論低滲透儲層的研究方法

任柯全

摘要：所謂低滲透油藏，不僅指其滲透率低，而且指其是有獨特的微觀孔隙結構，最主要的原因是其孔喉結構較常規儲層要密集。目前，大部分油田開發開采已進入中后期，多以低滲透和特低滲透儲層為主，開發難度大，開采方式有別于常規儲層。微觀孔隙結構特征直接制約著宏觀地質現象，宏觀地質現象的形成由微觀孔隙結構組成決定。所以從微觀孔隙結構特征入手進行研究，來認識儲層宏觀地質特征并指導開發是一種非常重要的手段。因此，我們通過研究儲層的微觀孔隙結構特征及分類研究來，加快研究區儲層開采及提高采收率最重要的研究方向。

關鍵詞：低滲透儲層;孔隙結構;數字巖心

1引言

我國大多數油田經歷數十年的勘探與開發，常規儲層資源的產能日益枯竭，從目前石油資源剩余儲量及勘探規劃來看，現存可開采的石油資源主要分布在低滲透和特低滲透儲層。今后石油地質開采很可能以低滲透儲層為主，低滲透儲層具有巨大的開發空間和開發潛力，同時也具有較大的開發難度，因此低滲透儲層成為學術研究和油田生產中勘探開發的重點，若要實現低滲透儲層的大力開采，提升油氣采出率，就要深入研究了解低滲透儲層特點并作出符合實際開采的合理評價。

2 低滲透儲層的研究方法

常規儲層孔隙結構特征的研究方法主要包括巖石物理實驗和數值模擬方法兩種，常用的巖石物理實驗包括物理模型法、鑄體薄片、掃描電鏡、常規壓汞實驗、恒速壓汞實驗和核磁共振等，目前國內外研究微觀孔隙結構特征中應用最廣泛、對孔隙結構描述精度最高的方法是 CT 掃描方法。數值模擬方法是針對無法進行的實驗，通過計算機模擬和數據處理，比較抽象，然而可以快速得到結果，耗時短，可以彌補實驗工作的不足。

低滲透儲層的研究正不斷深入，關鍵在于對其具有的微觀孔隙結構進行研究。通過實驗和觀察發現低或特低滲透性的油氣層與多數正常類型油氣層本質上的不同在于微觀孔隙結構的不同，所以描述低滲透儲層的特征就是描述其微觀孔隙結構特征。研究微觀孔隙結構的方法經過不斷改進，最初的物性分析到常規方法，再到現階段應用高端儀器的實驗測量法。隨著研究的深入，能夠幫助分析微觀孔隙結構的實驗方法良多并且對其特征的描述也更加全面具體。微觀孔隙結構的觀察以基本的掃描電鏡、環境掃描電鏡、鑄體薄片圖像分子、X 衍射、圖像孔隙、常規壓汞、水驅油及油水相滲、潤濕性測試以及敏感性分析等較為普遍，隨著科學儀器水平的提高，核磁共振分析、恒速壓汞和 CT三維掃描技術等對微觀孔隙結構的觀察更加精細。儲層微觀孔喉研究不斷與數學和計算機相結合，并趨于定量化。下面將簡要介紹幾種常用的低滲透儲層研究方法。

鑄體薄片是最簡單可行的方法，適用于所有類型的巖石，但是觀察結果并不精確。鑄體薄片利用顯微鏡觀察巖石二維空間的孔隙結構，直接觀察到巖石薄片中的面孔率、平均孔隙、喉道半徑大小、平均孔喉比和配位數。只能直觀的得到圖像的二維，其空間延續性認識差。

掃描電鏡是現在研究者最常用的直觀觀察巖樣孔喉結構的方法，它的原理是利用電信號成像，利用極細的電子束打在巖石樣品上，接收器接受電子束傳來的信息，在屏幕上顯示出不同亮度的點，通過電子束不同的掃描路徑得到巖石的成像結果，直觀地顯示出巖石二維空間孔隙結構，觀察到的儲層以粒間孔、微孔隙（包括粒內溶孔、微孔隙、微裂縫）、喉道類型（包括點狀、片狀和縮頸喉道）和孔隙半徑大小為主要孔隙類型。掃描電鏡用到的電子束技術在頁巖孔喉研究中較為常見，但是由于此方法對樣品的要求較高，在致密砂巖儲層中難以應用。

