CN103344541A - 一种泥页岩总孔隙度测定方法 - Google Patents

Abstract

一种泥页岩总孔隙度测定方法,属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。该方法可以测定泥页岩的总孔隙度，弥补现在的气体吸附-解析、核磁共振和高压压汞等方法在测量泥页岩孔隙方面的缺陷。该方法的步骤为：（1）对泥页岩样品进行X-衍射全岩分析、X-衍射粘土矿物相对含量和有机碳含量分析，确定单位质量M的泥页岩骨架中各种成分的质量(m₁、m₂、m₃…m_n)；（2）依据各种矿物的真密度（ρ_{真 1}、ρ_{真 2}、ρ_{真 3}…ρ_{真 n}），计算单位质量M的泥页岩骨架中各种成分所占的体积(V₁、V₂、V₃…V_n)；（3）对泥页岩样品进行烘干处理，除去泥页岩中的流体成分，利用电子天平测量其质量m；（4）采用浸没法测量泥页岩干样的视体积V_视；（5）计算泥页岩的总孔隙度Φ。该方法可以准确测定泥页岩的总孔隙度，操作简单、费用低廉。

Description

一种泥页岩总孔隙度测定方法

技术领域

本发明涉及一种泥页岩总孔隙度测定方法,属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。

背景技术

在对页岩油、页岩气的勘探开发过程中，泥页岩储层总孔隙度是计算页岩油、页岩气资源量和制定开采方案的关键参数之一。页岩油和页岩气储层的总孔隙度直接影响页岩油和页岩气的资源量计算，并用于评价页岩油和页岩气开发井的生产周期。页岩油和页岩气的源岩层和储层为同一套泥页岩，泥页岩中相当大的一部分孔隙是互不连通的，即“死孔隙”。这部分互不连通的孔隙中赋存的页岩油和页岩气在经过压裂的微裂缝沟通后是可供开采的，因此需要确定泥页岩储层的总孔隙度，以便于对页岩油、页岩气的资源量进行计算，对页岩油、页岩气开发井的生产周期进行评估。目前，测量岩石孔隙的传统的方法包括：气体法、液体法。气体法是将岩石样品放入密闭装置，向装置中充入高压气体，根据波义尔定律求取岩石孔隙度；液体法是将岩石样品抽真空饱和煤油（或者饱和酒精），利用岩石样品饱和煤油前后的重量差求取孔隙度。这些方法均只能测量岩石中相互连通的孔隙体积，而无法测量互不连通孔隙体积，即只能测量有效孔隙度，无法测量总孔隙度。此外，随着技术的发展，在测量低孔、低渗储层孔隙度方面又出现气体吸附-解吸法、压汞法、核磁共振法等分析泥页岩孔隙度。气体吸附-解吸法主要分析孔径范围为0.38-100nm相互连通的孔隙，不适用于分析未相互连通的孔隙和孔径大于100nm的孔隙；压汞法分析圆柱体岩心样品中孔径范围大于50nm相互连通的孔隙，无法检测不相互连通的孔隙和孔径范围小于50nm的孔隙；核磁共振法分析的结果是岩石样品中被液体所占据的孔隙空间，对于不含液体的孔隙没有响应。因此，用现有的测量岩石孔隙的方法对泥页岩储层进行评价会使孔隙度值偏小，不能真实反映泥页岩储层的总孔隙度，进而影响页岩油、页岩气资源量计算和页岩油气井的生产周期评估。

为此，本发明采用利用X衍射和有机地化分析泥页岩样品中的各中成分的含量，依据这些矿物的真密度计算泥页岩样品的骨架密度，再结合泥页岩样品的视体积计算泥页岩样品的总体积。该方法易于操作、费用低廉、测定精度高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种泥页岩总孔隙度测定方法，实现对泥页岩总孔隙度的精确测定。克服现有技术、方法难以准确测量泥页岩总孔隙度的不足。

本发明采用的技术方案是：泥页岩总孔隙度的测定方法，其特征在于：

    步骤1：对泥页岩样品进行X-衍射全岩分析、X-衍射粘土矿物相对含量和有机碳含量分析，确定单位质量M的泥页岩骨架中各种成分的质量m₁、m₂、m₃…m_n，质量的单位为g；

步骤2：在步骤1获得的单位质量M的泥页岩样品中各中矿物质量的基础上，依据各种矿物的真密度ρ_真1、ρ_真2、ρ_真3…ρ_真n，各种矿物的真密度ρ_真1、ρ_真2、ρ_真3…ρ_真n的单位是g/cm³，计算单位质量M的泥页岩骨架中各种成分所占的体积V₁、V₂、V₃…V_n，泥页岩骨架中各种成分所占的体积V₁、V₂、V₃…V_n的单位是cm³；

步骤3：将泥页岩样品在60～80℃温度下进行烘干处理，烘干时间为24～48小时，除去泥页岩中的流体成分，利用电子天平测量泥页岩干样质量m, 泥页岩干样质量m的单位是g；

步骤4：采用浸没法测量泥页岩干样的视体积V_视，泥页岩干样的视体积V_视的单位是cm³；

步骤5：根据以下公式计算泥页岩样品的总孔隙度Φ，泥页岩样品的总孔隙度Φ的单位是%：

测量泥页岩干样的视体积V_视。将待测泥页岩样品全部浸没入在水中，两次读数的体积差是泥页岩样品的视体积V_视。对于吸水的泥页岩样品可以用细粉末（如粉砂、面粉等）代替水采用浸没法测量其视体积。

