非均質岩石的岩心分析方法

⑴ 岩心的觀測

在水文地質鑽探過程中，要求每次提鑽後立即對岩心進行編號，仔細觀察描述、測量和編錄。

（1）做好岩心的地質描述。對岩心的觀察描述的內容主要是岩性、結構、構造、層序、層厚、孔隙性、透水性等。有兩點值得注意，一是注意對地表見不到的現象進行觀察和描述，如未風化地層的孔隙、裂隙發育及其充填膠結情況，地下水活動痕跡（溶蝕或沉積），發現地表未出露的岩層、構造等；二是注意分析和判別由於鑽進所造成的一些假象，把它們從自然現象中區別出來。如某些基岩層因鑽進而造成的破碎擦痕，地層的扭曲、變薄、缺失和錯位，鬆散層的擾動、結構的破壞等。

（2）測算岩心採取率。岩心採取率是指所取岩心長度與鑽孔進尺之比率，計算公式為：

專門水文地質學

式中：K_u為岩心採取率，無量綱；L₀為所取岩心的總長度（m）；L為鑽探進尺長度（m）。

岩心採取率可以判斷堅硬岩石的破碎程度及岩溶發育強度，進而分析岩石的透水性和確定含水層位。一般在基岩中，K_u≥70%，在構造破碎帶、風化帶和裂隙、岩溶帶中，K_u≥50%。

（3）統計裂隙率及岩溶率。基岩的裂隙率或岩溶率，是用來確定岩石裂隙或岩溶發育程度以及確定含水段位置的可靠標志。鑽探中通常只作線狀統計，用下式計算：

專門水文地質學

式中：y為線裂隙率或線岩溶率；L為統計段長度（m）；∑b_i為L段內在平行岩心軸線上測得的裂隙或岩溶的總寬度（m）；K_u為L段內的岩心採取率。

（4）一般在終孔後在孔內進行綜合物探測井，以便准確劃分含水層（段），並取得有關參數資料。

（5）按設計的層位或深度，從岩心或鑽孔內採取定規格（體積或重量的）或定方向的岩樣或土樣，以供觀察、鑒定、分析和實驗之用。如採取諸如孢子花粉、同位素、古地磁等樣品。

⑵ 岩石結構的均質和非均質

岩石是構成地殼和上地幔的固態物質，是地球地質作用的產物。它由礦物的天然集合體組成。岩石內部的主要成分是礦物顆粒和膠接物質。根據成因，可將其劃分為岩漿岩（或火成岩）、沉積岩和變質岩三大類^{［51～53］}，它們的力學性質截然不同。

岩漿岩主要有侵入岩和噴出岩兩種。地殼之下的地幔物質處於高溫高壓狀態，並在一定條件下以熔融岩漿形式沿著地殼的薄弱環節往地面運動。若於地下冷凝成岩，則稱為侵入岩，若溢出地表冷凝成岩，則稱為噴出岩。岩漿岩結構的顯著特點是，顆粒邊界起伏很大，可以相互嵌入；顆粒之間不僅聯結力很大，接觸也很緊密，幾乎沒有空隙。通常完整的岩漿岩強度都很高，容易產生脆性破壞。花崗岩是典型的一種岩漿岩（粗粒深成岩），圖1-5是其組構示意圖。

沉積岩是指地殼上各種鬆散物質（機械或化學作用而破壞的岩石）以及溶解於水的化學物質，經過搬運、沉積和成岩作用而形成的層狀岩石。砂岩是沉積岩的代表性岩石，其力學性質與顆粒和膠結物質有關。根據顆粒大小可分為粗砂岩、中砂岩、細砂岩和粉砂岩等，根據膠接物質又可分為泥質砂岩、石灰質砂岩、硅質砂岩等。圖1-6是砂岩的組構示意圖。

地殼中的沉積岩或火成岩岩石在外界條件發生變化時，如地殼運行、岩漿入侵，受到高溫、高壓的作用，其成分、結構等發生變化，形成新的岩石，稱為變質岩。通常，變質岩會保存原始岩石的某些特徵，但有其自身獨特的性質。大理岩是一種變質岩，由石灰岩熱變質之後，經重結晶作用而形成。圖1-7是大理岩的組構示意圖。

