致密气岩石物理实验分析方法与测井综合评价技术

0.01 100
0 ≤35 35～40 40～45 45～50 50～55 55～60 60～65 65～70 >70 Swi(%)
进汞饱和度，%
岩心号
T2截止值分布范围广，束缚水饱和度高。
(二）致密砂岩储层特征
致密砂岩储层孔隙结构复杂
Por=4.7%,K=0.106md
Por=4.8%,K=0.032md
2.67
2.61 2.60 2.60 2.60 2.60 2.60
6.4
4.3 4.1 4.0 4.1 4.0 4.0
净覆压和渗透率减小的比率关系图 （（3－28/32），Por=6.4,K=0.21)
100
渗透率减小的比率，%
15 20 25 30
80.50 80
83.36
84.78
68.62
60
进汞压力
1
0.1 0.01 100 80 60 40 进汞饱和度 20 0
储集砂体毛细管压力大
(二）致密砂岩储层特征
孔隙结构参数特征
最大孔喉半径分布图
16 14 12 10 8 6 4 2 0 15
区间数值
8 6 2 0 1 1 1
0
0~ 0. 5 0. 5~ 1 1~ 1. 5 1. 5~ 2 2~ 2. 5 2. 5~ 3 3~ 3. 5 3. 5~ 4
相同孔隙度的岩石渗透率可以相差很大,原因:孔隙结构不同,不同大小孔隙及其与 喉道的相互搭配关系是影响渗流能力的主要因素。
(二）致密砂岩储层特征
非均质性强，岩性、电性变化大
I-Sw关系图 F-Φ、 I-Sw呈非线性关系
10 10
阿尔奇线
I 1 1 10 10
1000
I
Sw(%) Sw(%)
100 100
1000
100
毛管压力,Mpa
累积频率（%）
T2截止值分布图(不含哈3井）
图
30 25
频率（%）
10
27.54 20.29 14.49 7.25
100 80 60 40 1.45
20
T2截止值(ms)
14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00
致密气岩石物理实验分析
方法与测井综合评价技术
前言
致密气(TightGas)也称致密砂岩气，是指渗透率小于0.1 毫达西的砂岩地层天然气，与页岩气、煤层气并为世界公认 的三大非常规天然气。 致密气分布广泛潜力巨大。近年来，随着水平井、体积 压裂改造技术的突破，致密油气已经成为现实接替领域。 我国的致密气具有良好的资源前景，是非常规资源中最为 现实的勘探领域。
砂岩 页岩 致密砂岩
常规砂岩储层>2 μm，致密砂岩储层2 -0.03μm，页岩：0.1-0.005 μm Philip H. Nelson（2009）
(二）致密砂岩储层特征
苏里格致密砂岩在连续谱中的位置
8 光学显微镜 7 6 计算化学 小角中子散射 扫描电镜 压汞
孔喉类型
5 4 3 2 1 0
页岩
约占天然气资源量的1/7， 广泛分布于鄂尔多斯、四 川、吐哈、松辽等 10 余个
盆地。
我国致密气资源分布现状图
（一）概述
鄂尔多斯盆地
鄂尔多斯盆地天然气资源丰富， 资源量为10.7万亿方，其中致密气资 源量6.6万亿方，约占总资源量的 61.7%，主要分布在苏里格气田，面 积达5万平方公里以上。
09S-1 09S-5 09S-9 09S-13 09S-17 09S-21 09S-25 09S-29 09S-33 09S-37 09S-41 09S-45 09S-49 09S-53 09S-64
1
20
18.84
15
10
0.1
5 0
4.35 0.00
5.80
Por=7.56%,K=0.705md,Swi=39.78% Por=5.79%,K=0.162md,Swi=50.12% Por=4.25%,K=0.014md,Swi=57.82% Por=3.64%,K=0.001md,Swi=78.99% 80 60 40 20 0
以深湖-半深湖相重力流沉积为主 储层岩性为粉砂-细砂岩、泥质粉砂岩 孔隙类型以溶孔、微孔为主 渗透率小于0.3mD，喉道中值半径主要 集中在0.05~0.15μm 源内、源储接触成藏
（一）概述 技术难点：测井面临的挑战
测井采集：致密气储层物性差、流体信息量少，为了正确识别
流体类型和确定储层下限，测井采集精度要求高；
所占比例（%）
所占比例（%）
胶结类型
成岩作用：吼道弯曲，以窄片状喉道，微孔隙为主。
(二）致密砂岩储层特征
孔隙结构参数特征
岩心压汞曲线汇总图
