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1、(10)申请公布号 CN 103645518 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103645518 A (21)申请号 201310705347.1 (22)申请日 2013.12.19 G01V 9/00(2006.01) G01N 33/24(2006.01) (71)申请人 中国石油大学 ( 北京 ) 地址 102249 北京市昌平区府学路 18 号 (72)发明人 庞雄奇 周立明 张俊 汪文基 霍志鹏 巩磊 肖爽 王阳洋 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 王天尧 (54) 发明名称 确定砂岩透镜体聚集油气临界条件的方法 (57)。
2、 摘要 本发明提供了一种确定砂岩透镜体聚集油气 临界条件的方法， 该方法包括 ： 在密闭空间内填 充油的饱和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在 围岩模拟物内预留出的空间中填充水的饱和度达 到饱和度限值的砂体模拟物 ； 在预定时间后， 取 出围岩模拟物内部的砂体模拟物 ； 确定砂体模拟 物的含油饱和度 ； 将围岩模拟物的粒径、 砂体模 拟物的粒径以及含油饱和度作为一组含油饱和度 数据 ； 改变围岩模拟物的粒径或者改变砂体模拟 物的粒径， 重复执行上述步骤， 直至获取多组含油 饱和度数据 ； 根据多组含油饱和度数据确定砂岩 透镜体聚集油气的临界条件。本发明达到了定量 给出砂岩透镜体聚集油气的临界条。
3、件， 从而有效 地指导砂岩透镜体油气藏的勘探的技术效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103645518 A CN 103645518 A 1/2 页 2 1. 一种确定砂岩透镜体聚集油气临界条件的方法， 其特征在于， 包括 ： 在密闭空间内填充油的饱和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩模拟物内预留出 的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物 ； 在预定时间后， 取出围岩模拟物内部的砂体模拟物 ； 确定所述砂体模拟。
4、物的含油饱和度 ； 将围岩模拟物的粒径、 砂体模拟物的粒径以及含油饱和度作为一组含油饱和度数据 ； 改变围岩模拟物的粒径或者改变砂体模拟物的粒径， 重复执行上述步骤， 直至获取多 组含油饱和度数据 ； 根据所述多组含油饱和度数据确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 2. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述砂体模拟物是玻璃微珠。 3. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述围岩模拟物是玻璃微珠。 4. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述围岩模拟物中的油是红色素煤油。 5.如权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于， 根据所述多组含油饱和度数据 确定砂岩透。
5、镜体聚集油气的临界条件， 包括 ： 根据所述多组含油饱和度数据， 建立对应于不同粒径的砂体和不同粒径的围岩的含油 饱和度变化图 ； 根据所述含油饱和度变化图确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 6.如权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于， 根据所述多组含油饱和度数据 确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 包括 ： 根据砂体模拟物的粒径确定砂体的孔喉半径， 根据围岩模拟物的粒径确定围岩的孔喉 半径 ； 根据砂体的孔喉半径与围岩的孔喉半径之比， 以及所对应的含油饱和度数据确定砂岩 透镜体聚集油气的临界条件。 7. 如权利要求 6 所述的方法， 其特征在于 ： 按照以下公式确定砂体的孔喉半径 。
