非均质岩石的岩心分析方法

⑴ 岩心的观测

在水文地质钻探过程中，要求每次提钻后立即对岩心进行编号，仔细观察描述、测量和编录。

（1）做好岩心的地质描述。对岩心的观察描述的内容主要是岩性、结构、构造、层序、层厚、孔隙性、透水性等。有两点值得注意，一是注意对地表见不到的现象进行观察和描述，如未风化地层的孔隙、裂隙发育及其充填胶结情况，地下水活动痕迹（溶蚀或沉积），发现地表未出露的岩层、构造等；二是注意分析和判别由于钻进所造成的一些假象，把它们从自然现象中区别出来。如某些基岩层因钻进而造成的破碎擦痕，地层的扭曲、变薄、缺失和错位，松散层的扰动、结构的破坏等。

（2）测算岩心采取率。岩心采取率是指所取岩心长度与钻孔进尺之比率，计算公式为：

专门水文地质学

式中：K_u为岩心采取率，无量纲；L₀为所取岩心的总长度（m）；L为钻探进尺长度（m）。

岩心采取率可以判断坚硬岩石的破碎程度及岩溶发育强度，进而分析岩石的透水性和确定含水层位。一般在基岩中，K_u≥70%，在构造破碎带、风化带和裂隙、岩溶带中，K_u≥50%。

（3）统计裂隙率及岩溶率。基岩的裂隙率或岩溶率，是用来确定岩石裂隙或岩溶发育程度以及确定含水段位置的可靠标志。钻探中通常只作线状统计，用下式计算：

专门水文地质学

式中：y为线裂隙率或线岩溶率；L为统计段长度（m）；∑b_i为L段内在平行岩心轴线上测得的裂隙或岩溶的总宽度（m）；K_u为L段内的岩心采取率。

（4）一般在终孔后在孔内进行综合物探测井，以便准确划分含水层（段），并取得有关参数资料。

（5）按设计的层位或深度，从岩心或钻孔内采取定规格（体积或重量的）或定方向的岩样或土样，以供观察、鉴定、分析和实验之用。如采取诸如孢子花粉、同位素、古地磁等样品。

⑵ 岩石结构的均质和非均质

岩石是构成地壳和上地幔的固态物质，是地球地质作用的产物。它由矿物的天然集合体组成。岩石内部的主要成分是矿物颗粒和胶接物质。根据成因，可将其划分为岩浆岩（或火成岩）、沉积岩和变质岩三大类^{［51～53］}，它们的力学性质截然不同。

岩浆岩主要有侵入岩和喷出岩两种。地壳之下的地幔物质处于高温高压状态，并在一定条件下以熔融岩浆形式沿着地壳的薄弱环节往地面运动。若于地下冷凝成岩，则称为侵入岩，若溢出地表冷凝成岩，则称为喷出岩。岩浆岩结构的显着特点是，颗粒边界起伏很大，可以相互嵌入；颗粒之间不仅联结力很大，接触也很紧密，几乎没有空隙。通常完整的岩浆岩强度都很高，容易产生脆性破坏。花岗岩是典型的一种岩浆岩（粗粒深成岩），图1-5是其组构示意图。

沉积岩是指地壳上各种松散物质（机械或化学作用而破坏的岩石）以及溶解于水的化学物质，经过搬运、沉积和成岩作用而形成的层状岩石。砂岩是沉积岩的代表性岩石，其力学性质与颗粒和胶结物质有关。根据颗粒大小可分为粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩等，根据胶接物质又可分为泥质砂岩、石灰质砂岩、硅质砂岩等。图1-6是砂岩的组构示意图。

地壳中的沉积岩或火成岩岩石在外界条件发生变化时，如地壳运行、岩浆入侵，受到高温、高压的作用，其成分、结构等发生变化，形成新的岩石，称为变质岩。通常，变质岩会保存原始岩石的某些特征，但有其自身独特的性质。大理岩是一种变质岩，由石灰岩热变质之后，经重结晶作用而形成。图1-7是大理岩的组构示意图。

构成岩石的矿物颗粒具有多种形状和大小^［52］。通常而言，在以毫米为尺度观察时，岩石是极端不均匀的；但若以厘米以上的尺度取样，则大致可以认为岩石材料是均匀的。这与四方连续的图案非常相似，即局部差异显着而整体均匀一致。因此，在进行岩石力学性质试验研究时，试样尺度在任何情况下不得小于最大矿物颗粒直径的3倍，通常要达到最大矿物颗粒直径的10倍。

