儲層滲流空間主要分析方法有哪些

Ⅰ 煤儲層的研究方法及實驗技術

煤儲層研究方法和實驗技術的不斷改進是煤儲層研究取得重要進展的標志之一。在煤的孔裂隙系統和滲透性的表徵研究中，傳統的研究方法主要有露頭、煤壁的野外觀察法（王生維等，2005），煤岩顯微裂隙觀察法（姚艷斌等，2006a），壓汞毛管壓力法（姚艷斌等，2006b），氮氣或二氧化碳吸附法和掃描電鏡分析法（SEM）等；其他新型研究方法有，透射電鏡分析法（Lee et al.，2006），小角度中子散射法（SANS）（Radlinski et al.，2004）和小角度X射線散射法（SAXS）（Diszko et al.，2000）等。

近年來，大量的非常規技術，特別是無損檢測手段開始應用於煤儲層的表徵，其中包括醫學中應用較廣的核磁共振（NMR）技術和CT掃描技術，以及近來在常規低滲油氣儲層中取得重要應用進展的恆速壓汞分析技術、X射線衍射（XRD）技術等。Karacan等（2001）採用X射線CT掃描（X-CT）方法研究了煤層氣在煤的微觀結構中的吸附和傳輸特徵。Pitman等（2003）和Soto-Acosta等（2008）通過對煤中礦物的碳、氧同位素的X射線衍射（XRD）研究，分別分析了美國黑勇士盆地和印第安那賓夕法尼亞煤中割理發育及其成因特徵。Mazumder等（2006）應用X射線計算機層析技術分析了割理和節理的發育特徵。Karl-Heinze等（2008）首次採用CT掃描成像分析技術研究了煤中割理的發育特徵，結果證明這種方法與實際割理的發育方位和密度具有高度一致性。國內的研究者，胡志明等（2006）和楊正明等（2006）首次將低場核磁共振技術和恆速壓汞技術應用於低滲透率油田儲層的研究，證明這種方法在研究煤的孔隙結構和吼道分布上具有較大優勢。遼寧工程技術大學唐巨鵬等（2005）採用核磁成像（MRI）技術研究了煤層氣解吸滲流特性，得出了新的煤層氣解吸特性、滲流特性與有效應力間關系的實驗結論。迄今為止，國內外還沒有或少有應用核磁共振（NMR）技術和CT掃描技術來定量分析煤儲層孔裂隙系統和滲透率等的相關報道。

另外，隨著多學科交叉研究的發展，測井和地震等常規油氣的方法逐漸應用於煤層氣領域。如胡朝元等（2005）通過波阻抗、縱橫波速和振幅、反射強度、瞬時相位等地震參數與煤儲層物性關系理論的推導，建立了採用地震響應來預測煤儲層裂隙發育程度的數學模型。杜翔（2007）提出了根據測井原理，利用煤層氣測井參數來評價煤層氣儲層特徵的方法。該方法為測井技術應用於分析煤儲層的深度、厚度、煤質、含氣量、滲透率、岩石力學性質、儲層溫度等研究提供了初步的研究思路。

總的來看，關於煤儲層的研究方法與實驗分析技術的研究已成為目前煤儲層研究領域最活躍、進展最快的研究分支之一。然而，將低場核磁共振技術、恆速壓汞技術和CT成像技術等用於煤儲層的研究，在國內外還未見報道，因此進一步確定這些研究手段在煤儲層研究中的具體應用將是今後的趨勢。同時，地震和測井等手段有望進一步推動煤儲層研究領域的發展。本書第4章和第5章內容將對低場核磁共振技術（low-field NMR）、恆速壓汞技術和微焦點X射線斷層掃描（μ-CT）技術在儲層研究中的新應用進行重點闡述。

Ⅱ 儲層評價常規分析項目

儲層評價的常規分析項目包括薄片鑒定，孔、滲、飽測定，粒度分析和重礦分析等。它們是儲層評價中必不可少的基本測試項目。相對應的石油天然氣行業標准為:SY/T5913—2004「岩石製片方法」、SY/T5368—2000「岩石薄片鑒定」、SY/T5336—2000「岩心常規分析方法」、SY/T5434—1999「砂岩粒度分析方法」，以及SY/T6336—1997「沉積岩重礦物分離與鑒定方法」。

72.9.1.1 薄片鑒定

方法提要

試樣經切片、膠固，和粗、細、精磨平面以後，粘在載物片上，然後再進行粗、細、精磨片。蓋好蓋片，置於岩石偏光顯微鏡下，觀察鑒定，進行分類和命名。

儀器和設備

切片機、自動磨片機、磨片機、拋光機。

偏光顯微鏡:配備機械台、主數器、照相系統。

電爐、低溫(45～100℃)電烘箱、熱水器。

Ф25mm聚乙烯模具。

試劑和材料

黏合劑「501」、不發光的「502」、固體冷杉膠、環氧樹脂。

染色劑茜素紅、鐵氰化鉀、氫氟酸、亞硝酸鈷鈉，氯化鋇、玫棕酸鉀鹽。

岩石薄片製片

每塊試樣至少切取25mm×25mm×5mm或Ф25mm×5mm的岩樣兩塊，一塊磨製薄片，另一塊做手工標本。岩屑試樣必須選取3個以上岩樣。將需要膠固的岩樣用電爐在溫度50～60℃加熱，除掉輕質油及水分。將膠固好的岩樣在磨片機上用100號碳化硅金剛砂與水混合粗磨，然後進行第二次膠固。第二次固前的岩樣，放在磨片機上用W28號碳化硅金剛砂與水混合細磨，磨至平面光滑。然後將細磨好平面的岩樣用W7號白色剛玉金剛砂與水混合在玻璃板上精磨，磨至平面光亮為止。將固體冷杉膠塗在載物片的中尖部位和岩樣平面上，使岩樣與載物片膠合。將粘好在載物片上的岩樣，在磨片機或調好厚度的自動磨片機上粗磨，至厚度為0.28～0.40mm，岩片不脫膠，將粗磨好的岩片，在磨片機上磨至0.12～0.18mm，岩片保持完整。將細磨好的岩片，在玻璃板上用W20號白色剛玉金剛砂與水混合精磨，至0.04～0.05mm。偏光顯微鏡下，石英干涉色為一級黃色，無掉砂現象。然後用W7號白色剛玉金剛砂與水混合在玻璃板上磨至0.03mm。偏光顯微鏡下，石英干涉色為一級灰白色。如為碳酸鹽岩，則磨至0.04mm，偏光顯微鏡下，結構清晰，干涉色為高級白。

鏡下觀察和鑒定內容

在手標本肉眼觀察鑒定的基礎上，制好的岩薄片都要置於偏光顯微鏡下觀察，系統描述鑒定岩石薄片鑒定內容，視不同岩性而有差異。

1)砂岩。

a.礦物成分及含量。碎屑顆粒，雜質和膠結物的成分及含量。

b.結構。是指各組分的形態特徵，包括碎屑顆粒本身的特點、膠結物的特點，以及碎屑與膠結物之間的關系。

c.顯微構造。描述鏡下可見的構造，如顆粒排列方式、結核構造、顯微粒序層理、微細紋理、微沖刷面、同生變形及生物擾動構造等。

d.儲集空間類型。按大小形態分為孔、洞、縫3大類，並按成因分類13個亞類，見表72.23。

表72.23 孔隙類型表

e.岩石定名。採用顏色+構造+粒度+成分方式進行岩石定名，如灰白色塊狀中粒石英砂岩。一般砂岩類型可分為純石英砂岩、石英砂岩、次岩屑長石砂岩或次長石岩屑砂岩、長石岩屑砂岩或岩屑長石砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩等，見表72.24。

表72.24 砂岩分類表(SY/T5368—2000)

2)碳酸鹽岩。

a.礦物成分及含量。

碳酸鹽礦物主要是方解石、白雲石，其次是鐵白雲石、鐵方解石、菱鐵礦和菱鎂礦等。還有自生的非碳酸鹽礦物，如石膏; 以及陸源碎屑混合物，如黏土礦物等。

礦物含量鏡下面積百分比統計。凡屬交代礦物，都應計入礦物百分比中，但裂縫或空洞內的任何填充物，均不計入。

b.結構組分和結構類型。

碳酸鹽岩的結構在一定程度上反映了岩石的成因，它是岩石的重要鑒定標志，也是岩石分類命名的依據。

① 具顆粒結構的碳酸鹽岩。顆粒類型包括內碎屑、鮞粒、生物顆粒、球粒、藻粒等;填隙物由化學沉澱物 (亮晶膠結物) 、泥晶基質及少量陸原雜基及滲流粉砂組成; 注意它們的膠結類型。② 具晶粒結構的碳酸鹽岩。注意晶粒的大小，自形程度。③ 具生物格架的碳酸鹽岩。描述造礁生物種類、骨架的顯微結構、礦物成分，大小分布等特點。

c.沉積構造。包括顯微層理、微型沖刷、充填構造、結核構造、縫合線及成岩收縮縫等，烏眼及示底構造、生物鑽孔、潛穴生物擾動等。

d.成岩作用。主要有溶解作用、礦物的轉化作用和重結晶作用、膠結作用、交代作用、壓實作用和壓溶作用。注意觀察這些成岩階段 (同生期、早成岩期、晚成岩期、表生期) 、不同成岩環境 (海底成岩環境和大氣淡水成岩環境，淺—中埋藏成岩環境、深埋藏成岩環境、表生成岩環境) 中的特點和識別標志。

e.孔隙和裂縫。用鑄體薄片觀察原生及次生孔隙，以次生孔隙發育為特徵的儲層還包括構造裂縫描述與觀察。從孔隙結構類型來講，主要有粒內、粒間、晶間、生物格架、遮蔽、鳥眼、鑄模等孔隙，還有溶孔、溶縫、溶溝、溶洞等。

f.岩石綜合定名 (表72.25) 。附加岩石名稱 (顏色 + 成岩作用類型 + 特殊礦物 + 特殊結構) + 岩石基本名稱 (結構命名 + 礦物成分) 命名，主要岩石類型有: 泥晶灰岩或白雲岩、粒屑泥晶灰岩或白雲岩、泥晶粒屑灰岩或白雲岩、亮晶粒屑灰岩或白雲岩。表72.25 碳酸鹽岩組構分類命名