6、： 其中， DR表示砂体模拟物的粒径， R 表示砂体的孔喉半径 ； 按照以下公式确定围岩的孔喉半径 ： 其中， Dr表示围岩模拟物的粒径， r 表示围岩的孔喉半径。 8. 如权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 确定的砂岩透镜体聚集油气的临界条件包 括 ： 砂体的孔喉半径大于或等于围岩的孔喉半径的 2 倍， 油气能聚集至砂体的内部 ； 和 / 或， 随砂体的孔喉半径与围岩的孔喉半径之比的逐渐增大， 砂体内部的含油率逐 渐增高。 9. 如权利要求 1 至 4 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述密闭空间为多个， 在所述 多个密闭空间中同时填充油的饱和度达到饱和度限值围岩模拟物， 在围岩模。
7、拟物内预留出 的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物， 在预定时间后， 取出各个密闭空 间中的围岩模拟物内部的砂体模拟物， 确定砂体模拟物的含油饱和度， 分别将各个密闭空 间中的围岩模拟物的粒径、 砂体模拟物的粒径以及含油饱和度作为一组含油饱和度数据， 权 利 要 求 书 CN 103645518 A 2 2/2 页 3 其中， 不同密闭空间中的围岩模拟物的粒径， 和 / 或砂体模拟物的粒径是不同的。 10. 如权利要求 9 所述的方法， 其特征在于， 所述密闭空间的个数为 4 个。 权 利 要 求 书 CN 103645518 A 3 1/8 页 4 确定砂岩透镜体聚集油气临界条件。
8、的方法 技术领域 0001 本发明涉及石油勘测技术领域， 特别涉及一种确定砂岩透镜体聚集油气临界条件 的方法。 背景技术 0002 随着石油勘探技术的不断深入， 越来越多的砂岩透镜体油气藏不断被发现， 而且 日益受到重视。砂岩透镜体油气藏是岩性油气藏的一种， 系指形成于四周被低 （非） 渗透岩 层所包围的各种透镜状、 条带状或不规则状渗透性储集岩层中的油气藏。砂岩透镜体油气 藏的成藏机理是对此类油气藏进行研究的首要问题。 0003 目前， 砂岩透镜体油气藏的成藏机理的学术观点主要有以下几种 ： 0004 1） 在毛细管压力作用下， 油气由烃源岩进入大孔隙的储集岩中 ； 0005 2） 烃类生成。
9、引起的膨胀力、 烃浓度差引起的扩散力和砂泥岩间的毛细管压力差是 成藏的主动力 ； 0006 3） 通过物理模拟实验的结论， 认为流体压差将泥岩中生成的油气驱向砂岩透镜 体， 毛细管压力差将泥岩与砂岩接触带的油气驱入砂岩透镜体， 浮力使进入砂岩透镜体中 的油气向其顶部聚集， 砂岩透镜体中的水可以在毛细管压力差的作用下自然地由砂岩进入 泥岩中 ； 0007 4） 通过用实验方法模拟了处于不同位置的砂岩透镜体的油气的充注过程， 并解释 了油气成藏机理是砂岩 - 泥岩孔喉的毛细管作用和烃源岩排烃压力综合作用的结果 ； 0008 5） 储集体平均孔隙度为 12% 22%， 砂体物性与圈闭充满度呈正比例关。
10、系， 而且存 在一个砂体物性门限， 当砂体物性大于某一门限值时， 砂体内才能有油气聚集 ； 0009 6） 在围岩具备供烃能力的情况下， 孤立砂体聚集成藏的能力取决于孤立砂体进 入聚烃门限或聚烃的临界地质条件， 上述的地质条件目前可以通过围岩和砂体的孔渗性差 值， 尤其是围岩和砂体的孔喉半径之间的差值来表示， 这主要是因为当围岩和砂体的孔喉 半径相差较小时， 两者接触面上的毛细管压力的作用可能不足以将油气引入到砂体内。 0010 由上述分析可知， 目前的对砂岩透镜体聚集油气成藏的研究大多处于定性描述的 阶段， 还没有关于砂岩透镜体油气藏成藏的临界条件的定量研究， 对实际的油气藏勘探缺 少一个定。
11、量或半定量的指导判别标准， 从而难以有效地指导砂岩透镜体油气藏的勘探。 发明内容 0011 本发明实施例提供了一种确定砂岩透镜体聚集油气临界条件的方法， 以达到有效 地指导砂岩透镜体油气藏勘探的目的， 该方法包括 ： 0012 在密闭空间内填充油的饱和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩模拟物内预 留出的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物 ； 0013 在预定时间后， 取出围岩模拟物内部的砂体模拟物 ； 0014 确定所述砂体模拟物的含油饱和度 ； 说 明 书 CN 103645518 A 4 2/8 页 5 0015 将围岩模拟物的粒径、 砂体模拟物的粒径以及含油饱和度作为一组。