图1-5 花岗岩的组构示意图

（据W.W.Moorhouse，1986）

a—斑状花岗岩；b—黑云母花岗岩；c—白云母黑云母花岗岩

图1-6 砂岩的组构示意图

（据W.W.Moorhouse，1986）

a—红色砂岩；b—石英砂岩；c—Penrith砂岩

另一方面，岩石的形成过程以及其后的地质作用可能使其内部存在夹层、裂隙等各种缺陷。若研究的尺度与这些缺陷分布相当，则必定要认为岩石是非均质材料。当然，在考虑范围较大、使用更大的尺度（如增大有限元网格直径）时，岩石又可以认为是具有均匀缺陷的材料。最为显着的事实是，岩样尺度越大，强度的离散程度越小。当然，所谓的均匀缺陷只是相对而言的一种理想状态，离散性是始终存在的。

由此说来，岩石材料结构的均匀与否同使用的研究尺度和所考察的范围有关。但是，从岩样得到的力学性质参数能否用于大尺度的岩石材料，是至关重要的问题。不可否认的是，从工程地质的观点看，岩体的强度主要取决于内部断层和节理的力学性质，实验室完整岩样的试验结果与工程实际相距甚远。

图1-7 大理岩的组构示意图

（据W.W.Moorhouse，1986）

a—粉红色大理岩；b—白色大理岩；c—白云石大理岩

岩石，尤其是沉积岩和变质岩，内部的层理、节理、裂隙和软弱夹层等具有明显的方向性，即力学性质的各向异性。这是岩石力学研究的又一重大问题^［54］。

⑶ 常规岩心分析实验是指什么

这类岩心分析实验主要是描述岩石本身孔隙空间大小；各种流体在孔隙空间内占有多大比例；各种流体在储层内发生流动时，它的流动速度与流体性质及岩石特性之间的关系。

（1）岩石孔隙度（数学符号记为Φ）：它是对岩石储存流体的储集能力的度量。定量地说，孔隙度是孔隙体积与岩石总体积的比率。孔隙体积如果是总孔隙体积（连通的孔隙体积加上不连通的孔隙体积），这个比率就叫绝对孔隙度；孔隙体积如果是相互连通的孔隙体积，这个比率就叫有效孔隙度。有效孔隙度是指互相连通的孔隙体积占岩石总体积的比率，那些不连通的孔隙称为死孔隙，对开发是没有意义的。因此，有效孔隙度是表征岩石物性的一个非常重要的参数。

（2）岩心流体饱和度：为某特定流体（油、气或水）在地层中占据孔隙体积的分数或百分比。油的饱和度数学符号记为So；气的饱和度数学符号记为Sg；水的饱和度数学符号记为Sw。

所有流体的饱和度之和是100%，所以，So+Sg+Sw=1.0。一般认为，油藏中的流体从运移到聚集经历了漫长的地质年代，流体已达到了一种过平衡状态，按密度的不同进行了分离，油的上面是天然气，下面是水。除了底水和边水外，储层中由于毛管力的作用，孔隙中还分布着最低限度的原生水，原生含水饱和度（Swc）也很重要，因为它占据了油气之间的空间。它在整个油藏中不是均匀分布的，随岩性孔隙致密程度及离自由水面的高度而变化，最低限度的原生水通常呈水膜状附着在岩石的孔隙周围，通常也称之为束缚水饱和度。油藏一旦投入开发，油相要流动，其饱和度必须超过某一个特定值才能流动，这个值就是临界含油饱和度（Soc），低于这个值油相在孔隙中是不流动的。如果我们用一种驱替剂将油驱替出来，在这个过程中，就有一个残余油饱和度（Sor）的概念，残余油饱和度总是大于临界油饱和度。我们经常感兴趣的饱和度是可流动油的饱和度（Som），也就是可动油占据孔隙体积的分数或百分比，用公式表达为Som=1.0-Swc-Sor。

（3）岩石渗透率（数学符号记为K）：岩石渗透率是一个非常重要的表征岩石特性的参数。主要是用它度量地层传送流体的能力，它控制着地层中流体的流速和运动方向。1856年，亨利·达西（Henry Darcy）总结了他利用水通过自制铁管砂子的驱替实验，第一次用数学公式定义了这一岩石特性，这就是有名的达西定律。在流体流动计算中应用传统的线性流方程表达为：

