂等一系列油气田开发增产措施的实施，储层孔隙结构也相应发生了变化。王美娜等研究了注水开发对胜坨油田坨断块沙二段储层性质的影响，发现注水开发一定程度上改善了储层孔隙结构。唐洪明等以辽河高升油田莲花油层为例，研究了蒸汽驱对储层孔隙结构和矿物组成的影响。结果表明，蒸汽驱导致储层孔隙度、孔隙直径增大，喉道半径、渗透率减小，增强了孔喉分布的非均质性。 2．储层微孔隙结构研究方法 2.1成岩作用方法 该方法通过对各种成岩作用在储层孔隙结构演化中的作用进行梳理，从而了解储层孔隙结构对应发生的变化。该方法的优点是对孔隙结构的成因可以有比较深入的认识，缺点是偏向于定性分析，难以有效的定量化表征。刘林玉等对白马南地区长砂岩成岩作用进行了分析，认为压实作用和胶结作用强烈地破坏了砂岩的原生孔隙结构，溶蚀作用和破裂作用则有效地改善了砂岩的孔隙结构。 2.2铸体薄片观察法 该方法是将带色的有机玻璃或环氧树脂注入岩石的储集空间中，待树脂凝固

分形结构在人类本身以及人类社会中的体现

分型结构在人类以及人类社会中的体现 理解这个理论最简单的就是“树形结构”，假如我们放大一根、树枝，我们会看到这个树枝和整个树是十分相似的，假如我们放大树枝上的树枝，我们还会得到同样的结果，整个过程可以在完美假设下无限进行下去，这就是佛家所谓的------------“一叶一世界”（当然在叶子里的纤维结构也是同样的树形理论） 分型具有无限小尺度下的自相似结构 在震惊于“自我模拟”的强大之后，我立即联想到了生物进化中关于人类（也可以是其他动物）的智商或者说文化的进化过程，这不仅仅是个脑容量的进化过程，智商不可能因为脑袋变大而开始变大，人的智商进化也应该是一个分形的过程，起初人类的智力范围有限（初始变量X1 X2），只懂得一个简单的方程（F （X）=REACT（X1，X2）），如此简单的结构在初始阶段只允许人类学会简单的智商行为，譬如因捕猎成功而喜悦或者因为受伤而哭泣。但是在方程的自我模拟下，变量随着历史不断增加，方程逐渐开始了大量的数据运算，人类智商逐渐渗透到了每一个“细枝末节”，并且将继续按照方程进行下去。 最有趣的并不是人类智商的进步过程，而是结果，在这个世界里，我们惊喜地看到了纷繁的文明和种族，（智商在这里是个抽象概念，在数学表现上应该是一组合排列)，他们拥有很多完全不同的智商排列，究其原因就得益与方程F（Z）中C的变化，C就好比山川大地或气候，理论上没有变化，但是在偶然的几次实际微弱变化将会大大地改变方程计算的结果。 在震惊于“自我模拟”的强大之后，我立即联想到了生物进化中关于人类（也可以是其他动物）的智商或者说文化的进化过程，这不仅仅是个脑容量的进化过程，智商不可能因为脑袋变大而开始变大，人的智商进化也应该是一个分形的过程，起初人类的智力范围有限（初始变量X1 X2），只懂得一个简单的方程（F（X）=REACT（X1，X2）），如此简单的结构在初始阶段只允许人类学会简单的智商行为，譬如因捕猎成功而喜悦或者因为受伤而哭泣。但是在方程的自我模拟下，变量随着历史不断增加，方程逐渐开始了大量的数据运算，人类智商逐渐渗透到了每一个“细枝末节”，并且将继续按照方程进行下去。 可看作人脑的分形模型。在十九世纪，医学科学家就已经认识到，脑进化的螺旋形式和在自然界中发现的螺旋十分相似。被誉为“美国神经病学泰斗”的CharlesKrasner Mills （1845-1931）对大脑和神经的功能进行了大量研究。如果查尔斯还活着，他或许会感到欣慰，因为如今的医学界，正用自然界广泛存在的、他所模糊意识到的分形模型，来研究和描述大脑及神经系统【1】。俗话说，大脑的皱纹越多人越聪明，这句话也许还缺乏医学实验研究的明确证据，但可以从分形几何的角度给出一点诠释。科学家们对人脑表面进行研究，发现从人脑表面皱纹的分形结构模型出发，估算出的分形维数大约是2.73—2.78之间。从欧几里德几何的观点来看，任何平面或曲面的维数都是2。但是我们从分形几何的角度来说，大脑表面皱褶越多，分形维数就越高，就越是逼近于我们所处的3维空间的维数。医学界认为，这是进化过程中某种优化机制起作用的结果。因为分形维数越高，表明在同样有限的空间内，大脑能占有更大的表面积，就有可能具备更为复杂的思考能力。因此，大脑的分形模型，使得可能用最优化的观点，来解释大脑的功能，诸如信息传输、存储容量、和对外界刺激的敏感性等等。对肺部器官的研究也有类似的结果。上世纪70年代，当曼德勃罗研究分形混沌之初，他就提出人体的‘肺’具有分形结构。后来，美国医学科学家