12、含油饱和度数 据 ； 0016 改变围岩模拟物的粒径或者改变砂体模拟物的粒径， 重复执行上述步骤， 直至获 取多组含油饱和度数据 ； 0017 根据所述多组含油饱和度数据确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 0018 在一个实施例中， 所述砂体模拟物是玻璃微珠。 0019 在一个实施例中， 所述围岩模拟物是玻璃微珠。 0020 在一个实施例中， 所述围岩模拟物中的油是红色素煤油。 0021 在一个实施例中， 根据所述多组含油饱和度数据确定砂岩透镜体聚集油气的临界 条件， 包括 ： 0022 根据所述多组含油饱和度数据， 建立对应于不同粒径的砂体和不同粒径的围岩的 含油饱和度变化图 ； 0023 。
13、根据所述含油饱和度变化图确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 0024 在一个实施例中， 根据所述多组含油饱和度数据确定砂岩透镜体聚集油气的临界 条件， 包括 ： 0025 根据砂体模拟物的粒径确定砂体的孔喉半径， 根据围岩模拟物的粒径确定围岩的 孔喉半径 ； 0026 根据砂体的孔喉半径与围岩的孔喉半径之比， 以及所对应的含油饱和度数据确定 砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 0027 在一个实施例中， 按照以下公式确定砂体的孔喉半径 ： 0028 其中， DR表示砂体模拟物的粒径， R 表示砂体的孔喉半径 ； 0029 按照以下公式确定围岩的孔喉半径 ： 0030 其中， Dr表示围岩模拟物的粒。
14、径， r 表示围岩的孔喉半径。 0031 在一个实施例中， 确定的砂岩透镜体聚集油气的临界条件包括 ： 0032 砂体的孔喉半径大于或等于围岩的孔喉半径的 2 倍， 油气能聚集至砂体的内部 ； 0033 和 / 或， 随砂体的孔喉半径与围岩的孔喉半径之比的逐渐增大， 砂体内部的含油 率逐渐增高。 0034 在一个实施例中， 所述密闭空间为多个， 在所述多个密闭空间中同时填充油的饱 和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩模拟物内预留出的空间中填充水的饱和度达到 饱和度限值的砂体模拟物， 在预定时间后， 取出各个密闭空间中的围岩模拟物内部的砂体 模拟物， 确定砂体模拟物的含油饱和度， 分别将各个。
15、密闭空间中的围岩模拟物的粒径、 砂体 模拟物的粒径以及含油饱和度作为一组含油饱和度数据， 其中， 不同密闭空间中的围岩模 拟物的粒径， 和 / 或砂体模拟物的粒径是不同的。 0035 在一个实施例中， 密闭空间的个数为 4 个。 0036 在本发明实施例中， 提供了一种通过实验的方式确定砂岩透镜体聚集油气临界条 件的方法， 在密闭的空间内填充油的饱和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩模拟物 内预留出的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物， 在静置一段时间后， 测 量砂体模拟物中的含油饱和度， 改变围岩模拟物的粒径、 或者改变砂体模拟物的粒径， 从而 说 明 书 CN 103645。
16、518 A 5 3/8 页 6 获得多组含油饱和度， 基于这些数据可以有效分析出砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 解 决了现有技术中， 对于砂岩透镜体聚集油气的临界条件的分析都是定性的， 还没有定量的 研究， 从而导致砂岩透镜体油气藏的成藏机理的确定的实用性不高的技术问题， 本发明定 量地给出了砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 从而可以有效地指导砂岩透镜体油气藏的勘 探。 附图说明 0037 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 并不 构成对本发明的限定。在附图中 ： 0038 图 1 是本发明实施例的确定砂岩透镜体聚集油气临界条件的方法流程图 ； 0039 图 2。
17、 是本发明实施例的砂岩透镜体地质模型示意图 ； 0040 图 3 是本发明实施例的岩石颗粒立方体排列孔喉半径与粒径关系示意图 ； 0041 图 4 是本发明实施例的砂岩透镜体聚集油气物理模拟实验装置示意图 ； 0042 图 5 是本发明实施例的粒径 D1=0.1mm 的砂体与不同围岩组合的含油饱和度变化 示意图 ； 0043 图 6 是本发明实施例的粒径 D2=0.25mm 的砂体与不同围岩组合的含油饱和度变化 示意图 ； 0044 图 7 是本发明实施例的粒径 D3=0.5mm 的砂体与不同围岩组合的含油饱和度变化 示意图 ； 0045 图 8 是本发明实施例的粒径 D4=1.0mm 的砂体。