某油田孔隙度和渗透率的关系从达西定律中可以明显看出，通过多孔岩石流体的流速q与岩石的渗透率及两端的压差成正比，与流体的黏度和流过的距离成反比。这就好比我们以相同的压力差来驱赶那些地下的油、气，地下的“房子”越大（Ф越大）、房子的“门窗”越多（孔隙结构的喉道配位数越多）、行走越畅通的地方（高渗透储层），油或气就越容易被赶出来，而对那些房子小、门窗小、行走阻力大的地方（低渗透储层），油、气就比较难于被赶出来。除非加大驱动压力差，或者把“门窗”改造大一些（通过压裂、酸化等改造措施）才能把更多的气、油赶出来。如果地层构造都一样，可以肯定说，气最容易跑出来，因为气的黏度低，流动起来阻力小，油黏度比气高，流动起来就比气迟缓。同是油，那些黏度低的也就比那些黏度高的容易流动，一些黏度极高的重油简直就像狗皮膏药，黏糊糊的，很难把它们从地下“拽”出来。

⑷ 非均质体矿物的鉴定

通常采用下列程序:

(1)在单偏光镜下观察矿物的晶形、解理，测定解理夹角、颜色、多色性、突起等级、闪突起、包裹体特征及次生变化等特征。

(2)在正交偏光镜下观察消光类型，如为平行消光，尚需测定延性符号; 如为斜消光，测定消光角大小。观察双晶类型等特征。

(3)选择一个垂直光轴的切面，在锥光镜下确定轴性，测定光性符号，如为二轴晶，还需估计 2V 大小，观察色散特征。如为有色矿物，在单偏光镜下观察 No(一轴晶)或Nm(二轴晶)的颜色。

如果岩石薄片中找不到垂直光轴的切面，一轴晶可选用斜交光轴(光轴倾角不大)的切面测定上述光学特征。用这种切面观察 No 的颜色时，必须在正交偏光镜下确定 No的方向，并使 No 平行下偏光镜的振动方向 PP(此时矿片消光)后，推出上偏光镜，观察 No 的颜色。二轴晶可以选用垂直光轴面的斜交光轴切面(光轴倾角不大)测定上述光学性质。这种切面的干涉图特征是当光轴面与上、下偏光镜振动方向平行时，干涉图中的直黑带通过视域中心并平分视域(图 5 －24A、B)，此时与直黑带垂直的方向为 Nm。转动物台，使 Nm 方向平行下偏光镜的振动方向(PP)，然后取消锥光镜装置，在单偏光镜下观察 Nm 的颜色。如为无色矿物，则可选用任意斜交光轴切面(光轴倾角不大)代替垂直光轴切面。

(4)选定一个平行光轴(一轴晶)或平行光轴面(二轴晶)的切面。在正交偏光镜下测定最高干涉色级序、最大双折率值和消光角大小(二轴晶单斜晶系，Nm∥Y 晶轴时)。如为有色矿物，使 Ne(一轴晶)或 Ng(二轴晶)平行下偏光镜的振动方向(PP)，然后取消锥光镜装置，在单偏光镜下观察 Ne 或 Ng 的颜色; 随后，转动物台 90°，使 No(一轴晶)或 Np(二轴晶)平行 PP，观察 No 或 Np 的颜色; 同时，观察多色性的明显程度以及闪突起现象。结合垂直光轴切面上观察的 Nm 颜色，写出多色性公式及吸收性公式。

系统测定所要鉴定矿物的光学性质之后，查阅有关光性矿物鉴定手册或鉴定图表，定出矿物名称。初学者鉴定透明矿物的一般流程推荐如图 6 －1 所示。当然，在实际鉴定透明矿物过程中，是否需要这样操作观察，可根据具体情况具体分析，不必拘于这个形式。

图6-1 透明矿物鉴定的一般流程

⑸ 储层基本特征及其非均质性分析

1.储层基本特征

（1）孔隙特征

根据铸体薄片、电镜等资料分析结果，本区孔隙类型主要有粒间孔隙、粒内孔隙、裂缝孔隙和晶间孔隙四种类型，粒间孔隙是主要孔隙类型。粒间孔大小一般在40～120μm，个别达400～500μm。

（2）喉道发育特征

本区块储层的喉道较细，喉道半径约为14.73μm，主要流动喉道半径9.48μm，平均为3.22μm。但是储层的喉道大小发育比较均匀，孔喉均质系数0.26。储层的连通情况一般，孔喉配位数平均为2.09。孔喉比较低，其值为10.98；反映毛管压力采收率的数值退汞效率较高，为56.88%。

