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复杂孔结构：碳酸盐岩孔隙型储层的复杂性 [复制链接]

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离线赵良孝
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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2014-08-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
— 本帖被 阿果 从 赵良孝 移动到本区(2018-01-28) —
· 赵良孝


必须高度重视碳酸盐岩孔隙型储层的复杂性


每当提到碳酸盐岩储层的空隙空间结构时，人们很自然就会想到裂缝、溶洞，并予以高度重视，认真对待；而对孔隙则往往当作形状单一、分布均匀、彼此连通的空间来简单处理。结果在缝洞型储层评价上还基本正确，但却在孔隙型储层评价中遇到了高孔、低渗的干层，高孔、高渗的干层，高孔、高电阻率的干层或水层，高孔、低电阻率的纯油气层等等反常现象，导致测井解释失误。这就是由于对碳酸盐岩储层孔隙结构的复杂性认识不够所致。


1）碳酸盐岩储层孔隙结构复杂的原因分析


碳酸盐岩储层的孔隙极其复杂，远远超过碎屑岩储层孔隙结构的复杂程度。因为硅质砂岩的孔隙体系主要是粒间孔隙，受颗粒直径和形态以及基质和次生胶结物含量所控制。但是碳酸盐岩孔隙体系由于受3方面因素的作用而变得更为复杂：一是原始粒间孔隙由于粒径和颗粒形态多样而变化很大；二是骨粒本身通常具有原始生物所特有的粒内骨架孔隙，而这些粒内孔与粒间孔的物理性质有很大的区别；三是碳酸盐岩容易发生溶解作用和交代作用，使其原始孔隙体系一般都受到沉积后的成岩作用改造而变得更加复杂，既能形成粒间溶孔，也能形成粒内溶孔。因此孔隙型碳酸盐岩储层与碎屑岩孔隙型储层的根本区别在于后者基本以粒间孔为主，而前者则是粒间孔与粒内孔并存，且并存的比例有很大的变化范围，这就必然造成即使孔隙度相同的碳酸盐岩孔隙型储层，其渗透性、含油性和测井响应特性可能表现出巨大的差别，但人们在对其进行评价时，却总习惯于用均匀、各向同性、孔隙彼此连通、高孔对高渗、高渗对高含油性、高含油性对高电阻率这样一套常规概念和方法去处理。这种主客观的矛盾，犹如雪上加霜，使本来就复杂的对象，却用不相适应的方法去认识，岂有不发生错误解释之理！


