[發(fā)明專利]一種致密砂巖微觀孔隙結構表征方法

有效

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• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112362553B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 肖文聯(lián);楊玉斌;李閩;趙金洲;王玥;任吉田;趙明睿;鄭玲麗;劉帥帥
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N1/28;G01N1/44
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發(fā)明公開了一種致密砂巖微觀孔隙結構表征方法，首先，將鑄體薄片劃分為不同的孔隙單元，提取每一單元中孔隙的圖片并統(tǒng)計每個孔隙的面積及周長，計算對應孔隙的形狀因子，并基于不同形狀的孔隙半徑計算公式計算出對應的孔隙半徑。然后，結合鑄體薄片中的孔隙分布和恒速壓汞進汞曲線的特征，同時，將高壓壓汞獲取的喉道分布與修正后恒速壓汞喉道分布相結合獲取了巖心完整的喉道分布。最后，基于鑄體薄片獲取的形狀因子分布分別提出了孔隙形狀分布穩(wěn)定及孔隙形狀分布差異較大時巖心的孔隙半徑及其分布表征方法。本發(fā)明摒棄了現(xiàn)有的各種微觀孔隙結構表征方法的不足，獲取的致密巖石完整的孔隙和喉道大小及其分布的數(shù)據(jù)更加精確。

技術領域

本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣勘探技術領域，具體涉及一種致密砂巖微觀孔隙結構表征方法。

背景技術

致密油是繼頁巖之后全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)領域的又一大熱點，已然成為我國未來重要的能源接替之一。在致密儲層勘探與開發(fā)過程中，與中、高滲儲層存在明顯區(qū)別的是致密儲層巖石顆粒細小、孔隙度和滲透率低，成巖過程中受壓實作用較強，微觀孔隙結構復雜，孔喉多以微納米級為主。準確表征致密儲層巖石的微觀孔喉結構，弄清致密儲層孔隙和喉道大小及其分布對致密儲層高效開發(fā)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

目前，常用的儲層孔喉結構表征方法有定性和定量兩個方面，針對致密儲層，常用的代表性技術手段有鑄體薄片、恒壓壓汞、恒速壓汞和核磁共振。所有這些表征方法中，鑄體薄片可以直接用于觀察致密油儲層孔喉結構，在提供直觀認識的同時經(jīng)過后續(xù)圖像處理也可提取巖心中的相關孔喉結構信息。恒壓壓汞通過恒定的壓力向樣品中注入汞并獲取毛管壓力曲線，再結合Washburn方程計算獲取孔喉半徑分布；恒速壓汞以恒定的、極低的速度注入巖心，進汞過程逼近于準靜態(tài)過程，通過分析進汞過程中壓力曲線的變化，可同時獲得孔隙和喉道的變化特征，進而分別得到孔隙、喉道的毛細管曲線，再結合Washburn方程可以計算獲取孔隙半徑分布和喉道半徑分布。核磁共振技術是利用氫原子核自身的磁性及其與外加磁場相互作用的原理，通過測量地層巖石孔隙流體中氫核的核磁共振弛豫信號的幅度和弛豫速率來探測地層孔隙結構的一種技術，在探測巖石孔隙中飽和含氫流體時，氫原子核弛豫信號的幅度與地層的孔隙度成正比，其弛豫速率或弛豫時間T₂與孔隙大小和流體性質(zhì)有關。

但是，目前這些測試方法存在以下不足：

(1)鑄體薄片雖能直觀的觀測孔隙的大小及其連通情況，但反映的信息是二維信息，和三維空間中巖心的孔隙大小及其分布存在一定的誤差。

(2)在恒速壓汞實驗的最初進汞階段,進汞量的增加是由于非潤濕相的汞在巖樣粗糙表面的坑凹處的貼和引起的虛假進汞體積。隨著壓力的逐漸增大,坑凹被汞占滿,此時汞還并沒有真正進入孔喉系統(tǒng)，壓力也沒有達到排驅(qū)壓力。但在進汞量中,如把這一部分的空腔體積累計到總孔喉系統(tǒng)的進汞量中,會造成進汞飽和度數(shù)值偏大,這一現(xiàn)象稱為麻皮效應。受麻皮效應存在的影響，使汞飽和度偏大，所繪制的毛管曲線存在失真現(xiàn)象，所表征的孔隙大小及其分布存在較大的誤差；此外，恒速壓汞最大注汞壓力為1000Psi(6.9MPa)，反映的孔喉半徑的下限為0.12μm，對于0.12μm以下的孔喉無法進行表征。

(3)高壓壓汞給出的孔喉信息雖主要反映的是喉道分布，但其中仍疊加有部分半徑較小的孔隙分布，因此獲取的喉道信息并不完整。

(4)此外，在常規(guī)恒速壓汞和高壓壓汞數(shù)據(jù)處理中，將孔隙等效為球體并利用Washburn公式計算出相應的等效球體半徑，用以表征巖石孔隙大小及分布，但是這對于經(jīng)歷了強烈壓實和膠結作用、孔隙形狀不規(guī)則的致密儲層砂巖是不適用的，將造成計算值偏大。

(5)核磁共振技術可以獲取完整的孔喉信息，但是不能直接獲取孔喉半徑分布。同時，將核磁共振T₂弛豫時間轉(zhuǎn)化為孔喉分布時，普遍將巖心孔隙形狀視為定值，未考慮巖心孔隙形狀差異較大時其孔隙半徑的表征方法。

發(fā)明內(nèi)容