低渗透油田储层孔隙结构特征研究

龚晓琳

摘要：岩石的孔隙结构是指孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及相互连通关系，因此对油藏岩石的孔隙和喉道特征的分别研究，更能精确的分析储层的孔隙结构。流体在储层孔隙中的流动，会受到一定的阻力，因而，孔隙和喉道的大小和分布以及它们的组合的各种形状是影响储层的储集性和渗流性的控制因素。因此，研究储层孔隙结构，认识并深入了解低渗透储层的内部结构，对油气田勘探和开发有着重要的意义。

关键词：孔隙结构;低渗透储层;常规压汞;恒速压汞;核磁共振

所谓低渗透油藏，不仅指其渗透率低，而且指其是有独特的微观孔隙结构，主要的原因是其孔喉结构较常规储层要密集。目前，大部分油田开发开采已进入中后期，多以低渗透和特低渗透储层为主，开发难度大，开采方式有别于常规储层。微观孔隙结构特征直接制约着宏观地质现象，宏观地质现象的形成由微观孔隙结构组成决定。所以从微观孔隙结构特征入手进行研究，来认识储层宏观地质特征并指导开发是一种非常重要的手段。因此，我们通过研究储层的微观孔隙结构特征及分类研究来，加快研究区储层开采及提高采收率最重要的研究方向。

研究储层的孔隙结构，是认识低渗透油藏渗流规律的基础，也是解决特低渗透油藏开发难题的关键。X油田为一低渗透油藏，结合常规压汞、恒速压汞和核磁共振三种技术方法，可以系统的研究储层微观孔隙结构特征，结果表明，X油田储层的孔喉分选较好，孔隙结构较细，流体流动性差。研究区是低渗透、多裂缝、向斜油藏高效开发的一个典范。以X油田的低渗透岩心为研究对象，将常规压汞、恒速压汞和核磁共振等多种测试方法相结合，从微观上系统分析该油田低渗- 特低渗透储层的孔隙结构特征，对油藏后期勘探开发具有重要的指导意义。

1.    储层物性特征

储层物性是对孔隙结构的直接反映，特低渗、超低渗储层面孔率逐渐变小，喉道逐渐变细，孔喉配位数逐渐变少。通过对X油田的岩心进行常规孔渗参数的测试，其孔隙度主要分布在8%～18%之间，渗透率主要分布在0.05～20×10-3μm2之间，只有少数的孔隙度和渗透率分别超过20%和20×10-3μm2，由此可知本油藏属于典型的低渗- 特低渗油藏。

2.    常规压汞的孔隙结构特征研究

利用常规压汞法测定毛管压力进而研究孔隙结构特征是最常用的也是相对简单的一种方法，绘制的毛管压力曲线，不仅是岩石孔隙半径分布和体积分布的函数，也是该岩样孔喉连接好坏的函数，更是孔隙度、渗透率和饱和度的函数。通过对X油田的低渗透岩心进行常规压汞实验，以实验结果为基础，分析了不同渗透率岩心的孔喉分布和渗透率贡献率分布特征，探讨了平均孔喉半径、孔隙度、渗透率、分选系数、排驱压力等孔隙结构参数及其相互关系。该地区孔喉半径分布以单峰为主，且进汞曲线多数出现一个平缓段，说明其孔隙分布相对比较集中。X8井和X9井的样品毛管压力曲线平坦段虽然在最上部但是相对较长，说明该地区的喉道细，但分选性较好，喉道分布集中;X5井和X6井样品的毛管压力曲线位置低，平坦段变短，表明储层岩石喉道的分布相对较集中、分选一般、储集特性相对一般;X1井和X2井毛管压力曲线段位置低、平坦段短，表明该区储层岩石喉道是最粗的，储层渗流性好、物性好，但是喉道分选相对较差、喉道分布比较分散。结果表明：①随渗透率的增小，曲线逐渐向左下方排列;曲线近于水平的平缓段越长，孔喉分选越好，喉道半径越大（大喉道多），排驱压力低，岩石孔隙结构越好，当孔喉半径大于0.6μm，大情字井油田的储层储集性能好。②渗透率低，岩心样品的毛管压力曲线会远离下方的横坐标轴;水平段变短，喉道变细，排驱压力高，孔隙结构较差，当孔喉半径小于0.2μm，可视为无效储层。

