低孔低渗储层孔隙结构分形特征_文慧俭

排替压力 / k Pa
355 142 84 47
中值压力 / kP a
2 837 618 294 69
最大汞 饱和度 / %
77. 0 84. 4 87. 8 94. 6
2 分形维数确定
自然界中的分形物体最主要的特征是具有自相似性. 所谓分形是指物体的数目与其线性尺度之间存
在着幂指数关系 , 而幂指数就 是该物体的分形维数 ;因此 可利用分形维数对具有分 形性质的物体 进行
1 储层物性特征
大庆长垣南部下白垩统姚一段葡一油层组具有高泥 、高钙 、薄互层发育的特点 , 储层岩性为一套灰白 色细砂岩 、粉砂岩与灰绿色粉砂质泥岩组合. 对资料较为齐全的 23 口取心井岩心分析表明 :储层的 φsh 为 12 %～ 28 %;φCa为 4 %～ 10 %;孔隙度分布多为 14 %～ 26 %;储层渗透率小于 100 ×10- 3 μm2 的样品点占 总数据点的 74. 8 %. 孔隙性 、渗透性都很差 , 属低孔低渗油气藏.
表征. PF EIF ER P 等最早用分子吸附法验证储层岩石孔隙具有分形结构[ 4] , K RO HN C E 等用扫描电镜观
察岩石断面 , 发现各种砂岩 、页岩及碳酸盐岩在 0. 2 ～ 50. 0
μm(仪器分辨度)的孔 隙尺寸 范围内 具有良 好的分 形性 质[ 3] , 其结构见图 1. 岩石中的不规则孔隙可以等效为一系 列半径不同的半球的空间组合 , 半球的数目与半球半径之
大庆 石油学院学报 JO U RN A L O F DA Q IN G PE TRO LE U M IN S TIT U T E
第 31 卷 第 1 期 2007 年 2 月 V o l. 31 No . 1 Feb. 2007
低孔低渗储层孔隙结构分形特征
文慧俭1 , 闫 林2 , 姜福聪3 , 杨晶霞4
表 1 4 块岩心压 汞曲线特征参数
平均孔隙 半径 /μm
1. 04 2. 55 5. 00 10. 10
孔隙半径 中值 /μm
0. 35 1. 26 2. 60 10. 60
均质因数 结构因数
0. 219 4 0. 380 6 0. 387 6 0. 505 0
3. 759 1 3. 839 4 4. 530 3 2. 744 4
( 1. 大庆石油学院 地球科学学院 , 黑龙江 大庆 163318 ; 2. 中国石油勘探开发研究院 , 北京 100083 ; 3. 大庆油田 有限责任公司 第七采油厂 , 黑龙江 大庆 163517 ; 4. 大庆油田有限责任公司 第一采油厂 , 黑龙江 大庆 163257 )
摘 要 :选取 4 块低孔低渗储层的岩心样品 , 进行了岩心分析和压汞实验 , 获取 了压汞曲线特 征参数 ;利用分形 理论 分别以含水饱和度和水银饱和度对岩心样品进行了 2 种分形维数的计算. 结果表明 :低孔低渗储层的微观孔隙结构 应为 多分形结构 ;2 种方法所计算的分形维数并不相同 , 而且对于同一块岩心的不同孔径范围也具有不同的分形维数 ;由 水银 饱和度所计算的分形维数可以反映储层物性特征 , 而由含水饱和度所计算的分形维数不能反映储层物性特征.
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大 庆 石 油 学 院 学 报 第 31 卷 2007 年
井号
P205 井 P205 井 P144 井 P144 井
样品号
15 # 7# 7# 18 #
渗透率 / 10 - 3μm2
8. 2 59. 7 169. 0 1 287. 0
孔隙度 / %
22. 8 28. 2 24. 5 27. 7
选取具有代Βιβλιοθήκη Baidu性的 4 块岩心进行压汞实验和岩心分析 , 获取岩心的压汞曲线和相应的物性参数 , 压汞 曲线特征参数见表 1. 由表 1 可看出 , 该地区物性变化大 , 具有很强的非均质性. 利用实验数据进行了岩 心分形维数的计算 , 计算结果表明 , 低孔低渗储层岩石微观孔隙结构具有分形特征.
收稿日期 :2005-11-22 ;审稿人 :付 广 ;编辑 :陆雅玲 作者简介 :文慧俭(1972 -), 女 , 硕士 , 讲师 , 主要从事油田开发地质方面的研究.
关 键 词 :分形 ;分形维数 ;毛细管压力曲线 ;孔隙结构 ;渗透率 ;低孔低渗储层 中图分类号 :TE122. 2 +3 文献标识码 :A 文章编号 :1000-1891(2007)01-0015-04
0 引言
自分形几何学创立以来 , 许多专家研究了自然界中的沉积岩的分形现象[ 1 - 10] . 人们采用分子吸附 、中 子小角度散射 、图像分析和 X 射线等技术 , 重新对孔隙表面形态 、大小及分布进行了研究[ 1 - 4 , 6 , 7] , 发现孔 隙结构是一种分形结构 , 揭示了孔隙结构在三维空间规律性组合的几何本质特征 , 这使得分形维数成为定 量描述微观孔隙规律性结构与组合特征的重要参数 , 因此 , 可以利用分形维数来计算或表征一些与微观孔 隙结构有关的物性参数. 然而 , 计算多孔岩石 分形维数的方法各异 , 包括 扫描电镜法[ 3] 、颗粒 尺寸分布 法[ 5] 、孔径分布法[ 6] 和毛细管压力法[ 7] 等 , 不同方法计算的岩石分形维数也不同 , 方法之间缺乏可比性 , 没 有一个统一的评价标准 ;此外 , 即使是同一块岩心采用同一种方法 , 在岩心不同孔径范围内计算的分形维 数也是不同的. 实际上沉积岩石是一种多分形结构 , 不同孔径范围所计算的分形维数所表征的孔隙结构 和储层物性特征是不同的 , 因此有必要进行详细的研究. 由于压汞法可以直接从内部测量岩石样品的孔 隙分布特征 , 因此 , 该方法已成为测量和计算岩心样品分形维数的最主要方法. 关于分形维数的计算许多 作者从压汞曲线入手 , 推导了利用毛细管压力曲线进行微观孔隙结构分形维数的计算公式[ 9 - 11] , 但对于 低孔低渗储层岩心样品的多分形特征 , 以及利用含水饱和度和水银饱和度所计算的分形维数之间的差别 , 则很少论及 , 对此 , 笔者进行了分析与论证.