儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀及展望

儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀及展望

0油氣儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究進展儲層巖石的空隙結(jié)構(gòu)是指巖石的開口和喉嚨的幾何形狀、大小、分布和連接關(guān)系。研究儲層孔隙結(jié)構(gòu),深入揭示油氣儲層的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對油氣田勘探和開發(fā)有著重要的意義。作為儲層地質(zhì)研究的重要內(nèi)容,儲集巖的孔隙結(jié)構(gòu)一直是研究者關(guān)注的焦點問題之一。1儲層結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀1.1儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀不同的研究者根據(jù)研究目標不同,專注于儲層孔隙結(jié)構(gòu)不同的研究方面和研究重點。筆者認為,目前儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究主要集中于儲層孔隙結(jié)構(gòu)成因分析、儲層孔隙結(jié)構(gòu)的定量表征和分類評價、基于儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究進行儲層評價、儲層孔隙結(jié)構(gòu)對流體活動的影響、儲層孔隙結(jié)構(gòu)對開發(fā)的影響、油氣田開發(fā)對儲層孔隙結(jié)構(gòu)的影響和儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究方法手段的改進等幾個方面。1.1.1儲層物性及微觀結(jié)構(gòu)該研究主要從儲層孔隙結(jié)構(gòu)演化角度對形成不同類型儲層孔隙結(jié)構(gòu)的影響因素進行分析,達到深入認識儲層孔隙結(jié)構(gòu)及儲層性質(zhì)的目的。熊敏等對盤河斷塊區(qū)儲層孔隙結(jié)構(gòu)與驅(qū)油效率之間的關(guān)系進行了分析,將儲層孔隙結(jié)構(gòu)劃分為特高滲特大孔粗喉、高滲大孔粗喉、中滲大孔中喉和低滲中孔細喉等4種。羅月明等對鄂爾多斯盆地大牛地氣田上古生界儲層成巖作用進行了評價,將儲層孔隙類型劃分為(剩余的)原生粒間孔、粒間(晶間)微孔隙、粒間(粒內(nèi))溶蝕孔隙(包括鑄模孔隙),微裂隙包括切穿顆粒的微裂縫和粒緣微裂隙。Anna等以巴基斯坦Sawan盆地白堊系砂巖為例,對淺海火山碎屑砂巖研究表明,發(fā)育很好的石英膠結(jié)綠泥石鑲邊提高了孔隙保存率(超過20%),使儲層具有良好的滲透率,綠泥石在孔隙保存過程中的作用受淺海相的沉積環(huán)境限制。連承波等通過巖心觀察、鏡下薄片、掃描電鏡和X-射線衍射及物性和壓汞等資料分析,對松遼盆地龍西地區(qū)泉四段低孔、低滲砂巖儲層物性及微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征進行了研究。結(jié)果表明,儲層物性明顯呈現(xiàn)出低孔、低滲特征,儲層孔隙類型以殘余粒間孔和溶蝕孔為主,孔喉半徑較小,相對小孔喉所占比率較大,孔喉分選和連通性較差,非均質(zhì)性強。樊愛萍等對蘇里格氣田東二區(qū)山1段、盒8段儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征進行了分析,研究認為沉積作用和成巖作用是鄂爾多斯盆地蘇里格氣田東二區(qū)砂巖低孔、低滲的主要控制因素。成因分析是儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的最基本的內(nèi)容,它能幫助研究者從深層次準確把握儲層孔隙結(jié)構(gòu)的特征,受到研究者的高度重視。1.1.2儲層結(jié)構(gòu)類型研究儲層孔隙結(jié)構(gòu)的定量表征和分類評價主要借助地質(zhì)統(tǒng)計學、聚類分析等數(shù)學方法,實現(xiàn)儲層孔隙結(jié)構(gòu)的表征和預測,為儲層預測和油氣開發(fā)提供依據(jù)。莊錫進等對準噶爾盆地西北緣侏羅系儲層進行了研究,通過對大量壓汞參數(shù)樣本的聚類分析,將儲層的孔隙結(jié)構(gòu)劃分為4個類型。