構成岩石的礦物顆粒具有多種形狀和大小^［52］。通常而言，在以毫米為尺度觀察時，岩石是極端不均勻的；但若以厘米以上的尺度取樣，則大致可以認為岩石材料是均勻的。這與四方連續的圖案非常相似，即局部差異顯著而整體均勻一致。因此，在進行岩石力學性質試驗研究時，試樣尺度在任何情況下不得小於最大礦物顆粒直徑的3倍，通常要達到最大礦物顆粒直徑的10倍。

圖1-5 花崗岩的組構示意圖

（據W.W.Moorhouse，1986）

a—斑狀花崗岩；b—黑雲母花崗岩；c—白雲母黑雲母花崗岩

圖1-6 砂岩的組構示意圖

（據W.W.Moorhouse，1986）

a—紅色砂岩；b—石英砂岩；c—Penrith砂岩

另一方面，岩石的形成過程以及其後的地質作用可能使其內部存在夾層、裂隙等各種缺陷。若研究的尺度與這些缺陷分布相當，則必定要認為岩石是非均質材料。當然，在考慮范圍較大、使用更大的尺度（如增大有限元網格直徑）時，岩石又可以認為是具有均勻缺陷的材料。最為顯著的事實是，岩樣尺度越大，強度的離散程度越小。當然，所謂的均勻缺陷只是相對而言的一種理想狀態，離散性是始終存在的。

由此說來，岩石材料結構的均勻與否同使用的研究尺度和所考察的范圍有關。但是，從岩樣得到的力學性質參數能否用於大尺度的岩石材料，是至關重要的問題。不可否認的是，從工程地質的觀點看，岩體的強度主要取決於內部斷層和節理的力學性質，實驗室完整岩樣的試驗結果與工程實際相距甚遠。

圖1-7 大理岩的組構示意圖

（據W.W.Moorhouse，1986）

a—粉紅色大理岩；b—白色大理岩；c—白雲石大理岩

岩石，尤其是沉積岩和變質岩，內部的層理、節理、裂隙和軟弱夾層等具有明顯的方向性，即力學性質的各向異性。這是岩石力學研究的又一重大問題^［54］。

⑶ 常規岩心分析實驗是指什麼

這類岩心分析實驗主要是描述岩石本身孔隙空間大小；各種流體在孔隙空間內佔有多大比例；各種流體在儲層內發生流動時，它的流動速度與流體性質及岩石特性之間的關系。

（1）岩石孔隙度（數學符號記為Φ）：它是對岩石儲存流體的儲集能力的度量。定量地說，孔隙度是孔隙體積與岩石總體積的比率。孔隙體積如果是總孔隙體積（連通的孔隙體積加上不連通的孔隙體積），這個比率就叫絕對孔隙度；孔隙體積如果是相互連通的孔隙體積，這個比率就叫有效孔隙度。有效孔隙度是指互相連通的孔隙體積占岩石總體積的比率，那些不連通的孔隙稱為死孔隙，對開發是沒有意義的。因此，有效孔隙度是表徵岩石物性的一個非常重要的參數。

（2）岩心流體飽和度：為某特定流體（油、氣或水）在地層中占據孔隙體積的分數或百分比。油的飽和度數學符號記為So；氣的飽和度數學符號記為Sg；水的飽和度數學符號記為Sw。

所有流體的飽和度之和是100%，所以，So+Sg+Sw=1.0。一般認為，油藏中的流體從運移到聚集經歷了漫長的地質年代，流體已達到了一種過平衡狀態，按密度的不同進行了分離，油的上面是天然氣，下面是水。除了底水和邊水外，儲層中由於毛管力的作用，孔隙中還分布著最低限度的原生水，原生含水飽和度（Swc）也很重要，因為它占據了油氣之間的空間。它在整個油藏中不是均勻分布的，隨岩性孔隙緻密程度及離自由水面的高度而變化，最低限度的原生水通常呈水膜狀附著在岩石的孔隙周圍，通常也稱之為束縛水飽和度。油藏一旦投入開發，油相要流動，其飽和度必須超過某一個特定值才能流動，這個值就是臨界含油飽和度（Soc），低於這個值油相在孔隙中是不流動的。如果我們用一種驅替劑將油驅替出來，在這個過程中，就有一個殘余油飽和度（Sor）的概念，殘余油飽和度總是大於臨界油飽和度。我們經常感興趣的飽和度是可流動油的飽和度（Som），也就是可動油占據孔隙體積的分數或百分比，用公式表達為Som=1.0-Swc-Sor。