18、与不同围岩组合的含油饱和度变化 示意图。 具体实施方式 0046 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下面结合实施方式和附图， 对 本发明做进一步详细说明。 在此， 本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明， 但并 不作为对本发明的限定。 0047 发明人发现， 根据统计规律显示， 圈闭 （砂岩） 的界面势能 s与其围岩 （泥岩） 的界 面势能 n的比值必须满足 n/s 2， 即圈闭 （砂岩） 的孔喉半径 R 必须大于 （或等于） 其 围岩 （泥岩） 的孔喉半径 r 的 2 倍时， 油气才能聚集至储层内部， 而且 R/r 越大， 表明储层的 相对优相条件越好， 越有利于油气的。
19、聚集， 为了验证这一统计规律， 发明人设计了一种物理 模拟实验， 用以定量确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 如图 1 所示， 包括以下步骤 ： 0048 步骤 101 ： 在密闭空间内填充油的饱和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩 模拟物内预留出的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物 ； 0049 步骤 102 ： 在预定时间后， 取出围岩模拟物内部的砂体模拟物 ； 0050 步骤 103 ： 确定所述砂体模拟物的含油饱和度 ； 0051 步骤 104 ： 将围岩模拟物的粒径、 砂体模拟物的粒径以及含油饱和度作为一组含 油饱和度数据 ； 0052 步骤 105 ： 改变围岩模拟。
20、物的粒径或者改变砂体模拟物的粒径， 重复执行上述步 骤， 直至获取多组含油饱和度数据 ； 说 明 书 CN 103645518 A 6 4/8 页 7 0053 步骤 106 ： 根据所述多组含油饱和度数据确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 0054 在上述实施例中， 提供了一种通过实验的方式确定砂岩透镜体聚集油气临界条件 的方法， 在密闭的空间内填充油的饱和度达到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩模拟物内 预留出的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物， 在静置一段时间后， 测量 砂体模拟物中的含油饱和度， 改变围岩模拟物的粒径、 或者改变砂体模拟物的粒径， 从而获 得多组含油饱和度，。
21、 基于这些数据可以有效分析出砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 解决 了现有技术中， 对于砂岩透镜体聚集油气的临界条件的分析都是定性的， 还没有定量的研 究， 从而导致砂岩透镜体油气藏的成藏机理的确定的实用性不高的技术问题， 本发明定量 地给出了砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 从而可以有效地指导砂岩透镜体油气藏的勘 探。 0055 考虑到使得进入砂体或者是从围岩中流出的油可以被明显的记录和观察， 围岩模 拟物中饱含的油可以是有颜色的， 例如红色素煤油。 进一步的， 上述的围岩模拟物可以是玻 璃微珠， 上述的砂体模拟物也可以是玻璃微珠， 然而值得注意的是， 玻璃微珠仅是一个具体 实施例， 并不构成对。
22、本发明不当的限定， 还可以采用其它类似的物质代替， 只要从结构和性 能上与围岩和砂体类似都可以作为砂体或者是围岩的模拟物。 0056 为了使得确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件的过程更为直观和精确， 可以将上 述的多组数据画成含油饱和度变化图， 由画得的图来有效确定砂岩透镜体聚集油气的临界 条件， 从而使得结果的显示更为直观。 在一个实施例中， 根据所述多组含油饱和度数据确定 砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 可以包括 ： 根据所述多组含油饱和度数据， 建立不同粒径 的砂体和不同粒径的围岩组合的含油饱和度变化图 ； 根据所述含油饱和度变化图确定砂岩 透镜体聚集油气的临界条件。 0057 具体的， 。
