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        基于恒速壓汞技術的特低超低滲砂巖儲層微觀孔喉特征研究

        2012-11-22 01:45:57馬永平大陸動力學國家重點實驗室西北大學地質(zhì)學系陜西西安710069
        長江大學學報(自科版) 2012年22期

        馬永平,孫 衛(wèi) (大陸動力學國家重點實驗室,西北大學地質(zhì)學系,陜西 西安 710069)

        琚惠姣 (甘肅省煤炭地質(zhì)勘察院,甘肅 蘭州 730000)

        董鳳娟 (西安石油大學石油工程學院,陜西 西安 710065)

        馬永平,孫 衛(wèi) (大陸動力學國家重點實驗室,西北大學地質(zhì)學系,陜西 西安 710069)

        琚惠姣 (甘肅省煤炭地質(zhì)勘察院,甘肅 蘭州 730000)

        董鳳娟 (西安石油大學石油工程學院,陜西 西安 710065)

        應用恒速壓汞技術對蘇里格氣田西區(qū)盒8段特低、超低滲砂巖儲層的微觀孔喉特征進行了研究。該類儲層孔隙半徑分布范圍變化不大,對儲層滲透率影響不明顯,儲層滲透率主要受控于喉道半徑的大小以及孔隙與喉道的配置關系;毛細管壓力曲線揭示出在不同的開發(fā)階段,孔隙和喉道對開發(fā)效果的影響程度不同,處于開發(fā)中后期的特低、超低滲砂巖儲層,注重對于喉道的開發(fā)至關重要。

        恒速壓汞技術;特低-超低滲砂巖儲層;孔喉特征

        隨著先進實驗測試方法的逐步應用,低滲透儲層微觀孔隙結構研究從早期的孔隙結構形態(tài)分析,到定性、半定量研究,再到目前的恒速壓汞技術,能夠將孔隙、喉道分開,定量研究孔隙、喉道的大小及其變化特征等[1-3]。下面,筆者對鄂爾多斯盆地蘇里格氣田西區(qū)盒8段4塊代表性樣品進行了恒速壓汞測試,分別從孔隙特征、喉道特征、孔喉比特征以及毛細管曲線變化特征等方面進行研究,以期揭示該類儲層的微觀結構。

        1 樣品測試

        選取了研究區(qū)具有代表性的4塊巖心樣品進行恒速壓汞測試(見表1)。結果顯示,4塊樣品的孔隙度介于7.26%~13.82%,平均值為8.77%;滲透率介于(0.08~1.42)×10-3μm2,平均值為0.48×10-3μm2,屬于典型特低、超低滲砂巖儲層。

        表1 樣品主要參數(shù)統(tǒng)計表

        2 參數(shù)分析

        2.1孔喉特征

        巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關系稱為儲集巖的孔隙結構[4]。流體沿著復雜的孔隙系統(tǒng)流動時,要經(jīng)歷一系列交替著的孔隙和喉道,恒速壓汞測試技術以準靜態(tài)的方式(0.00005ml/min)向巖樣喉道及孔隙內(nèi)注入汞,通過汞壓力的波動測得孔隙和喉道的大小及數(shù)量,實現(xiàn)定量研究孔隙、喉道半徑的大小和分布范圍。從孔隙半徑分布特征可以看出(見圖1),對于不同滲透率級別的4塊樣品,孔隙半徑大小及其分布范圍變化不大,主要集中在100~200μm之間,峰值基本在120μm左右??梢?,特低、超低滲砂巖儲層孔隙半徑分布相對集中,對儲層滲透率的影響不明顯。

        從4塊樣品的喉道半徑分布特征可以看出(見圖2),隨著樣品滲透率的增大,所對應的喉道半徑分布范圍逐漸變寬,大喉道所占比例增大,并且大喉道出現(xiàn)的頻率明顯增高。對于滲透率小于1×10-3μm2的1、2、3號樣品喉道半徑分布范圍分別在0.2~0.7、0.3~1.0、0.2~1.1μm之間,喉道半徑分布較均勻,分選性相對較好;4號樣品滲透率為1.42×10-3μm2,喉道半徑分布在0.2~4.3μm之間,分布范圍顯著寬于其他3塊樣品,半徑大于1μm的喉道所占比例明顯增多,喉道半徑分選性差。由圖3也可以看出,平均喉道半徑與滲透率具有良好的線性關系(R2=0.8586)。由此可以看出,喉道是控制特低、超低滲砂巖儲層滲流能力的主要因素。