（3）岩石滲透率（數學符號記為K）：岩石滲透率是一個非常重要的表徵岩石特性的參數。主要是用它度量地層傳送流體的能力，它控制著地層中流體的流速和運動方向。1856年，亨利·達西（Henry Darcy）總結了他利用水通過自製鐵管砂子的驅替實驗，第一次用數學公式定義了這一岩石特性，這就是有名的達西定律。在流體流動計算中應用傳統的線性流方程表達為：

某油田孔隙度和滲透率的關系從達西定律中可以明顯看出，通過多孔岩石流體的流速q與岩石的滲透率及兩端的壓差成正比，與流體的黏度和流過的距離成反比。這就好比我們以相同的壓力差來驅趕那些地下的油、氣，地下的「房子」越大（Ф越大）、房子的「門窗」越多（孔隙結構的喉道配位數越多）、行走越暢通的地方（高滲透儲層），油或氣就越容易被趕出來，而對那些房子小、門窗小、行走阻力大的地方（低滲透儲層），油、氣就比較難於被趕出來。除非加大驅動壓力差，或者把「門窗」改造大一些（通過壓裂、酸化等改造措施）才能把更多的氣、油趕出來。如果地層構造都一樣，可以肯定說，氣最容易跑出來，因為氣的黏度低，流動起來阻力小，油黏度比氣高，流動起來就比氣遲緩。同是油，那些黏度低的也就比那些黏度高的容易流動，一些黏度極高的重油簡直就像狗皮膏葯，黏糊糊的，很難把它們從地下「拽」出來。

⑷ 非均質體礦物的鑒定

通常採用下列程序:

(1)在單偏光鏡下觀察礦物的晶形、解理，測定解理夾角、顏色、多色性、突起等級、閃突起、包裹體特徵及次生變化等特徵。

(2)在正交偏光鏡下觀察消光類型，如為平行消光，尚需測定延性符號; 如為斜消光，測定消光角大小。觀察雙晶類型等特徵。

(3)選擇一個垂直光軸的切面，在錐光鏡下確定軸性，測定光性符號，如為二軸晶，還需估計 2V 大小，觀察色散特徵。如為有色礦物，在單偏光鏡下觀察 No(一軸晶)或Nm(二軸晶)的顏色。

如果岩石薄片中找不到垂直光軸的切面，一軸晶可選用斜交光軸(光軸傾角不大)的切面測定上述光學特徵。用這種切面觀察 No 的顏色時，必須在正交偏光鏡下確定 No的方向，並使 No 平行下偏光鏡的振動方向 PP(此時礦片消光)後，推出上偏光鏡，觀察 No 的顏色。二軸晶可以選用垂直光軸面的斜交光軸切面(光軸傾角不大)測定上述光學性質。這種切面的干涉圖特徵是當光軸面與上、下偏光鏡振動方向平行時，干涉圖中的直黑帶通過視域中心並平分視域(圖 5 －24A、B)，此時與直黑帶垂直的方向為 Nm。轉動物台，使 Nm 方向平行下偏光鏡的振動方向(PP)，然後取消錐光鏡裝置，在單偏光鏡下觀察 Nm 的顏色。如為無色礦物，則可選用任意斜交光軸切面(光軸傾角不大)代替垂直光軸切面。

(4)選定一個平行光軸(一軸晶)或平行光軸面(二軸晶)的切面。在正交偏光鏡下測定最高幹涉色級序、最大雙折率值和消光角大小(二軸晶單斜晶系，Nm∥Y 晶軸時)。如為有色礦物，使 Ne(一軸晶)或 Ng(二軸晶)平行下偏光鏡的振動方向(PP)，然後取消錐光鏡裝置，在單偏光鏡下觀察 Ne 或 Ng 的顏色; 隨後，轉動物台 90°，使 No(一軸晶)或 Np(二軸晶)平行 PP，觀察 No 或 Np 的顏色; 同時，觀察多色性的明顯程度以及閃突起現象。結合垂直光軸切面上觀察的 Nm 顏色，寫出多色性公式及吸收性公式。