通過各類參數(shù)統(tǒng)計及曲線形態(tài)對比,對儲層孔隙結(jié)構(gòu)類型進行了定量結(jié)合定性的優(yōu)劣評價。Philip對砂巖、致密砂巖和泥巖中的孔喉大小進行了研究。研究指出在常規(guī)儲層中孔喉直徑大小一般大于2μm,在致密氣砂巖中為0.03~2μm,在泥巖中一般為0.005~0.1μm。Ralf等對碳酸鹽儲層孔隙結(jié)構(gòu)進行了定量研究,并且分析了其對聲速和儲層滲透率的影響。結(jié)果表明,內(nèi)碎屑或內(nèi)晶屑和分隔開的晶簇的孔隙并不能一直通過聲波測井資料來分開,P波速度并非唯一受控于球面孔隙度的比例,大量微孔的幾何特征可以通過聲速資料來估計并用來提高滲透率評價的效果。于雯泉等以東營凹陷北部陡坡帶深層砂礫巖體天然氣儲層為例,應用定量回推反演的方法對斷陷盆地深層低滲透天然氣儲層孔隙演化進行了定量研究。謝武仁等對川中地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組砂巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征進行了分類評價,研究中將儲層孔隙結(jié)構(gòu)劃分為粗歪雙峰式、中歪雙峰式、細歪雙峰式和單峰式4種類型。定量表征和分類評價目前是儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的難點和熱點,通過該項研究,可以實現(xiàn)儲層的準確預測和有效開發(fā)。1.1.3儲層類型及其特征儲層孔隙結(jié)構(gòu)屬于儲層性質(zhì)重要的組成部分,通過對儲層孔隙結(jié)構(gòu)的研究,可以達到深入認識和評價儲層的目標。唐海發(fā)等對大牛地氣田盒2+3段致密砂巖儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征進行了分析,基于此對儲層進行了分類評價。張曉莉等對鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長組長8儲層特征進行了分析,巖石物性總體較差,屬低孔、低滲儲層,發(fā)育粒間孔隙、溶蝕孔隙、晶間孔等孔隙類型,喉道以中細喉—細喉為主?；诖藢舆M行了分類評價。1.1.4儲層精細表征儲層孔隙結(jié)構(gòu)的性質(zhì)對于賦存在其中的流體的活動起著十分重要的影響和控制作用。Ezat對美國密西西比州上侏羅統(tǒng)Smackover組石灰?guī)r儲層的孔隙損失、流體流動和物質(zhì)傳遞進行了研究。Cathy等以阿曼北部巨型的碳酸鹽巖儲層為例,對非均質(zhì)性碳酸鹽巖中的孔隙體系特征進行了分析,通過研究發(fā)現(xiàn),在儲層中,孔隙非均質(zhì)性特征對流體的滲流特征起著決定性的作用,而常規(guī)的巖石物性參數(shù)在指示驅(qū)油效率方面效果并不好。何文祥等以鄂爾多斯盆地長6儲層為例,特低滲透儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對滲流行為的影響進行了分析。Benyamin等對在重油儲層利用表面活性劑提高注入水驅(qū)效果過程中,孔隙潤濕性對剩余油微觀結(jié)構(gòu)的影響,即孔隙尺度的流體流動特征進行了分析。結(jié)果認為,通過統(tǒng)計油滴的長度和直徑,可以幫助我們正確認識孔隙水平的黏性大小、毛細管力、慣性力等。研究驗證了前人有關(guān)油滴的大小和形狀與孔隙尺度的原油捕集和運動有關(guān)的觀點。本文研究可以幫助我們重新構(gòu)建在不同的潤濕性條件下的剩余油分布模型。1.1.5儲層砂巖孔隙結(jié)構(gòu)與產(chǎn)油前已述及,儲層孔隙結(jié)構(gòu)是儲層十分重要的屬性之一,因此它與儲層的有效開發(fā)息息相關(guān)。蔡忠以臨南油田夏52塊沙三中亞段和夏32塊沙二段為例,對儲集層孔隙結(jié)構(gòu)與驅(qū)油效率之間的關(guān)系進行了研究。盧明國等對江漢盆地新溝嘴組砂巖孔隙結(jié)構(gòu)與產(chǎn)油潛力進行了分析。研究揭示了砂巖儲層各類孔隙結(jié)構(gòu)與產(chǎn)油潛力的內(nèi)在聯(lián)系,指出喉道的大小是控制油層產(chǎn)量最重要的因素。李潔等應用三維孔隙網(wǎng)絡模型對儲層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對聚合物驅(qū)采收率的影響進行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)水驅(qū)采收率隨喉道半徑、配位數(shù)和形狀因子的增大而增大,隨孔喉比的增大而減小。