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低阶煤储层微观孔隙结构的分形模型评价

王小垚，曾联波，周三栋，史今雄，田鹤   

  1. 1.中国石油大学(北京)地球科学学院，北京 102249；
    2.中国地质大学(北京)能源学院，北京 100083
  • 收稿日期:2017-10-25 修回日期:2017-11-30 出版日期:2018-02-10 发布日期:2018-02-10
  • 作者简介:王小垚（1995-），男，陕西安康人，硕士研究生，主要从事储层裂缝分布及油田开发地质研究.E-mail：skarnwxy@sina.com.

Assessment of micro-pore structure fractal model evaluation of low-rank coal reservoirs

Wang Xiao-yao，Zeng Lian-bo，Zhou San-dong，Shi Jin-xiong，Tian He   

  1. 1.College of Geoscience，China University of Petroleum (Beijing)，Beijing 102249，China；
    2.College of Energy，China University of Geosciences (Beijing)，Beijing 100083，China
  • Received:2017-10-25 Revised:2017-11-30 Online:2018-02-10 Published:2018-02-10

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861

摘要：

以准噶尔盆地南缘低阶煤储层为研究对象，在压汞实验基础上，应用3种分形理论模型，对低阶煤储层孔隙结构的非均质性进行了定量表征和对比研究。3种理论模型的分形维数D与Dm、Ds之间没有明显的相关性，且与煤岩储层的孔隙连通性之间相关性也较小。但随着经典几何学模型的分形维数Dm增大，热力学模型的分形维数Ds有增加的趋势，且随着Dm与Ds的增加，其煤岩储层微小孔的连通性也明显优于中大孔。不同分形模型的分形维数对低阶煤储层的地质意义不同，多孔介质分形模型的分形维数(D)主要表征低阶煤储层大尺度孔隙对于孔隙体积变化的影响，但没有揭示分形维数与煤储层物性的变化规律；经典几何学分形模型的分形维数(Dm)主要表征低阶煤储层孔隙空间变化的特征，煤储层的孔容随着分形维数(Dm)的增加而减小；热力学分形模型的分形维数(Ds)则主要表征低阶煤储层孔隙表面的粗糙程度，随着分形维数(Ds)增加，孔隙表面张力增大，孔隙表面的粗糙程度也就越大。低阶煤储层的孔隙度与渗透率都较低，连通性相对较好的微小孔增加连通孔隙的体积，根据不同分形模型的分形维数所反映的地质意义，可以按照不同渗透率范围，用不同的分形模型来表征低阶煤储层渗透率的变化规律，为低阶煤的煤层气开采与有效渗透率的预测提供地质依据。
 

关键词: 孔隙结构, 分形模型, 分形维数, 渗透性, 低阶煤储层, 准噶尔盆地南缘

Abstract:

This article takes low-rank coal reservoirs in the southern margin of Junggar Basin as a research object.Based on the mercury intrusion method，a comparative and quantitative study of heterogeneity of pore structure in low-rank coal reservoirs is carried out by using three fractal models.Fractal dimension Dhas no obvious correlation between Dmand Ds，and less correlation between pore connectivity of coal and rock reservoirs.But with the increase of fractal dimension Dm，Ds has a tendency to increase，and with the increase of Dm and Ds，the connectivity of micro-pores in coal reservoirs is also obviously better than that of medium and large pores.The fractal dimensions of different fractal models have different geological significance for low-rank coal reservoirs，the fractal dimension (D) of the fractal porous model mainly indicates the effect of large-scale pore on pore volume change，but it does not reveal the change rule between fractal dimension and physical properties of coal reservoir.The fractal dimension (Dm) of classical geometry model is mainly characterized by pore space variation，and pore volume decreases with the increase of Dm.Fractal dimensions of fractal model of the thermal (Ds) indicates pore surface roughness，surface tension of pore increases along with Ds，and pore surface has the greater roughness.Low porosity and permeability of low-rank coal reservoir，and micro-pores with relatively good connectivity increase the volume of the connected pores.According to the geological significance of the fractal dimension of different fractal models，the variation law of low-rank coal reservoir permeability can be characterized by different fractal models according to different permeability ranges，which provides a geological basis for the extraction of coalbed methane and the prediction of effective permeability for low-rank coal.

Key words: Pore structure, Fractal model, Fractal dimension, Permeability, Low-rank coal reservoir, Southern Jungar Basin

中图分类号: 

  • TE122.2

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