23、考虑到砂岩透镜体聚集油气的临界条件的确定与砂体的孔喉半径以及围 岩的孔喉半径都有着直接的关系， 这两者是判断砂岩透镜体聚集油气的临界条件的重要依 据， 因此， 可以先将粒径转换为孔喉半径， 然后基于孔喉半径确定砂岩透镜体聚集油气的临 界条件， 即， 根据砂体模拟物的粒径确定砂体的孔喉半径， 根据围岩模拟物的粒径确定围岩 的孔喉半径， 根据砂体的孔喉半径与围岩的孔喉半径之比， 以及所对应的含油饱和度数据 确定砂岩透镜体聚集油气的临界条件。 0058 在实施过程中， 可以按照以下公式将砂体模拟物的粒径转换为砂体的孔喉半径 ： 0059 0060 其中， DR表示砂体模拟物的粒径， R 表示砂体的孔。
24、喉半径 ； 0061 可以按照以下公式将围岩模拟物的粒径转换为围岩的孔喉半径 ： 0062 0063 其中， Dr表示围岩模拟物的粒径， r 表示围岩的孔喉半径。因此， 粒径的比值可以 近似看作孔喉半径的比值。 0064 在上述各个实施例中， 确定出的砂岩透镜体聚集油气的临界条件至少包括 ： 0065 1） 砂体的孔喉半径大于等于围岩的孔喉半径的 2 倍， 油气才能聚集至砂体内部 ； 0066 2） 随砂体的孔喉半径与围岩的孔喉半径之比的逐渐增大， 砂体内部的含油率逐渐 增高。 说 明 书 CN 103645518 A 7 5/8 页 8 0067 为了减少试验所需的时间， 可以设置多个密闭空。
25、间， 或者将试验台上的一个密闭 空间分为多个密闭空间， 在多个密闭空间中同时进行试验， 从而减少试验所需时间。即， 密 闭空间为多个， 在所述多个密闭空间中同时填充油的饱和度达到饱和度限值围岩模拟物， 在围岩模拟物内预留出的空间中填充水的饱和度达到饱和度限值的砂体模拟物， 在预定时 间后， 取出各个密闭空间中的围岩模拟物内部的砂体模拟物， 确定砂体模拟物的含油饱和 度， 分别将各个密闭空间中的围岩模拟物的粒径、 砂体模拟物的粒径以及含油饱和度作为 一组含油饱和度数据， 其中， 不同密闭空间中的围岩模拟物的粒径， 和 / 或砂体模拟物的粒 径是不同的， 密闭空间的个数可以是 4 个。 0068 。
26、通过本实施例中所提供的方法确定的砂岩透镜体聚集油气的临界条件与上述在 实际盆地中发现的统计规律是吻合的。 为了进一步说明本实施例所提供的物理模拟实验结 论的正确性， 下面用力学推导的方法来证明。 0069 在地层条件下， 由于各部位流体势的差异， 油气由相对高势区向相对低势区流动。 流体势的组成包括四个方面 ： 浮力产生的位能、 压力产生的弹性势能、 毛细管力产生的界 面势能以及惯性力产生的动能。由于地下流体运移的速度很慢， 因此惯性力产生的动能通 常可以忽略， 在微观条件下， 当油气在运移通道中处于与储集层近似深度范围时， 如图 2 所 示， 储层砂体的A点与运移通道中的B点基本处于同一深度。
27、Z、 同一压力系统P内， 因此在计 算 A 与 B 点相对流体势时， 可以取深度 Z 为基准面， 则相对流体势中相对位能、 相对弹性势 能以及动能都为 0。即， 驱使油气由围岩进入砂体的主要是毛细管压力差 Pc的作用， 其表 达式为 ： 0070 0071 同时， 油气进入储层后， 受到砂体内毛细管阻力 Pf的作用， 阻力 Pf的表达式为 ： 0072 0073 其中， Pc表示毛细管压力差， 单位为N ； Pf表示阻力， 单位为N ； 表示界面张力， 单位为 N/m2； 表示界面张力与水平夹角， 单位为 ； r 表示泥岩 （围岩） 的孔喉半径， 单位 为 m ； R 表示砂岩 （砂体） 的孔。
28、喉半径， 单位为 m。 0074 如果油气能够突破圈闭砂体内的阻力成藏， 则需满足以下关系式 ： 0075 Pc Pf， 即 ： 0076 即 ： R 2r 0077 由上述分析可以得出 ： 只有圈闭砂岩 （砂体） 内部的孔喉半径值大于或者等于其围 岩的孔喉半径值的 2 倍时， 油气才可能突破砂体内部阻力成藏， 否则油气无法聚集。这与本 发明实施例提供的实验方法所确定的砂岩透镜体聚集油气临界条件是一致的， 从而证明了 本发明的可靠性。 0078 下面将结合一个具体的实施例， 来对本发明实施例的确定砂岩透镜体聚集油气临 界条件的方法进行具体描述， 然而， 值得注意的是， 该具体实施例仅是为了更好。
29、地说明本发 明， 并不构成对本发明的不当限定。 说 明 书 CN 103645518 A 8 6/8 页 9 0079 在本实施例中， 采用物理模拟实验研究透镜体聚集油气临界条件， 具体包括以下 几个步骤 ： 0080 步骤 1 ： 将二维实验装置等分成 4 个空间， 每个空间内填充有饱含红色素煤油的玻 璃微珠模拟围岩， 将围岩内预留出的空间填充饱含水玻璃微珠模拟砂体 , 围岩和砂体中的 玻璃微珠粒径大小分别相等。为了使得围岩和砂体压实， 在装入玻璃珠的过程中可以敲击 震荡。 0081 步骤 2 ： 将实验装置密封静置， 每隔一个小时可以对其进行观察拍照， 通过观察砂 体颜色变红的程度来判断煤。