魏虎等研究了靖邊氣田北部上古生界儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)及其對生產(chǎn)動態(tài)影響。結(jié)果表明,儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征對氣井生產(chǎn)動態(tài)影響顯著。張創(chuàng)等對蘇北盆地沙埝油田阜三段儲層微觀特征及其與驅(qū)油效率的關(guān)系進行了分析,利用真實砂巖微觀模型水驅(qū)油實驗得到驅(qū)油效率,探討了物性和儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征對驅(qū)油效率的影響(圖1)。1.1.6儲層物性的變化儲層孔隙結(jié)構(gòu)對儲層開發(fā)具有十分重要的影響,同時,隨著注水、壓裂等一系列油氣田開發(fā)措施的實施,儲層孔隙結(jié)構(gòu)也相應發(fā)生了變化。通過研究這些變化,可以更真實準確地認識現(xiàn)階段的儲層性質(zhì),更好地為油氣田開發(fā)服務。黃思靜等分析了注水開發(fā)對砂巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)的影響作用。結(jié)果表明,注水后砂巖儲層的孔隙結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性均發(fā)生了極大的改變。唐洪明等以遼河高升油田蓮花油層為例,研究了蒸汽驅(qū)對儲層孔隙結(jié)構(gòu)和礦物組成的影響。結(jié)果表明,蒸汽驅(qū)導致儲層孔隙度、孔隙直徑增大,喉道半徑、滲透率減小,增強了孔喉分布的非均質(zhì)性。李繼紅等分析了注水開發(fā)對孤島油田儲層微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,長期注水開發(fā)提高了儲層的物性,改善了儲層孔隙結(jié)構(gòu),降低了泥質(zhì)含量和束縛水飽和度,一定程度地改善了儲層微觀結(jié)構(gòu)。王美娜等研究了注水開發(fā)對勝坨油田坨30斷塊沙二段儲層性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)注水開發(fā)一定程度上改善了儲層孔隙結(jié)構(gòu)。王敬瑤等以扶余油層為例,通過室內(nèi)實驗研究了注CO2后巖石性質(zhì)變化的規(guī)律。結(jié)果表明,隨著巖石與CO2接觸時間增加,巖石滲透率增加、孔隙度增加,平均孔隙半徑減小,但巖石中小孔隙和大孔隙體積均增加,小孔隙體積比大孔隙增加得更多。該項研究的進行,使得儲層孔隙結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果更具有時效性,特別是研究中一些動態(tài)數(shù)據(jù)的加入,可以使研究成果更好地為儲層有效開發(fā)調(diào)整提供科學依據(jù)。1.1.7儲層孔隙特征的定量研究隨著研究的深入,一些傳統(tǒng)的儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究方法和技術(shù)逐漸在實踐中暴露出一些問題,為了解決這些問題,研究者對前文所述方法和技術(shù)進行了改進。何雨丹等對核磁共振T2分布評價巖石孔徑分布的方法進行了改進。Shedid提出了一種利用硫磺處理原油后注入真實巖心樣品中,再將掃描電鏡和計算機軟件相結(jié)合,通過研究巖樣中孔隙的堵塞狀況來定量研究非均質(zhì)儲層孔隙展布特征的新方法。結(jié)果表明,該項新技術(shù)能夠解釋和提供所需的孔隙展布特征,同時提高了儲層微觀尺度的研究水平。而且可以再現(xiàn)用硫磺處理過的原油流過巖心的特征。邵維志等研究了核磁共振測井在儲層孔隙結(jié)構(gòu)評價中的應用。通過大量的實驗室核磁共振譜和壓汞曲線的對比分析,提出了利用二維分段等面積法計算T2譜與壓汞曲線之間刻度轉(zhuǎn)換系數(shù)和橫向刻度系數(shù),以及大、小孔徑的縱向刻度系數(shù),使計算得到的偽毛細管壓力曲線與實驗室壓汞測量的毛細管壓力曲線的一致性得以大大提高。林玉保等利用恒速壓汞和恒壓壓汞法對喇嘛甸油田高含水后期儲集層孔隙結(jié)構(gòu)特征進行了研究,2種方法均表明巖樣在長期水驅(qū)后孔喉增大,大孔喉是流體滲流的主要通道。