以鄂尔多斯盆地合水地区长6储层为例,运用岩心、扫描电镜、高压压汞、微G纳米CT技术,从毫米、微米和纳米3个尺度分析致密储层的非均质性,揭示致密砂岩储层小尺度非均质性对致密油富集的影响,明确了小尺度非均质性的特征及其对致密油富集的影响,确定了含油孔喉半径的下限.结果表明:致密储层毫米尺度下层理缝、块状层理与粒序层理发育,岩心内存在钙质胶结与大量的泥质条带.微米尺度下粒间孔隙(2~50μm)与微裂缝(50~300μm)发育,纳米尺度下粒内孔隙(50~500nm)发育.毫米尺度下,层理缝的发育导致致密油的局部富集.其中块状层理最有利于石油的富集,正韵律与中间突进韵律影响致密油的分布,钙质胶结与泥质条带不利于致密油的富集.微纳米尺度下,致密油主要发育在较大的条带状孔隙中,孤立的孔隙如果有微裂缝的沟通也有致密油的富集.致密储层的孔喉半径下限为50~80nm.

为查明煤层气藏内部非均质性特征,基于煤层气井生产数据,对沁水盆地南部郑庄区块3#煤层气藏非均质性及其对气井产能的影响进行研究,发现研究区3#煤层气藏在裂隙系统、岩石骨架及内部流体赋存方面均存在显著的空间分布差异性,且煤层气井产能受小微褶曲构造密切控制,提出了煤层气藏非均质程度评价参数及方法.结果表明:裂隙方面,通过气井产水量分析得出煤储层裂隙系统发育优势方位受喜山期构造应力场控制表现为NNE及NW向,且靠近寺头断层带部位煤储层裂隙发育密度高;岩石骨架方面,研究区小微褶曲带煤层段水平主应力差大,煤岩受构造应力剪切破坏,储层骨架松软破碎,气井产粉严重;流体赋存方面,煤层气藏流体分异主要受小微构造形态及储层渗透性控制.按照气水比高低,将研究区划分为:富气富水区、富气贫水区、富水贫气区、贫水贫气区4个大类共6块,其中小微背斜(鼻状构造)轴部构造应力呈拉张状态,煤岩卸压膨胀甲烷气解吸逸散,煤层含气低含水高为富水贫气区,气井产能效果差;小微向斜(舟状构造)轴部构造应力挤压,煤岩收缩甲烷气吸附保存,煤层含气高含水低为富气贫水区,气井产能效果好.综合压降速率、解吸梯度、水平主应力差、含气量等参数构建气藏成熟度指标,并通过气藏成熟度分异系数定量表征煤层气藏空间非均质程度,据此可为煤层气靶区优选及后期煤层气井加密布署提供理论依据.

为了进一步提高测井数据精度,提出“相控”测井曲线标准化,以TOC含量预测为例阐述“相控”测井曲线标准化对提高地质、地化参数预测精度的重要性.在对鄂尔多斯盆地下寺湾地区地质条件分析基础上,在严格的相控下,选取了主体位于半深湖相、厚度稳定、主要由泥页岩组成的延长组C27小层作为标准层,以位于研究区中心、测井和分析测试资料较全的YY9井作为标准井,采用直方图标准化法对研究区测井曲线进行了标准化.研究结果表明:虽然传统测井曲线标准化能够提高TOC预测精度,但其标准层选取已经不能完全满足湖相页岩气勘探中测井曲线标准化“标准层”的选取需要;与传统标准化相比,“相控”测井曲线标准化后TOC预测值与实验分析值线性回归更加趋近于Y=X,相关系数提高0.020至0.129不等,其中,问题井相关系数提高32.23%,“相控”测井曲线标准化更好地降低了测井资料的系统误差,提高了利用测井资料评价TOC的精度;“相控”测井曲线标准化要求标准化在位于同一“沉积亚相”的井中进行,在一定程度上限制了标准化的平面推广.

基于优质源岩在致密油成藏过程中的作用越来越显著,以松南中央坳陷区青一段泥岩为例,综合运用测井、录井及地球化学测试等资料,提出由排烃角度建立源岩评价标准,在此基础上,综合优质源岩的供烃能力、古超压发育特征及封盖能力等因素,详细阐述其对下伏泉四段致密油成藏的控制作用.研究结果表明:青一段暗色泥岩有机质类型以I型和II1型为主,具有丰度高、类型好、生烃潜力大的特征,其中,TOC>2.0%,Ro>0.9%的泥岩排烃量明显增大,为优质烃源岩;优质烃源岩厚度由湖盆边缘向沉积中心逐渐增加,纵向上主要集中在青一段下段,平面上以长岭凹陷中、北部和红岗阶地东部海坨子地区最为发育;研究区青一段优质源岩的展布范围控制了泉四段致密油藏的分布格局;其累计厚度及生、排烃强度控制油源充足程度,使得石油最大下排深度达160m;青一段古超压是石油下排的充注动力,其与油源断层的配置关系控制了泉四段下部砂组的油气富集程度;此外,青一下亚段的优质源岩为泉四段致密油藏的保存提供有效封盖.

在薄互层泥云岩储层和裂缝发育特征分析的基础上,重点对比构造导向相干、倾角、最大构造曲率以及本征值等叠后地震属性对裂缝发育程度的敏感性差异.通过加入与裂缝形成相关的地质、地球物理参数优化反演模型,采用非线性神经网络方法厘定不同地震属性在交汇融合过程中的权重比,定量预测青西凹陷下白垩统泥云岩储层裂缝发育强度和平均密度.研究结果表明:与FMI识别成果对比证实,多属性交汇融合预测结果吻合率达82%.

运用低温N2和CO2等温吸附、高压压汞及FEGSEM观察,采用分形几何原理,对浙西荷塘组页岩孔隙结构及分形特征进行研究,论述了孔隙结构对页岩储渗条件的影响,并揭示了孔隙结构的影响因素.结果表明:浙西荷塘组页岩矿物基质孔及裂缝孔属渗流孔,有机质孔属吸附孔,因有机质孔面孔率高,而矿物基质孔及裂缝孔面孔率低,使其利于吸附气的富集而欠缺游离气存储空间以及气体的渗流通道;荷塘组页岩孔隙结构大致可分为3类,由于与页岩气渗流密切相关的100~10000nm孔隙基本不发育,造成页岩气运移连通性与渗流条件明显较差.页岩孔径大于25nm的孔隙最具多样性,孔隙结构最复杂,4~25nm次之,2~4nm最简单.当孔径大于25nm时,孔隙结构复杂程度与有机碳含量呈正相关关系,当孔径小于25nm时,呈负相关关系;孔隙结构复杂程度与黏土矿物含量均呈负相关关系,与脆性矿物含量均呈正相关关系.