低滲透油田儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征研究

龔曉琳

摘要：巖石的孔隙結(jié)構(gòu)是指孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及相互連通關(guān)系，因此對(duì)油藏巖石的孔隙和喉道特征的分別研究，更能精確的分析儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)。流體在儲(chǔ)層孔隙中的流動(dòng)，會(huì)受到一定的阻力，因而，孔隙和喉道的大小和分布以及它們的組合的各種形狀是影響儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性和滲流性的控制因素。因此，研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)并深入了解低滲透儲(chǔ)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)油氣田勘探和開(kāi)發(fā)有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：孔隙結(jié)構(gòu);低滲透儲(chǔ)層;常規(guī)壓汞;恒速壓汞;核磁共振

所謂低滲透油藏，不僅指其滲透率低，而且指其是有獨(dú)特的微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)，主要的原因是其孔喉結(jié)構(gòu)較常規(guī)儲(chǔ)層要密集。目前，大部分油田開(kāi)發(fā)開(kāi)采已進(jìn)入中后期，多以低滲透和特低滲透儲(chǔ)層為主，開(kāi)發(fā)難度大，開(kāi)采方式有別于常規(guī)儲(chǔ)層。微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)特征直接制約著宏觀(guān)地質(zhì)現(xiàn)象，宏觀(guān)地質(zhì)現(xiàn)象的形成由微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)組成決定。所以從微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)特征入手進(jìn)行研究，來(lái)認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層宏觀(guān)地質(zhì)特征并指導(dǎo)開(kāi)發(fā)是一種非常重要的手段。因此，我們通過(guò)研究?jī)?chǔ)層的微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)特征及分類(lèi)研究來(lái)，加快研究區(qū)儲(chǔ)層開(kāi)采及提高采收率最重要的研究方向。

研究?jī)?chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)，是認(rèn)識(shí)低滲透油藏滲流規(guī)律的基礎(chǔ)，也是解決特低滲透油藏開(kāi)發(fā)難題的關(guān)鍵。X油田為一低滲透油藏，結(jié)合常規(guī)壓汞、恒速壓汞和核磁共振三種技術(shù)方法，可以系統(tǒng)的研究?jī)?chǔ)層微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)特征，結(jié)果表明，X油田儲(chǔ)層的孔喉分選較好，孔隙結(jié)構(gòu)較細(xì)，流體流動(dòng)性差。研究區(qū)是低滲透、多裂縫、向斜油藏高效開(kāi)發(fā)的一個(gè)典范。以X油田的低滲透巖心為研究對(duì)象，將常規(guī)壓汞、恒速壓汞和核磁共振等多種測(cè)試方法相結(jié)合，從微觀(guān)上系統(tǒng)分析該油田低滲- 特低滲透儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征，對(duì)油藏后期勘探開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

1.??? 儲(chǔ)層物性特征

儲(chǔ)層物性是對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的直接反映，特低滲、超低滲儲(chǔ)層面孔率逐漸變小，喉道逐漸變細(xì)，孔喉配位數(shù)逐漸變少。通過(guò)對(duì)X油田的巖心進(jìn)行常規(guī)孔滲參數(shù)的測(cè)試，其孔隙度主要分布在8%～18%之間，滲透率主要分布在0.05～20×10-3μm2之間，只有少數(shù)的孔隙度和滲透率分別超過(guò)20%和20×10-3μm2，由此可知本油藏屬于典型的低滲- 特低滲油藏。