        圖1 孔隙半徑分布曲線 圖2 喉道半徑分布曲線

        2.2孔喉半徑比特征

        孔喉半徑比能夠反映流體的滲流特征,孔喉比越大,說明孔隙、喉道之間的差異越大,流體流動時的滲流阻力就越大,開發(fā)效果往往不好;反之,則表明孔喉之間的差異較小,流體滲流時的滲流阻力小,開發(fā)效果則相對較好。從4塊樣品的孔喉半徑比分布可以看出(見圖4),隨著滲透率的增大,樣品的孔喉半徑比分布于小值區(qū)的百分含量逐漸增大,且孔喉半徑比峰值向小值區(qū)移動。4塊樣品的孔喉半徑比峰值分別為:300,260,250,100。此外,從圖5可以看出,孔喉半徑比與滲透率有較好的負相關性(R2=0.9648),滲透率隨孔喉半徑比的增大而減小,說明孔喉半徑比對特低、超低滲砂巖儲層中流體的滲流能力影響顯著,孔隙、喉道的配置關系在很大程度上決定著開發(fā)效果的好壞。

        圖3 平均喉道半徑與滲透率關系 圖4 孔喉半徑比分布曲線

        2.3毛細管曲線特征

        相對于常規(guī)壓汞實驗,恒速壓汞技術不僅提供了總的毛細管曲線,同時能夠給出孔隙、喉道的進汞曲線以定量表征孔隙、喉道半徑大小及其之間的配置關系。從4塊樣品的毛細管曲線特征(見圖6)分析發(fā)現(xiàn),總體上,隨著滲透率的增大,排驅壓力呈依次降低的趨勢。在孔隙半徑變化不大的情況下,汞首先通過大喉道進入其所連通的孔隙內(nèi),在進汞壓力較低時,孔隙對總的毛細管曲線變化特征起主要控制作用,隨著進汞壓力的增大,汞逐漸進入小喉道所控制的孔隙,直至有效孔隙全部被汞充滿后,汞進一步進入更為細小的喉道,此時喉道完全控制了總的毛細管曲線變化特征。因此,對于特低、超低滲砂巖儲層,開發(fā)初期上產(chǎn)階段應注重對孔隙的開發(fā),而到了開發(fā)中后期,應將挖潛重點放在對喉道的開發(fā)上。

        圖5 平均孔喉半徑比與滲透率關系 圖6 毛細管壓力曲線

        3 結 論

        1)對于不同滲透率級別的特低、超低滲砂巖儲層,孔隙半徑大小對其滲透率的影響不明顯,儲層性質(zhì)主要受喉道控制。

        2)特低、超低滲砂巖儲層的孔喉半徑比與滲透率呈較好的負相關性,孔喉半徑比大小及孔喉之間的配置關系對該類儲層的滲流能力影響效果顯著。

        3)毛細管壓力曲線形態(tài)變化特征揭示出,對于特低、超低滲砂巖儲層,當開發(fā)到中后期尤其是挖潛階段,應特別重視對于喉道的開發(fā)。

        [1]王金勛,楊普華,劉慶杰,等.應用恒速壓汞實驗數(shù)據(jù)計算相對滲透率曲線[J].石油大學學報(自然科學版),2003,27(4):66-69.

        [2]孫衛(wèi),楊希濮,高輝.溶孔-粒間孔組合對超低滲透儲層物性的影響:以西峰油田慶陽區(qū)長8油層為例[J].西北大學學報(自然科學版),2009,39(3):507-509.

        [3]王瑞飛,沈平平,宋子齊,等.特低滲透砂巖油藏儲層微觀孔喉特征[J].石油學報,2009,30(4):560-563.

        [4]羅蜇潭,王允成.油氣儲集層的孔隙結構[M].北京:科學出版社,1986:21-22.

        10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.014

        P618.13

        A

        1673-1409(2012)08-N044-03

        2012-05-13

        國家科技重大專項(2011ZX05044)。

        馬永平(1983-),男,2006年大學畢業(yè),碩士生,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)地質(zhì)方面的研究工作。

        [編輯] 洪云飛

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