微观孔隙结构类型划分及特点

第二章 微观孔隙结构类型划分及特点 2.1 微观孔隙结构类型的研究方法 随着油田开采技术的发张，从一开始单纯依靠天然能量驱油逐渐发展到用注水注气疯方法开采石油，于是开始出现了多相渗流，贝克莱—勒弗莱脱关于水驱油非活塞式驱替理论的提出，奠定了多相渗流的基础，拟压力方法的引入使油气两相渗流得到了有效的解决。 油气储集层是油气储集的场所和油气云翳的通道。它有着极其复杂的内部空间结构和不规则的外部集合形状，它是渗流的前提条件，所以必须对其进行了解。按其成因可分为：原生孔隙、次生孔隙、混合空隙。 （1）原生孔隙 指原始沉积物固有的空隙，如（陆源碎屑）粒间孔、（陆源碎屑）粒内孔等。 原生粒间孔经机械压实作用改造后变小，习惯上称之为原生缩小粒间孔，此类孔隙在本区不甚发育（图2-5, 图2-6） 。 图2-5少量原生缩小粒间孔；单偏光10×10 Fig. 2-5 Fine-grained arkose lithic sandstone 图2-6少量原生粒间孔；单偏光：10×10 Fig. 2-6 Fine-grained arkose lithic sandstone （2）次生孔隙 经次生作用（如淋滤、溶解、交代、重结晶等成岩作用）所形成的空隙称为次生孔隙。构成本区砂岩主要储集空间的次生孔隙由溶解成岩作用形成。主要包括粒内溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔。

图2-7长石粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-7 Arcosic intergranular dissolved pore, plainlight 10×10 图2-8岩屑粒内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-8 Lithic intergranular dissolved pore， plainlight 10×10 粒内溶孔见于易溶的陆源长石颗粒、岩屑和内源介形虫骨壳。其中长石粒内溶孔常依长石颗粒的解理缝、双晶缝、裂隙外延伸展（图2-7）。陆源岩屑遭受部分溶蚀后形成岩屑粒内溶孔，粒内见有难溶组分（图2-8）。本区还可见介形虫化石，体腔内先期充填的碳酸盐胶结物后来发生溶解，形成溶蚀孔隙。特征是介形虫壳体基本完整，体内见有残余的碳酸盐矿物（图2-9）。 图2-9 介形虫体腔内溶孔；单偏光10×10 Fig. 2-9 Within mussel-shrimp dissolved porem plainlight 10×10 图2-10长石铸模孔隙., 单偏光10×20 Fig. 2-10 Arcosic matrix pore, plainlight 10×20 溶解作用强烈可使陆源碎屑、内源颗粒（如生物介壳、鲕粒等）被全部溶解掉，若该颗粒外形轮廓、解理缝、岩石结构等自身特征尚可辨识时，称此种空隙为铸模孔隙。本区的铸模孔隙有长石铸模孔隙和岩屑铸模孔隙，前者发育（图2-10）。