2）复杂孔隙结构在储层四性关系中的各种异常表现


（1）粒内孔为主的储层
发育的粒内孔造成高孔隙度、低渗透率、含水、高电阻特征，常规测井解释很容易判断为油气层，而实测为干层，经改造还可能出水。
（2）具均匀、连通小孔、小喉的储层
小孔、小喉一方面导致高束缚水饱和度，低电阻率；另一方面因孔喉比小，毛细管阻力较小，有利于油气的驱替和产出。常规电阻率法、P1/2法很容易误判为水层，结果可能产纯油气。
（3）大孔喉比的储层
对孔径和喉径较大，而孔喉比更大的储层，其孔隙度和绝对渗透率都可能较高，束缚水饱和度较低，但其相对渗透率和有效渗透率可能较低。测井显示高孔、高渗透率、高电阻率，容易解释为高产油气层，测试多为低产油气层，甚至为干层。
3）对策
认识孔隙的连通性和孔喉比是解决碳酸盐岩孔隙型储层疑难的根本出路。但这对测井解释来说绝非易事。因此，近年来，国内外开展了大量孔隙结构的研究。取得了一定的进展，但也存在不少的问题。
（1）核磁共振T2谱研究法
利用T2谱分布特征与毛管压力曲线之间的关系，生成所谓伪毛管压力曲线，用以研究孔隙结构。但问题是毛管压力曲线反映的是喉径大小的变化，而T2谱是孔隙与喉道对弛豫共同作用的结果，反映的是孔径与喉径按尚不清楚的某种方式的平均值。这种差异必然影响该方法的应用效果。
（2）介电扫描测井
利用不同频率的高频电磁波来测量岩石的介电常数和电导率，根据其特有的频散特征与岩石孔隙结构的关系，进而建立孔隙结构与m值的关系，于是可由求得的m值反推岩石孔隙结构，主要是对孔喉比的评价。但这一方法目前还存在两个问题：一是推导中假定了m=n，或n为某一固定常数，这和阿尔奇公式是相违背的；二是目前尚不清楚频散特征反映的孔隙结构是何种结构，是孔径，还是喉径，还是某种方式的综合。
（3）孔隙结构的综合研究方法
①孔隙类型的划分    
在孔隙度与纵波速度的交会图中，粒间孔、晶间孔、微孔、胶结致密的低孔有较好的线性关系；铸模孔、岩石组构内孔隙则相关性变差，且偏离于线性关系之上。因此在已知岩性和孔隙度后，时差偏低的孔隙应是岩石骨架内的粒内孔隙。
②孔隙形状的确定    
孔隙形状可基本归结为短轴与长轴之比a的变化，即a等于1为球形，a值小于1为椭球形，a值越小，椭球度越大，当a值接近10-5则已成为裂缝。实验研究表明，a值与纵波速度、横波速度、纵横波速度比有密切关系，即在孔隙度相同时，a值越大，纵横波速度及纵横波速度比越高，反之a值越小，纵横波速度及纵横波速度比越低。因此有可能用纵横波速度及其比值来描述孔隙的形状。
③孔隙大小的确定
当声波在孔洞介质中传播时，声波能量因散射作用而衰减，其衰减系数与声波频率和孔洞大小有关。实验结果表明，当声波波长远大于孔洞尺寸时，岩石对声波的散射衰减系数与其频率的三次方成正比；同时与孔洞半径有正相关关系，即孔洞越大纵横波衰减越大，但是当孔洞半径大于0.8cm以后，声能衰减随孔洞半径增大而增大的速度就很慢了。因此在频率一定时，声波能量的衰减可以反映孔径的大小，而微细喉道的衰减可忽略不计。
④孔喉比
m值是地层导电截面积变化率的反映，对于孔隙型储层来说，这一物理现象的地质含义就是孔喉比的变化。但目前仅对纯水层可以叫准确地求得m值；对于油气层因受Sw及n值不确定的影响还难于求准。
总之，碳酸盐岩储层的孔隙结构十分复杂，对其储量和产量又起着举足轻重的作用，而目前由于人们的认识，特别是具体的处理方法不当，导致对其评价结果累累失误。因此呼吁同仁们尽快行动起来，加深对孔隙结构的研究，虽然困难重重，但这是必由之路，没有选择的余地！
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齊成偉 财富 +50 长者上网分享观点 这说明我们的学术思想开始走向解放了 2014-08-14
阿果 威望 +1 感谢赵老师分享学术见解！ 2014-08-14
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只看该作者 1楼 发表于: 2014-08-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
感谢赵老师分享学术见解！
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离线齊成偉
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长者上网分享观点 这说明我们的学术思想开始走向解放了
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离线chen19613
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只看该作者 3楼 发表于: 2014-08-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
必须说很给力。
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离线ccc
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只看该作者 4楼 发表于: 2014-08-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
感谢老师指导
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离线tangsq
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只看该作者 5楼 发表于: 2014-08-14 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
谢谢老师分享！
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离线wyiran
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大方之言！谢谢赵老师的慷慨分享！
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离线阿甲
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只看该作者 7楼 发表于: 2014-08-15 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
感谢赵老师的指导！要加强孔隙结构特征的研究，就必须多做薄片、亚汞等实验，还要结合到沉积环境来分析才行啊！
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离线三叶虫
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只看该作者 8楼 发表于: 2014-08-15 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
谢谢分享！
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离线twinfx
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只看该作者 9楼 发表于: 2014-08-15 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
谢谢分享！
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