低渗砂岩储层孔隙结构模型构建与输运机理研究

发布时间：2024-05-17 21:30

　　低渗透砂岩储层是现今油气勘探的重点之一,其孔隙结构特征的研究是低渗砂岩储层表征研究中的关键问题。由于低渗透率的特性,低渗砂岩储层通常具有比常规砂岩储层更丰富的孔隙类型,更复杂的微观结构,更粗糙的颗粒表面。所以,位于表面的流体倾向于与壁面结合形成不可动流体。在传统的渗透率模型中经常忽略这种自然现象。因此低渗砂岩的渗透率评估模型需要考虑这一地质因素。多孔介质的微观孔隙结构是控制其流体流动的关键属性。然而,直接实验测量或数值重建通常是昂贵的并且不环保,多孔介质的复杂特性也会引起很大的不确定性。如何更加经济地评价三维孔隙结构也显得尤为重要。此外,Archie定律已被广泛用于天然多孔介质的导电输运机理的建模,以及含水饱和度估算。然而,其经验性质一直被广泛探索。因此,本文从低渗砂岩储层的高束缚水、多尺度的孔隙结构、多尺度的颗粒结构特征出发,采用分形理论,结合多尺度表征技术,构建其高精度的孔隙结构模型以及定量分析其内在的输运机理。通过颗粒满足分形分布的假设条件,新的孔隙结构分类模型以及广义的比表面积模型被建立。基于分形理论和改进的Kozeny-Carman方程,定义了一种新的孔隙结构分类指标来定量划...

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
作者简历
摘要
abstract
符号说明
第一章 前言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 研究进展
        1.2.1 孔隙结构分类研究进展
        1.2.2 孔隙结构分形表征研究进展
        1.2.3 低渗砂岩水力输运机理研究进展
        1.2.4 单相流动输运特征-毛细管压力曲线研究进展
        1.2.5 岩石电传导输运机理研究进展
    1.3 主要研究内容
    1.4 主要创新点
第二章 低渗储层孔隙结构分类模型
    2.1 多尺度颗粒分布与广义的比表面积方程建模
    2.2 孔隙结构分类模型的建立
    2.3 取样与区域地质
    2.4 图片处理与孔隙提取
        2.4.1 孔隙结构的准备-铸体薄片
        2.4.2 压力控制压汞测试和SEM成像
        2.4.3 孔隙提取和颜色提取算法
    2.5 模型参数的计算与确定
        2.5.1 常规物性测试
        2.5.2 分形维数Df与 DT的确定
    2.6 孔隙成因类型与广义比表面积的验证
    2.7 分类效果与误差分析
        2.7.1 基于FZI和 PSTI的孔隙结构分类
        2.7.2 岩石物理参数之间相关性的比较
        2.7.3 异常值分析和潜在应用
    2.8 多尺度流程表征不同PST
第三章 基于Micro-CT与分形几何表征孔隙结构差异性
    3.1 选样与Micro-CT切片图像处理
    3.2 单一分形、多重与广义分形理论简述
        3.2.1 N-A模型和BC算法
        3.2.2 N-A模型和多重分形分析
        3.2.3 R-V和 N-R模型
    3.3 三种分形模型表征结果与对比
        3.3.1 N-A模型计算结果
        3.3.2 R-V模型计算结果
        3.3.3 N-R模型计算结果
        3.3.4 三种分形模型的对比
第四章 低渗多孔介质水力输运机理-渗透率
    4.1 考虑束缚水的分形渗透率模型
        4.1.1 低渗透多孔介质中改进的Hagen-Poiseuille方程
        4.1.2 改进的分形模型推导
    4.2 取样与模型参数的实验获取
        4.2.1 取样与常规物性测试
        4.2.2 分形维数Df的确定
        4.2.3 最大水力直径和束缚水饱和度
    4.3 经典的K-C方程的改进
    4.4 实验验证与效果分析
第五章 二维与三维孔隙结构水力桥梁函数
    5.1 “桥梁函数”模型构建
    5.2 实验取样以及2D与3D孔隙结构制备
    5.3 二维横截面分析与压汞曲线的获取
    5.4 模型计算与实验结果对比验证
第六章 低渗岩石电力输运机理
    6.1 电传导模型构建
    6.2 取样与岩电实验
    6.3 模型的对比验证
    6.4 模型的误差分析
    6.5 Archie定律中胶结因子的含义
    6.6 水力传导与电力传导的区别
    6.7 提高的含水饱和度模型
第七章 结论
致谢
参考文献



本文编号：3976005