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－ＡｎｇｌｅＮｅｕｔｒｏｎ 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（ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＳＰＭ）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 ４２

微观孔隙结构特征研究-editing1

摘要：微观孔隙结构是控制特低渗、超低渗砂岩储层驱油效率、最终开发效果的关键因素之一。利用铸体薄片、扫描电镜、铸体图像分析、高压压等多种技术手段,对鄂尔多斯盆地吴旗地区延长组长6储层的孔隙结构进行深入分析和研究，结果表明：1） 2）。。。。，； 对其储层分为。。类，及亚类；探讨了其控制因素主要是， 通过物性分析、扫描电镜、铸体薄片、高压压汞等资料分析，对鄂尔多斯盆地陕北地区吴旗地区延长组长6油层组特低渗、超低渗砂岩储层样品的微观孔隙结构进行了详细研究。研究表明，特低渗、超低渗砂岩储层岩石孔隙和喉道类型多样，孔隙结构非均质性强，分选较差是储层渗透性差的主要原因。毛管压力曲线特征表明，曲线平坦段不明显，上升幅度比较小，歪度中等偏细；进汞量递增的幅度及峰值总是滞后于渗透率贡献值递增的幅度和峰值，说明细小孔道对储层储集能力的贡献较大，但决定和改善储层渗透性的是较大孔喉，反映了特低渗与超低渗透砂岩储层具有有效喉道半径分布范围窄，孔隙结构差，储层致密的特征。因此，研究微观孔隙结构的差异是深入剖析孔喉特征参数的差异以及储层物性参数的差异的重要依据。 关键词：鄂尔多斯盆地；特低渗、超低渗砂岩储层；微观孔隙结构；毛管压力 除沉积作用外，成岩作用显著控制了储层质量。 特低渗储层在石油勘探中的地位、微观孔隙结构的定义及控制储层发育机理、研究方法的综述利用。。。资料， 1983在年陕甘宁盆地发现的安塞油田为典型的低渗低产油田,其储层为三叠系延长组,埋藏深度1000~1300 m,是以内陆淡水湖泊三角洲为主的沉积体系。在三叠系延长组内四个油组(长2、长3、长4+5、长6)均发现油层,储量绝大部分集中在长6、长4+5油层组内。安塞油田区域构造背景为一平缓的西倾单斜,倾角仅0.5°左右。 储层孔隙结构是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通状态，是影响储集岩渗透能力的主要因素。由于实际多孔介质孔隙结构的复杂性，通常采用不同的方法从不同角度加以测定和描述，如孔隙铸体、测毛细管压力分布，薄片分析、显微图象分析仪、扫描电镜等是储层微观物理研究的核心内容。在我国，对于中、高渗透砂岩储层的微观孔隙结构特征研究已取得了大量的研究成果(添加具体内容,参考文献)，但对于特低渗、超低渗砂岩储层的孔隙结构特征研究尚不多见[2~6],(且存在哪些问题) 。 为深入研究此类储层的孔隙结构特征，采用铸体技术、扫描电镜技术、高压压汞技术对取自鄂尔多斯盆地AS油田延长组长6油层组特低渗、超低渗砂岩储层样品进行测试分析，从而解剖此类储层的孔隙结构特征，为特低渗、超低渗储层制定合理的油田探勘开发方案，提高油气采收率具有重要意义。 1、地质背景 (位置/区域构造/地形单元构成/沉积类型/平均埋深/生产现状/存在问题) 研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡，区域构造背景为平缓的西倾单斜，主要含油层系为三叠系

