吉林大学学报(地球科学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (4): 1124-1136.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20220236

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基于孔隙结构表征的低渗透砂岩流体赋存特征及渗透率评价

刘宗宾, 李超, 路研, 王亚, 黄建廷   

  1. 中海石油(中国)有限公司天津分公司, 天津 300452
  • 收稿日期:2023-04-11 出版日期:2024-07-26 发布日期:2024-07-26
  • 作者简介:刘宗宾(1976-),男,高级工程师,主要从事海上油气田开发地质方面的研究,E-mail:liuzb@cnooc.com.cn
  • 基金资助:
    国家科技重大专项(2016ZX05058001)

Fluid Occurrence State and Permeability Evaluation of Low-Permeability Sandstone Based on Pore Structure Characterization

Liu Zongbin, Li Chao, Lu Yan, Wang Ya, Huang Jianting   

  1. Tianjin Branch of CNOOC China Limited,Tianjin 300452,China
  • Received:2023-04-11 Online:2024-07-26 Published:2024-07-26
  • Supported by:
    the National Science and Technology Major Project Foundation of China (2016ZX05058001)

摘要: 以渤海湾盆地G油田古近纪低渗透砂岩储层为研究对象,综合铸体薄片、扫描电镜(SEM)、高压压汞(MICP)及核磁共振(NMR)分析探讨了孔隙结构及其对储层品质和流体赋存的影响。低渗透砂岩储层的孔喉大小分布范围广,微、纳米级孔喉共存,且普遍呈现双峰分布的特征。大孔喉系统主要由残余粒间孔和溶蚀扩大孔组成;而微小孔喉系统则主要由粒内溶孔和晶间孔构成。研究结果表明,孔喉连通能力及连通孔喉的体积分数是影响低渗透砂岩储层储集物性和流体赋存特征的关键因素。物性越好的砂岩储层中,连通性好的大孔喉(右峰)所占体积分数越高,储层渗流能力越强;反之,物性越差的储层孔隙系统则主要由连通性差的微小孔喉(左峰)主导,储层渗流能力较弱。束缚流体主要赋存在孔喉半径较小、微观连通性较差、分形维数较大的小孔喉系统中;而中、大孔隙系统的微观连通性好、分形维数较小,主要富集可动流体。研究还明确了半径最大的孔喉是影响低渗透砂岩储层渗透率和流体赋存特征的关键因素,并根据毛管压力曲线和核磁共振T2(横向弛豫时间)谱参数建立了两套适用于低渗透砂岩储层的渗透率评价模型。与经典模型(如Coates和Schlumberger Doll research(SDR))相比,新模型具有更好的有效性和适用性。

关键词: 渤海湾盆地, 低渗透砂岩, 孔隙结构, 储层质量, 可动流体

Abstract: This paper selected the Eocene low-permeability sandstones in the G oilfield, Bohai Bay basin as an example, and the influences of pore structure on reservoir quality and fluid occurrence were investigated by cast thin sections, scanning electron microscope (SEM), mercury injection capillary pressure (MICP), and nuclear magnetic resonance (NMR). Due to a highly variable pore size distribution, micro-scale and nano-scale pore throats coexist. The pore-throat size distributions generally present bimodal behaviors. The large pore systems are mainly composed of residual intergranular pores and enhanced intergranular dissolution pores,while the micropore systems are dominated by intragranular dissolution pores and intergranular pores. The results indicate that pore connectivity is the key factor affecting the physical properties and fluid occurrence state of the low permeability sandstone reservoirs. The sandstones with better petrophysical properties have a high proportion of macroscopic pore throats (right peak) with good connectivity, and the permeability capacity of the sandstones is strong. In contrast, the pore systems of the sandstones with poor petrophysical properties are dominated by the microscopic pore throats (left peak) with poor pore connectivity, and the permeability capacity of the sandstones is weak. Bound fluids mainly exist in small pore systems with poor pore connectivity and large fractal dimensions, while large pore systems have good pore connectivity and small fractal dimensions and mainly contain movable fluids. The study also clarified that the permeability and fluid occurrence state of low-permeability sandstone reservoirs is mainly controlled by the relatively large pore throats in the pore network. It is revealed that the permeability prediction model based on MICP data and porosity derived from the “effective movable fluid method” provides a better estimation effect compared with the classic models (e.g., Coates and SDR).

Key words: Bohai Bay basin, low-permeability sandstones, pore structure, reservoir quality, movable fluids

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