本发明的有益效果：本发明泥页岩总孔隙度测定方法，实现了对泥页岩总孔隙度的测定,而且该测定方法易于操作、费用低廉、测定精度高，所测定的泥页岩储层总孔隙度是页岩油、页岩气的勘探和开发中所必需的重要的评价参数。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是采用常规方法和采用本发明方法测定孔隙度的对比结果。

具体实施方式：

实施例1：如图1所述，一种泥页岩总孔隙度测定方法，含有以下步骤；

     步骤1：选取若干块目的层泥页岩储层岩心样品，对每块泥页岩样品进行X-衍射全岩分析、粘土矿物相对含量和有机碳含量分析，确定单位质量M为100.00g的泥页岩骨架中所含石英质量m₁为44.30g，钾长石质量m₂为2.30g，斜长石质量m₃为12.30g，白云石质量m₄为17.50g，黄铁矿质量m₅为4.50g，白铁矿质量m₆为1.90g，蒙脱石质量m₇为0.26g，伊利石质量m₈为16.94g，有机碳质量m₉为9.51g。

步骤2：在步骤1获得的单位质量M为100g的泥页岩样品中各中矿物质量的基础上，依据各种矿物的真密度ρ_真1、ρ_真2、ρ_真3…ρ_真n，计算质量为100g的泥页岩骨架中各种成分所占的体积V₁、V₂、V₃…V_n。石英真密度ρ_真1为2.65g/cm³，钾长石真密度ρ_真2为2.57g/cm³，斜长石真密度ρ_真3为2.75g/cm³，白云石真密度ρ_真4为3.20g/cm³，黄铁矿真密度ρ_真5为5.10g/cm³，白铁矿真密度ρ_真6为4.90g/cm³，蒙脱石真密度ρ_真7为2.70g/cm³，伊利石真密度ρ_真8为2.90g/cm³，有机碳真密度ρ_真9为1.20g/cm³；计算得到质量为100g的泥页岩中石英体积V₁为15.27cm³，钾长石体积V₂为0.82cm³，斜长石体积V₃为4.08cm³，白云石体积V₄为4.99cm³，黄铁矿体积V₅为0.81cm³，白铁矿体积V₆为0.35cm³，蒙脱石体积V₇为0.09cm³，伊利石体积V₈为5.33 cm³，有机碳体积V₉为7.24 cm³。

步骤3：将泥页岩样品在60～80℃温度下进行烘干处理，烘干时间为24～48小时，除去泥页岩中的流体成分，利用电子天平测量泥页岩干样质量m, 泥页岩干样质量m为43.57g。

步骤4：采用浸没法测量泥页岩干样的视体积V_视，泥页岩干样的视体积V_视为17.93cm³。

步骤5：根据以下公式计算泥页岩样品的总孔隙度Φ，泥页岩样品的总孔隙度Φ的单位是%：

 计算得到泥页岩样品总孔隙度Φ为5.28%。

    按照上述实施例1的方法，分别对5块泥页岩样品进行孔隙度测定，每块样品分别取两个平行样品按照常规方法（根据波义尔定律原理设计的气体法）和本发明的方法进行孔隙度测定，测定的结果请参见表1，并将测定结果绘制成图1，可见两种方法测定结果的区别。

表1

孔隙度	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5
						常规方法	2.11%	1.02%	2.44%	2.59%	1.26%
本发明的方法	5.28%	3.88%	5.99%	5.11%	4.79%

Claims (1)

1.一种泥页岩总孔隙度测定方法，其特征在于：

      步骤1：对泥页岩样品进行X-衍射全岩分析、X-衍射粘土矿物相对含量和有机碳含量分析，确定单位质量M的泥页岩骨架中各种成分的质量m₁、m₂、m₃…m_n，质量的单位为g；

步骤2：在步骤1获得的单位质量M的泥页岩样品中各中矿物质量的基础上，依据各种矿物的真密度ρ_真1、ρ_真2、ρ_真3…ρ_真n，各种矿物的真密度ρ_真1、ρ_真2、ρ_真3…ρ_真n的单位是g/cm³，计算单位质量M的泥页岩骨架中各种成分所占的体积V₁、V₂、V₃…V_n，泥页岩骨架中各种成分所占的体积V₁、V₂、V₃…V_n的单位是cm³；

步骤3：将泥页岩样品在60～80℃温度下进行烘干处理，烘干时间为24～48小时，除去泥页岩中的流体成分，利用电子天平测量烘干泥页岩样品质量m, 烘干泥页岩样品质量m的单位是g；

步骤4：采用浸没法测量烘干泥页岩样品的视体积V_视，烘干泥页岩样品的视体积V_视的单位是cm³；

步骤5：根据以下公式计算泥页岩样品的总孔隙度Φ，泥页岩样品的总孔隙度Φ的单位是%：

测量泥页岩的视体积V_视，将待测泥页岩样品全部浸没入在粉砂或者面粉中，两次读数的体积差是泥页岩样品的视体积V_视。

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