（3）孔隙结构分类特征

根据孔隙、喉道的发育状况与物性状况，选择渗透率、孔隙直径、喉道半径、喉道均质系数等参数，按“辽河油田开发储层评价技术与规范”有关标准，对孔隙结构特征进行综合评价与分类，可划分为5大类8小类（表2-2），本区块储层以中孔中渗细喉较均匀型为主。各小类的主要特征如下。

图2-23小层层内变异系数分布图

（3）平面非均质性

本区块第Ⅰ油层组砂层不发育，也不含油。第Ⅱ、Ⅲ油层组的含油面积按砂层组的面积与厚度比较，其变化是较大的，如Ⅲ₃—Ⅲ₄小层面积可达5.57km²，Ⅱ₃—Ⅱ₄的面积只有1.08km²，面积相差5倍之多，若同时开采，必然产生较强的平面矛盾。

⑹ 岩石力学的研究方法

岩石力学的研究方法主要是：科学实验和理论分析。科学实验包括室内试验、野外试验和原型观测（监控）。室内试验一般分为岩块（或称岩石材料，即不包括明显不连续面的岩石单元）试验和模型试验（主要是地质力学模型试验和大工程模拟试验）。野外试验和原型观测是在天然条件下，研究包括有不连续面的岩体的性状，是岩石力学研究的重要手段，也是理论研究的主要依据。理论分析是对岩石的变形、强度、破坏准则及其在工程上的应用等课题进行探讨。在这方面，长期以来沿用弹性理论、塑性理论和松散介质理论进行研究。由于岩石力学性质十分复杂，所以这些理论的适用范围总是有限的。近年来，虽然发展了一些新的理论（如非连续介质理论），但都不够成熟。1960年代以来，数值分析方法和大型电子计算机的应用给岩石力学的发展创造了有利条件。用这种方法和计算设备可以考虑岩石的非均质性，各向异性，应力－应变的非线性和流变性，粘、弹、塑性，等等。但是由于当前岩石力学的试验方法较落后，还无法为计算提供准确的参数及合适的边界条件，使计算技术的应用受到影响。
在研究中，一般应注意以下三个基本问题：①岩石是一种复杂的地质介质，研究工作都须在地质分析，尤其是在岩体结构分析的基础上进行；②研究岩石力学的电要目的是解决工程实际问题，由于在工程实践中岩石力学涉及地球物理学、构造地质学、实验技术、计算技术、施工技术等学科，因此有关学科的研究人员以及工程勘测设计，施工人员的密切合作至关重要；③岩石性质十分复杂，目前使用的理论和方法还不能完全描述自然条件，因此强调在现场对岩石的性状进行原型观测，并利用获得的资料验证或修改理论分析结果和设计方案。对工程实践而言，岩体中的非连续面和软弱夹层往往是控制岩体稳定的主导因素。它们的力学特性，特别是流变性及其对建筑物的影响，日益受到重视。

⑺ 研究方法

大庆油田剩余油研究主要采用精细地质研究、岩心分析、测井等方法。精细地质研究的重点是：在垂向上将油层细分成单层，在平面上细分出沉积微相，详细解剖单砂体内部结构、构造、沉积韵律，微幅度构造及小断层，寻找出与断层切割有关的剩余油。因此，精细地质研究的重点是影响油水分布的油层宏观非均质性及其构造因素等。其关键是确定井间砂体的边界位置及各砂体之间的连通关系，预测砂体内部的结构、构造及物性参数变化。通过对岩心的观察、实验分析，不仅可以取得其他方面的一些资料，还可以真实地了解油层水淹规律，认识和掌握在不同开发阶段、不同含水阶段油层水淹特征，搞清剩余油分布。注水开发的油田，对水淹层的确定，除依据极少量取心井对岩心观察分析实验外，主要参考测井对水淹层的解释。

1.精细地质研究

（1）垂向上将油层细分成单层

以往沉积相研究重点是由河道砂体形成的厚油层。所划分的沉积单元是单一河道或单一三角洲的沉积旋回，而在每期河流或三角洲的沉积过程中，由于河流的多次决口泛滥或周期性洪水事件，在河间和三角洲前缘地区形成了复杂的多期砂体叠加沉积。现在调整挖潜的对象重点转向了低渗透薄油层，精细地质研究中必须将薄互层在垂向上细分出单层。这种单层既是在一定范围内可以追溯对比的同一沉积成因单元，也是相对独立的油水流动单元。