30、油进入砂体的情况。 0082 步骤 3 ： 在实验进行 72 小时后， 将实验装置打开， 取出围岩内部的砂体， 用稀薄纸 包好冷藏， 抽提出砂体之中的煤油， 计算砂体的含油率和含油饱和度。其中， 含油率表示抽 提出的油量与砂体重量之间的百分比， 含油饱和度表示抽提出的油的体积与砂体孔隙体积 之间的百分比。 0083 步骤 4 ： 分别改变围岩的粒径和砂体的粒径重复上述实验步骤。 0084 例如， 当砂体粒径为 D1时， 围岩粒径分别为 d11,d12,d13.d18， 当砂体粒径为 D2时， 围岩粒径分别为d21,d22,d23.d28， 当砂体粒径为D3时， 围岩粒径分别为d31,d32,d。
31、33.d38， 当 砂体粒径为 D4时， 围岩粒径分别为 d41,d42,d43.d48。 0085 步骤 5 ： 建立不同粒径砂体与不同围岩组合的含油饱和度变化图。 0086 步骤 6 ： 对实验结果进行分析后， 得到以下结论 ： 0087 1） 砂体的孔喉半径 R 必须大于或等于其围岩的孔喉半径 r 的 2 倍时， 油气才能聚 集至砂体内部 ； 0088 2） 随着砂体与围岩的孔喉半径之比 R/r 逐渐增大， 砂体内部的含油百分比逐渐增 高， 从而说明砂体与围岩的界面势能差异越大越有利于油气聚集。 0089 在本实施例中， 定量给出了砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 从而可以有效地指 导砂岩。
32、透镜体油气藏的勘探。 0090 基于理论分析可知， 只有圈闭砂岩内部的孔喉半径值大于或等于其围岩的孔喉半 径值的 2 倍时， 油气才可能突破砂体内部阻力成藏， 否则油气无法聚集。 0091 下面采用物理模拟实验的方法进一步研究透镜体聚集油气的临界条件， 实验所采 用的材料是玻璃微珠， 由于玻璃微珠是等粒径的小球体， 在没有压实作用的情况下按颗粒 呈立方体排列计算， 颗粒之间的孔喉半径是均等且可以计算的。如图 3 所示， 孔喉半径 r 与 颗粒半径 D 之间的换算关系可以表示为 ： 0092 0093 从而得到 ： 0094 r 0.414D 0095 因此， 粒径的比值可以近似看作孔喉半径的比。
33、值， 在本实施例中， 砂体分为四种不 同粒径进行实验， 粒径分别为 D1=0.1mm、 D2=0.25mm、 D3=0.5mm 和 D3=0.5mm， 对每组粒径的砂 体不断改变其围岩粒径的大小， 即改变砂、 泥之间孔喉半径的大小， 从而改变砂、 泥之间界 面势能的大小， 来观察砂体内的含油率与砂、 泥界面势能大小差异之间的关系。 具体操作步 骤如下 ： 0096 1）采 用 如 图 4 所 示 的 二 维 物 理 模 拟 实 验 装 置， 该 实 验 箱 的 尺 寸 为 说 明 书 CN 103645518 A 9 7/8 页 10 50cm30cm2cm。实验主体为钢体结构， 模型前面为玻。
34、璃板， 可以直接观察油的运移和聚 集， 将装置内容积分成 4 等份， 每等份内填充围岩， 砂体被包裹在围岩的中间部位。其中、 、 、 为四种不同粒径的围岩， 每个空间内填充饱含红色素煤油的玻璃微珠模拟围岩 ； 、 、 、 为四种不同粒径的砂体。将围岩内预留出的空间填充饱含水玻璃微珠模拟砂 体， 围岩和砂体中的玻璃微珠粒径大小分别相等。 在装入玻璃珠的过程中敲击震荡， 以使得 围岩和砂体压实。 0097 2） 在常温常压条件下进行实验， 将实验箱按照上述步骤 1） 填充满玻璃珠后密封静 置， 每隔一个小时观察并拍照， 通过观察砂体颜色变红程度来判断煤油进入砂体的情况。 0098 3） 在实验进行。
35、 72 小时后， 将实验装置打开， 取出围岩内部的砂体， 用稀薄纸包好 冷藏 ； 将取出的砂体之中的煤油进行抽提， 计算砂体的含油率和含油饱和度， 其中， 含油率 为抽提油量与砂体重量之间的百分比， 含油饱和度为抽提油的体积与砂体孔隙体积之间的 百分比。 0099 4） 分别改变围岩和砂体粒径重复上述实验步骤 ： 0100 第一组 ： 砂体粒径 D1=0.1mm ； 0101 d11,d12,d13.d18分别代表不同围岩粒径， 大小分别为 0.005mm， 0.01mm， 0.015mm， 0 .025mm,0.05mm,0.067mm,0.1mm,0.2mm。 0102 第二组 ： 砂体粒。