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

3) 岩漿岩。

a.結構。① 岩漿岩結構按晶粒大小可分粗粒大於 5mm、中粒 1～ 5mm、細粒 0.1～1mm。② 按結晶程度可分全晶質、隱晶質。③ 按礦物關系可分花崗結構、交織結構、輝綠結構等。

b.構造。有流紋構造、氣孔構造、杏仁構造及珍珠構造等。

c.岩漿岩岩石類型。見表72.26。

表72.26 岩漿岩岩石類型及特徵

d.命名原則。岩漿岩的名稱包括基本名和附加名稱兩部分，基本名稱在後，附加名稱在前。基本名稱根據主要造岩礦物確定，附加名稱要反映岩石的特殊性，可以是次生變化、結構或構造等。

4) 變質岩。

a.礦物成分。

主要礦物，石英、方解石、鉀長石、角閃石、輝石、磷灰石等。次要礦物，綠泥石、白雲母、鈉長石、剛玉等。特徵礦物，紅柱石、矽線石、董青石、藍晶石、符山石等。

b.岩石類型。變質岩所分類型見表72.27。

表72.27 變質岩岩石類型及特徵

① 區域變質岩，板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、長英質粒岩類、角閃質岩類、麻粒岩類、榴輝岩類和大理岩類。② 混合岩類，注入混合岩、混合片麻岩、混合花崗岩。③ 接觸變質岩。④ 動力變質岩，包括構造角礫岩、壓碎岩、糜棱岩、構造片狀岩類等。

c.命名原則。特徵礦物加主要的片狀或柱狀礦物 (長石種類) 加片麻岩。

5) 火山碎屑岩。火山碎屑岩是火山作用產生的各種碎屑物，沉積後，經熔結、壓結、水化學膠結等作用形成的岩石。

成分、主要類型特徵。火山碎屑岩主要由火山碎屑物和火山填隙物兩部分物質組成。根據成因、組分含量、成岩方式及碎屑粒度可將火山碎屑岩分為 3 大類 5 個亞類，見表72.28。

表72.28 火山碎屑岩分類

72.9.1.2 流體飽和度、孔隙率和滲透率測定

流體飽和度、孔隙率和滲透率是儲層孔隙特徵的 3 個最基本的參數，它對儲層的認識與評價、油氣層產能的預測、油水在油層中的運動、水驅油效率以及提高採收率均具有實際意義。我國目前採用的測定方法是 SY/T 5336—2000 「常規岩心分析方法」。

(1) 常規岩心分析試樣的取樣與保存

選擇時，要根據儲層岩性變化、非均質特性及其代表的深度，選取有代表性的岩樣，並及時快速包裝，使岩樣中的流體盡可能保持原狀。

井場取樣與保存

井場取樣主要是取分析油水飽和度的岩樣或有特殊性要求的岩樣。凡為其他分析項目所用的岩樣，可在岩心送到實驗室後再取。

進場取樣順序是: 岩心出筒，清除岩心表面鑽井液，立即按順序排列好，進行岩心描述，標明井號、深度、筒次和塊號。

井場取樣每米最少應取 3 塊樣，取樣長度 10cm 左右。井場取得的試樣，根據測試項目要求，儲存時間長短及岩性的不同，選用不同包裝和保存方式。分析油水飽和度的岩樣，採用避免液體蒸發及防止流體在岩樣內移動的保存方式，常用容器密封法; 對於疏鬆或膠結差的岩樣，採用內徑與岩樣外徑相近的容器或鋁箔加適當支撐措施的保存方法。

實驗室取樣

將從岩心中心部位取來的岩樣分作 2 份，一份供取孔隙率、滲透率試樣; 另一份取40 左右，打成碎塊，放入已稱重的燒杯中，再將燒杯及岩樣一起稱重，供測定岩樣中水量樣。作滲透率測定的試樣，是用金剛石取心鑽頭及鋸片把岩心鑽切成圓柱形。對疏鬆岩心，冷凍的可用鑽床取樣，未冷凍的則用手工或專用工具取樣。小圓柱岩樣的外徑為1.9～ 3.8cm，最小長度與直徑比為 1。作孔隙度測定試樣的取樣方式與作滲透率試樣的取樣方式相同，也可與測滲透率試樣共用 1 塊岩樣。

(2) 常規岩心流體飽和度測定

方法提要

將稱重的岩樣放油水飽和度測定儀的岩心室中。利用沸點高於水的溶劑蒸餾出岩樣中的水分，並將岩樣清洗干凈，供干瓶稱重。用抽提前後岩樣的質量差減去水量，即得到含油量。

儀器設備

油水飽和度測定儀見圖72.16。

測定步驟

在抽提岩樣前，先將所用溶劑預蒸一遍，至少連續蒸 8h，保證其中無水分。把稱量後的岩樣放入抽提器的岩心杯中，加熱抽提到水量不再增加為止。規定每小時讀取 1 次水量，連續3 次，讀數變化不超過 0.1mL 即可。疏鬆砂岩需抽提 2～3h; 膠結好的需6～8h; 緻密而又含高黏度原油的岩樣，需更長時間。抽提及烘樣完畢後稱量岩樣。用岩樣抽提前後的質量之差減去水量 (設水的密度為1g/cm³) ，可得到油的質量，再除以油密度，得到油體積。

計算公式

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:S_o為油飽和度，%;S_w為水飽和度，%;V_o為油體積，cm³;V_w為水體積，蒸出水量的讀數，mL;m₁為岩心杯重+岩樣重，g;m₂為岩心杯重+干岩樣重，g;m₃為岩心杯重，g;ρ_o為油密度，g/cm³;ρ_w為水密度，g/cm³;ρ_a為岩樣視密度，g/cm³;!_o為岩樣的有效孔隙度。

(3)常規岩心孔隙度測定(液體飽和法)

方法提要

將用液體(已知密度)飽和了的岩樣，懸掛於飽和用的液體中稱量。再將岩樣表面上的液體擦掉，在空氣中稱量。岩樣在空氣中與液體中兩次稱量之差，除以液體的密度就得到岩樣的總體積。孔隙體積與總體積之比即為岩樣的孔隙度。

儀器設備

液體飽和儀裝置。

圖72.16 油水飽和度測定儀

測定步驟

將抽提烘乾的已知質量的岩樣放入真空乾燥器中，抽空 2～8h，真空度低於 133.3Pa(1mmHg) 。對滲透率很低的岩樣，抽真空時間需要 18～ 24h。將事先經過濾和抽空處理飽和用的液體引入真空乾燥器中，繼續抽空 1h。隨後在常壓下浸泡 4h 以上。岩樣飽和後，將岩樣懸掛在盛有飽和液體的燒杯中，使岩樣全部浸入液體中稱量。迅速擦去岩樣表面的液體並稱量。岩樣在空氣中與液體中兩次稱量之差，除以液體的密度就得到岩樣的總體積。岩樣中油、氣、水體積可由流體飽和度測定法測得。岩樣中油、氣、水體積之和即為孔隙體積。由此可計算得到岩樣的孔隙度。計算中的顆粒體積可用氦孔隙計法測得。

孔隙度計算公式:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:!為孔隙度;V_p為孔隙體積，cm³;V_G為顆粒體積，cm³;V_t為總體積，cm³。

(4)常規岩心氣體滲透率測定

滲透率是衡量流體在壓力差下通過多孔隙岩石能力的一種度量，單位常用10^-3μm²。

方法提要

待測試樣用游標卡尺和其他方法相結合，測得其平均橫截面積。將此干凈岩樣置於氣體滲透率測定儀的岩心夾持器中。開通乾燥氣體使之通過岩樣，測量氣體的流速，通過調節氣體的流速來調節岩樣兩端的壓差，記錄進出口壓力及氣體流速。根據氣體一維穩定滲濾達西定律計算滲透率。

儀器設備

氣體滲透率測定儀。

測定流程

測定流程有2個，分別如圖72.17和圖72.18所示。

圖72.17 測定氣體滲透率流程之一

圖72.18 測定氣體滲透率流程之二

測定步驟

對形狀規則的岩樣，可用游標卡尺測量其尺寸;如岩樣需用其他材料包封的，則應在包封前測定岩樣尺寸，包封後再次測量。對兩端平行而形狀不規則的岩樣，用游標尺測其長度，用其他方法測其總體積，用總體積除以長度就可得到岩樣的平均橫截面積。將所測干凈的岩樣置於合適的岩心夾持器中，調整好氣體滲透率測定儀。乾燥氣體通過岩樣時，測量氣體的流速，通過調節氣體的流速來調節岩樣兩端的壓差。記錄進出口壓力及氣體流速。計算岩樣的氣體滲透率。

滲透率計算

氣體在岩樣中流動時，由氣體一維穩定滲濾達西定律可得到下列計算滲透率的公式:

流程之一:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

或流程之二:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:k為滲透率，10^-3μm²;Q₀為絕對大氣壓時氣體流量，cm³/s;p_a為大氣壓力，MPa;μ為氣體黏度，mPa·s;L為岩樣長度，cm;A為岩樣截面積，cm²;p₁為進口壓力，MPa;p₂為出口壓力，MPa;C為儀器上直讀出的換算系數 ;Q為節流器的流量值，cm³/s;h_w為節流器水柱高度，mm。

72.9.1.3 砂岩粒度分析

測定碎屑沉積物中不同粗細顆粒含量的方法稱粒度分析。粒度是碎屑沉積物的重要結構特徵，是其分類命名(如礫、砂、粉砂、黏土等)的基礎，是用來研究其儲油性能的重要參數(如粒度中值、分選系數等)，有時也可用粒度資料作為地層對比的輔助手段。粒度分析更廣泛地應用於沉積學的研究，近幾年來已成為沉積環境研究的重要標志。

方法提要

粒度分析一般有3種分析方法，即篩析法、沉降法和薄片粒度分析法。

a.篩析法。有機械篩析及音波振動式全自動篩分粒度儀自動篩析，用1/3～1/4#間距的不同孔徑的篩網將碎屑顆粒從粗至細逐級過篩分開，求得各粒級的質量分數(%)。

b.沉降法。利用顆粒在水中沉降速度來劃分粒級。

c.薄片粒度分析。對於固結緊密，難於鬆散的砂岩或粉砂岩只能用薄片進行粒度分析。測得的是一定粒度的顆粒百分數，要把這數值換算成各粒級的質量分數，與其他方法所得數據一致，以便對比與繪圖應用。目前已發展成圖像法及顆粒計數法來取代人工薄片顆粒計數法。