王翊超等以大港油田孔南儲層流動單元為例,利用恒速壓汞技術(shù)對儲層微觀孔隙特征進行了研究。研究方法和手段的改進在解決儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究難題的過程中,也同時提高了該項研究的水平,推動了該項研究的發(fā)展。1.2室內(nèi)模型材料研究方法作為儲層地質(zhì)研究重要研究內(nèi)容之一的儲層孔隙結(jié)構(gòu),研究方法包括薄片觀察、二維和三維成像、巖心實驗、計算機模擬等多種。結(jié)合自身的實踐,筆者將這些方法總結(jié)為以下幾個方面。1.2.1儲層地質(zhì)特征該方法是目前儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中最常用的方法。李繼紅等在巖石薄片、鑄體薄片、掃描電鏡和壓汞資料分析的基礎(chǔ)上,對孤島油田儲層微觀結(jié)構(gòu)進行了全面研究,將館上段儲層孔隙結(jié)構(gòu)分為4種類型。研究表明:館上段儲層以Ⅱ類、Ⅲ類孔隙結(jié)構(gòu)為主,微觀非均質(zhì)性嚴重。王敏等探討了寶浪蘇木構(gòu)造帶儲集層特殊地質(zhì)特征。通過鑄體薄片鑒定和儲層物性分析認為,目的層砂礫巖屬于特低—低滲透中孔細喉不均勻型,儲集層以粒間孔分布為主,最大連通孔喉半徑均值為5.16m,主要流動孔喉半徑均值為1.92μm,中值半徑為0.52m,屬于微小孔喉范疇,且分選較差。李天太等根據(jù)毛細管壓力曲線對克依構(gòu)造帶氣藏儲層特征及傷害因素進行分析,結(jié)果表明,克依構(gòu)造帶氣藏儲層孔隙屬于中—小孔—微孔、中—低滲、中—細短喉道,具有強層內(nèi)和平面非均質(zhì)性的氣藏。該方法的優(yōu)點是鑄體薄片和壓汞等物性資料簡單直觀(圖2),對于砂巖和碳酸鹽巖等資料容易獲取,缺點是薄片對于礫巖和泥巖等特殊巖性儲層孔隙結(jié)構(gòu)的研究不太適用,具有一定的局限性,需要改進。1.2.2成巖作用對儲層儲層的控制作用成巖作用方法目前也在儲層孔隙結(jié)構(gòu)的研究中廣泛使用,通過分析,對各種成巖作用在儲層孔隙結(jié)構(gòu)演化中的作用進行梳理,了解儲層孔隙結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生的增大或縮小。劉林玉等對白馬南地區(qū)長81砂巖成巖作用及其對儲層的影響進行了分析。研究認為,壓實作用和膠結(jié)作用強烈地破壞了砂巖的原生孔隙結(jié)構(gòu),溶蝕作用和破裂作用則有效地改善了砂巖的孔隙結(jié)構(gòu)。Patricia等以阿根廷南部Neuquen盆地為例,研究了火山巖儲層中成巖作用過程對孔隙度和滲透率的控制作用。結(jié)果表明,原生和次生過程可以用來預測火山巖儲層質(zhì)量,在世界許多地方為油氣勘探開發(fā)提供指導。蘭葉芳等以鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組為例,對儲層砂巖中自生綠泥石對孔隙結(jié)構(gòu)的影響開展了研究。該方法的優(yōu)點是對孔隙結(jié)構(gòu)的成因可以有比較深入的認識,缺點是偏向于定性分析,定量研究不足。1.2.3復雜儲層孔隙結(jié)構(gòu)的研究測井分析方法是儲層孔隙結(jié)構(gòu)的有力工具,特別是在孔隙結(jié)構(gòu)的定量評價方面優(yōu)勢明顯。郝以嶺等分析認為,儲層孔隙結(jié)構(gòu)(滲透率與孔隙度的比值)與孔喉比有良好的相關(guān)性,基于此用測井資料計算得到的孔隙度和滲透率對儲層進行產(chǎn)能預測,與生產(chǎn)實踐吻合較好。首皓等以車古地區(qū)古生界碳酸鹽巖潛山油藏為例,對復雜儲層三重孔隙結(jié)構(gòu)評價方法及其應用進行了研究。張超謨等基于核磁共振T2譜分布對儲層巖石孔隙分形結(jié)構(gòu)開展研究。該方法較常規(guī)的巖石孔隙分形結(jié)構(gòu)研究方法具有快速、無損壞等特點,且進一步拓展了核磁共振資料的應用。劉衛(wèi)等對利用核磁共振(NMR)測井資料評價儲層孔隙結(jié)構(gòu)的方法進行了對比研究。結(jié)果表明,基于Swanson參數(shù)的核磁毛細管壓力曲線構(gòu)造方法適用于各種不同類型的儲集層中評價孔隙結(jié)構(gòu)。該方法的缺點是受資料的限制較大,并不是所有研究目標都具備這樣的條件。