系統測定所要鑒定礦物的光學性質之後，查閱有關光性礦物鑒定手冊或鑒定圖表，定出礦物名稱。初學者鑒定透明礦物的一般流程推薦如圖 6 －1 所示。當然，在實際鑒定透明礦物過程中，是否需要這樣操作觀察，可根據具體情況具體分析，不必拘於這個形式。

圖6-1 透明礦物鑒定的一般流程

⑸ 儲層基本特徵及其非均質性分析

1.儲層基本特徵

（1）孔隙特徵

根據鑄體薄片、電鏡等資料分析結果，本區孔隙類型主要有粒間孔隙、粒內孔隙、裂縫孔隙和晶間孔隙四種類型，粒間孔隙是主要孔隙類型。粒間孔大小一般在40～120μm，個別達400～500μm。

（2）喉道發育特徵

本區塊儲層的喉道較細，喉道半徑約為14.73μm，主要流動喉道半徑9.48μm，平均為3.22μm。但是儲層的喉道大小發育比較均勻，孔喉均質系數0.26。儲層的連通情況一般，孔喉配位數平均為2.09。孔喉比較低，其值為10.98；反映毛管壓力採收率的數值退汞效率較高，為56.88%。

（3）孔隙結構分類特徵

根據孔隙、喉道的發育狀況與物性狀況，選擇滲透率、孔隙直徑、喉道半徑、喉道均質系數等參數，按「遼河油田開發儲層評價技術與規范」有關標准，對孔隙結構特徵進行綜合評價與分類，可劃分為5大類8小類（表2-2），本區塊儲層以中孔中滲細喉較均勻型為主。各小類的主要特徵如下。

圖2-23小層層內變異系數分布圖

（3）平面非均質性

本區塊第Ⅰ油層組砂層不發育，也不含油。第Ⅱ、Ⅲ油層組的含油麵積按砂層組的面積與厚度比較，其變化是較大的，如Ⅲ₃—Ⅲ₄小層面積可達5.57km²，Ⅱ₃—Ⅱ₄的面積只有1.08km²，面積相差5倍之多，若同時開采，必然產生較強的平面矛盾。

⑹ 岩石力學的研究方法

岩石力學的研究方法主要是：科學實驗和理論分析。科學實驗包括室內試驗、野外試驗和原型觀測（監控）。室內試驗一般分為岩塊（或稱岩石材料，即不包括明顯不連續面的岩石單元）試驗和模型試驗（主要是地質力學模型試驗和大工程模擬試驗）。野外試驗和原型觀測是在天然條件下，研究包括有不連續面的岩體的性狀，是岩石力學研究的重要手段，也是理論研究的主要依據。理論分析是對岩石的變形、強度、破壞准則及其在工程上的應用等課題進行探討。在這方面，長期以來沿用彈性理論、塑性理論和鬆散介質理論進行研究。由於岩石力學性質十分復雜，所以這些理論的適用范圍總是有限的。近年來，雖然發展了一些新的理論（如非連續介質理論），但都不夠成熟。1960年代以來，數值分析方法和大型電子計算機的應用給岩石力學的發展創造了有利條件。用這種方法和計算設備可以考慮岩石的非均質性，各向異性，應力－應變的非線性和流變性，粘、彈、塑性，等等。但是由於當前岩石力學的試驗方法較落後，還無法為計算提供准確的參數及合適的邊界條件，使計算技術的應用受到影響。
在研究中，一般應注意以下三個基本問題：①岩石是一種復雜的地質介質，研究工作都須在地質分析，尤其是在岩體結構分析的基礎上進行；②研究岩石力學的電要目的是解決工程實際問題，由於在工程實踐中岩石力學涉及地球物理學、構造地質學、實驗技術、計算技術、施工技術等學科，因此有關學科的研究人員以及工程勘測設計，施工人員的密切合作至關重要；③岩石性質十分復雜，目前使用的理論和方法還不能完全描述自然條件，因此強調在現場對岩石的性狀進行原型觀測，並利用獲得的資料驗證或修改理論分析結果和設計方案。對工程實踐而言，岩體中的非連續面和軟弱夾層往往是控制岩體穩定的主導因素。它們的力學特性，特別是流變性及其對建築物的影響，日益受到重視。

