[發(fā)明專利]一種測(cè)定泥頁巖巖石有效孔隙度的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010562737.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN111650108B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲斌;劉世超;武曉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司;大慶油田有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08;G01N5/02;G01N9/36
• 代理公司: 大慶知文知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23115
• 代理人: 楊英健

本發(fā)明公開了一種測(cè)定泥頁巖巖石有效孔隙度的方法及裝置，涉及油氣勘探開發(fā)實(shí)驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域，其中，一種測(cè)定泥頁巖巖石有效孔隙度的方法，包括：獲取被測(cè)泥頁巖巖石的總體積、所述被測(cè)泥頁巖巖石的骨架體積以及所述被測(cè)泥頁巖巖石內(nèi)的顆粒以及/或粉塵的體積；確定吸潮介質(zhì)的體積；利用所述吸潮介質(zhì)的體積對(duì)所述骨架體積進(jìn)行校正，得到骨架校正體積；根據(jù)所述總體積、所述骨架校正體積以及顆粒以及/或粉塵的體積得到所述被測(cè)泥頁巖巖石的有效孔隙度。以解決定泥頁巖巖石有效孔隙度測(cè)定不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣勘探開發(fā)實(shí)驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域，具體說是一種測(cè)定泥頁巖巖石有效孔隙度的方法及裝置。

背景技術(shù)

泥頁巖巖層在油氣成藏中起著重要作用，不僅能成為油氣成藏的生油層、蓋層，而且還能成為油氣藏得儲(chǔ)油層，近年來,泥頁巖油氣勘探開發(fā)成為國(guó)際能源領(lǐng)域熱點(diǎn)之一，中國(guó)泥頁巖油氣資源非常豐富，并發(fā)現(xiàn)了多個(gè)泥頁巖油氣藏。不論生油層、蓋層，還是儲(chǔ)油層，有效孔隙度都是描述泥頁巖巖層特性的重要指標(biāo)，是油氣生儲(chǔ)能力、對(duì)油氣藏封蓋能力的參數(shù)，但由于泥頁巖的特殊性，泥頁巖巖石有效孔隙度測(cè)試難度很大，需要實(shí)驗(yàn)研究，建立一套行之有效比較通用的測(cè)試方法。

泥頁巖是由不同粘土礦物經(jīng)成巖作用形成的，成巖作用不同，巖性致密程度也不同，但其都有相同的性質(zhì)，就是容易破碎，粘土礦物吸水后膨脹導(dǎo)致泥頁巖破碎，而失水后泥頁巖收縮產(chǎn)生裂隙，同樣也會(huì)導(dǎo)致破碎。泥頁巖另一特征就是滲透性差，粘土礦物顆粒很細(xì)，泥頁巖孔徑很小，一般屬于納米—微米級(jí)，埋藏越深，成巖作用越大，孔徑越小，滲透性越差。泥頁巖特性為泥頁巖孔隙度測(cè)定、柱塞樣品制備等巖心分析帶來了很大困難。

巖心樣品有效孔隙度測(cè)定需要測(cè)定樣品的總體積、孔隙體積、骨架體積中的兩項(xiàng)，就可以獲得巖心樣品孔隙度。目前常用有效孔隙度測(cè)定方法主要是液體飽和法、氣體法。液體飽和法是將樣品除油除濕后完全飽和液體后，依據(jù)阿基米德定律測(cè)定浮力的方法測(cè)定樣品總體積與孔隙體積后計(jì)算樣品有效孔隙度，飽和法一般采用煤油或無水乙醇飽和，該方法有效孔隙度測(cè)定技術(shù)規(guī)定先將樣品除油烘干后再飽和液體，測(cè)定其有效孔隙度。對(duì)于泥頁巖來說，由于煤油是泥頁巖的非潤(rùn)濕相流體，泥頁巖滲透性差，采用煤油難以完全飽和。泥頁巖飽和無水乙醇，能夠完全飽和，但泥頁巖會(huì)產(chǎn)生裂隙甚至破碎，采用其他流體飽和同樣存在該方面問題，一是不能完全飽和，二是能夠完全飽和，但樣品會(huì)產(chǎn)生裂隙或破碎，均不能準(zhǔn)確地測(cè)定泥頁巖有效孔隙度。而且多數(shù)有機(jī)試劑有毒有害。液體飽和法存在另一問題，就是樣品飽和要進(jìn)行烘干處理，才能準(zhǔn)確測(cè)定樣品的總體體積與孔隙體積，對(duì)于泥頁巖來說，烘干脫水后會(huì)產(chǎn)生裂隙或破碎，泥頁巖發(fā)生形變，總體積與孔隙體積發(fā)生變化，測(cè)定的孔隙度是發(fā)生形變泥頁巖樣品的孔隙度，而不是原泥頁巖樣品的孔隙度，因此，采用液體飽和法難以準(zhǔn)確測(cè)定泥頁巖有效孔隙度。

氣體法是依據(jù)波義爾定律，先測(cè)定樣品骨架體積，然后再用卡尺測(cè)定樣品幾何尺寸計(jì)算樣品總體積，進(jìn)而獲得樣品有效孔隙度。該方法要求樣品為柱塞樣品，而泥頁巖柱塞樣品制備很困難，國(guó)內(nèi)外比較好的泥頁巖柱塞樣品制備是采用線形鋸條制備，但效率很低，一天只能制備1～2塊樣品，不適合于批量孔隙度分析，而且該制備方法巖心流體會(huì)散失，只適合部分項(xiàng)目分析；采用低溫冷凍冷卻或油冷卻鉆取技術(shù)制備泥頁巖柱塞樣品不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且成功率低，甚至難以鉆取成功，鉆成的柱塞樣品也存在變徑、裂隙、表面不平，以及端面平整度與平行度很低、邊緣破碎缺失等現(xiàn)象，測(cè)量其幾何尺寸計(jì)算總體積誤差很大，因此，采用柱塞樣品的氣體法測(cè)量泥頁巖樣品有效孔隙度難度很大，而且效率低，誤差大。

為了克服柱塞樣品難以制備的缺點(diǎn)，采用封蠟法測(cè)定樣品總體積，即將被測(cè)樣品外表封蠟后再依據(jù)阿基米德定律的浮力法測(cè)定樣品總體積，該方法測(cè)定樣品總體積需要將泥頁巖樣品磨成近似圓形或橢圓形，否則會(huì)產(chǎn)生很大空體積，制備該樣品費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且需要很高的技藝，對(duì)于層理、裂隙發(fā)育的泥頁巖也難以磨成需要的樣品，所以采用封蠟法測(cè)定泥頁巖樣品的孔隙度也是非常困難的，蠟封法有效孔隙度測(cè)定的樣品是很有限的。而目前新興核磁法孔隙度測(cè)定技術(shù)，由于不能直接測(cè)定樣品總體積或骨架體積，以及需飽水測(cè)定樣品孔隙體積，但泥頁巖飽水會(huì)潑水，因此，更不適合泥頁巖樣品有效孔隙度測(cè)定。泥頁巖油氣儲(chǔ)層巖石孔隙度測(cè)定是泥頁巖油氣藏勘探開發(fā)需要解決的問題。