1.2.4儲層分形特征所謂分形是對那些沒有特征長度,但具有自相似性的圖形和構(gòu)造以及現(xiàn)象的總稱。蒲秀剛等提出了低滲油氣儲層孔喉的分形結(jié)構(gòu)與物性評價新參數(shù)。唐瑋等對分形理論在油層物理學中的應用進行了分析。結(jié)果表明,砂巖巖心不僅孔隙結(jié)構(gòu)具有分形特征,而且油、水在巖石內(nèi)部滲流過程中巖電特性曲線和油、水相對滲透率曲線也具有分形特征。鮑強等以蘇北盆地高郵次凹陷東部陳2斷塊為例,對分形幾何在儲層微觀非均質(zhì)性研究中的應用進行了研究。結(jié)果表明,分維數(shù)越大,孔隙表面越粗糙,大小分布不均勻,阻礙流體流動的阻力就越大,儲集性能越差。分形維數(shù)模型方法在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究方面具有十分明顯的優(yōu)勢,許多研究者在這方面做了大量有效的工作,但對于具體的研究對象,還是應該區(qū)別對待,不斷改進和完善。1.2.5儲層定量表征王勇等對低孔、低滲儲層評價中數(shù)學方法的應用進行了研究。研究中主要使用了模糊識別方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法。研究認為儲層孔隙結(jié)構(gòu)分維數(shù)能定量表征砂巖的儲集性能,并能反映砂巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)的成因特征;不同成因的孔隙結(jié)構(gòu)具有不同的分維數(shù),因此可用分維數(shù)對砂巖孔隙結(jié)構(gòu)進行分類和評價。馬旭鵬對儲層物性與其微觀孔隙結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系進行了研究,從Kozeny-Carmon方程入手,通過進一步推導并借助函數(shù)單調(diào)性的分析方法深入剖析了儲層宏觀物性參數(shù)與其微觀孔隙結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系。各種數(shù)學方法都在儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量表征方面具有一定的優(yōu)勢,但其一定要具有堅實的地質(zhì)基礎(chǔ)分析作為前提,否則就只是數(shù)字游戲而已。1.2.6(數(shù)值)模擬方法各種模擬的方法在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中也發(fā)揮著十分重要的作用。張瑋等研究了固相顆粒在分形多孔介質(zhì)中運移的網(wǎng)絡模擬。研究中通過對微分汞飽和度與孔隙半徑進行對數(shù)回歸來估計孔隙大小分布分維,并用三維多段組合式網(wǎng)絡模型對注入顆粒在不同分維的多孔介質(zhì)中運移沉降造成滲透率下降的規(guī)律進行了模擬研究,探討了顆粒運移沉降對地層傷害的程度和孔隙大小分布分維之間的關(guān)系。Matthew等以伯利亞砂巖為例,對潤濕性變化的預測和它對流體流動的影響從孔隙尺度到儲層尺度進行了模擬。結(jié)果證實,真實砂巖的三維網(wǎng)絡模型可以作為預測儲層潤濕性變化及其對儲層在油田尺度流體流動影響的有力工具。Daley等對裂縫型儲層中隨著孔隙壓力的變化、彈性動力學的變化和滲透率的變化進行了分析,通過特別的耦合模擬,研究了流體注入裂縫型儲層所引起的空間上孔隙壓力、滲透率和彈性常數(shù)的變化等。結(jié)果顯示,裂縫型儲層中,隨著流體的注入,地震檢測時地震對儲層的響應是變化的。王克文等對儲層特性與飽和度對核磁T2譜影響進行了數(shù)值模擬。研究中建立了復雜儲層的三維非規(guī)整網(wǎng)絡模型,通過微觀數(shù)值模擬研究了飽含水核磁T2譜與孔隙尺寸分布間的關(guān)系,討論了儲層特征及飽和度等對T2譜的影響規(guī)律。模擬的方法可以比較直觀地再現(xiàn)流體在儲層孔隙中的活動及其這種活動對孔隙結(jié)構(gòu)本身的影響和作用。缺點是這種模擬與地下的地質(zhì)實際情況還有一定的差距,因此在實踐中一方面要盡量選擇設置接近地質(zhì)實際情況的模擬條件開展工作;另一方面要充分考慮到模擬結(jié)果與實際情況之間的差距,批判接受。1.2.7儲層精細特征隨著相關(guān)科學技術(shù)的發(fā)展和進步,其在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中的應用也越來越多。應鳳祥等利用激光掃描共聚焦顯微鏡研究儲層孔隙結(jié)構(gòu)。