⑺ 研究方法

大慶油田剩餘油研究主要採用精細地質研究、岩心分析、測井等方法。精細地質研究的重點是：在垂向上將油層細分成單層，在平面上細分出沉積微相，詳細解剖單砂體內部結構、構造、沉積韻律，微幅度構造及小斷層，尋找出與斷層切割有關的剩餘油。因此，精細地質研究的重點是影響油水分布的油層宏觀非均質性及其構造因素等。其關鍵是確定井間砂體的邊界位置及各砂體之間的連通關系，預測砂體內部的結構、構造及物性參數變化。通過對岩心的觀察、實驗分析，不僅可以取得其他方面的一些資料，還可以真實地了解油層水淹規律，認識和掌握在不同開發階段、不同含水階段油層水淹特徵，搞清剩餘油分布。注水開發的油田，對水淹層的確定，除依據極少量取心井對岩心觀察分析實驗外，主要參考測井對水淹層的解釋。

1.精細地質研究

（1）垂向上將油層細分成單層

以往沉積相研究重點是由河道砂體形成的厚油層。所劃分的沉積單元是單一河道或單一三角洲的沉積旋迴，而在每期河流或三角洲的沉積過程中，由於河流的多次決口泛濫或周期性洪水事件，在河間和三角洲前緣地區形成了復雜的多期砂體疊加沉積。現在調整挖潛的對象重點轉向了低滲透薄油層，精細地質研究中必須將薄互層在垂向上細分出單層。這種單層既是在一定范圍內可以追溯對比的同一沉積成因單元，也是相對獨立的油水流動單元。

（2）平面上細分出沉積微相

在以往細分沉積相研究中，只劃分出了河道砂、河間薄層砂、前緣席狀砂等沉積類型。根據油田調整挖潛的需要以及對砂體成因認識的不斷加深，需要在原來的基礎上進一步細分沉積微相。將河道砂細分為主河道砂、廢棄河道砂（或牛軛湖）、決口河道砂等微相類型，並確定出河道的類型。將河間薄層砂細分出天然堤、決口扇、泛濫薄層砂等微相類型。將三角洲前緣相細分出水下河道、河口壩、水下決口扇、水下天然堤、席狀砂等微相類型。根據不同的沉積微相預測砂體的幾何形態及其組合特徵。

（3）詳細解剖出單砂體的內部結構、構造

不同沉積成因的單砂體，其內部結構、構造和非均質特徵有所不同。在油田注水開發中，砂體內部結構及由各種沉積界面所形成的薄夾層，影響著油層的動用狀況和剩餘油分布。根據單砂體的成因類型，確定單砂體內部薄夾層的分布模式、延伸方向、規模大小、分布密度等是精細地質研究的重要內容。並且要推測出砂體厚度和滲透率的分布規律，預測性地進行井間油層參數的插值，建立起各類油層的精細地質模型。

（4）研究沉積韻律

沉積韻律是指在沉積過程中岩性由粗到細或由細到粗的順序在地層縱向剖面上重復出現的組合。

大慶油田一般出現三種類型沉積韻律。即正韻律（自下而上由粗變細的規律）、反韻律（自下而上由細變粗的規律）、復合韻律（即細—粗—細或粗—細—粗的韻律）。由於沉積韻律不同，油層水淹規律也不一樣，如正韻律油層，水驅過程中，油層底部水淹嚴重，則剩餘油往往分布在油層上部；反韻律油層，水驅過程中注入水首先沿著油層上部較高滲透段向前推進，同時在重力的作用下，使注入水進入下部低滲透段，相對水淹較均勻。要搞清沉積韻律，首先必須詳細觀察岩心，再對照測井曲線判斷。

