致密油储层微观孔喉表征及渗流机理研究

【摘要】：致密油储层微观孔喉结构特征是致密油储层研究的重点和难点,也是制约致密油开发的关键。以松辽盆地北部致密油储层为例,为全面描述致密储层微观孔隙结构,通过孔渗测试、CT扫描、压汞分析、核磁共振、FIB-SEM成像、N_2吸附解析等多种试验方法,对L26、QP2致密砂岩的孔喉特征开展了定性、定量研究和表征,并分析了致密砂岩储层的力学敏感性、流体赋存及可动性特征。通过数字岩心物理建模方法,利用CT和FIB-SEM扫描图像,构建三维数字岩心模型,并进行孔喉网络的提取。在此基础上,通过建立微尺度流动的格子Boltzmann模拟方法,分别对孔隙结构模型中单相和两相流体流动进行模拟,揭示微尺度流体流动的影响因素,以及流体流动的数学模型,模拟分析了两相渗流曲线。总结了L26、QP2区块矿物类型、致密储层的孔隙类型及孔喉结构特征。主要发育石英,斜长石,方解石和粘土矿物等,岩性垂向连续性较强。粘土矿物主要是伊利石,伊/蒙混层和少量绿泥石。工区内主要发育残余粒间孔,晶间孔和少量溶蚀孔。L26区块胶结作用较强,以钙质胶结为主,填隙物孔隙支撑为主,渗透率平均值0.113mD,孔隙度平均9.6%,平均孔隙半径141.05μm。QP2区块以钙质胶结为主,填隙物孔隙支撑为主,渗透率平均值0.083mD,孔隙度平均值9.7%,平均孔隙半径145.62μm。进行单轴岩石力学实验,测量弹性模量和泊松比,研究岩石力学与压敏特征。弹性模量与围压呈正相关关系,泊松比与弹性模量关系不明显。L26区块弹性模量较分散,均值21.65GPa,泊松比均值0.246。QP2区块弹性模量均值18.09GPa,泊松比均值0.251。9块样品实测孔隙度在5%-12.1%之间,数字岩心提取孔隙度在6.14%-13.6%之间,提取与实测孔隙度基本吻合;其中3块样品实测渗透率在0.042mD-0.13mD之间,模拟渗透率在0.034mD-0.068mD之间,模拟渗透率与实测渗透率也基本吻合。通过从格子Boltzmann模拟结果分析超低渗的影响因素,一是局部出现渗透网络团,连通概率低,相邻渗透网络团之间未建立有效渗流;二是吼道半径小,导致高的渗流沿程阻力,进一步降低了渗流能力;三是认识到只有通过压裂裂缝才能有效沟通网络团,提高流动性。两个区块模拟相渗曲线特征与实验结果基本一致。