本文僅涉及前兩種方法，相對應的行業標准為SY/T5434/T1999「砂岩粒度分析方法」。

儀器和裝置

電烘箱。

電動振篩機。

分析天平感量10mg。

分析天平感量0.1mg。

遠紅外乾燥箱。

標准套篩。

濕篩0.053mm或0.034mm。

研缽或研磨機。

燒杯1000mL。

量筒1000mL。

蒸發皿50mL。

試劑

鹽酸。

硝酸。

乙醇。

六偏磷酸鈉。

分析步驟

1)岩樣處理。將岩樣粉碎或小於5mm的小塊，用溶劑抽提法和熱解法除去岩樣中的原油。不同類岩樣採取下列處理方法。

方解石膠結物，先將岩樣放入容器中，注入!=10%～15%的HCl，攪拌，至反應完全，倒出殘酸，用水反復沖洗至中性為止;在酸洗過程中，防止倒掉極細的顆粒，將酸洗後的岩樣置於烘箱內烘乾。

白雲石膠結物，用!=10%～15%的熱HCl溶解。

赤鐵礦、褐鐵礦膠結物，用(1+4)HCl煮沸。

黃鐵礦膠結物，用!=50%～10%的HNO₃煮沸。

黏土礦物膠結物，用水浸泡，置於水浴鍋稍加熱。

膏鹽膠結物，用水浸泡並加熱，如為硬石膏膠結，可用鹽酸加熱處理。

2)鹽酸加熱處理。處理好的岩樣用四分法或均分器取樣。稱取10～50g(精確至0.1g)試樣，放入燒杯內，加適量清水，再加20mL0.0833mol/L六偏磷酸鈉溶液，浸泡12h，使岩石顆粒全部分散開，不破壞顆粒大小及形狀，然後用小於0.063nm的篩網，置於1000mL量筒上的漏斗中，用細而急的蒸餾水反復沖洗，至細顆粒全部沖入量筒內。此懸浮液留作沉降分析，用水量不能超過95mL，留在濕篩上的試樣，用水沖洗到原先盛樣的燒杯里，放入乾燥箱內烘乾，作篩析分析用。

3)篩析分析。粒徑大於0.0625mm的試樣作篩析分析。用分析天平稱樣，按!0.25組成的套篩，依序套好，振篩10min，將篩後的砂粒分別倒入器皿內，逐個稱量，底盤中的砂粒倒入該樣的懸浮液中，作沉降分析。

4)沉降分析。將盛有懸浮液的量筒，加1000mL水，根據當天的水溫及采樣深度，列出各顆粒級的采樣時間表，用攪拌器在量筒內均勻攪拌1min(60次)。在某粒級的采樣時間到達前30s，平穩地將吸液管放下至預定深度處，准時吸取25mL，放入已編號並稱量的蒸發皿內，吸液時間控制在20s左右。在烘箱中烘乾懸浮液，再移入乾燥箱，在105℃下恆溫2h，取出放入乾燥器中，冷卻後稱量。

5)計算。篩析結果計算:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:k₁為校正系數;m₁為篩前砂粒總質量，g;m₂為篩後各粒級總質量，g;m₃為各粒級砂質量，g;m₄為校正後各粒級砂質量，g;x₁為各粒級含量，%;m₅為稱取試樣質量，g。

沉降分析結果計算:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:m₆為某粒級干砂質量，g;m₇為器皿質量，g;m₈為分散劑溶質質量，g;m₉為器皿與分散劑溶質及干砂的總質量，g;V為量筒內懸浮液總體積，mL;V₁為吸液體積，mL;x₂為占試樣含量，%;x₃為大於某粒級含量，%;x″₃、x'₃為大於某粗、細粒級含量，%;x₄為各粒級含量，%;∑x為累積含量，%。

72.9.1.4 重礦物分析

重礦物是指砂岩中密度大於2.86g/cm³的礦物。

方法提要

試樣置於相對密度大於2.86的重液中。利用重液和礦物相對密度差，使礦物沉浮而分離，在偏光顯微鏡下進行各種重礦物的鑒定和顆粒統計。計算各種重礦物的含量。

儀器和裝置

偏光顯微鏡。

雙目實體顯微鏡。

阿貝折射儀。

投射照明儀燈12V，50W。

岩石破碎機。

電熱乾燥箱。

分析天平感量1mg和10mg。

標准分析篩孔徑0.25mm、0.063mm。

量杯1000mL。

燒杯1000mL。

蒸發皿50mL。

分液漏斗1000mL。

瓷研缽。

密度瓶。

棕色磨口瓶2500mL。

試劑和材料

三溴甲烷(ρ2.86～2.89g/mL)。

無水乙醇。

液體石蠟。

Α-溴代萘。

鹽酸。

二碘甲烷。

鑒定步驟

1)試樣的分離。經過粗碎的試樣，放入1000mL燒杯中，加入500mL(5+95)HCl浸泡。每隔1h攪拌1次。若碳酸鹽膠結物多時，需要再加酸。試樣一般用鹽酸浸泡8h。浸泡後的試樣，用瓷研磨錘將試樣磨成單獨顆粒，倒入1000mL量杯中，放水沖泥，大於0.01mm的顆粒不要被沖走，每隔30min攪拌1次，直至量杯內溶液全部透明為止。烘乾試樣，用孔徑0.063mm和0.25mm的篩子過篩，取0.063～0.25mm的顆粒作重礦物分離。

用三溴甲烷配置密度2.86～2.89g/cm³的重液進行重礦物分離。稱取5g乾燥的試樣，倒入裝有重液的分液漏斗，每隔15min用玻璃棒攪拌一次，共4次。最後一次攪拌後靜置30min。分出重礦物，用無水乙醇洗凈，放入烘箱中在105℃恆溫1h，取出，放在乾燥器中30min後，用感量0.1mg的分析天平稱量，待用。

2)鏡下鑒定。置樣片於顯微鏡下，觀察一遍，大致了解重礦物種類和分布情況。然後從載玻片一端開始，按順序向另一端移動，選取有代表性的視域進行各種重礦物鑒定和顆粒統計，分別填入原始記錄表中。透明重礦物在透光下鑒定統計。不透明重礦物在反射光下鑒定統計。統計礦物時，要求陸源礦物總數在400顆以上，不足者，將礦物全部數完。自生礦物大於70%時，應數出全部陸源礦物，自生礦物含量可數出一個或部分視域按統計陸源礦物的視域數加倍即可。礦物統計完後，將片子全面檢查一遍，補充遺漏礦物並記錄。

3)含量統計。將各視域的相同礦物顆粒相加，得出各礦物累計顆粒數，將各陸源礦物累計顆粒數相加，得出陸源礦區顆粒總數，將各自生礦物累計顆粒數相加，得出自生礦物顆粒總數。將陸源礦物顆粒總數和自生礦物顆粒總數相加，得出礦物顆粒總數。

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

Ⅲ 儲層綜合評價的方法

用於儲層綜合評價的方法很多，隨著計算機技術及邊緣學科的發展，儲層評價方法也日趨多學科和綜合性，常用的評價方法有 「權重」 評價法、聚類分析法等方法。

1. 權重評價法

此方法帶有專家估測的成分，是一種定量的評價方法。

（1） 優選參數

根據不同勘探開發階段，優選參與評價的參數。

（2） 單項參數評價分數的計算

參數選定後，就要計算各單項參數的評價分數。可採用最大值標准化法，即以本項參數在評價單元中的最大值為1，使其他單元本項參數評價值在0～1之間。如有效厚度、鑽遇率、滲透率、孔隙度等值愈大，反映儲層性質愈好，直接除以本項參數的最大值，即：

油氣田開發地質學

對於參數值愈小，反映儲層性質愈好的參數，可用下式計算：

油氣田開發地質學

式中：E_i——第i單元的本項參數的評價得分值；x_i——第i單元的本項參數的實際值；x_max——所有單元中本項參數的最大值。

（3） 各項參數 「權」 系數的確定

在計算各評價單元各項參數的評價得分值後，根據評價目的對各項參數給以不同的「權」 系數，體現各參數的重要程度。

在評價階段，各油層組佔有的儲量豐度是評價儲層的首要指標，這時可給以有效厚度為第一權重；在方案設計階段，劃分開發層系和對不同層系採用不同井網成為主要內容時，滲透率和其他影響儲層滲流特徵的參數可給以第一權重；當所需井網密度處於經濟邊際條件時，反映儲層連續性的參數，就應加大 「權」 系數。

在注水開發的油田，這3項參數一般都是儲層綜合評價的重要指標。

（4） 綜合得分分類

把各項參數的得分以給定的 「權」 系數權衡後即得綜合評價得分，以一定的分值分類，即得最後綜合評價分類。

在曙光油田開發准備時期進行綜合分類評價時. 首先選擇參與儲層綜合評價的參數（有效厚度、有效厚度鑽遇率、滲透率、孔隙度、泥質含量、碳酸鹽含量） 列出分區、分油層組的數據；然後按極大值標准化法，計算單項參數的評價分數；在確定各類參數的權系數的基礎上，計算分區分油層組綜合權衡評價分數；最後確定油層組的類別。

根據各油層組綜合評價分數之間的差別情況，確定分類標准。如曙光油田杜家台油層劃分為3類，綜合評價分數為1～0.7者分為Ⅰ類；0.7～0.35者分為Ⅱ類；小於0.35者分為Ⅲ類。劃分結果：

Ⅰ類油層組：二區杜Ⅰ組、二區杜D組；

Ⅱ類油層組：三區杜Ⅰ組、三區杜Ⅱ組、三區杜Ⅲ組、四區杜Ⅱ組、四區杜Ⅲ組；

Ⅲ類油層組：二區杜Ⅲ組、四區杜Ⅰ組。

2. 聚類分析

聚類分析主要解決儲層的分類評價問題，是一種逐級歸類的方法。當解決樣品的分類問題時稱為Q型聚類，當解決變數的分類問題時稱為R型聚類。聚類分析的主要思想是根據一定的相似性指標，按照研究對象的相似程度合理地進行歸並和分類。例如Q型聚類分析中，根據樣品的許多觀測指標，具體計算樣品之間的相似程度，把相似的樣品歸為一類，把不相似的樣品歸為另一類，把關系密切的歸到一個小分類單位，把關系不密切的歸到一個大的分類單位。聚類分析的結果是形成一個由大到小的分類譜系圖。聚類圖不僅可以直觀地表示研究對象之間的相似關系和分類情況，還可以定量地指示出相似程度，從而為地質解釋提供良好的依據。聚類分析可以在分類情況未知的情況下使用，還有別於判別分析需要一定數量分類情況已知的樣品。這個特點使聚類分析在某些分類問題中具有無法取代的應用價值。