（5）研究微幅度構造

為了認清地下單砂體的埋藏狀況，必須繪制單砂層的微幅度構造圖。油藏的整體構造形態受大地構造運動和區域應力場的控制。但由於局部地區受小范圍古地形地貌及差異壓實作用的影響，不同層位的單砂層還會形成局部的微幅度起伏。這種微構造對注入水的分布也有一定控製作用，尤其是對大面積分布的厚油層。因此，必須以較密集的等值線（間距應小於5m）繪制出單砂層頂界或底界的等深圖，才能顯示出微構造形態。

（6）識別出小斷距斷層

利用密井網資料提高識別和組合斷層的精度，也是精細地質研究中的一項內容。對於低滲透薄油層，幾米斷距的小斷層也會影響其連續性，阻擋油水的流動，在斷層附近形成剩餘油富集部位。因此，必須把油層部分2～10m斷距的小斷層識別出來，並利用密井網資料合理地進行斷層組合，確定出小斷層的走向和傾向，分析小斷層對油田注水開發的影響，尋找出與斷層切割有關的剩餘油分布。

2.用岩心研究剩餘油分布

在高含水後期鑽取心檢查井（包括密閉取心），了解不同類型油層水淹狀況，取得油水飽和度資料，研究剩餘油分布特徵。

（1）用岩心資料判斷水淹層和確定驅油效率的方法

油田注水開采過程中，隨著注入水不斷地注到油層中，儲油層孔隙內油、水飽和度也隨之變化。在單一油層內受到注入水驅替部分叫水洗；未受到注入水驅替仍保持原始含油、含水飽和度的狀況稱未水洗。水洗後的油層在岩性、含油性、物性等很多指標發生明顯變化，這些變化特徵是密閉取心檢查井判斷是否被水洗的指標，或稱水洗指標。評價油層水洗程度一般用水洗級別、油層水淹厚度、水淹厚度百分比及驅油效率等參數表示，它是表明油層開采效果的綜合指標。

在判斷油層水淹過程中，是以單塊岩樣的水洗為基礎，以各項水洗指標變化進行綜合判斷分析，僅用一、二項指標是不可靠的。在各項指標中，應以含水飽和度的變化為主。目前已應用數理統計方法進行油層水洗圖版的研究，從而提高了判斷精度。

大慶油田目前單塊岩樣判斷水洗的方法是根據水洗後岩性、含油性及物性變化為主要特徵，其主要指標有：水洗岩心的岩性特徵，目前含水飽和度，氯化鹽含量等。

用上述主要指標確定岩樣水洗時，也可以配合岩石潤濕性測定結果及地球物理解釋成果等。同時，也要考慮油田實際注水系統，油層連通狀況，開采動態等資料綜合分析，從而作出正確的結論。

（2）用岩心研究油層見水規律

對水洗岩心觀察可以發現，同一油層的不同部位的岩心水洗程度差別很大，這是由於岩石的非均質性造成的。岩石的顆粒大小和均勻程度，層理發育程度，薄夾層及含有物的多少，都直接影響水洗效果。如顆粒粗而均勻的岩石，滲透率就高，水洗程度就好；層理越發育的層段，水洗越不均勻；薄夾層和泥礫、鈣礫發育的部位滲透性差，水洗效果就差。通過大量的密閉取心井岩心水淹實際資料得知，油層非均質類型不同，其水洗厚度、強水洗增長趨勢不同，開發效果差別很大。如正韻律油層在水驅開采過程中，層內矛盾突出，底部水洗嚴重，水洗厚度小，強水洗段出現得早，強水洗厚度小，強水洗段平均驅油效率高。整個油層水洗厚度、強水洗厚度隨注水倍數的提高增長緩慢。水洗特徵是：注入水首先沿著底部高滲透段向前突進，由於重力的作用、油水粘性竄流及偏親油油層的毛管力作用使其突進速度加劇，起到了不利於水洗波及體積擴大的作用，致使正韻律油層底部水洗嚴重，水洗波及體積減小，層內動用狀況很不均勻。在開采中，主要是底部發揮作用，隨著油井見水，正韻律油層底部耗水量迅速增加，很快造成底部含水飽和度並出現強水洗段。