2.??? 常規(guī)壓汞的孔隙結(jié)構(gòu)特征研究

利用常規(guī)壓汞法測(cè)定毛管壓力進(jìn)而研究孔隙結(jié)構(gòu)特征是最常用的也是相對(duì)簡(jiǎn)單的一種方法，繪制的毛管壓力曲線(xiàn)，不僅是巖石孔隙半徑分布和體積分布的函數(shù)，也是該巖樣孔喉連接好壞的函數(shù)，更是孔隙度、滲透率和飽和度的函數(shù)。通過(guò)對(duì)X油田的低滲透巖心進(jìn)行常規(guī)壓汞實(shí)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，分析了不同滲透率巖心的孔喉分布和滲透率貢獻(xiàn)率分布特征，探討了平均孔喉半徑、孔隙度、滲透率、分選系數(shù)、排驅(qū)壓力等孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)及其相互關(guān)系。該地區(qū)孔喉半徑分布以單峰為主，且進(jìn)汞曲線(xiàn)多數(shù)出現(xiàn)一個(gè)平緩段，說(shuō)明其孔隙分布相對(duì)比較集中。X8井和X9井的樣品毛管壓力曲線(xiàn)平坦段雖然在最上部但是相對(duì)較長(zhǎng)，說(shuō)明該地區(qū)的喉道細(xì)，但分選性較好，喉道分布集中;X5井和X6井樣品的毛管壓力曲線(xiàn)位置低，平坦段變短，表明儲(chǔ)層巖石喉道的分布相對(duì)較集中、分選一般、儲(chǔ)集特性相對(duì)一般;X1井和X2井毛管壓力曲線(xiàn)段位置低、平坦段短，表明該區(qū)儲(chǔ)層巖石喉道是最粗的，儲(chǔ)層滲流性好、物性好，但是喉道分選相對(duì)較差、喉道分布比較分散。結(jié)果表明：①隨滲透率的增小，曲線(xiàn)逐漸向左下方排列;曲線(xiàn)近于水平的平緩段越長(zhǎng)，孔喉分選越好，喉道半徑越大（大喉道多），排驅(qū)壓力低，巖石孔隙結(jié)構(gòu)越好，當(dāng)孔喉半徑大于0.6μm，大情字井油田的儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能好。②滲透率低，巖心樣品的毛管壓力曲線(xiàn)會(huì)遠(yuǎn)離下方的橫坐標(biāo)軸;水平段變短，喉道變細(xì)，排驅(qū)壓力高，孔隙結(jié)構(gòu)較差，當(dāng)孔喉半徑小于0.2μm，可視為無(wú)效儲(chǔ)層。

3.??? 基于恒速壓汞的孔隙結(jié)構(gòu)特征研究

相較于常規(guī)壓汞，恒速壓汞能準(zhǔn)確直接測(cè)量孔隙和喉道的大小及分布，對(duì)于定量評(píng)價(jià)低滲透儲(chǔ)層孔喉分布具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，通過(guò)對(duì)大情字油田的低滲砂巖樣品進(jìn)行恒速壓汞實(shí)驗(yàn)，定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層孔隙和喉道分布的差異性。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可以看出：A樣品滲透率小于l×10-3μm2，喉道分布集中于0.2～0.4μm，且曲線(xiàn)峰值很高（個(gè)數(shù)最高），孔隙分布在50～140μm之間，孔喉比分布范圍較寬;B樣品滲透率為5×10-3μm2，喉道分布范圍變寬，主要集中于0.6～2.8μm，曲線(xiàn)峰值降低較快（B樣品個(gè)數(shù)最高還低于A樣品的一半），孔隙分布在70～150μm之間，峰值增加，相對(duì)于A樣品孔隙增多，喉道減少;C樣品滲透率為8.6×10-3μm2，喉道分布集中于0.8～3μm，大喉道增多，孔隙分布在80～170μm之間，大孔隙增多。因此，隨滲透率的增大，喉道分布較為分散，峰值降低，半徑增大，大喉道增多;孔隙半徑峰值變大，半徑增加，大孔隙所占比例增大;孔喉比分布范圍變窄，比值減小，峰值增加。

