低滲透砂巖儲層是現(xiàn)今油氣勘探的重點(diǎn)之一,其孔隙結(jié)構(gòu)特征的研究是低滲砂巖儲層表征研究中的關(guān)鍵問題。由于低滲透率的特性,低滲砂巖儲層通常具有比常規(guī)砂巖儲層更豐富的孔隙類型,更復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu),更粗糙的顆粒表面。所以,位于表面的流體傾向于與壁面結(jié)合形成不可動流體。在傳統(tǒng)的滲透率模型中經(jīng)常忽略這種自然現(xiàn)象。因此低滲砂巖的滲透率評估模型需要考慮這一地質(zhì)因素。多孔介質(zhì)的微觀孔隙結(jié)構(gòu)是控制其流體流動的關(guān)鍵屬性。然而,直接實(shí)驗(yàn)測量或數(shù)值重建通常是昂貴的并且不環(huán)保,多孔介質(zhì)的復(fù)雜特性也會引起很大的不確定性。如何更加經(jīng)濟(jì)地評價(jià)三維孔隙結(jié)構(gòu)也顯得尤為重要。此外,Archie定律已被廣泛用于天然多孔介質(zhì)的導(dǎo)電輸運(yùn)機(jī)理的建模,以及含水飽和度估算。然而,其經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)一直被廣泛探索。因此,本文從低滲砂巖儲層的高束縛水、多尺度的孔隙結(jié)構(gòu)、多尺度的顆粒結(jié)構(gòu)特征出發(fā),采用分形理論,結(jié)合多尺度表征技術(shù),構(gòu)建其高精度的孔隙結(jié)構(gòu)模型以及定量分析其內(nèi)在的輸運(yùn)機(jī)理。通過顆粒滿足分形分布的假設(shè)條件,新的孔隙結(jié)構(gòu)分類模型以及廣義的比表面積模型被建立。基于分形理論和改進(jìn)的Kozeny-Carman方程,定義了一種新的孔隙結(jié)構(gòu)分類指標(biāo)來定量劃...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
作者簡歷
摘要
abstract
符號說明
第一章 前言
    1.1 研究目的與意義
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 孔隙結(jié)構(gòu)分類研究進(jìn)展
        1.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)分形表征研究進(jìn)展
        1.2.3 低滲砂巖水力輸運(yùn)機(jī)理研究進(jìn)展
        1.2.4 單相流動輸運(yùn)特征-毛細(xì)管壓力曲線研究進(jìn)展
        1.2.5 巖石電傳導(dǎo)輸運(yùn)機(jī)理研究進(jìn)展
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 主要創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 低滲儲層孔隙結(jié)構(gòu)分類模型
    2.1 多尺度顆粒分布與廣義的比表面積方程建模
    2.2 孔隙結(jié)構(gòu)分類模型的建立
    2.3 取樣與區(qū)域地質(zhì)
    2.4 圖片處理與孔隙提取
        2.4.1 孔隙結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備-鑄體薄片
        2.4.2 壓力控制壓汞測試和SEM成像
        2.4.3 孔隙提取和顏色提取算法
    2.5 模型參數(shù)的計(jì)算與確定
        2.5.1 常規(guī)物性測試
        2.5.2 分形維數(shù)Df與 DT的確定
    2.6 孔隙成因類型與廣義比表面積的驗(yàn)證
    2.7 分類效果與誤差分析
        2.7.1 基于FZI和 PSTI的孔隙結(jié)構(gòu)分類
        2.7.2 巖石物理參數(shù)之間相關(guān)性的比較
        2.7.3 異常值分析和潛在應(yīng)用
    2.8 多尺度流程表征不同PST
第三章 基于Micro-CT與分形幾何表征孔隙結(jié)構(gòu)差異性
    3.1 選樣與Micro-CT切片圖像處理
    3.2 單一分形、多重與廣義分形理論簡述
        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 三種分形模型表征結(jié)果與對比
        3.3.1 N-A模型計(jì)算結(jié)果
        3.3.2 R-V模型計(jì)算結(jié)果
        3.3.3 N-R模型計(jì)算結(jié)果
        3.3.4 三種分形模型的對比
第四章 低滲多孔介質(zhì)水力輸運(yùn)機(jī)理-滲透率
    4.1 考慮束縛水的分形滲透率模型
        4.1.1 低滲透多孔介質(zhì)中改進(jìn)的Hagen-Poiseuille方程
        4.1.2 改進(jìn)的分形模型推導(dǎo)
    4.2 取樣與模型參數(shù)的實(shí)驗(yàn)獲取
        4.2.1 取樣與常規(guī)物性測試
        4.2.2 分形維數(shù)Df的確定
        4.2.3 最大水力直徑和束縛水飽和度
    4.3 經(jīng)典的K-C方程的改進(jìn)
    4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與效果分析
第五章 二維與三維孔隙結(jié)構(gòu)水力橋梁函數(shù)
    5.1 “橋梁函數(shù)”模型構(gòu)建
    5.2 實(shí)驗(yàn)取樣以及2D與3D孔隙結(jié)構(gòu)制備
    5.3 二維橫截面分析與壓汞曲線的獲取
    5.4 模型計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比驗(yàn)證
第六章 低滲巖石電力輸運(yùn)機(jī)理
    6.1 電傳導(dǎo)模型構(gòu)建
    6.2 取樣與巖電實(shí)驗(yàn)
    6.3 模型的對比驗(yàn)證
    6.4 模型的誤差分析
    6.5 Archie定律中膠結(jié)因子的含義
    6.6 水力傳導(dǎo)與電力傳導(dǎo)的區(qū)別
    6.7 提高的含水飽和度模型
第七章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3976005