進行定量分類，首先必須確定一些劃分類型的定量指標，它們是一些能夠反映樣品（或變數） 相似 （或相關） 程度的度量。

（1） 距離系數

這是進行Q型聚類分析常用的分類統計量。如果把在m個變數上進行觀測的N個樣品看成m維空間的N個點，則任意兩樣品點x_j與x_k之間的相似程度可用m維空間兩點間的距離來表示，距離系數定義為：

油氣田開發地質學

除以m是為了得到一個與變數數無關的相對距離。

從上式可以看出，當各變數的單位和數量級不一樣時，如果直接用原始數據計算，就會突出那些絕對值大的變數而壓低絕對值小的變數的作用，因此在計算前要對原始數據作一些處理或變換。常用的變換有極差正規化：

油氣田開發地質學

按距離系數定義對所有樣品兩兩之間求距離系數可得到一對稱方陣，即距離矩陣：

油氣田開發地質學

該矩陣對角線上的元素為0，樣品j與樣品k越相似，d_jk越趨於0。

（2） 相似系數

相似系數是描述樣品之間相似程度的度量。把每個樣品看成m維空間的向量，兩樣品x_j與x_k的相似程度定義為兩向量夾角的餘弦：

油氣田開發地質學

可類似於距離矩陣求得相似矩陣，該矩陣為對稱陣，主對角線元素為1，樣品j與樣品k越相似，相似系數取值趨近於正，反之則趨近於零。

（3） 相關系數

相關系數主要用於R型聚類分析。任意兩個變數x_i與變數x_j之間的相關系數為：

油氣田開發地質學

根據m個變數兩兩之間的相關系數構成相關系數矩陣：

油氣田開發地質學

R為對稱方陣，主對角線上的元素為1，並且-1≤r_ij≤1。r_ij越接近於1，表明變數i與j正相關程度越高；越接近-1，負相關程度越高；rij越接近於0，變數i和j的相關程度越小。

為了對某地震旦系霧迷山組中的儲集層進行分類評價優選了反映樣品特徵的5個變數，即孔喉半徑均值、飽和度中值毛管壓力、滲透率、孔隙度及分選系數，對46個樣品進行Q型聚類分析，整個過程由計算機實現，得出了Q型聚類分析譜系圖 （圖3-73）。當取距離系數0.25為標准時，樣品明顯分為3類：

第一類包括了3，15，12等11個樣品，屬於溶蝕孔洞縫發育的好儲層。

第二類包括了20，27，40等16個樣品，屬於以晶間隙為主的差儲層。

第三類包括了5，25，33等17塊樣品，屬於以基質微孔為主的非儲層。

此外，1，14，8三個樣品是屬於特殊類型的儲層，分析認為是由於儲層的高度非均質性和取樣不均衡造成相對獨立的一類。

通過實例可看出：聚類分析克服了樣品及參數繁多、參差不齊難於分類評價的困難. 因而具有更加科學化、定量化的優點。

圖3-73 某地霧迷山組孔隙結構參數對儲層分類譜系

Ⅳ 儲層的孔隙結構

孔隙結構指的就是岩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^[1,102-110]。

儲層的孔隙結構作為影響儲層物性的一個重要參數，自20世紀40年代，國外就開始了油氣層孔隙結構的研究。珀塞爾（Purcell）首先將壓汞法引入石油地質研究中，他用此法測得毛細管壓力曲線，建立於毛管束理論基礎之上該方法獲得了廣大的應用。20世紀70年代以後，國外對孔隙結構研究在理論和方法上都獲得了較大的發展，如摩根（Morgan）應用鑄體薄片和壓汞資料相結合研究不同孔隙結構與相對滲透率的關系。杜林（Dullien）利用壓汞資料和岩石薄片資料建立了二元孔隙分布函數以及二維、三維孔隙結構數學模型等。從不同側面，採用不同的方法對孔隙結構進行了定性與定量研究。

一般而言，研究孔隙結構的實驗方法可歸納為兩大類，一為間接測定法，即毛細管壓力法，包括壓汞法、半滲隔板法、離心機法和動力學法，目前常用的是壓汞法；二為直接觀測法，包括鑄體薄片法、掃描電鏡法和圖像分析法。

（一）壓汞法與孔隙結構參數的求取

壓汞法又叫水銀注入法，它是研究儲層孔隙結構的經典方法。應用壓汞法研究孔隙結構的基本原理是：

（1）對岩石而言，水銀為非潤濕相，要將水銀注入岩石孔隙系統內，必須克服孔隙喉道所造成的毛細管阻力，當壓入岩樣內的水銀體積與毛細管壓力平衡時，便可得到毛細管力和岩樣含汞飽和度之間的關系；

（2）由於毛細管壓力P_c=2σcosθ/R，即P_c與孔喉半徑R成反比，根據注入水銀的毛細管壓力就可以求出相應的與孔喉半徑相關的參數。

利用壓汞法可以獲得與孔隙結構相關的如下參數：

1.排驅壓力P_d和最大孔喉半徑R_d

排驅壓力表示水銀開始進入岩石孔隙的啟動壓力，岩石的P_d越大，表明最大孔喉半徑越小；反之，P_d越小，表明最大孔喉半徑越大。

最大孔喉半徑R_d：非潤濕相（水銀）驅替潤濕相時所經過的最大喉道半徑，很顯然，最大孔喉半徑R_d總是和排驅壓力即啟動壓力對應的。

2.孔喉半徑中值R₅₀和毛細管壓力中值P₅₀

當進汞飽和度達到50%時，我們將此時對應的孔喉半徑值和毛細管壓力值稱為孔喉半徑中值R₅₀和毛細管壓力中值P₅₀。R₅₀近似可以代表樣品平均孔喉半徑的大小，R₅₀越大，反映岩石的滲透性越好。

3.孔喉半徑均值D_m分選系數S_p

孔喉半徑均值是表示岩石全部孔隙平均孔喉大小的參數：

圖6-9 強水洗岩樣毛管壓力曲線特徵

Ⅳ 潛山型碳酸鹽岩儲集空間的描述方法

（一）儲集性碳酸鹽岩地質描述概論

儲層描述的目的是搞清儲集空間類型、結構、孔隙度、滲透率、含油飽和度及原油開采過程中的地下滲流特點，為提高油氣採收率提供必要的地質參數。其中裂縫和溶洞是潛山型碳酸鹽岩儲層描述的核心內容，包括以下幾個方面：

（1）對裂縫-溶洞系統的形成機理做出合理的解釋，由此可以對裂縫-溶洞幾何形態和分布進行可能的預測。

（2）確定基質和裂縫-溶洞系統的岩石物性參數，預測基質和裂縫-溶洞系統的空間分布或因環境參數（深度、孔隙壓力的衰減、流動方向等）改變而引起的不同部位儲集參數的變化。

（3）評價基質和裂縫-溶洞系統的相互關系，確定油氣水滲流特徵。

（4）在裂縫-溶洞系統研究的基礎上，進行儲層分類評價。

（二）潛山型碳酸鹽岩儲集空間一般地質研究方法

對潛山型碳酸鹽岩儲集空間的地球物理、試井等評價方法將作專門介紹，這里介紹野外、岩心、錄井等裂縫-溶洞的識別和描述，並介紹它們的成因判別及其滲流特徵等分析。

1.裂縫溶洞的識別和描述

碳酸鹽岩裂縫-溶洞的識別和描述方法主要有：岩心觀察、地質錄井、實驗測試、開發動態監測、野外地質調查等，需要綜合各方面參數判斷出裂縫-溶洞的發育特徵。

（1）岩心觀察：鑽井取心是了解裂縫-溶洞特徵的最直接方法。岩心描述內容：裂縫寬度、裂縫壁的結構、溶蝕程度、充填情況（充填物成分、結晶程度），需要統計裂縫、溶洞的密度、組合情況、切割情況以及測量裂縫的產狀和含油性等。

但是鑽井取心畢竟數量少，不能了解裂縫在空間上的延伸情況，特別是張性裂縫段的取心收獲率低，會漏失許多資料。所以岩心觀察只能作為驗證其他裂縫識別及監測方法的證據。

（2）地質錄井：地質錄井包括岩屑錄井、泥漿錄井、鑽時錄井及鑽具放空等，根據錄井資料可以定性地判斷裂縫-溶洞的發育程度。

裂縫-溶洞一般充填有方解石、白雲石或其他礦物，根據這些礦物的多少和結晶程度，可以判斷儲集空間發育程度。透明自形晶方解石、環帶狀和葡萄狀方解石為張性裂縫或開啟溶洞充填物，而半透明或不透明他形晶方解石或白雲石表明裂縫被全充填，無有效儲集空間。

在鑽井過程中鑽具放空及泥漿漏失，井徑異常擴大，均反映裂縫、溶洞的存在。裂縫-溶洞都是沿斷裂分布，根據溶洞率及泥漿漏失情況，還可以判斷斷層、裂縫的發育情況。

裂縫-溶洞發育段岩石破碎，鑽進速度快、鑽時低。如果鑽遇緻密層，鑽時增高。

（3）岩心分析測試：這是裂縫-溶洞的微觀特徵研究，包括微裂縫的寬度、充填情況及充填物的成分和結構等。分析項目有岩心揭片、岩礦薄片、鑄體薄片、熒光薄片、掃描電鏡、包裹體和壓汞分析等。

（4）野外地質調查和類比研究：碳酸鹽岩裂縫-溶洞分布極不均一，要了解整個基岩油藏儲集空間的分布規律，只靠幾口取心井是不夠的，選擇地質條件相似的露頭或礦山坑道進行野外調查是非常必要的。通過模擬對比，可以了解各級裂縫-溶洞的分布特點，特別是大型裂縫-溶洞的空間分布。在任丘潛山發現初期，地質工作者就對冀中坳陷周邊的燕山、太行山（特別是河北滿城縣西柏山）進行了野外地質調查，對基岩潛山的地層、岩性、構造和裂縫-溶洞的分布建立了概念模型。

2.裂縫-溶洞的描述內容

（1）單條裂縫特徵：利用全直徑岩心描述裂縫的產狀、形態、充填情況和力學性質。如果有定向取心可直接描述裂縫的真產狀，非定向取心可描述裂縫產狀和地層產狀的關系，再換算出裂縫的真實產狀。裂縫的形態主要包括長度、寬度、開度及縱向連通情況。裂縫充填情況包括充填程度、充填物成分、結晶程度、晶體方向與裂縫壁的關系。裂縫力學性質是指根據裂縫產狀、裂縫面結構、擦痕、礦物等，區分張性裂縫和剪切裂縫，其鑒別特徵見表3-11。