（2）平面上细分出沉积微相

在以往细分沉积相研究中，只划分出了河道砂、河间薄层砂、前缘席状砂等沉积类型。根据油田调整挖潜的需要以及对砂体成因认识的不断加深，需要在原来的基础上进一步细分沉积微相。将河道砂细分为主河道砂、废弃河道砂（或牛轭湖）、决口河道砂等微相类型，并确定出河道的类型。将河间薄层砂细分出天然堤、决口扇、泛滥薄层砂等微相类型。将三角洲前缘相细分出水下河道、河口坝、水下决口扇、水下天然堤、席状砂等微相类型。根据不同的沉积微相预测砂体的几何形态及其组合特征。

（3）详细解剖出单砂体的内部结构、构造

不同沉积成因的单砂体，其内部结构、构造和非均质特征有所不同。在油田注水开发中，砂体内部结构及由各种沉积界面所形成的薄夹层，影响着油层的动用状况和剩余油分布。根据单砂体的成因类型，确定单砂体内部薄夹层的分布模式、延伸方向、规模大小、分布密度等是精细地质研究的重要内容。并且要推测出砂体厚度和渗透率的分布规律，预测性地进行井间油层参数的插值，建立起各类油层的精细地质模型。

（4）研究沉积韵律

沉积韵律是指在沉积过程中岩性由粗到细或由细到粗的顺序在地层纵向剖面上重复出现的组合。

大庆油田一般出现三种类型沉积韵律。即正韵律（自下而上由粗变细的规律）、反韵律（自下而上由细变粗的规律）、复合韵律（即细—粗—细或粗—细—粗的韵律）。由于沉积韵律不同，油层水淹规律也不一样，如正韵律油层，水驱过程中，油层底部水淹严重，则剩余油往往分布在油层上部；反韵律油层，水驱过程中注入水首先沿着油层上部较高渗透段向前推进，同时在重力的作用下，使注入水进入下部低渗透段，相对水淹较均匀。要搞清沉积韵律，首先必须详细观察岩心，再对照测井曲线判断。

（5）研究微幅度构造

为了认清地下单砂体的埋藏状况，必须绘制单砂层的微幅度构造图。油藏的整体构造形态受大地构造运动和区域应力场的控制。但由于局部地区受小范围古地形地貌及差异压实作用的影响，不同层位的单砂层还会形成局部的微幅度起伏。这种微构造对注入水的分布也有一定控制作用，尤其是对大面积分布的厚油层。因此，必须以较密集的等值线（间距应小于5m）绘制出单砂层顶界或底界的等深图，才能显示出微构造形态。

（6）识别出小断距断层

利用密井网资料提高识别和组合断层的精度，也是精细地质研究中的一项内容。对于低渗透薄油层，几米断距的小断层也会影响其连续性，阻挡油水的流动，在断层附近形成剩余油富集部位。因此，必须把油层部分2～10m断距的小断层识别出来，并利用密井网资料合理地进行断层组合，确定出小断层的走向和倾向，分析小断层对油田注水开发的影响，寻找出与断层切割有关的剩余油分布。

2.用岩心研究剩余油分布

在高含水后期钻取心检查井（包括密闭取心），了解不同类型油层水淹状况，取得油水饱和度资料，研究剩余油分布特征。

（1）用岩心资料判断水淹层和确定驱油效率的方法

油田注水开采过程中，随着注入水不断地注到油层中，储油层孔隙内油、水饱和度也随之变化。在单一油层内受到注入水驱替部分叫水洗；未受到注入水驱替仍保持原始含油、含水饱和度的状况称未水洗。水洗后的油层在岩性、含油性、物性等很多指标发生明显变化，这些变化特征是密闭取心检查井判断是否被水洗的指标，或称水洗指标。评价油层水洗程度一般用水洗级别、油层水淹厚度、水淹厚度百分比及驱油效率等参数表示，它是表明油层开采效果的综合指标。

在判断油层水淹过程中，是以单块岩样的水洗为基础，以各项水洗指标变化进行综合判断分析，仅用一、二项指标是不可靠的。在各项指标中，应以含水饱和度的变化为主。目前已应用数理统计方法进行油层水洗图版的研究，从而提高了判断精度。

