论低渗透储层的研究方法

任柯全

摘要：所谓低渗透油藏，不仅指其渗透率低，而且指其是有独特的微观孔隙结构，最主要的原因是其孔喉结构较常规储层要密集。目前，大部分油田开发开采已进入中后期，多以低渗透和特低渗透储层为主，开发难度大，开采方式有别于常规储层。微观孔隙结构特征直接制约着宏观地质现象，宏观地质现象的形成由微观孔隙结构组成决定。所以从微观孔隙结构特征入手进行研究，来认识储层宏观地质特征并指导开发是一种非常重要的手段。因此，我们通过研究储层的微观孔隙结构特征及分类研究来，加快研究区储层开采及提高采收率最重要的研究方向。

关键词：低渗透储层;孔隙结构;数字岩心

1引言

我国大多数油田经历数十年的勘探与开发，常规储层资源的产能日益枯竭，从目前石油资源剩余储量及勘探规划来看，现存可开采的石油资源主要分布在低渗透和特低渗透储层。今后石油地质开采很可能以低渗透储层为主，低渗透储层具有巨大的开发空间和开发潜力，同时也具有较大的开发难度，因此低渗透储层成为学术研究和油田生产中勘探开发的重点，若要实现低渗透储层的大力开采，提升油气采出率，就要深入研究了解低渗透储层特点并作出符合实际开采的合理评价。

2 低渗透储层的研究方法

常规储层孔隙结构特征的研究方法主要包括岩石物理实验和数值模拟方法两种，常用的岩石物理实验包括物理模型法、铸体薄片、扫描电镜、常规压汞实验、恒速压汞实验和核磁共振等，目前国内外研究微观孔隙结构特征中应用最广泛、对孔隙结构描述精度最高的方法是 CT 扫描方法。数值模拟方法是针对无法进行的实验，通过计算机模拟和数据处理，比较抽象，然而可以快速得到结果，耗时短，可以弥补实验工作的不足。

低渗透储层的研究正不断深入，关键在于对其具有的微观孔隙结构进行研究。通过实验和观察发现低或特低渗透性的油气层与多数正常类型油气层本质上的不同在于微观孔隙结构的不同，所以描述低渗透储层的特征就是描述其微观孔隙结构特征。研究微观孔隙结构的方法经过不断改进，最初的物性分析到常规方法，再到现阶段应用高端仪器的实验测量法。随着研究的深入，能够帮助分析微观孔隙结构的实验方法良多并且对其特征的描述也更加全面具体。微观孔隙结构的观察以基本的扫描电镜、环境扫描电镜、铸体薄片图像分子、X 衍射、图像孔隙、常规压汞、水驱油及油水相渗、润湿性测试以及敏感性分析等较为普遍，随着科学仪器水平的提高，核磁共振分析、恒速压汞和 CT三维扫描技术等对微观孔隙结构的观察更加精细。储层微观孔喉研究不断与数学和计算机相结合，并趋于定量化。下面将简要介绍几种常用的低渗透储层研究方法。

铸体薄片是最简单可行的方法，适用于所有类型的岩石，但是观察结果并不精确。铸体薄片利用显微镜观察岩石二维空间的孔隙结构，直接观察到岩石薄片中的面孔率、平均孔隙、喉道半径大小、平均孔喉比和配位数。只能直观的得到图像的二维，其空间延续性认识差。

扫描电镜是现在研究者最常用的直观观察岩样孔喉结构的方法，它的原理是利用电信号成像，利用极细的电子束打在岩石样品上，接收器接受电子束传来的信息，在屏幕上显示出不同亮度的点，通过电子束不同的扫描路径得到岩石的成像结果，直观地显示出岩石二维空间孔隙结构，观察到的儲层以粒间孔、微孔隙（包括粒内溶孔、微孔隙、微裂缝）、喉道类型（包括点状、片状和缩颈喉道）和孔隙半径大小为主要孔隙类型。扫描电镜用到的电子束技术在页岩孔喉研究中较为常见，但是由于此方法对样品的要求较高，在致密砂岩储层中难以应用。

核磁共振技术利用核磁共振横向弛豫时间 T2 与孔喉结构关系，得到孔隙大小分布，得到弛豫时间转换得到岩石孔隙的大小，且能够获得 CT 因分辨率问题缺失的一部分2μm 以下的孔隙;核磁共振技术，利用岩石比表面积越大，弛豫越强，T2 弛豫时间越少，可以得到增量孔隙度与弛豫时间的关系，进而得到孔喉分布情况。

恒速压汞以极低的准静态恒定速度向岩样喉道及孔隙内压汞，根据进汞的压力涨落来获取孔隙和喉道半径大小分布规律，间接得到孔喉比参数表征孔喉结构差异;汞在一定的压力下，以恒定速度进入储层，当汞充满一个喉道进入下一个喉道时，汞的压力会迅速降低，直至汞在孔隙中充满整个孔隙进入下一个喉道。喉道中汞压力最大值等于喉道半径，汞的体积就等于孔隙空间体积，恒速压汞法测得的孔径范围主要在 10-300nm。

常规压汞技术利用高压进汞，利用进汞总压力换算得到孔隙大小分布，不能区分孔隙和喉道，恒速压汞和常规压汞都只对连通的孔隙喉道大小进行获取，而对于更小孔隙喉道或不连通孔隙（死孔隙）来说，无法分辨出来，压汞技术由于水银对毛细管的压力，使测量结果与真实值有一定的偏差。

CT 扫描数字岩心技术能够直观展示微观孔喉结构特征、均质性、连通性，这是其它实验方法所得不到的，很多学者已经用 CT 扫描实验研究低渗透储层，通过 CT 扫描技术可以测得储层内部各孔隙结构参数。通过接收器接受到的 X 射线衰减情况计算各个截面的岩样孔喉结构参数，将各个截面的孔喉结构参数叠合在一起得到整个岩样的孔喉结构特征。

利用 CT 成像仪获取二维灰度图像后，进行三维重建来得到数字岩心模型，得到孔隙结构的以孔喉单元为基础的孔喉半径大小、孔喉长度、孔喉迂曲程度、孔喉配位数，孔喉的非均质系数，孔喉连通系数;CT 扫描法可以直接获取岩石的真实三维骨架与孔隙图像，该技术建立的三维数字岩心具有样品无损、形象直观、准确性高等优点，不需要破坏岩样内部结构，就能够观察到内部喉道连通情况。

越来越多的方法技术用来进行微观孔喉结构的研究，技术的发展从二维平面到三维空间，从定性分析到定量研究。孔喉结构是指构成储层岩石的三维孔喉特征，包括孔隙、喉道的半径大小、形状、分布及其连通规律，因此孔喉结构是低渗透储层微观角度研究的核心内容。由于微观孔隙是流体储集和渗流的场所，人们对微观孔隙结构、孔隙结构分布的影响、微观剩余油在孔隙结构中的分布情况等问题极为关注，并在这些方面取得了大量的研究成果。

3结束语

低渗透油藏占目前可开采油层面积之大、数量之多，并伴随着开采难度之大，使得该类油藏的分类及评价陷入难处。评价以选择的参数能否真正描述低渗透油藏的本质为要求，进而掌握并控制低渗透油藏易于开采的关键因素。所以综合性的精细储层特征研究、储层评价和优化分类对低渗储层开采至关重要。

参考文献：

[1]魏杰.关于低渗透油藏应力敏感性的探讨[J].石化技术，2019，26（05）：186-187.

[2]胡伟.低渗透砂岩储层孔隙结构特征研究[J].化工管理，2019（12）：214-215.