由於注入水沿底部高滲透層沖刷，使正韻律底部強水洗段岩性、物性發生變化。室內實驗研究和檢查井岩心分析資料表明，由低礦化度的注入水對油層岩石顆粒間及其表面的粘土類、鹽類膠結物及附著物的機械沖刷破碎，水解稀釋等物理的、化學的改造作用增強。同時受到注入水大倍數沖刷後的強水洗岩心，岩石氯化鹽含量一般要降低50%～80%，孔隙半徑（主要是溝通孔隙的喉道半徑）約增大1倍左右，空氣滲透率由於孔喉迂曲率的改變也將增大，岩石原來的孔喉關系也會發生改變，主要表現為壓汞退出毛管壓力曲線左移，即水銀退出效率降低。

同時岩石表面潤濕性隨著含水飽和度的提高，由偏親油向偏親水方向轉化。

所有這些變化從微觀上提高了強水洗段的水驅油效率，加劇了正韻律油層的層內矛盾，不利於縱向上、平面上的水洗厚度的提高和水洗波及體積的擴大，使底部強水洗段滲透阻力越來越小而成為注入水的暢流通道，即注入水順著強水洗段被大量采出。

在油層頂部驅油效率較低，從而形成剩餘油的分布。

3.應用地球物理測井方法研究剩餘油分布

目前，大慶油田水淹層測井解釋主要是沿用常規水淹層解釋方法。C/O能譜測井與多井評價聯合確定區塊剩餘油飽和度分布取得初步成果。

90年代末，大慶油田針對目前剩餘油飽和度分布描述存在的周期長、精度差、成本高、易污染等問題，開展了利用碳氧比能譜測井資料、多井評價與三維精細地質建模相聯合尋找區塊剩餘油富集區並確定剩餘油飽和度分布的研究工作。這是一項最經濟、很有效的方法，其特點是可以獲得儲集層目前剩餘油飽和度分布。

利用該方法，1999年對大慶第五採油廠杏13區剩餘油飽和度分布描述進行了探索性研究工作，並見到了初步效果：①多井解釋為區塊地質分析提供了基礎；②可分析出井間砂體分布、連通狀況，從注水井杏13—11—234井為中心與8口生產井之間的剖面圖看出注水井位於低孔隙帶，是較理想的注水井；③利用碳氧比能譜測井與多井評價聯合預測出了該區塊的剩餘油分布，給出了可動油分布預測圖，從所編繪的圖件看出杏13—丁2—檢P336井附近可動油飽和度較高，與第五採油廠精細地質研究結果基本一致。此項工作表明，碳氧比能譜測井與多井評價聯合不僅能描述區塊剩餘油飽和度的分布，還可進一步研究區塊可動油的分布，這對油田注采方案設計及三次加密調整具有重要指導意義。

4.用其他多種方法研究剩餘油分布

研究剩餘油分布除主要依靠上述一些方法外，還可利用准確的分層測試資料搞清各井點的油水及壓力狀況，自噴油井常用渦輪測試、「204」測試及找水測試測出出油剖面，而抽油井可採用氣舉找水等錄取分層資料。

另外，對於未劃儲油層的含油狀況，可參考熒光測試結果確定含油程度。

總之，油層內油、氣、水交錯滲流，要搞清油、水分布是一件非常復雜的工作，必須通過各種手段和途徑，在積累豐富的油田地質、開發動態資料的基礎上，應用多種方法進行綜合分析判斷，才能比較清楚地搞清油層內剩餘油的分布。

⑻ 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。

⑼ 岩心及其實驗分析資料

岩心及其實驗分析資料是認識儲層最直接的信息，也是儲層評價必不可少的基礎資料。因此，盡早盡可能地進行系統取心，取得一個所研究儲層的完整岩心剖面，是開發儲層評價很關鍵的一環。

系統取心井點在平面上分布應考慮儲層平面上、縱向上相變的程度，保證所取岩心能覆蓋各類微相和岩相，以利於建立測井相和各類微相、岩相與物性關系。

常規岩心分析的取樣應滿足一定的密度要求，滿足測井的岩石物性解釋需要。儲層非均質性愈嚴重，要求取樣密度愈大。

應有一定數量的代表性岩心樣品，在同一塊岩樣上測定幾項關鍵參數，以求得各項參數間合理的相關關系，如孔隙度與滲透率、水平滲透率與垂直滲透率、不同方向上水平滲透率的差異等。