4.??? 基于核磁共振的孔隙結(jié)構(gòu)研究

核磁共振是在飽和水狀態(tài)下測(cè)得的，反映的是所有孔隙空間的信息，能夠更精確的反映儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能，但不能反映孔喉的連通情況，因此反映巖心的滲流特征不明顯。通過(guò)核磁共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以評(píng)價(jià)孔隙的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研究?jī)?chǔ)層特征及孔隙結(jié)構(gòu)。大小不同的孔隙存在的流體所體現(xiàn)出來(lái)的T2弛豫時(shí)間是不同的，顯然T2分布反應(yīng)了巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征。由于孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，T2譜的分布范圍非常大，最小可小于1ms，最大可達(dá)上萬(wàn)ms，T2的值越大，代表對(duì)應(yīng)的孔隙越大，反之亦然。分析T2譜需要確定一個(gè)重要參數(shù)是T2截止值，它是可動(dòng)流體與束縛流體的分界線(xiàn)，因?yàn)槭軒r性影響，該值變化范圍通常較大。作者采用的T2截止值的確定方法，是對(duì)離心前后的T2譜分別作累積線(xiàn)，從離心后的T2譜累積線(xiàn)最大值處作X軸平行線(xiàn)，與離心前的T2譜累積線(xiàn)相交，由交點(diǎn)引垂線(xiàn)到X軸，其對(duì)應(yīng)的值為T(mén)2截止值。

經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采，研究區(qū)儲(chǔ)層具有一定的非均質(zhì)性，T2截止值大約在20ms到90ms之間變化，平均為49ms左右，14塊在30ms附近，14塊在60ms附近，6塊在85ms附近，因此大情字井油田的孔隙較小。通過(guò)對(duì)X油田巖心樣品進(jìn)行核磁共振特性測(cè)試和分析，并進(jìn)行了弛豫譜分析。巖心的弛豫譜大致呈雙峰分布，右峰主要反映可動(dòng)水，左峰主要反映束縛水。該油田巖心的T2譜的形態(tài)可以看出，T2截止值右邊的峰值較低，因此小孔隙較多，儲(chǔ)集性能相對(duì)較差;由T2累計(jì)曲線(xiàn)形態(tài)可以看出，曲線(xiàn)中間的平緩段較長(zhǎng)且趨于水平，該區(qū)孔喉的分選較好，且T2分布范圍較窄，峰幅度較高，分選好。整體而言，X油田由于滲透率低、孔喉半徑小，束縛水峰值大，可動(dòng)流體峰值小，反映了流體流動(dòng)性差。

5.??? 結(jié)論

低滲透油藏占目前可開(kāi)采油層面積之大、數(shù)量之多，并伴隨著開(kāi)采難度之大，使得該類(lèi)油藏的分類(lèi)及評(píng)價(jià)陷入難處。評(píng)價(jià)以選擇的參數(shù)能否真正描述低滲透油藏的本質(zhì)為要求，進(jìn)而掌握并控制低滲透油藏易于開(kāi)采的關(guān)鍵因素。所以綜合性的精細(xì)儲(chǔ)層特征研究、儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和優(yōu)化分類(lèi)對(duì)低滲儲(chǔ)層開(kāi)采至關(guān)重要。

（1）???? 常規(guī)壓汞不能區(qū)分孔隙和喉道，但可以獲得較小連通喉道的分布;恒速壓汞可以精確獲得孔隙、喉道及孔喉比等信息;核磁共振反映的是所有孔隙空間的信息，獲得的孔隙的儲(chǔ)容能力，但不能反映孔喉的連通情況。

（2）???? 從常規(guī)壓汞、恒速壓汞和核磁共振分析認(rèn)為研究區(qū)儲(chǔ)層的孔喉分選較好，孔隙結(jié)構(gòu)較細(xì)，流體流動(dòng)性差，且隨滲透率的減小，孔隙、喉道減少，最終成非儲(chǔ)層。

參考文獻(xiàn)：

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[2]?? 劉峰;;基于恒速壓汞技術(shù)的基山砂體孔隙結(jié)構(gòu)特征研究[J];中國(guó)科技信息;2008年 18期