表3-11 裂縫力學特徵表

（2）裂縫組系描述：凡是產狀一致、相互平行、力學性質一致的裂縫屬於同一組裂縫，呈共軛剪切縫及共生張性裂縫為同一裂縫系統。

根據裂縫的交切關系判斷不同組系的裂縫形成的序次，被切割位移的組系為早期縫。另外，根據裂縫充填物的世代和包裹體性質，判斷裂縫形成時間的早晚。

（3）裂縫發育程度的定量描述：描述裂縫的定量參數有裂縫密度、裂縫間距、裂縫指數和岩塊尺寸。裂縫密度包括面密度和線密度，面密度是指單位面積內裂縫總長度（m/m²），線密度為沿某個方向單位長度遇到的裂縫條數（條數/m）。裂縫間距為裂縫之間的平均距離。裂縫指數為岩層厚度和裂縫間距的比值，在某一構造部位為一常數，根據裂縫指數和岩層厚度可求出裂縫間距。岩塊尺寸是指裂縫在三維空間切割的岩塊的大小。

（4）裂縫的分類：根據裂縫的成因可分為構造縫和非構造縫。非構造縫包括由沉積作用形成的層理縫、層面縫、礫間縫等；由成岩作用形成的收縮縫、壓溶縫、壓裂縫及晶間縫等；以及人工誘發縫。

根據構造裂縫的力學性質分為剪切縫和拉張縫。

根據裂縫的產狀可劃分為高角度（>60°）縫，低角度（<30°）縫。

根據裂縫產狀和地層產狀的關系，可分為走向縫、傾向縫和順層縫。

（5）裂縫分布規律研究：根據岩心統計和測井綜合解釋資料，分井、儲層單元編制裂縫分布玫瑰圖和裂縫密度分布圖，描述裂縫密度、產狀在縱向上和平面上的變化特徵，確定油藏范圍內裂縫發育程度和范圍。

（三）裂縫-溶洞滲流特徵分析

1.裂縫-溶洞儲層孔隙度的確定

大部分裂縫-溶洞儲層具雙重介質特點，即儲集空間由裂縫-溶洞系統和岩塊孔隙系統組成。確定裂縫性儲層孔隙度難度較大，需要多種方法相結合綜合確定：①利用大直徑岩心或小直徑岩心直接測得孔隙度，小直徑岩心基本代表岩塊孔隙度，大直徑岩心反映岩塊孔隙度和部分裂縫孔隙度。②利用岩心切片或鑄體薄片統計碳酸鹽岩面孔率。③利用鑽井放空、擴徑判別大型縫洞的存在與否。④利用測井綜合解釋資料，確定地層總孔隙度和有效孔隙度。⑤利用壓力恢復、生產動態等資料確定有效孔隙度和裂縫孔隙度。⑥利用CT、核磁共振技術確定裂縫-溶洞總孔隙度。⑦根據野外地質調查資料確定裂縫孔隙度。

2.裂縫-溶洞滲透率的確定

裂縫-溶洞的滲透率高於基質岩塊滲透率十幾倍到幾十倍，但是前者滲透率的確定比較困難，目前常用的方法有以下幾種：①利用全直徑岩心測定基質及部分小裂縫滲透率，測定不同方向的滲透率。②利用測井資料定性解釋滲透率。③利用壓力恢復資料或試井資料確定有效滲透率，或裂縫滲透率。④利用裂縫統計資料，根據經驗公式計算裂縫滲透率。

3.裂縫-溶洞滲流特徵分析

（1）裂縫-溶洞系統的滲流特徵和排驅機理：室內和油藏條件下的驅替試驗結果表明，裂縫-溶洞系統的原始含油飽和度很高，流體在其中流動符合達西定律，毛細管力作用可以忽略，流體相對滲透率變化呈近似的對角線關系，水驅過程接近活塞式推進，水驅率可達95%以上，流體間的驅替過程主要依靠驅動壓差。

（2）岩塊系統驅替機理：實驗表明，基質岩塊滲流能力比裂縫-溶洞低得多，其中的排驅過程主要在微裂縫及小孔洞中進行，依靠毛細管力自吸排油和壓差作用排油。自吸排油是基於儲層的親水性。根據潤濕性分析，在毛細管力作用下，原油自動進入岩塊中與喉道相連通的孔隙。自吸排油效率一般為16%～26%。但是，根據動態資料分析，裂縫-溶洞油藏實際自吸排油效率一般在10%左右。這種低值情況，除了儲層孔隙結構和潤濕性影響之外，採油速度過高可能是一個重要原因。

在油田開發中，裂縫-溶洞系統在水驅過程中所需要的壓力梯度很小，而岩塊系統則需較大的壓力梯度。當兩者共存、並且裂縫-溶洞佔主導地位時，岩塊系統水驅油過程是難以進行的。

（四）裂縫定量預測

20世紀80年代以來，曾採用彈性小撓度薄板彎曲理論，用主曲率法進行裂縫數值模擬研究。90年代以來進展很快，將原來僅用於褶皺派生的張扭性裂縫預測的差分法發展為多種構造條件、多層狀、復雜邊界的裂縫預測有限元方法。許多油田的裂縫數值模擬利用國外ALGOR有限元軟體包，採用真三維地質模型，使數值模擬更接近實際、結果更可靠。

Ⅵ 儲層預測技術

扶楊油層地震資料處理過程中主要存在三方面難點:一是地震資料解析度較低，不能分辨扶楊油層內部砂體;二是扶楊油層頂界面為高波阻抗界面，對砂泥岩薄互層具有較強的屏蔽遮擋作用，不利於提高地震資料的解析度;三是扶楊油層內部砂岩和泥岩速度差別小，加上砂體延伸短、寬度窄，空間變化快，增大了儲層預測的難度。針對以上難點，在州201試驗區進行了高解析度、高保真的疊前目標處理，開展了多種儲層預測方法研究，並在試驗井設計、鑽井過程中對儲層進行滾動預測，提高薄互層河道砂體的預測精度，為開發試驗奠定了基礎。

(一)特低滲透薄互儲層三維地震資料處理技術

州201試驗區的三維地震資料是1998～1999年針對深層採集和處理的。本次研究的扶楊油層信噪比和解析度相對較低，不能滿足現場試驗的需求。為此，選取了100km²的原始資料進行疊前時間偏移處理，改善構造和儲層預測效果。處理采樣率為2ms，處理長度為6s，原始面元為25m×50m，重新處理面元為25m×25m。

針對該區原始地震資料存在大量面波、50Hz和野值干擾、薄互層發育、斷層多、扶楊油層構造較復雜等特點，除採用常規的幾何擴散補償、地表一致性振幅處理和補償、地表一致性異常振幅(野值)壓制、地表一致性反褶積、地表一致性自動剩餘靜校正、三維DMO疊加、零相位反褶積加地震記錄逐次分離的串聯使用等方法提高解析度等保幅和提頻處理技術外，還採取了疊前分頻去噪和高頻速度分析兩種新處理方法，有效地提高了地震資料的信噪比和解析度。

1.地震資料處理新方法

(1)疊前分頻去噪處理，有效壓制噪音，提高資料保真度

針對信號和噪音在不同頻段內的分布規律和分布區域，採用分頻技術進行壓噪處理，有效保護高頻弱信號和低頻信息，壓制異常振幅，提高去噪的保真度。本區線性干擾主要出現在16Hz以下的低頻段;中深層的異常雜訊主要分布在15～40Hz的近偏移距道上，呈窄條帶狀，與同頻帶的反射信號有較大的區別;40Hz以上的頻帶內異常雜訊也有分布，但能量較弱。採用分頻處理技術，在低頻段識別線性干擾，准確地檢測並壓制干擾，保護高頻信號不受影響;對於高頻段的低速干擾，只在高頻段壓制，保護中、低頻段的信號。具體做法:一是對線性干擾嚴重、分布范圍較廣的單炮記錄，採用線性干擾分頻檢測與分頻壓制技術，保證了較高的地震資料保真度;二是對非規則的異常噪音，採用異常雜訊分頻檢測與分頻壓制方法，在信號失真較小的條件下消除雜訊，進一步提高資料處理質量;三是應用時間域單頻干擾波壓制技術，有效地去除了50Hz工業電干擾，保留了其他頻率成分不被破壞，提高了信號保真度;四是對面波較發育的地震記錄，採用自適應面波壓制技術，該方法只壓制面波，對有效信號的低頻成分和其他信息保真，適應性強，效果穩定。

(2)高頻速度分析，疊加弱能量的高頻成分，拾取精度較高的速度估算值

在復雜區塊或薄互層發育的區域，不同的反射層或反射層組對應不同的速度，高頻數據可獲得更准確的速度值。在低頻段和優勢信噪比頻帶的速度譜上，速度的精度和解析度均不如高頻段好。高頻速度分析能把能量較弱的高頻成分拾取並疊加好，得到精度較高、解析度較高的速度值，對速度估算的精度高於常規處理方法。

本次處理共進行了4次速度分析，最終優選了DMO速度分析作為正式的疊加速度。

2.處理效果分析

在整個處理過程中，針對原始資料特點，設計了合理的處理流程，精細分析每步處理參數，使剖面質量大幅度提高。一是從剖面整體效果看，信噪比較高，解析度比較適中;二是扶楊油層地震反射波特徵突出，能連續追蹤，斷點、斷面清晰可靠，反射構造形態較清晰可辨(圖6-2);三是處理後的成果剖面和原成果剖面相比，頻帶展寬，主頻大約提高15Hz，解析度提高，目的層的層間信息豐富，很好地保留了有效波的低頻成分，為後續的儲層預測提供了保證。

圖6-2 最終處理成果剖面

(二)特低滲透薄互儲層地震預測方法

從目前地震儲層預測研究現狀來看，實現儲層預測主要有兩種技術途徑:一是以地震屬性分析為主的儲層橫向預測技術，實現儲層平面展布預測;二是地震反演技術，實現儲層三維空間預測。就大慶外圍扶楊油層而言，各產油層的單層砂岩厚度基本在5m以下，一般為1～2m。以目前的地震資料分辨能力，要在地震剖面上直接解釋單砂體還有很大困難，因此儲層橫向預測仍然是對各油層段砂岩累計厚度進行的。