东濮凹陷三叠系裂缝性砂岩储层微观孔隙结构特征

第18卷第2期 2007年东濮凹陷北部文明寨、卫城等地区的三叠 系发现了裂缝性砂岩油气藏，油气主要富集在砂岩裂缝中，基质不含油，裂缝既是储集空间又是渗流通道。砂岩裂缝型储集空间与灰岩相似，但溶洞发育程度较灰岩弱，此类油气藏在国内尚属首次发现。探讨该类油气藏储层微观孔隙结构特征对于深入认识此类油气藏，深化我国陆相储层孔隙结构理论具有重要意义，同时也丰富了储层微观物理研究的内容［1-7］。 1储层概况 东濮凹陷位于渤海湾盆地西南部的豫东北—鲁西 南地区，夹持在内黄隆起与鲁西隆起之间、北窄南宽，呈琵琶状北东向展布。东濮凹陷中生界不太发育，缺乏 上三叠统—白垩系地层。钻井资料显示，三叠系地层为内陆河湖相红色砂泥岩互层，岩性致密，视电阻率高，俗称“高阻红”。岩心物性资料分析显示，三叠系砂岩基质孔隙度一般为1.00%~6.00%，基质基本不具备储集能力。砂岩裂缝发育，局部沿裂缝发育溶蚀孔洞，油气主要富集在裂缝中。依据储集空间类型，研究区三叠系油气藏为裂缝性砂岩储层油气藏。 岩心薄片资料显示，储层砂岩碎屑颗粒粒度为 60~500μm ，岩性为含灰质细粒、中粒岩屑粗粉砂岩。 石英体积分数为58%~66%，长石9%~13%，火成岩、变质岩等岩屑占15%~22%，磨圆度为次棱—次圆状，分选性中—好，胶结物以灰质为主（体积分数20%~ 25%），其次为泥质（体积分数6%~10%）。 摘要通过扫描电镜、岩石薄片、铸体薄片、荧光薄片、常规压汞等技术方法，对东濮凹陷北部三叠系裂缝性砂岩储层的 微观孔隙结构特征进行研究。结果表明，东濮凹陷三叠系砂岩储层裂缝、微裂缝发育，裂缝性砂岩储层孔隙由岩石基质孔隙与缝洞孔隙两部分组成，缝洞孔隙是油气储集的有效孔隙，孔隙类型主要为原生粒间孔隙、粒内孔隙，碎屑颗粒之间以点-线式接触为主。砂岩基质结构致密，孔隙性差。储层基质喉道以微喉为主，压汞实验的排驱压力较高，储层基质渗透率较低，储层基质的储、渗性能差。关键词 三叠系；裂缝性砂岩储层；微观孔隙结构特征；荧光薄片；微裂缝；东濮凹陷 中图分类号：TE122.2+3 文献标志码：A 东濮凹陷三叠系裂缝性砂岩储层微观孔隙结构特征 国殿斌 （中原油田分公司勘探开发科学研究院，河南濮阳457001） 文章编号：1005-8907（2011）02-191-04 Characteristics of micropore structure of Triassic sandstone reservoir in Dongpu Depression Guo Dianbin (Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China) Abstract:By the methods of scanning electron microscopy,rock thin section,cast thin section,microscopic fluorescence and conventional murcury injection and so on,the characteristics of microscopic pore structure of Triassic sandstone reservoir in Dongpu Depression were studied.The research shows that the fracture and microfracture were developed well in Triassic sandstone reservoir of Dongpu Depression,the pore system is composed of the rock matrix pores and the fracture-cave pores,which are the effective pore of hydrocarbon storage.The pore type is mainly the primary intergranular pores and intragranular dissolution pores.The contacted relation is mainly the dop-line type among clastic particles,and the porosity is low.The matrix pore of reservoir is mainly the microthoat.The discharge pressure is high in mercury injection experiment.The permeability of matrix rock is low,with the storage and permeability being poor in matrix rock. Key words:Triassic;fractured sandstone reservoir;characteristics of micropore structure;microscopic fluorescence;microfracture;Dongpu Depression 引用格式：国殿斌.东濮凹陷三叠系裂缝性砂岩储层微观孔隙结构特征［J ］.断块油气田，2011，18（2）：191-194. Guo Dianbin.Characteristics of micropore structure of Triassic sandstone reservoir in Dongpu Depression ［J ］.Fault-Block Oil &Gas Field ，2011，18（2）：191-194. 断块油气田FAULT-BLOCK OIL &GAS FIELD 2011年3月191