大庆油田目前单块岩样判断水洗的方法是根据水洗后岩性、含油性及物性变化为主要特征，其主要指标有：水洗岩心的岩性特征，目前含水饱和度，氯化盐含量等。

用上述主要指标确定岩样水洗时，也可以配合岩石润湿性测定结果及地球物理解释成果等。同时，也要考虑油田实际注水系统，油层连通状况，开采动态等资料综合分析，从而作出正确的结论。

（2）用岩心研究油层见水规律

对水洗岩心观察可以发现，同一油层的不同部位的岩心水洗程度差别很大，这是由于岩石的非均质性造成的。岩石的颗粒大小和均匀程度，层理发育程度，薄夹层及含有物的多少，都直接影响水洗效果。如颗粒粗而均匀的岩石，渗透率就高，水洗程度就好；层理越发育的层段，水洗越不均匀；薄夹层和泥砾、钙砾发育的部位渗透性差，水洗效果就差。通过大量的密闭取心井岩心水淹实际资料得知，油层非均质类型不同，其水洗厚度、强水洗增长趋势不同，开发效果差别很大。如正韵律油层在水驱开采过程中，层内矛盾突出，底部水洗严重，水洗厚度小，强水洗段出现得早，强水洗厚度小，强水洗段平均驱油效率高。整个油层水洗厚度、强水洗厚度随注水倍数的提高增长缓慢。水洗特征是：注入水首先沿着底部高渗透段向前突进，由于重力的作用、油水粘性窜流及偏亲油油层的毛管力作用使其突进速度加剧，起到了不利于水洗波及体积扩大的作用，致使正韵律油层底部水洗严重，水洗波及体积减小，层内动用状况很不均匀。在开采中，主要是底部发挥作用，随着油井见水，正韵律油层底部耗水量迅速增加，很快造成底部含水饱和度并出现强水洗段。

由于注入水沿底部高渗透层冲刷，使正韵律底部强水洗段岩性、物性发生变化。室内实验研究和检查井岩心分析资料表明，由低矿化度的注入水对油层岩石颗粒间及其表面的粘土类、盐类胶结物及附着物的机械冲刷破碎，水解稀释等物理的、化学的改造作用增强。同时受到注入水大倍数冲刷后的强水洗岩心，岩石氯化盐含量一般要降低50%～80%，孔隙半径（主要是沟通孔隙的喉道半径）约增大1倍左右，空气渗透率由于孔喉迂曲率的改变也将增大，岩石原来的孔喉关系也会发生改变，主要表现为压汞退出毛管压力曲线左移，即水银退出效率降低。

同时岩石表面润湿性随着含水饱和度的提高，由偏亲油向偏亲水方向转化。

所有这些变化从微观上提高了强水洗段的水驱油效率，加剧了正韵律油层的层内矛盾，不利于纵向上、平面上的水洗厚度的提高和水洗波及体积的扩大，使底部强水洗段渗透阻力越来越小而成为注入水的畅流通道，即注入水顺着强水洗段被大量采出。

在油层顶部驱油效率较低，从而形成剩余油的分布。

3.应用地球物理测井方法研究剩余油分布

目前，大庆油田水淹层测井解释主要是沿用常规水淹层解释方法。C/O能谱测井与多井评价联合确定区块剩余油饱和度分布取得初步成果。

90年代末，大庆油田针对目前剩余油饱和度分布描述存在的周期长、精度差、成本高、易污染等问题，开展了利用碳氧比能谱测井资料、多井评价与三维精细地质建模相联合寻找区块剩余油富集区并确定剩余油饱和度分布的研究工作。这是一项最经济、很有效的方法，其特点是可以获得储集层目前剩余油饱和度分布。

利用该方法，1999年对大庆第五采油厂杏13区剩余油饱和度分布描述进行了探索性研究工作，并见到了初步效果：①多井解释为区块地质分析提供了基础；②可分析出井间砂体分布、连通状况，从注水井杏13—11—234井为中心与8口生产井之间的剖面图看出注水井位于低孔隙带，是较理想的注水井；③利用碳氧比能谱测井与多井评价联合预测出了该区块的剩余油分布，给出了可动油分布预测图，从所编绘的图件看出杏13—丁2—检P336井附近可动油饱和度较高，与第五采油厂精细地质研究结果基本一致。此项工作表明，碳氧比能谱测井与多井评价联合不仅能描述区块剩余油饱和度的分布，还可进一步研究区块可动油的分布，这对油田注采方案设计及三次加密调整具有重要指导意义。