要有一定的特殊岩心分析，了解儲層的滲流特徵，求取相對滲透率、水驅油效率、儲層的敏感性。

評價水體部分儲層，是開發地質工作中一個必不可少的組成部分。由於含油區和含水區間常常會存在成岩作用差異，兩者參數經常不能互相替代。而水層性質往往對油層開發有很大影響，所以取得一定量的水層岩心並進行分析研究是十分必要的。

油基鑽井液取心、密閉取心等特殊技術取心是直接取得准確的油、氣、水飽和度資料和潤濕性資料等的專門手段，應視需要和條件適當安排。

⑽ 夾層類型與分布的非均質性

（1）夾層的類型及識別

夾層是指小層內部的非滲透層或低滲透層。MSC4和MSC5旋迴的夾層有兩種類型，即岩性夾層和物性夾層。岩性夾層的識別較為容易，物性夾層的識別較為困難。

岩性夾層一般是指非滲透層，主要包括泥岩、炭質泥岩、粉砂質泥岩等岩性。在測井曲線上主要是依靠自然伽馬測井結合其他測井曲線予以識別。根據12口取心井的岩心剖面與自然伽馬測值統計，一般GR小於0.2，則主要為礫岩、含礫粗砂岩、粗砂岩；若GR＝0.2～0.4，則為中砂岩；當 GR＝0.4～0.6時，為細砂岩和粉砂岩、泥質粉砂岩；GR大於0.6，為泥岩，如果AC大於400，DEN小於2.1，則為炭質泥岩。根據研究區測井曲線特徵，光滑或弱齒化箱型GR曲線，普遍幅度高，反映為主河道砂體，夾層不發育。光滑或弱齒化鍾型GR曲線頂部岩性變細為粉—細砂岩，是河道砂體間的夾層類型。強齒化鍾型-強齒化聖誕樹型GR曲線，內部夾幅度降至半幅值以下的鋸齒，是研究區河道砂體內部發育夾層的測井曲線的主要樣式。

物性夾層一般是指砂岩儲層中的低滲透層，即低於緻密砂岩儲層下限標準的岩性層段，由於本區砂岩儲層經歷了復雜的成岩作用，導致砂岩儲層物性的降低及復雜的變化，因此這類夾層的分布較廣，礫岩、粗砂岩、中砂岩、細砂岩、粉砂岩、泥質粉砂岩中都有可能發育。物性夾層的識別首先應確定儲層的物性下限，在此基礎上，確定岩性和電性下限。儲層物性下限的確定一般採用儲層岩心實驗分析的方法，主要根據伯格公式結合岩心壓汞分析資料來確定（表6-9）。

表6-9 MSC4 和MSC5 旋迴儲層下限標准

（2）短期旋迴內夾層的分布特徵

本書選擇夾層頻率和夾層密度兩個參數來描述夾層（岩性及物性夾層）的分布特點。

1）夾層密度：指單位厚度儲層內夾層的厚度。夾層密度越大，夾層越發育。各小層夾層密度統計結果表明，本區河道砂岩的夾層密度多小於0.05條/m，且主要為物性夾層；溢岸沉積砂體與決口河道砂體夾層密度多大於0.3條/m，同時發育岩性夾層和物性夾層。

2）夾層頻率：指單位厚度的儲層內夾層的個數。各短期旋迴的夾層頻率統計結果表明，本區河道砂岩的夾層密度多小於0.05條/m，且主要為物性夾層；溢岸沉積砂體與決口河道砂體夾層密度多大於0.3條/m，同時發育岩性夾層和物性夾層。

總體上，河道砂岩中心部位，夾層相對不發育，河道側翼多發育岩性和物性夾層。本區河道砂岩多為多期河道疊置而成的厚層砂岩，單期河道之間既可以切割，也可以切疊。如果河道之間互相切割嚴重，則岩性夾層不發育，偶然發育物性夾層；而如果河道之間互相切疊，則有可能岩性及物性夾層同時發育。垂向上，岩性夾層多分布在單個河道砂的底部，物性夾層多分布在河道砂岩的中上部，如果河道砂岩切割下部河道砂岩，則在河道砂岩的底部也可發育物性夾層。