1.利用地震屬性分析方法進行儲層橫向預測

地震屬性分析是儲層橫向預測的重要手段。地震屬性分析的目的就是以地震屬性為載體從地震資料中提取隱藏的信息，並把這些信息轉換成與岩性、物性或與油藏參數相關的可以為地質解釋或油藏工程直接服務的信息，能夠定性地預測和分析平面上儲層的分布特徵和規律。它由兩個部分的內容組成，即地震屬性優化和預測。預測既可以是含油氣性、岩性或岩相預測，也可以是油藏參數預測。通常儲層橫向預測使用的是整個目的層段的地震屬性值，例如主頻、最大振幅等。由於這種地震屬性代表儲層的整體性，而油田開發階段，需要對縱向上的開發層系做精細描述，尤其是對砂泥岩薄互儲層的描述，此類儲層橫向預測方法就平面具體點而言，其結果存在一定誤差是必然的。為此，對儲層橫向預測結果的分析，應側重分析一定平面范圍內儲層橫向整體的規律性和趨勢。

在目前資料和技術條件下(資料頻帶的有限性、信息不足和方法本身的缺陷)，對於地震信息的利用必須根據資料條件結合本區地質特點進行有效性分析，建立地震屬性與儲層特徵間的統計關系，篩選出適合工區儲層和油氣預測的有效信息，才能獲得較為可靠的預測效果。

州201試驗區主產層為FⅠ、FⅡ組油層。利用Geoframe軟體對FⅠ、FⅡ油層組分別提取28種平面地震屬性參數。通過作地震屬性與累計砂岩厚度交匯圖，採用代表區域整體趨勢的大多數與地震屬性相關性好的井開展累計砂岩厚度預測。在開展儲層預測時，剔除起干擾作用的井後，使FⅠ油層組的累計砂岩厚度與地震屬性的相關性從21.1%提高到85.4%。研究認定FⅠ油層組平均正振幅值和3種帶寬屬性與砂岩厚度相關程度較高。採用平均正振幅值和3種帶寬屬性，運用多屬性人工神經網路方法對FⅠ油層組砂岩累計厚度分布規律進行了預測。FⅡ油層組的地震屬性與砂岩累計厚度不具有相關性，分析與FⅡ油層組砂岩整體不發育有關。

2.利用地震反演方法預測縱向上主力層砂體分布特徵

地震資料難以對薄互儲層形成較好的響應特徵，需要通過井震聯合反演來提高縱向上的解析度，達到對小層精細描述的目的。為了更好地刻畫州201井區砂體的展布特徵，應用Jason軟體進行了反演處理。Jason軟體主要有3個疊後反演模塊，即InverTrace、Inver-Mod和StatMod，對應3種目前流行反演方法:稀疏脈沖反演、測井約束反演和隨機反演。從理論上講，這3種反演方法得到的反演剖面的反演解析度依次增高。

在反演之前，對參與反演的51口井進行了標准化處理。結合研究區已完鑽井測井資料分析，該區儲層表現為高波阻抗(低聲波)、低伽馬。應用聲波測井曲線製作合成記錄，進行層位綜合標定是建立反演儲層地質框架模型的基礎。在小區試驗的基礎上，確定了稀疏脈沖反演、地震特徵反演和隨機反演3個模塊的反演流程，實現了對主要目的層的精細描述。

(1)約束稀疏脈沖反演

約束稀疏脈沖反演是建立在一個快速趨勢約束的脈沖反演算法上的一種反演方法，該方法在井少或井多的地區都可以運用，但只能做波阻抗反演。在本區的儲層反演中，從波阻抗剖面看，比較大的儲層發育段有明顯的波阻抗響應顯示，但不能分辨薄儲層。這是因為該反演方法是以地震資料為主，聲波和密度測井曲線只是起到波阻抗趨勢和波阻抗值范圍的約束，因此波阻抗剖面的解析度取決於地震資料的解析度的高低。其結果主要用於確定儲層的大致分布，在此結果基礎上進一步加密解釋層位，提高合成記錄標定精度，為後續的地震特徵反演、隨機反演提供更精細的模型和合成地震記錄。

(2)地震特徵反演

地震特徵反演技術是一種基於模型的、地震資料約束下的測井參數反演技術。其核心思想是:地震道上各類數據之間是彼此相關的，在同一模型層內任何一道的數據都可以通過其他道的數據加權得到。因此，利用地震資料解釋結果與測井資料相結合，生成一個精細的初始地質模型，充分利用了地質、測井資料和地震資料的信息。對測井資料和地震資料進行主組分分析以及模型估算，利用井旁合成記錄內插和外推產生一個合成記錄數據體，並通過一定的約束條件來優化，使初始模型達到與地震數據的最佳匹配。當合成記錄數據體與實際地震數據體之間的誤差滿足精度要求時，便得到了空間的權值分布，形成權系數體。將權系數應用到其他類型的測井曲線上，便得到了這種測井曲線的屬性數據體，如波阻抗、層速度、電阻率、孔隙度等數據體。

該方法適用於勘探開發程度較高的地區，要求有一定數量的鑽井才能確保反演成果的質量。本區利用這種方法分別得到了波阻抗、電阻率等一系列屬性數據體。從剖面情況看，其解析度要比稀疏脈沖反演得到的剖面解析度高。

(3)隨機模擬與隨機反演

隨機模擬與隨機反演方法使用地質統計學的方法對非均質油藏進行隨機模擬。該技術也是用於勘探開發程度較高、對儲層的發育特徵認識比較清楚的地區，進行儲層物性參數(如孔隙度、滲透率等)隨機模擬，也可進行岩性模擬。

隨機反演技術中，首先在做好約束稀疏脈沖反演和地震特徵反演的基礎上，對儲層的發育特點、縱橫向上的展布規律做充分的地質分析之後，初步確定砂體展布的x、y、z方向的大致范圍。利用井上的波阻抗和反演的波阻抗數據體，進行直方圖分析和變異分析，然後結合地震數據體和子波進行模擬計算，模擬計算的結果即為反演的結果。

州201區塊分別應用上述3種方法進行了反演處理，3種反演方法環環相扣，前一步得到的數據應用到下一步的反演中。從理論上講，解析度和預測精度應逐步提高，但從反演效果看，約束稀疏脈沖反演得到的解析度較低，地震特徵反演得到的結果更可靠。由於本區儲層的復雜性以及對本區儲層發育特徵的認識程度較低，導致隨機模擬和隨機反演的效果也不理想。因此，優選地震特徵反演得到的結果作為下一步儲層綜合解釋的主要依據。

3.砂體綜合解釋

利用反演結果對砂體進行綜合描述，在地震特徵反演的波阻抗體和電阻率體上進行本區的砂岩厚度、有效厚度預測。砂體描述的關鍵在於確定其邊界，在反演剖面上是以色標的大小來確定砂體的范圍。准確確定砂體邊界的主要方法:一是在整體上對研究區51口井的含油砂體進行了相互對照及仔細分析，最終確定了一個合適的色譜進行整個工區內的砂體描述;二是具體對單砂體和目的層段，在縱向上統計油層砂岩、泥岩及過渡岩性的波阻抗值，然後在橫向上依照此關系，結合岩層的反射特徵確定砂體邊界。考慮到各井之間的不同砂體，甚至同一口井的不同層位的砂體在組分、速度特徵上都存在一定的差異，在反演剖面上表現為各砂體所對應的色標出現細微的差別。因此，需要結合測井資料和實際地質情況，最終完成對砂體的具體描述和解釋。

在反演剖面上，採取了以井點為中心、向四周延伸的描述方法。根據層位標定，在過井的南北向剖面和東西向剖面上進行砂體對比，確定砂體的大致范圍。在此基礎上，分析砂體平面展布與古地貌沉積匹配性，然後由井向四周展開追蹤，進行更精細的人工解釋工作，直到能清楚地確定砂體的展布范圍為止，得到最終的砂岩平面分布。在砂體解釋的基礎上，利用電阻率屬性體，在電阻率剖面上進行解釋，確定州201井區的有效厚度和平面分布情況，並用已知井進行校正，得到最終的有效厚度預測結果，作為布井方案設計的依據。

(三)隨鑽跟蹤預測方法

在鑽井過程中，隨時將新鑽井結果補充到反演數據體中，進行反演跟蹤預測，進一步加深對儲層的認識，完善儲層預測結果，優化井位運行。

2005年9月，將完鑽的25口新井資料載入到反演數據體中，在高井網密度情況下，進行地震資料的滾動預測，逐步減少地震資料的多解性，逼近河道砂體的真實尺度，提高儲層預測精度。通過對新完鑽井油層發育情況分析，結合地震屬性的認識和新一輪的地震反演跟蹤預測，證實了州201井區東側儲層發育較差。結合儲層跟蹤預測研究成果，並考慮進一步完善注采井網，及時部署了州201井區的補充調整方案，共設計井位27口，其中水平井3口。

在州201井區鑽井實施過程中，堅持以「實踐、認識、再實踐、再認識」理論為指導，通過迭代反演、跟蹤預測、滾動鑽井的科學做法，共完鑽開發井51口，其中直井48口，水平井3口(圖6-3)，試驗區最終儲層綜合預測符合率85.4%，取得了較好的效果。

圖6-3 三肇凹陷州201試驗區完鑽井點陣圖

Ⅶ 儲層非均質性的研究方法

在油田開發方面，隨著油藏注水開發技術的發展，儲層非均質性研究得到了重視，人們越來越認識到儲層非均質性特徵是影響注水波及效益和油氣採收率的重要因素。20世紀80年代，人們依據層序地層學原理，應用地震、鑽井、露頭資料以及有關的沉積環境和岩相對等時地層格架內的有利儲集相帶及生儲蓋組合進行綜合解釋，各種儲層橫向預測技術也應運而生，從而大大提高了區域儲層研究的精度。同時，隨著各種新的測井技術的發展及其在地質學中的廣泛應用，發展了測井地質學，人們充分應用測井和岩心信息，對井內儲層岩相、儲層物性及儲層裂縫進行系統的解釋。儲層成岩作用及次生孔隙帶預測研究也取得了進一步的發展，人們通過有機、無機相互作用研究次生孔隙的形成機理，從而逐步發展了儲層地球化學。

