微觀孔隙非均質性是指微觀孔隙內喉道的大小、分布、配置及連通性，以及岩石的組分、顆粒排列方式、基質含量及膠結物的類型影響流體流動的地質因素。
分形理論是研究自然界複雜系統的有力工具 ,而儲層微觀孔隙結構是一個具有分形特徵的複雜系統, 而且也是影響儲滲特性的最主要因素。但是 , 度量這種微觀分形特徵卻是不容易的。因為人的肉眼解析度的限制 , 這種研究必須與其它手段一起才能進行。
基本介紹
- 中文名：微觀孔隙非均質性
- 外文名：Microscopic pore heterogeneity
- 學科：石油工程
- 研究方法：分形理論
- 內容：喉道的大小、分布、配置
- 特徵：類型多樣
簡介,喉道的非均質性,微觀孔隙結構特徵,研究方法,
簡介
儲集層的微觀非均質性是指微觀孔隙內影響流體流動的地質因素，主要包括孔隙、喉道的大小、分布、配置及連通性，以及岩石的組分、顆粒排列方式、基質含量及膠結物的類型等。這些因素直接影響注入流體驅替原油的效率。因此，油層微觀非均質性的研究是了解水驅油效果及剩餘油分布的基礎。
喉道的非均質性
對於油層開採而言，油層的滲透率對油氣的產能影響極大，而喉道的大小及形狀又會形成不同的毛細管壓力，進而影響滲透率。因此，喉道的非均質性又明顯地影響儲集層滲透率的非均質性。根據顯微鏡下觀察，每一喉道可以連通兩個孔隙，而每一個孔隙至少和三個以上的喉道相連通，有的甚至和多個喉道相連通。這種連通的形式與岩石顆粒的接觸關係、顆粒大小、形狀及膠結類型有關。常見的喉道類型有以下四種。
（1）孔隙縮小型喉道：喉道為孔隙的縮小部分。這種喉道類型往往發育於以粒間孔隙為主的砂岩儲集岩中，且膠結物較少，其孔隙與喉道較難區分。此類孔隙結構屬於大孔粗喉型。
（2）縮頸型喉道：喉道為顆粒間可變斷面的收縮部分。當砂岩顆粒被壓實時，雖然保留下來的孔隙較大，但顆粒間的喉道卻變窄。此時雖然儲集岩的孔隙度可能較高，但滲透率卻可能較低，屬大孔細喉型。部分孔隙因喉道小而無法連通，成為無用孔隙。
（3）片狀或彎片狀喉道：喉道呈片狀或彎片狀，為顆粒之間的長條狀通道。當砂岩壓實程度較強且晶體再生長時，喉道實際上是晶體之間的晶間隙。其張開度較小，一般小於1。當沿顆粒間發生溶蝕作用時，亦可形成較寬的片狀或寬片狀喉道。故這種類型喉道變化較大，可以是小孔極細喉型；受溶蝕作用改造後，亦可以是大孔粗喉型。
（4）管束狀喉道：當雜基及各種膠結物含量較高時，原生的粒間孔隙有時可以完全被堵塞，雜基及各種膠結物中的微孔隙(小於0.5的孔隙)本身既是孔隙又是喉道，這些微孔隙像一支支微毛細管交叉地分布在雜基和膠結物中組成管束狀喉道。具有此類喉道的岩石，其孔隙度一般較低，滲透率則極低，大多小於0.1×。由於孔隙就是喉道本身，所以孔喉直徑比為1。
微觀孔隙結構特徵
由於碳酸鹽岩礦物的易溶性、易結晶性和脆性，使之易於遭受成岩後生作用和構造作用的改造，造成其儲集空間複雜多樣。碳酸鹽岩孔隙類型多樣、孔喉大小變化大、發育不均一，由此導致物性非均質性特彆強，表現出其孔滲性質既可以與岩石組構有關，又可以與岩石組構無關的特點。
(1)碳酸鹽岩的孔隙類型
與碎屑岩相比，碳酸鹽岩的孔隙類型更為複雜，其次生變化非常明顯，除原生孔隙外，溶蝕孔隙十分發育，使碳酸鹽岩具有孔隙類型多、孔隙發育不均、大小和形態變化大的特點(見右圖)。按成因可將碳酸鹽岩的孔隙類型分為原生孔隙和次生孔隙兩大類，按產狀又可以分為孔、洞、縫三大類，綜合成因和產狀可分為若干小類。
(2)碳酸鹽岩的孔隙結構
碳酸鹽岩儲集空間的類型多樣，一般在孔隙、裂縫之外還可劃分出溶洞共三個類型。孔隙和裂縫為常規意義上的儲集空間，與碎屑岩不同的是碳酸鹽岩的孔隙成因類型和形態特徵十分多樣，而且裂縫普遍發育。溶洞的直徑一般定在5mm以上，它是碳酸鹽岩特有的儲集空間(有時可達數米之巨)。因此，碳酸鹽岩儲集層的微觀孔隙結構特徵與碎屑岩有很大的不同。
按孔隙結構的特點和對開發效果的影響，可將碳酸鹽岩孔隙結構分為以下四種類型:大溶洞型孔隙結構、微裂縫孔隙型孔隙結構、裂縫型孔隙結構、複合型孔隙結構。
研究方法
分形理論是研究自然界複雜系統的有力工具 ,而儲層微觀孔隙結構是一個具有分形特徵的複雜系統, 而且也是影響儲滲特性的最主要因素。但是 , 度量這種微觀分形特徵卻是不容易的。因為人的肉眼解析度的限制 , 這種研究必須與其它手段一起才能進行。
PIA(petrographic image analysis) 技術是石油地質工程師們用於岩心分析的常用方法。該技術通過對岩心切片進行圖像分析 , 能很好地評價儲層岩石孔隙系統的微觀特性。右圖 就是一個 PIA 普通輸出。當然 , 其中只代表這種技術性能的一小部分。儲層微觀孔隙結構分析是一項難度較大的課題 , 原因之一就是微觀孔隙的度量比較困難。雖然目前出現了為數不多的幾篇研究儲層微觀孔隙結構的文章 , 但是 , 所有這些文章都是處於一種理論探索階段 , 對於實際的微觀孔隙結構並未提出一種實用的分析方法。因此 , 將 PIA 技術與分形理論相結合 , 尋找一種可以定量描述儲層微觀孔隙結構的方法 , 藉以填補目前該方面研究的空白。