洪淑新等采用大直徑巖心物性分析、鑄體酸溶掃描電鏡儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究、激光共聚焦微裂縫測試等先進技術(shù)結(jié)合偏光顯微鏡鑒定和巖心掃描技術(shù),對徐家圍子斷陷營城組四段礫巖儲層微觀特征進行了綜合測試分析研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),填隙物的數(shù)量及充填方式是徐家圍子斷陷礫巖儲層儲集性的主要影響因素之一。任懷強等通過蔡斯圖像分析系統(tǒng)(AxioVision4.0)對吐哈盆地紅臺地區(qū)辮狀河三角洲砂巖微觀儲層特征進行了研究,將目的層儲層劃分為A—E型5種孔隙結(jié)構(gòu)類型,并對各類儲層孔隙結(jié)構(gòu)進行了逐一評價。關(guān)振良等介紹了多孔介質(zhì)微觀孔隙結(jié)構(gòu)三維成像技術(shù)。包括系列切片技術(shù)、聚焦離子束技術(shù)(FIB)、激光共聚焦掃描顯微鏡和Micro-CT技術(shù)。羅國平等運用圖像形態(tài)學方法模擬砂巖的成巖過程,建立了三維數(shù)字巖心,對數(shù)字巖心模型的孔隙度、孔喉結(jié)構(gòu)、粒度分布、比表面等油層物理參數(shù)進行了分析。上述這些方法的加入,大大推進了儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展,但這些方法在不同的研究內(nèi)容、研究目標中的適用性還需要在實踐中進一步改進和完善。1.2.8儲層孔隙結(jié)構(gòu)類型研究地質(zhì)(或地球物理)模型方法在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中發(fā)揮著越來越大的作用。廖明光等以吐哈勝北地區(qū)為例,建立了儲層孔喉體積分布預測模型。該模型解決了在一個地區(qū)部分層段、部分井因缺乏壓汞測試樣品或巖心資料給研究儲層孔隙結(jié)構(gòu)帶來的困難,并有利于正確評價工區(qū)儲層孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性。謝叢姣等以張?zhí)烨吞餅槔?基于微觀隨機網(wǎng)絡模擬法建立了儲層孔隙結(jié)構(gòu)模型。周燦燦等應用球管模型評價巖石孔隙結(jié)構(gòu)。應用球管模型的分解結(jié)果實現(xiàn)了巖石孔隙結(jié)構(gòu)的圖形化再現(xiàn)。藺景龍等選擇反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)類型特征的自然電位、自然伽馬、聲波時差等7條測井曲線建立樣本模式和神經(jīng)網(wǎng)絡模型,對儲層微孔隙結(jié)構(gòu)類型進行了預測,符合率達80%以上。模型方法有效地推動了儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量化研究的發(fā)展,目前應用越來越多。1.2.9儲層孔隙結(jié)構(gòu)分析方法研究聚類分析方法在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中也有較多的應用。劉順生等根據(jù)反映孔隙結(jié)構(gòu)特征的16項參數(shù)的對應分析,確定了6項分類參數(shù)(孔隙度、滲透率、孔喉中值、均值、變異系數(shù)和退出效率),用系統(tǒng)聚類分析方法將礫巖儲層的孔隙結(jié)構(gòu)劃分為四大類6亞類。劉紅現(xiàn)等對利用鑄體薄片、X-射線衍射、巖石物性、掃描電鏡和壓汞資料對克拉瑪依油田六中區(qū)克下組儲集層孔隙結(jié)構(gòu)進行了全面分析,并采用聚類分析方法將儲集層分為四大類(Ⅰ—Ⅳ類)。筆者在進行松遼盆地某區(qū)白堊系營城組火山巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究時,就優(yōu)選出充分反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)孔隙度、滲透率和孔喉中值,通過聚類分析的方法,對目的層儲層孔隙結(jié)構(gòu)進行了定量分類評價(表1)。聚類分析方法可以實現(xiàn)定性的儲層孔隙結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)上的孔隙結(jié)構(gòu)定量評價,實現(xiàn)儲層孔隙結(jié)構(gòu)表征的目標。