頁巖氣儲層孔隙結(jié)構分形特征研究

徐祖新，郭少斌，喬 輝，李海明

(1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083;2.中國地質(zhì)大學 (北京)能源學院，北京 100083;3.中國石油大學 (北京)，北京 102249)

隨著世界能源需求的加劇和北美頁巖氣的成功，頁巖氣的勘探開發(fā)日益受到重視。頁巖氣儲層孔隙結(jié)構不僅影響頁巖氣的儲集能力，而且影響頁巖氣井的產(chǎn)量和最終采收率［1］。Schettler等［2］對美國泥盆紀大量測井曲線分析后認為，巖石孔隙是頁巖氣主要賦存場所，約一半的頁巖氣存儲在孔隙中。因此，孔隙結(jié)構研究是頁巖氣儲層評價的重要內(nèi)容，對頁巖氣勘探開發(fā)具有重要意義。

頁巖是一種多孔介質(zhì)，具有復雜的孔隙結(jié)構。國內(nèi)外學者針對頁巖氣儲層孔隙結(jié)構研究做了大量工作，主要研究了頁巖孔隙類型、孔徑大小及孔隙結(jié)構對頁巖氣賦存和運移的影響［3～8］。但是，目前針對頁巖氣儲層孔隙結(jié)構分形特征的研究相對較少［9～11］。頁巖氣儲層在孔隙度相同但孔隙結(jié)構不同的情況下，其滲透率往往表現(xiàn)出較大的差異，進而影響頁巖油氣的充注，造成儲層含油氣性的不同［11］。法國著名數(shù)學家Mandelbrot提出的分形理論為描述頁巖孔隙分布的不規(guī)則性提供了科學的手段。許多學者對巖石中孔隙結(jié)構的分形特征進行了研究，指出孔隙分布具有統(tǒng)計意義上的自相似性，并引入分形維數(shù)描述孔隙的分布特征［12～14］。分形維數(shù)不僅可以描述頁巖孔隙大小和分布均勻程度，而且可以描述頁巖孔隙形態(tài)的復雜程度。因此，分形維數(shù)成為定量描述頁巖孔隙結(jié)構的重要參數(shù)，可以用其定量表征頁巖氣儲層非均質(zhì)性。……