3.    基于恒速压汞的孔隙结构特征研究

相较于常规压汞，恒速压汞能准确直接测量孔隙和喉道的大小及分布，对于定量评价低渗透储层孔喉分布具有明显优势。因此，通过对大情字油田的低渗砂岩样品进行恒速压汞实验，定量评价储层孔隙和喉道分布的差异性。从实验结果分析可以看出：A样品渗透率小于l×10-3μm2，喉道分布集中于0.2～0.4μm，且曲线峰值很高（个数最高），孔隙分布在50～140μm之间，孔喉比分布范围较宽;B样品渗透率为5×10-3μm2，喉道分布范围变宽，主要集中于0.6～2.8μm，曲线峰值降低较快（B样品个数最高还低于A样品的一半），孔隙分布在70～150μm之间，峰值增加，相对于A样品孔隙增多，喉道减少;C样品渗透率为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之间，大孔隙增多。因此，随渗透率的增大，喉道分布较为分散，峰值降低，半径增大，大喉道增多;孔隙半径峰值变大，半径增加，大孔隙所占比例增大;孔喉比分布范围变窄，比值减小，峰值增加。

4.    基于核磁共振的孔隙结构研究

核磁共振是在饱和水状态下测得的，反映的是所有孔隙空间的信息，能够更精确的反映储层的储集性能，但不能反映孔喉的连通情况，因此反映岩心的渗流特征不明显。通过核磁共振实验结果，可以评价孔隙的微观结构，进而研究储层特征及孔隙结构。大小不同的孔隙存在的流体所体现出来的T2弛豫时间是不同的，显然T2分布反应了岩石孔隙结构特征。由于孔隙结构的复杂，T2谱的分布范围非常大，最小可小于1ms，最大可达上萬ms，T2的值越大，代表对应的孔隙越大，反之亦然。分析T2谱需要确定一个重要参数是T2截止值，它是可动流体与束缚流体的分界线，因为受岩性影响，该值变化范围通常较大。作者采用的T2截止值的确定方法，是对离心前后的T2谱分别作累积线，从离心后的T2谱累积线最大值处作X轴平行线，与离心前的T2谱累积线相交，由交点引垂线到X轴，其对应的值为T2截止值。

经过多年的开采，研究区储层具有一定的非均质性，T2截止值大约在20ms到90ms之间变化，平均为49ms左右，14块在30ms附近，14块在60ms附近，6块在85ms附近，因此大情字井油田的孔隙较小。通过对X油田岩心样品进行核磁共振特性测试和分析，并进行了弛豫谱分析。岩心的弛豫谱大致呈双峰分布，右峰主要反映可动水，左峰主要反映束缚水。该油田岩心的T2谱的形态可以看出，T2截止值右边的峰值较低，因此小孔隙较多，储集性能相对较差;由T2累计曲线形态可以看出，曲线中间的平缓段较长且趋于水平，该区孔喉的分选较好，且T2分布范围较窄，峰幅度较高，分选好。整体而言，X油田由于渗透率低、孔喉半径小，束缚水峰值大，可动流体峰值小，反映了流体流动性差。

5.    结论

低渗透油藏占目前可开采油层面积之大、数量之多，并伴随着开采难度之大，使得该类油藏的分类及评价陷入难处。评价以选择的参数能否真正描述低渗透油藏的本质为要求，进而掌握并控制低渗透油藏易于开采的关键因素。所以综合性的精细储层特征研究、储层评价和优化分类对低渗储层开采至关重要。

（1）     常规压汞不能区分孔隙和喉道，但可以获得较小连通喉道的分布;恒速压汞可以精确获得孔隙、喉道及孔喉比等信息;核磁共振反映的是所有孔隙空间的信息，获得的孔隙的储容能力，但不能反映孔喉的连通情况。

（2）     从常规压汞、恒速压汞和核磁共振分析认为研究区储层的孔喉分选较好，孔隙结构较细，流体流动性差，且随渗透率的减小，孔隙、喉道减少，最终成非储层。

参考文献：

[1]   范存辉;;低渗透储层构造裂缝成因类型及影响因素研究[J];黑龙江科技信息;2009年 31期

[2]   刘峰;;基于恒速压汞技术的基山砂体孔隙结构特征研究[J];中国科技信息;2008年 18期