近年來，非均質性研究取得了很大的進展，在認識上也有了很大的飛躍。人們從不同角度研究不同規模的儲層非均質特徵及其對油田二次、三次採油的影響。為了進行准確的油藏數值模擬、優化開采方案及預測剩餘油分布，儲層地質學家的一項重要任務便是建立三維儲層地質模型。此時，地質統計學特別是隨機模擬技術在儲層建模中得到了廣泛應用，定量儲層沉積學研究也開始發展起來。

1985年以來，Andrew D.Mill和Douglas W.Jordan等人分別提出了用沉積界面和結構要素分析法分層次研究露頭和現代沉積中河流相砂體的成因類型、內部建築結構和非均質等級的思想。第十三屆國際沉積學大會明確指出研究砂體幾何學、內部建築結構、不滲透薄夾層的空間變化是儲層非均質研究的主要內容，並且認為研究沉積界面體系是搞清砂體內部建築結構的關鍵。我國已經投入開發的河流相儲層是一個復雜的非均質體系，在縱向上具有多級次的旋迴性，平面有復雜的微相組合，非均質特徵也表現出明顯的層次性。河流相非均質的研究必須採用分層次解剖的思想，應用露頭和現代沉積研究的方法來描述地下河流相儲層。

目前，國內外儲層評價研究的顯著特點是緊密圍繞油氣勘探開發的需要，發展多學科綜合研究，即綜合地震、測井、試井和沉積地質學、數學地質學、計算機等各種技術手段多專業協同合作。在勘探開發前期河流相儲層的研究所要解決的問題：①開發早期砂體預測問題，在資料少的情況下定量地表徵儲層，建立三維儲層地質模型，以便更精確地找到目的開發層；②井間砂體對比、砂體連續性與連通性等非均質性問題；③砂體非均質性與流體流動非均質性關系；④不同尺度間儲層描述、建模協同性問題。

根據儲層非均質性的研究層次及研究內容的側重點，研究方法主要包括3類：

1）地質研究方法：該方法以高解析度層序地層學原理為指導，在等時地層格架內的砂層劃分對比基礎上建立以過程沉積學為基礎的沉積微相研究以及砂體展布研究。

2）儲層微觀研究：該方法基於現代測試分析成果，主要研究儲層的微觀孔隙、孔隙結構、成岩作用對非均質展布的控制。

3）參數展布的研究：主要研究參數包括：①物性參數變化為主線的非均質參數，如滲透率的變異系數、突進系數、級差、孔隙度和孔喉半徑等；②表徵砂體厚度及分布的非均質參數，如平均砂層厚度、分層系數和砂岩密度等；③表徵儲層中夾層分布變化的非均質參數，如夾層頻率、夾層密度。

無論按哪種方法來刻畫儲層非均質程度，都是為了更好地了解儲集單元中的流體分布及其滲流特徵。本書採用綜合研究方法，將上述3種方法融為一體，並貫穿於不同的研究尺度。

Ⅷ 儲層評價方案

儲層分類評價是儲層研究的重要環節，它是對儲層整體儲集能力好與差的客觀、概括性的表達。不同類別的儲層，其儲集條件和微觀孔隙結構不同，導致其含油氣性及其內部滲流機制存在差異，因而儲層分類評價對油氣勘探、開發起到重要的指導作用。

目前，儲層分類評價方法總的趨勢是實現「定性與定量」、「宏觀與微觀」、「一般與具體」三結合，綜合分析多類參數：①儲集物性參數——孔隙度、滲透率；②微觀孔隙結構特徵參數——壓汞測試的孔隙結構特徵參數（排驅壓力、飽和度中值壓力、最小非飽和度孔隙體積、中值喉道半徑、孔隙喉道均值、分選系數、不同喉道控制的孔隙體積百分數等），鑄體薄片鑒定測試的孔隙、喉道類型、孔喉組合類型、孔喉配位數及面孔率，以及成岩作用強度與次生孔隙發育程度等；③宏微觀的儲層沉積相帶與岩石學定性-定量參數——沉積微相、儲層岩石厚度、岩性及填隙物含量等。

根據上述三方面的參數，結合富縣地區延長組儲層的實際情況，根據王允誠（1999）、裘亦楠（1994）、石油天然氣總公司碎屑岩儲層性能評價標准以及全國低滲透油層綜合分類評價表（表6-14），將富縣地區延長組砂岩儲層劃分為 4 類（表 6-15，圖 6-15，6-16），它們不同程度地發育於長2、長6和長8油層組中。

Ⅸ 地下儲層結構分析方法

自從Miall在1985年和1988年發表了兩篇經典性的論文以來，結構要素分析法得到了沉積學工作者普遍關注。Miall隨後對這種方法做了進一步的完善，並逐漸從露頭研究轉移到地下儲層非均質性的研究，為解剖地下儲層非均質性提供了方法。

1. 儲層細分單元

岩心上，交錯層系和交錯層系組分析提供了一級和二級界面限定的岩性體的信息。這些岩性體一般是不能在井間對比的。

根據Miall的西水谷段的研究經驗，要恢復由四級界面限定的壩單元和三級界面限定的亞單元就需要3口/km²甚至更大的井網密度 （圖8-9，底部）。Busch （2002） 用6.3口/km²井網密度編制一個直徑為6km的點壩。在較大的河流體系，巨型底形相應地發育較大，因此較大的井距也許可以進行對比。

如果有合適的井距，就能用測井曲線井間對比確定五級和六級界面限定的制圖和模擬單元。在許多成熟盆地，上述單元的井間對比是可行的。由於單元內部侵蝕和席狀砂體的分叉和合並，井間對比仍難以解決問題。例如，Santos ＆Turner-Peterson （2004） 報道了在細分Morrison組時存在的困難。另外，Brown （1995） 已經描述了用三維地震編制五級或六級界面限定的砂岩體或礫岩體圖，因此在描述高級別界面限定的單元時三維地震是有相當潛力的技術。

由於帶狀砂岩體的寬度通常小於井距，因此在編圖時會出現特別困難的問題。裘懌楠指出：由於順直和限制性河道砂體在側向上的不連續，精細解剖它們需要特別密的井網（圖8-9）。

制圖單元的確定要根據研究區資料密度、解析度及開發深度。在特別復雜的儲層中，如果無法確定與開發要求相適應的儲層單元，可以採用大一級別的儲層單元進行制圖，但是在單井上必須劃分與開發要求相應的儲層單元，而儲層單元內的結構要素的井間展布只有通過地質知識、三維地震及井資料約束隨機地生成。

圖8-9 3種規模的沉積單元與地下制圖方法

2. 地下儲層結構要素劃分

裘懌楠 （1993） 指出，就石油開采而言，開采井網的布置必須適應砂體的規模和幾何形態。一套含油層系由多個被不滲透岩類 （泥質岩類為主） 所分隔的砂體組成。一個砂體內部不同的結構、構造形成了不同的滲透率單元，不管其地質成因如何，石油開采中各種流體總是以最高滲透率的單元作為優先滲流的通道。依據滲透率的大小和連通狀況，自然構成了很多的不同滲透率的流體流動單元 （Fluid Flow Units）。同時砂體內還存在很多不連續的不滲透隔夾層，各種產狀的不連續的薄層泥質夾層、泥質披覆層、泥質紋層、成岩條帶以及某些界面現象等等，使得流動單元之間的連通狀況大大復雜化。就沉積學而言，儲層砂體內流動單元、各種隔夾層、界面的配置，實際上就是各級 「結構要素」（Architectural Elements） 相互疊置的結果。只有通過對砂體內部結構要素的詳細解剖，才能建立起正確的流體流動單元的組成。搞清它們的幾何形態和大小，是開發地質工作者的首要任務。

從上面論述可以看出，裘先生的結構要素概念為我們地下儲層精細解剖拓展了思路，結構要素的劃分更加具有了靈活性，適合於不同沉積體系儲層的精細描述。

在油田開發後期，精細油藏描述中結構要素劃分到那一級呢？這主要取決於資料的密度。Miall （1998） 認為要描述由四級界面限定的巨型底形砂壩單元及其內部由三級界面限定的亞單元需要3口/km²的井網密度。這就是說，根據目前老油田的資料，已經能描述微相以下級別的結構要素。

吳朝東 （2003） 在研究孤東和孤島等油田新近系館陶組河流沉積時，通過岩石相和測井相分析，結合平面圖綜合分析，確定孤島和孤東油田館陶組上段油層為河流沉積，主要發育河道、河漫及天然堤沉積，進一步劃分了10種結構要素 （表8-5）。很顯然，這些要素是微相單元的進一步細化，從而可以大大提高儲層非均質性的研究精度。

表8-5 沾化坳陷館陶組上段結構要素

3. 精細儲層描述步驟

我國學者根據油田儲層研究實踐系統總結了河流-三角洲相儲層精細描述法 （趙翰卿，2009）。他們認為，應根據油田密井網測井資料所反映的各種沉積特徵和沉積界面，由大到小、由粗到細分層次逐級解剖砂體幾何形態和內部結構，精細地建立儲層地質模型，系統描述儲層的非均質體系。具體步驟如下：

（1） 劃分不同結構的岩相段——建立層段結構模型

依據各小層相帶及砂、泥岩空間分布結構特徵，在垂向上劃分出若干個砂、泥岩空間分布結構不同的岩相段。所採用的油層細分對比方法：如果把油層劃分為孤立水道型、疊加水道型、穩定互層型及不穩定互層型4種岩相段，那麼前兩種岩相段中可採用河流相對比方法，第三種類型採用湖相小層對比方法，而第四種則要同時採用上述兩種對比方法。

（2） 岩相段內細分對比單砂層——建立單砂層對比模型

採用 「相控旋迴等時對比方法」 （即旋迴對比、分級控制、不同相帶區別對待） 進行區塊閉合對比。在泛濫分流平原相岩相段內，依據河流旋迴特徵與隔夾層發育狀況，把相互疊置的厚層河道砂岩細分對比到井間可追溯的單一河流沉積單元 （一般5～6m厚，主力油層7～8m）；在三角洲前緣相岩相段內，依據小層內次級旋迴和薄隔夾層的發育程度，把儲層細分對比到內部無明顯連續夾層的單砂層 （砂岩厚度多數小於2m）。這一層次的描述相當於在縱向上把儲層劃分到區域性最小可對比的流動單元，相當於五級界面所限定的單元。這是儲層精細描述的基礎。