核磁共振技術利用核磁共振橫向弛豫時間 T2 與孔喉結構關系，得到孔隙大小分布，得到弛豫時間轉換得到巖石孔隙的大小，且能夠獲得 CT 因分辨率問題缺失的一部分2μm 以下的孔隙;核磁共振技術，利用巖石比表面積越大，弛豫越強，T2 弛豫時間越少，可以得到增量孔隙度與弛豫時間的關系，進而得到孔喉分布情況。

恒速壓汞以極低的準靜態恒定速度向巖樣喉道及孔隙內壓汞，根據進汞的壓力漲落來獲取孔隙和喉道半徑大小分布規律，間接得到孔喉比參數表征孔喉結構差異;汞在一定的壓力下，以恒定速度進入儲層，當汞充滿一個喉道進入下一個喉道時，汞的壓力會迅速降低，直至汞在孔隙中充滿整個孔隙進入下一個喉道。喉道中汞壓力最大值等于喉道半徑，汞的體積就等于孔隙空間體積，恒速壓汞法測得的孔徑范圍主要在 10-300nm。

常規壓汞技術利用高壓進汞，利用進汞總壓力換算得到孔隙大小分布，不能區分孔隙和喉道，恒速壓汞和常規壓汞都只對連通的孔隙喉道大小進行獲取，而對于更小孔隙喉道或不連通孔隙（死孔隙）來說，無法分辨出來，壓汞技術由于水銀對毛細管的壓力，使測量結果與真實值有一定的偏差。

CT 掃描數字巖心技術能夠直觀展示微觀孔喉結構特征、均質性、連通性，這是其它實驗方法所得不到的，很多學者已經用 CT 掃描實驗研究低滲透儲層，通過 CT 掃描技術可以測得儲層內部各孔隙結構參數。通過接收器接受到的 X 射線衰減情況計算各個截面的巖樣孔喉結構參數，將各個截面的孔喉結構參數疊合在一起得到整個巖樣的孔喉結構特征。

利用 CT 成像儀獲取二維灰度圖像后，進行三維重建來得到數字巖心模型，得到孔隙結構的以孔喉單元為基礎的孔喉半徑大小、孔喉長度、孔喉迂曲程度、孔喉配位數，孔喉的非均質系數，孔喉連通系數;CT 掃描法可以直接獲取巖石的真實三維骨架與孔隙圖像，該技術建立的三維數字巖心具有樣品無損、形象直觀、準確性高等優點，不需要破壞巖樣內部結構，就能夠觀察到內部喉道連通情況。

越來越多的方法技術用來進行微觀孔喉結構的研究，技術的發展從二維平面到三維空間，從定性分析到定量研究。孔喉結構是指構成儲層巖石的三維孔喉特征，包括孔隙、喉道的半徑大小、形狀、分布及其連通規律，因此孔喉結構是低滲透儲層微觀角度研究的核心內容。由于微觀孔隙是流體儲集和滲流的場所，人們對微觀孔隙結構、孔隙結構分布的影響、微觀剩余油在孔隙結構中的分布情況等問題極為關注，并在這些方面取得了大量的研究成果。

3結束語

低滲透油藏占目前可開采油層面積之大、數量之多，并伴隨著開采難度之大，使得該類油藏的分類及評價陷入難處。評價以選擇的參數能否真正描述低滲透油藏的本質為要求，進而掌握并控制低滲透油藏易于開采的關鍵因素。所以綜合性的精細儲層特征研究、儲層評價和優化分類對低滲儲層開采至關重要。

參考文獻：

[1]魏杰.關于低滲透油藏應力敏感性的探討[J].石化技術，2019，26（05）：186-187.

[2]胡偉.低滲透砂巖儲層孔隙結構特征研究[J].化工管理，2019（12）：214-215.