4.用其他多种方法研究剩余油分布

研究剩余油分布除主要依靠上述一些方法外，还可利用准确的分层测试资料搞清各井点的油水及压力状况，自喷油井常用涡轮测试、“204”测试及找水测试测出出油剖面，而抽油井可采用气举找水等录取分层资料。

另外，对于未划储油层的含油状况，可参考荧光测试结果确定含油程度。

总之，油层内油、气、水交错渗流，要搞清油、水分布是一件非常复杂的工作，必须通过各种手段和途径，在积累丰富的油田地质、开发动态资料的基础上，应用多种方法进行综合分析判断，才能比较清楚地搞清油层内剩余油的分布。

⑻ 储层非均质性的研究方法

在油田开发方面，随着油藏注水开发技术的发展，储层非均质性研究得到了重视，人们越来越认识到储层非均质性特征是影响注水波及效益和油气采收率的重要因素。20世纪80年代，人们依据层序地层学原理，应用地震、钻井、露头资料以及有关的沉积环境和岩相对等时地层格架内的有利储集相带及生储盖组合进行综合解释，各种储层横向预测技术也应运而生，从而大大提高了区域储层研究的精度。同时，随着各种新的测井技术的发展及其在地质学中的广泛应用，发展了测井地质学，人们充分应用测井和岩心信息，对井内储层岩相、储层物性及储层裂缝进行系统的解释。储层成岩作用及次生孔隙带预测研究也取得了进一步的发展，人们通过有机、无机相互作用研究次生孔隙的形成机理，从而逐步发展了储层地球化学。

近年来，非均质性研究取得了很大的进展，在认识上也有了很大的飞跃。人们从不同角度研究不同规模的储层非均质特征及其对油田二次、三次采油的影响。为了进行准确的油藏数值模拟、优化开采方案及预测剩余油分布，储层地质学家的一项重要任务便是建立三维储层地质模型。此时，地质统计学特别是随机模拟技术在储层建模中得到了广泛应用，定量储层沉积学研究也开始发展起来。

1985年以来，Andrew D.Mill和Douglas W.Jordan等人分别提出了用沉积界面和结构要素分析法分层次研究露头和现代沉积中河流相砂体的成因类型、内部建筑结构和非均质等级的思想。第十三届国际沉积学大会明确指出研究砂体几何学、内部建筑结构、不渗透薄夹层的空间变化是储层非均质研究的主要内容，并且认为研究沉积界面体系是搞清砂体内部建筑结构的关键。我国已经投入开发的河流相储层是一个复杂的非均质体系，在纵向上具有多级次的旋回性，平面有复杂的微相组合，非均质特征也表现出明显的层次性。河流相非均质的研究必须采用分层次解剖的思想，应用露头和现代沉积研究的方法来描述地下河流相储层。

目前，国内外储层评价研究的显着特点是紧密围绕油气勘探开发的需要，发展多学科综合研究，即综合地震、测井、试井和沉积地质学、数学地质学、计算机等各种技术手段多专业协同合作。在勘探开发前期河流相储层的研究所要解决的问题：①开发早期砂体预测问题，在资料少的情况下定量地表征储层，建立三维储层地质模型，以便更精确地找到目的开发层；②井间砂体对比、砂体连续性与连通性等非均质性问题；③砂体非均质性与流体流动非均质性关系；④不同尺度间储层描述、建模协同性问题。

根据储层非均质性的研究层次及研究内容的侧重点，研究方法主要包括3类：

1）地质研究方法：该方法以高分辨率层序地层学原理为指导，在等时地层格架内的砂层划分对比基础上建立以过程沉积学为基础的沉积微相研究以及砂体展布研究。

2）储层微观研究：该方法基于现代测试分析成果，主要研究储层的微观孔隙、孔隙结构、成岩作用对非均质展布的控制。

3）参数展布的研究：主要研究参数包括：①物性参数变化为主线的非均质参数，如渗透率的变异系数、突进系数、级差、孔隙度和孔喉半径等；②表征砂体厚度及分布的非均质参数，如平均砂层厚度、分层系数和砂岩密度等；③表征储层中夹层分布变化的非均质参数，如夹层频率、夹层密度。

无论按哪种方法来刻画储层非均质程度，都是为了更好地了解储集单元中的流体分布及其渗流特征。本书采用综合研究方法，将上述3种方法融为一体，并贯穿于不同的研究尺度。

⑼ 岩心及其实验分析资料

岩心及其实验分析资料是认识储层最直接的信息，也是储层评价必不可少的基础资料。因此，尽早尽可能地进行系统取心，取得一个所研究储层的完整岩心剖面，是开发储层评价很关键的一环。