缺點是聚類分析的算法和聚類參數(shù)的選擇需要豐富的經(jīng)驗,操作起來難度較大。儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的方法多種多樣,根據(jù)研究者的研究目的和資料的掌握狀況,實際工作中選擇不同的方法或方法組合,以達到儲層孔隙結(jié)構(gòu)精細表征刻畫的目的。2在研究儲層結(jié)構(gòu)時存在的問題和發(fā)展趨勢2.1儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量評價的研究進展分析儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的現(xiàn)狀,筆者認為目前該項研究主要存在以下幾個方面的問題。(1)儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中定性和定量研究結(jié)合不夠緊密。目前在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中要么是通過巖心鑄體薄片觀察描述分類,要么是基于巖心分析數(shù)據(jù)開展儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量評價,而將上述2個方面研究緊密結(jié)合起來,真正做到既能揭示出儲層孔隙結(jié)構(gòu)的成因,又能實現(xiàn)成因分析研究基礎(chǔ)上儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量評價方面的工作很少。(2)傳統(tǒng)的壓汞法具有局限性,在一定程度上限制了其應用。謝曉永等對氣體泡壓法在測試儲集層孔隙結(jié)構(gòu)中的應用進行了分析,結(jié)果表明該方法測試出的主流孔喉直徑是壓汞法的2~4倍,該方法測試儲集層中參與滲流的有效喉道的分布特征,且更切合工程實際需要。高永利等利用恒速壓汞技術(shù)定量評價低滲透砂巖孔喉結(jié)構(gòu)差異性。結(jié)果表明,滲透率越小的巖心,喉道分布就越集中,隨著滲透率的增大,大喉道分布逐漸增多,喉道分布范圍也更加寬泛,主喉道半徑隨之增大,但較大喉道對低滲透砂巖儲層的開采效果具有雙重影響。(3)礫巖、頁巖等特殊孔隙結(jié)構(gòu)儲層研究較少。(4)儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量評價的方法和參數(shù)選取還存在問題,目前還沒有公認的參數(shù)和值得廣泛推廣和行之有效的方法。(5)各種新技術(shù)新方法在儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究中的推廣和應用不夠。目前對于儲層孔隙結(jié)構(gòu)的研究,多數(shù)還是以顯微鏡下鑄體薄片的觀察和壓汞資料的統(tǒng)計分析最多,而三維數(shù)字成像和數(shù)字巖心等技術(shù)并未廣泛推廣。2.2低阻砂巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)分析方法分析前人對儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的成果,結(jié)合自身的研究實踐,筆者認為,儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面:(1)儲層孔隙結(jié)構(gòu)分類與評價。該項研究是儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究最基本的研究內(nèi)容,主要是通過對儲層孔隙結(jié)構(gòu)的全面認識,達到對儲層微觀發(fā)育特征的深入了解。(2)通過儲層孔隙結(jié)構(gòu)研究,達到儲層評價和準確預測的目的。Dou等以西德克薩斯州二疊盆地上SanAndres儲層為例,對建立在巖石物理基礎(chǔ)上的碳酸鹽巖孔隙分類特征和儲層滲透率非均質(zhì)性評價進行了研究。分析發(fā)現(xiàn),研究區(qū)目的層巖心樣品折射率越低,聲波速度就越高。不同的孔隙度和波阻抗關(guān)系、孔隙度和滲透率關(guān)系的變化可以用如孔隙類型巖石結(jié)構(gòu)變化等清楚的地質(zhì)解釋來區(qū)分,以證實孔隙度和滲透率預測的準確性。(3)特殊儲層孔隙結(jié)構(gòu)研