（3） 單砂層平面上細分沉積微相和相對均質單元——建立微相分布模型

依據各井點單砂層內測井曲線形態類型 （如正漸變中厚層、反漸變中厚層、薄互層等基本類型） 詳細描繪各類砂體的幾何形態。在區域沉積背景 （相和亞相） 控制下，以現代沉積為指導，結合各類砂體的幾何形態和相互配置關系，進一步確定砂體的微相類型，並對各種微相的分布面貌進行描述，如在泛濫分流平原相中細分出主河道砂、廢棄河道砂、決口水道砂、天然堤、河漫灘及決口席狀砂等沉積微相；在三角洲前緣相中識別出水下分流河道、前緣席狀砂、河砂壩及濱外壩等微相，並在大面積分布的前緣席狀砂中，又根據岩性、物性的相似性，在平面上進一步細分出主體席狀砂、非主體席狀砂及表外儲層等相對均質單元。這一層次是儲層平面描述的關鍵環節。

（4） 在復合砂體中識別和描述單砂體——建立單砂體分布模型

在側向復合型河道砂體中識別和描述單一河道砂體。首先要依據復合砂體的成因類型和分布模式、河間及廢棄河道沉積的分布狀況，初步勾繪出單一河道砂體的分布輪廓。然後根據砂岩的層位、發育程度、曲線形態的變化以及每條河道砂體可能的寬度、厚度及河曲形態的演變趨勢，結合復合砂體的宏觀分布模式綜合識別單一河道砂體的分布狀況。並參照現代沉積的分布特徵，描述單一河道砂體的井間邊界位置、幾何形態、分布規模、連續性和方向性，進而判斷每條河道砂體的成因類型。在交錯疊置的河間砂體和不連續分布的三角洲前緣亞相砂體中，可依據相互間的層位關系，及其與主河道或主體砂岩的平面配置關系、自身的幾何形態等，進一步識別描繪出由一次性沉積事件形成的單一成因砂體，同時判別它們的成因類型及其與主體砂岩的連通關系 （圖8-10）。單砂體的識別和描述，實質上是平面細分流動單元的工作，也是儲層描述的難點所在。

圖8-10 三角洲前緣亞相單砂體的識別

（5） 描述儲層平面非均質特徵——建立單砂體精細沉積模型和平面非均質模型

針對不同成因砂體特有的沉積規律和沉積模式，採用模式預測描述法和小間距等厚圖（1m等值距） 的形式，預測性描述儲層沉積模型 （圖8-11）。並在沉積模型指導下，精細繪制砂體內不同層段滲透率平面分布圖或流動單元分布圖，建立儲層物性非均質模型，描述砂體宏觀非均質特徵。這是儲層定量表徵的基礎。

（6） 解剖單砂體內部結構——建立單砂體內部非均質模型

精細沉積模型可揭示各種河道砂體的內部結構和加積方式，結合各井點層內薄夾層與韻律段分布狀況、露頭與現代沉積知識及河流水工經驗公式等，能夠定量估算各類河流古地貌參數 （如河寬、河深、寬/厚比、曲率、曲流波長及河曲振幅），進一步展現各種單一增生體 （或翻譯為加積體，如點壩側積體） 及其間薄夾層的分布方式、幾何形態、規模、傾向、傾角、分布密度，以及高滲透大孔道層段的分布狀況等砂體內部非均質特徵（圖8-12）。

圖8-11 曲流河砂體沉積模型

圖8-12 單一河道砂體內部非均質模型

Ⅹ 儲層流動單元的研究現狀

儲層流動單元（reservoir flow unit），也稱為岩石物理流動單元（petrophysical flow unit），簡稱為流動單元，是20世紀80年代中後期在國內外石油界逐漸流行起來的一個新概念，主要用來定量描述和評價儲層的岩石物理性質，在油氣勘探與開發中起著重要的作用。

關於流動單元的概念，曾經出現過許多版本，並在逐漸探索和完善之中，截至目前，尚未能達成一致的看法。1984年，C.J.Hearn等在對美國懷俄明州Hartzog Draw油田進行儲層性能評價描述時，首次提出了岩石物理流動單元的概念。他認為：儲層流動單元是指影響流體流動的岩石物理性質相似的橫向和垂向連續的儲集層單元體。自Hearn提出儲層流動單元的概念以後，很多學者應用這一概念開展了儲層表徵或儲層評價研究，並對流動單元的概念和劃分方法進行了進一步的補充和完善。W.J.Ebanks（1987，2001）認為：流動單元是根據影響流體在岩石中流動的地質和物性的變化進一步細分出來的岩體。S.R.Jackson等（1990，1991）認為：儲層流動單元是指油氣儲層的三維連通體，它具有橫向上和垂向上連續的、具相同或相似的影響流體流動的特徵參數。D.C.Barr等（1992）認為：流動單元是給定岩石中水力特徵相似的層段。Amaefule等（1993）認為：流動單元是一個儲集岩體（a volume of reservoir rock），在這個流動單元內相同和可預測的值和岩石物理性質影響著流體的流動，而與其他儲集岩體，即流動單元的地質和岩石物理性質不同。Ti Guangming等（1995）認為：流動單元是一個在側向和垂向上連續的儲集岩體，具有相似的岩石物理性質，並影響著流體的流動。J.M.Alden等（1997）提出：流動單元是R₃₅孔喉半徑均勻分布、具有相似的岩石物理性質和使流體連續流動的儲集層段（intervals）。

20世紀80～90年代，儲層流動單元的概念及研究方法才被引進到國內。同時，國內的一些專家學者也提出了自己對流動單元概念的理解和研究方法，極大地推動了儲層流動單元研究在我國的應用和發展。

劉孟慧（1990）認為：儲層流動單元是儲層中影響流體流動的岩石物理性質和岩層特徵（空間分布、內部結構、非均質特徵等）相近的連續儲集體。焦養泉等（1995，1998）認為流動單元是沉積體系內部按水動力條件進一步劃分的建築塊體。熊琦華等（1994）認為：流動單元是多種地質作用形成的成因單元，它是沉積作用、成岩作用和後期構造作用等相互作用的綜合產物。裘亦楠等（1991，1996，1997）認為：流動單元是指由於儲層的非均質性隔擋和竄流旁通條件，注入水沿著地質結構引起的一定途徑驅油、自然形成的流體流動通道。穆龍新等（1996）認為：流動單元是一個油砂體及其內部因受邊界限制，不連續薄隔擋層、各種沉積微界面、小斷層及滲透率差異等因素造成的滲透特徵相同、水淹特徵一致的儲層單元。呂曉光等（1993，1998）認為：儲層流動單元是以滲流特徵為主導所精細描述的儲層非均質單元，是對儲層結構模型（沉積模型）的進一步細劃和定量表徵。趙翰卿（2001）認為：流動單元為具有相似沉積特徵、成岩特徵、岩石物理性質和流體滲流特徵並可作圖的三維單元體，單元體邊界是在各種沉積、成岩、構造等地質作用和其他因素作用下形成的各種滲流屏障。

總體上看，上述關於流動單元的概念本質大同小異，雖然角度不同，但大致分為兩類：一類是從儲層岩石物理性質和滲流特徵角度去直觀地認識；另一類是從地質因素（沉積、成岩、構造等）的角度（即成因）去間接地認識，把影響儲層滲流特徵的岩石物理性質和地質因素（沉積、成岩、構造等）結合起來，從地質角度去揭示流動單元的分布規律，將流動單元研究推向了新的深度。

在流動單元的研究過程中，不同學者根據自己對這一概念的理解並結合各自研究工區的地質特點，提出了不同的流動單元研究方法。歸納起來，可大體分為以下兩種類型：

第一類是以數學手段為主的儲層參數分析法，即廣泛應用儲層中的各種地質參數，通過單井中密集取樣的聚類分析尋找劃分流動單元的有效參數和定量界限，然後直接在整套儲層中定量劃分流動單元。這類方法僅僅需要做少量的地層對比和沉積學研究，隔、夾層的分布也可作為一種類型的流動單元定量劃出，最終建立以流動單元為基礎的三維定量地質模型。如：①根據岩相及宏觀岩石物理參數進行流動單元研究（W.J.Ebanks，1987；S.R.Jackson等，1991；S.D.Mackey等，1995）；②應用孔隙幾何學進行流動單元研究（W.M.Ahr，1991；J.O.Amaefule 等，1993；D.K.Davies 等，1992，1996，1999）；③應用傳導系數、儲存系數等參數進行流動單元研究（Ti Guangming等，1995）；④應用生產動態資料進行流動單元研究（J.A.Canas等，1994）。這些方法在流動單元研究中均具有一定的實用價值，並為後人研究流動單元提供了十分重要的參考價值。然而，上述方法強調成因單元（或沉積相帶）內影響流體滲流的地質參數的差異性，並應用多種參數進行流動單元劃分，但對成因單元本身的分布、單元間滲流屏障（沉積屏障、成岩膠結帶和斷層遮擋）及各種地質界面的研究不夠。

第二類是近年來剛剛興起的以地質研究為主的儲層層次分析法，即應用高解析度層序地層學研究儲層流動單元。高解析度層序地層學用於儲層流動單元研究，是在不同級次基準面旋迴劃分對比的基礎上，探討基準面旋迴層次性與儲層流動單元間的關系，並採用層次界面和層次實體描述來分析儲層流動單元的層次性。T.A.Cross（1994）認為：一個流動單元常反映一個特定的沉積環境和相對獨立的流體流動特徵，其中，地層層序特徵及不同級次的基準面是控制流體流動的主要因素。由於基準面旋迴的級次性及由此造成的儲層非均質性的層次性，使得流動單元也具有層次性。盡管有些地層自然界面並不與岩石物理界面對應，但這種情況比起地層自然界面與岩石物理面相一致情況來要少得多，因而通過等時地層實體及邊界的識別和對比，把儲集層分割成一系列相對獨立的且不與外界發生流體交換的成因儲集單元——流動單元。張昌民（1992）認為：所謂層次界面是指分割不同層次實體流動單元的分界面，它可以是不同級次基準面旋迴的分界面，也可以是基準面旋迴內的次級界面（如層理面及成岩界面等）。層次實體是指由不同層次界面所分割、具有連續、相同（或相似）的影響流體流動特徵參數的儲層流動單元本體，它可以是一套儲層段的總和，也可以是單一成因單元的儲集體。可根據層次界面和層次實體的性質、規模、相互關系，及其與不同級別地層基準面旋迴間的關系，從地層基準面旋迴劃分對比入手，將儲層流動單元劃分為大尺度、中尺度、小尺度和微尺度4種層次類型，尺度的把握則取決於研究的目標。