系统取心井点在平面上分布应考虑储层平面上、纵向上相变的程度，保证所取岩心能覆盖各类微相和岩相，以利于建立测井相和各类微相、岩相与物性关系。

常规岩心分析的取样应满足一定的密度要求，满足测井的岩石物性解释需要。储层非均质性愈严重，要求取样密度愈大。

应有一定数量的代表性岩心样品，在同一块岩样上测定几项关键参数，以求得各项参数间合理的相关关系，如孔隙度与渗透率、水平渗透率与垂直渗透率、不同方向上水平渗透率的差异等。

要有一定的特殊岩心分析，了解储层的渗流特征，求取相对渗透率、水驱油效率、储层的敏感性。

评价水体部分储层，是开发地质工作中一个必不可少的组成部分。由于含油区和含水区间常常会存在成岩作用差异，两者参数经常不能互相替代。而水层性质往往对油层开发有很大影响，所以取得一定量的水层岩心并进行分析研究是十分必要的。

油基钻井液取心、密闭取心等特殊技术取心是直接取得准确的油、气、水饱和度资料和润湿性资料等的专门手段，应视需要和条件适当安排。

⑽ 夹层类型与分布的非均质性

（1）夹层的类型及识别

夹层是指小层内部的非渗透层或低渗透层。MSC4和MSC5旋回的夹层有两种类型，即岩性夹层和物性夹层。岩性夹层的识别较为容易，物性夹层的识别较为困难。

岩性夹层一般是指非渗透层，主要包括泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩等岩性。在测井曲线上主要是依靠自然伽马测井结合其他测井曲线予以识别。根据12口取心井的岩心剖面与自然伽马测值统计，一般GR小于0.2，则主要为砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩；若GR＝0.2～0.4，则为中砂岩；当 GR＝0.4～0.6时，为细砂岩和粉砂岩、泥质粉砂岩；GR大于0.6，为泥岩，如果AC大于400，DEN小于2.1，则为炭质泥岩。根据研究区测井曲线特征，光滑或弱齿化箱型GR曲线，普遍幅度高，反映为主河道砂体，夹层不发育。光滑或弱齿化钟型GR曲线顶部岩性变细为粉—细砂岩，是河道砂体间的夹层类型。强齿化钟型-强齿化圣诞树型GR曲线，内部夹幅度降至半幅值以下的锯齿，是研究区河道砂体内部发育夹层的测井曲线的主要样式。

物性夹层一般是指砂岩储层中的低渗透层，即低于致密砂岩储层下限标准的岩性层段，由于本区砂岩储层经历了复杂的成岩作用，导致砂岩储层物性的降低及复杂的变化，因此这类夹层的分布较广，砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩中都有可能发育。物性夹层的识别首先应确定储层的物性下限，在此基础上，确定岩性和电性下限。储层物性下限的确定一般采用储层岩心实验分析的方法，主要根据伯格公式结合岩心压汞分析资料来确定（表6-9）。

表6-9 MSC4 和MSC5 旋回储层下限标准

（2）短期旋回内夹层的分布特征

本书选择夹层频率和夹层密度两个参数来描述夹层（岩性及物性夹层）的分布特点。

1）夹层密度：指单位厚度储层内夹层的厚度。夹层密度越大，夹层越发育。各小层夹层密度统计结果表明，本区河道砂岩的夹层密度多小于0.05条/m，且主要为物性夹层；溢岸沉积砂体与决口河道砂体夹层密度多大于0.3条/m，同时发育岩性夹层和物性夹层。

2）夹层频率：指单位厚度的储层内夹层的个数。各短期旋回的夹层频率统计结果表明，本区河道砂岩的夹层密度多小于0.05条/m，且主要为物性夹层；溢岸沉积砂体与决口河道砂体夹层密度多大于0.3条/m，同时发育岩性夹层和物性夹层。

总体上，河道砂岩中心部位，夹层相对不发育，河道侧翼多发育岩性和物性夹层。本区河道砂岩多为多期河道叠置而成的厚层砂岩，单期河道之间既可以切割，也可以切叠。如果河道之间互相切割严重，则岩性夹层不发育，偶然发育物性夹层；而如果河道之间互相切叠，则有可能岩性及物性夹层同时发育。垂向上，岩性夹层多分布在单个河道砂的底部，物性夹层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，则在河道砂岩的底部也可发育物性夹层。