煤粒的微观孔隙结构特征实验研究

戴林超,聂百胜.煤粒的微观孔隙结构特征实验研究[J ].矿业安全与环保,2013,40(4):4-7.文章编号:1008-4495(2013)04-0004-04 煤粒的微观孔隙结构特征实验研究 戴林超1,2,聂百胜3 (1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;2.中煤科工集团重庆研究院,重庆400037; 3.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083) 摘要:为了进一步深入分析煤体内部的孔隙结构特征,利用美国康塔Autosorb-iQ 全自动比表面和孔径分布分析仪,实验研究了煤粒(同种煤不同粒径)的吸附等温线,并对其微观结构特征参数 比表面积二孔容及平均孔径进行了分析三研究表明:不同粒径煤粒吸附等温线呈现出相似的变化趋势;随着煤粒粒径的增大,煤粒的比表面积和总孔容逐渐减小,而平均孔径增大三研究结果为煤体瓦斯的吸附二解吸及渗流等机理的研究提供了一定的理论基础三 关键词:煤粒;孔隙;微观结构;吸附等温线 中图分类号:TD712 文献标志码:A 网络出版时间:2013-07-2210:24 网络出版地址:http ://https://www.wendangku.net/doc/e86281737.html, /kcms /detail /50.1062.TD.20130722.1024.002.html Experimental Research on Structural Characteristics of Microscopic Pores of Coal Particles DAI Linchao 1,2,NIE Baisheng 3 (1.State Key Laboratory of Gas Disaster Monitoring and Emergency Technology,Chongqing 400037,China;2.Chongqing Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group,Chongqing 400037,China; 3.School of Resources and Safety Engineering,China University of Mining and Technology (Beijing),Beijing 100083,China)Abstract :In this paper ,experimental research was made on the adsorption isotherm of coal particles (the different sizes of the same coal )and analysis was carried out on the characteristic parameters of microstructure -the specific surface area ,pore volume and average pore diameter with Quantachrome Autosorb-iQ specific surface area and pore size analyzer in order to further analyze the structural characteristics of pores in the coal body.Research showed that the adsorption isotherm of coal particles with different sizes presented a similar variation trend.With the increase of particle size ,the specific surface area and total pore volume of coal particles decreased gradually ,but the average pore size of it increased.The results can provide a certain theoretical basis for studying the gas adsorption ,desorption and seepage flow mechanism of coal. Key words :coal particle ;pore ;microscopic structure ;adsorption isotherm 收稿日期:2012-10-17;2013-06-07修订 基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2012CB724206,2011CB201202) 作者简介:戴林超(1987 ),男,浙江台州人,硕士,从事煤岩动力灾害防治研究工作三 煤是一种典型的孔隙二裂隙双重多孔介质[1]三煤的孔隙性取决于煤的结构特征,同时,煤的孔隙特性很大程度上决定了煤吸附瓦斯的能力二煤的渗透性及强度等性质[2-3]三通过研究证实:煤中的孔隙 是由直径小至0.5nm二大至数10万nm 不同数量级的孔隙组成的系统;煤体内部具有极其发育的微孔隙,煤的比表面积二孔隙体积二孔隙模型及孔径分布等可以用来表征孔隙结构的特性三因此,对煤的微 观孔隙结构特征进行研究是非常重要的,通过该研究可为煤体瓦斯的吸附二解吸及渗流等机理研究提供一定的理论依据三近年来,国内外许多学者利用低温氮吸附法和压汞法对煤样孔隙特征进行了大量的研究,取得了一定的成果[4-8]三基于上述分析,笔者利用基于低温液吸附原理的美国康塔Autosorb-iQ 全自动比表面和孔径分布分析仪,测量不同煤粒的吸附等温线,并对煤粒比表面积二孔容及平均孔径等微观结构特征参数进行了计算分析三 1　实验原理及方法 1.1　实验仪器设备 实验所用的仪器设备是美国康塔Autosorb -iQ 四 4四Vol.40No.4 Aug.2013 矿业安全与环保 MINING SAFETY &ENVIRONMENTAL PROTECTION 第40卷　第4期2013年8月