36、径 D2=0.25mm ； 0103 d21,d22,d23.d28分别代表不同围岩粒径， 大小分别为 0.01mm， 0.015mm， 0.0425mm， 0.0625mm， 0.125mm， 0.17mm， 0.25mm， 0.5mm。 0104 第三组 ： 砂体粒径 D3=0.5mm ； 0105 d31,d32,d33.d38分 别 代 表 不 同 围 岩 粒 径， 大 小 分 别 为 0.05mm， 0.0625mm， 0.083mm,0.125mm， 0.25mm， 0.5mm， 1mm， 2mm。 0106 第四组 ： 砂体粒径 D4=1.0mm ； 0107 d41,d42,d。
37、43.d48分别代表不同围岩粒径， 大小分别为 0.1mm， 0.125mm， 0.17mm， 0.25mm， 0.5mm， 0.67mm， 1mm， 2mm。 0108 5） 建立不同粒径砂体与不同围岩组合含油饱和度变化图。 0109 如图 5 至 8 所示， 分别为粒径 0.1mm， 0.25mm， 0.5mm,1mm 的砂体与不同围岩组合内 含油饱和度变化图。 0110 6） 分析实验结果得到以下规律 ： 0111 第一 ： 在 R/r=2 时， 砂体内部的含油百分比的曲线出现一个拐点， 其内部油量陡然 增加， 而 R/r2 时， 砂体内的含油饱和度近似于 0， 从而说明油气成藏存在临界。
38、地质条件 R/ r 2 ； 0112 第二 ： 随着砂体与围岩的孔喉半径之比 R/r 的逐渐增大， 砂体内部的含油百分比 逐渐增高， 从而说明砂体与围岩的界面势能差异越大越有利于油气聚集。 0113 从以上的描述中， 可以看出， 本发明实施例实现了如下技术效果 ： 提供了一种通过 实验的方式确定砂岩透镜体聚集油气临界条件的方法， 在密闭的空间内填充油的饱和度达 到饱和度限值的围岩模拟物， 在围岩模拟物内预留出的空间中填充水的饱和度达到饱和度 限值的砂体模拟物， 在静置一段时间后， 测量砂体模拟物中的含油饱和度， 改变围岩模拟物 的粒径、 或者改变砂体模拟物的粒径， 从而获得多组含油饱和度， 基。
39、于这些数据可以有效分 说 明 书 CN 103645518 A 10 8/8 页 11 析出砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 解决了现有技术中， 对于砂岩透镜体聚集油气的临 界条件的分析都是定性的， 还没有定量的研究， 从而导致砂岩透镜体油气藏的成藏机理的 确定的实用性不高的技术问题， 本发明定量地给出了砂岩透镜体聚集油气的临界条件， 从 而可以有效地指导砂岩透镜体油气藏的勘探。 0114 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以 用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布在多个计算装置 所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可。
40、执行的程序代码来实现， 从而， 可以将它 们存储在存储装置中由计算装置来执行， 并且在某些情况下， 可以以不同于此处的顺序执 行所示出或描述的步骤， 或者将它们分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个 模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样， 本发明实施例不限制于任何特定的硬 件和软件结合。 0115 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明实施例可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103645518 A 11 1/4 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103645518 A 12 2/4 页 13 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103645518 A 13 3/4 页 14 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103645518 A 14 4/4 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 103645518 A 15 。