1000 100 10
38 49 7 17 22 30 45 55
40 2 10 19 25 33 47 63
41 4 13 20 27 39 52 64
42 5 14 21 29 44 53 65
分选性及磨圆度
分选性
极好
好
较好
中等
较差
差
极差
粒度上具有多模态结构，分 选性差、较差，磨圆度为次棱、
次圆-次棱，岩石的结构成熟
度低。
(二）致密砂岩储层特征
胶结类型、接触方式
线接触
凹凸接触
80 70 60 50 40 30 20 10 0 凹凸-线 线 点-线 接触方式 线-点 点-漂浮
80 70 60 50 40 30 20 10 0 压嵌型 孔隙-压 嵌型 孔隙-基 底型 压嵌-孔 隙型 孔隙型
（一）概述 技术对策及技术措施：
整体解决方案：针对性＋综合性
储层评价
•油气层位置 •油气流动性 •储层描述
钻井
•裂缝发育程度 •原地应力 •岩石力学性质
优化完井
生产
（一）概述 技术对策及技术措施：
技术对策：

发展测量精度高、探测深度大、信息丰度高的高性能测井 发展满足非均质、非线性要求的精细解释模型
致密砂岩气标准 孔隙度<10% 渗透率<0.1md 孔喉半径<1μm 含气饱和度<60%
致密砂岩气特点
孔隙度低、渗透率低
自然产能低 经过大型水力压裂或采用水 平井等才能产出工业气流
（一）概述 致密气藏聚集特征
序号
1 2
特征
分布特征 储层特征
非常规连续型油气聚集
盆地斜坡、中心等大范围 “连续”分布，局部富集 大规模纳米级储层为主
汇 报 提 纲
一、致密气储层特点与技术难点 二、致密气岩石物理实验方法与分析建模技术 三、致密气储层地质、测井、工程一体化综合评 价技术 四、下一步需要开展的工作
（一）概述 我国致密气资源分布现状
我国天然气资源量约 为 70 万亿立方米，其中致 密气资源量 12 万亿立方米，
鄂尔多斯盆地 吐哈盆地
40
20 0.00 0 0 10 15 20 25 净覆压Pe(MPa) 30 35
35
(二）致密砂岩储层特征
K为0.1-1mD的样品气水相渗曲线
1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 20
鄂尔多斯盆地古生界地层简表
地 界 系 层 时 统 上统 上古 生界 二叠系 下统 太原组 山西组 中统 代 组 石千峰组 石盒子组 厚度 (m) 282 300 100 80 致密气 为主 类别
鄂尔多斯盆地油气田分布图
石炭系
下古 生界 奥陶系 寒武系
上统
下统
本溪组
马家沟组
50
1400 920 低渗透
分布区间/μ m
孔隙度直方图 60 50
频率（%）
>4
渗透率直方图
100
累积频率（%）
50 40
频率（%）
100
累积频率（%）
80 60 40 20 0 ≤2 2～4 4～6 6～8 8～10 >10 孔隙度（%）
80 60 40 20 0
≤0.01 0.01～0.05 0.05～0.1 0.1～0.2 0.2～0.5 0.5～1 >1
多种源储关系
界限明显的常规闭合圈闭 远距离二次运移为主 靠浮力聚集 达西渗流，有自然工业产量 上油气下水，界面明显
（一）概述
低渗透油气藏
致密油气藏
共 性 差 异 性
孔隙度、渗透率低 矿物成分复杂，孔隙类型多样、结构复杂 非均质性强 岩电性质复杂，油层识别评价难度大 无自然产能，都需压裂改造 ……
以三角洲前缘沉积为主 储层岩性主要为细砂岩 孔隙类型以粒间孔、溶孔为主 渗透率一般大于0.3mD，喉道中值半 径一般大于0.1μm 源外成藏为主
气水识别：致密气储层气水关系复杂、气饱和度低，测井响应 特征复杂，流体性质识别难；
解释模型：致密气储层非均质性强，孔隙结构复杂，岩性、电
性变化大，储层参数定量评价难； 储层评价：致密气储层微孔发育、非达西渗流，储层有效性评
价难；
产能评估：致密气储层纵向结构复杂，多为长井段多层合采， 测井产能等级评估难度大。
图 例
油田面积气田面积
（一）概述
致密砂岩气定义与标准（SY/T6832-2011）
定义：致密砂岩气是指孔隙度小于10%、原地渗透率小于0.1mD或空气渗透率小于1mD、 孔喉半径小于1μm、含气饱和度小于60%的砂岩中储集的天然气,一般无自然工业产量, 但在一定经济条件和技术措施下可以获得工业天然气产量。
致密砂岩
砂岩
最大孔喉直径 主流孔喉直径 中值孔喉直径 平均孔喉直径 中砂
-1
He