CN103512838A - 一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法 - Google Patents

Abstract

一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。对同一深度泥页岩储层样品选取三组平行样品；对第一组样品进行低温氮气吸附-解吸实验，测定孔径范围为0.4nm-100nm的孔隙对孔隙度贡献；对第二组样品进行氩离子抛光和电子扫描显微镜观察，测定孔径范围为50nm-3um的孔隙对孔隙度贡献；对第三组样品进行压汞分析，测定孔径大于1000nm的孔隙对孔隙度贡献；综合这三组平行样品的分析数据，获得泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的测定结果。该方法可以测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献，弥补目前气体吸附法和压汞法在测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献方面的缺陷。

Description

一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法

技术领域

本发明涉及一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法,属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。

背景技术

超低孔、超低渗的泥页岩可以作为页岩油和页岩气的储层，泥页岩中不同孔径的孔隙对孔隙度的贡献是评价泥页岩储层的重要物性特征。在页岩油、页岩气的勘探和开发中，弄清泥页岩储层中不同孔径的孔隙对孔隙度的贡献，可以为评价页岩油和页岩气的赋存方式、流动状态和可采性等提供依据和基础。在泥页岩样品的孔径分布测定方面，GB/T21650-2008《压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度》中第1部分：压汞法可以测定泥页岩样品中孔径大于1000nm的孔隙对孔隙度的贡献，尤其适合分析泥页岩样品中孔径大于10um的孔隙，第2部分：气体吸附解吸法分析介孔和大孔与第3部分：气体吸附法分析微孔可以分别分析、测定泥页岩样品中孔径范围为2nm-100nm和0.4nm-2nm的孔隙对孔隙度的贡献，第2部分和第3部分适合分析泥页岩样品中孔径范围为0.4nm-100nm的孔隙。该方法无法对泥页岩样品中孔径范围为100nm-1000nm的孔隙进行有效的测定。目前，还没有一种方法可以完整的评价泥页岩储层中不同孔径的孔隙对孔隙度的贡献。为此，本发明提出一种评价泥页岩储层中不同孔径孔隙对孔隙度的贡献方法，专门用于对泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献进行定量评价。

发明内容

本发明的目的是：提供一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，实现对泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的精确测定。克服现有技术、方法难以全面、准确测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的不足。

本发明采用的技术方案是：一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，其特征在于：

步骤1：对同一深度泥页岩储层样品选取三组平行样品；

步骤2：对第一组平行样品进行低温氮气吸附-解吸实验，测定孔径范围为0.4nm-2nm、2nm-10nm、10nm-50nm和50nm-100nm的孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%；

步骤3：对第二组平行样品进行氩离子抛光和电子扫描显微镜观察，测定孔径范围为50nm-3um的孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%；

步骤4：对第三组平行样品进行压汞分析，测定孔径大于1000nm的孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%；

步骤5：综合这三组平行样品的分析数据，获得泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%。

上述的步骤3中利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法，分别对有机孔隙和无机孔隙进行观察、测定，确定同一深度点泥页岩样品的每张图片中不同孔径范围的有机孔隙所占的面积（S_ф有机1、S_ф有机2、S_ф有机3、……S_ф有机n，n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计有机孔隙孔径范围的个数）、有机质颗粒所占的面积S_有机、不同孔径范围的无机孔隙所占的面积（S_ф无机1、S_ф无机2、S_ф无机3、……S_ф无机n，n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计无机孔隙孔径范围的个数）和无机组成部分所占的面积S_无机，根据如下公式计算泥页岩样品不同孔径的有机孔隙和无机孔隙对孔隙度贡献：

Φ_i=Φ_有机i+Φ_无机i

其中，Φ_i为第i个孔径范围内的孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；Φ_有机i为统计的第i个孔径范围内的有机孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；S_Φ有机i为扫描电镜照片中第i个孔径范围内的有机孔隙所占的面积，单位为nm²；S_有机为扫描电镜照片中有机质颗粒所占的面积，单位为nm²；Φ_{无 机i}为统计的第i个孔径范围内的无机孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；S_Φ无机i为扫描电镜照片中第i个孔径范围内的无机孔隙所占的面积，单位为nm²；S_无机为扫描电镜照片中无机矿物所占的面积，单位为nm²；TOC为泥页岩样品有机碳质量百分比含量，单位为%；ρ_岩石为泥页岩样品的密度，单位为cm³/g；ρ_有机为泥页岩样品中有机碳的密度，单位为cm³/g；ρ_无机为泥页岩样品中无机矿物的密度，单位为cm³/g；i为1,2,3……n,n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计孔隙孔径范围的个数。

上述的步骤2、步骤3、步骤4测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献，测定结果在孔隙孔径的范围上具有重叠范围，在重叠范围内取测定结果的平均值。

本发明的有益效果：本发明测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，实现对泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的精确测定，该发明方法可以测定泥页岩储层孔径大于0.4nm的孔隙对孔隙度贡献。克服现有技术、方法只能对泥页岩储层中孔径范围为0.4nm-100nm和孔径大于1000nm的孔隙对孔隙度贡献进行有效测定，缺少对孔径范围为100nm-1000nm的孔隙对孔隙度贡献的测定，而且该测定方法操作简单，所测定的泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献是评价页岩油和页岩气的赋存方式、流动状态和可采性等所必需的重要参数。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1是本发明测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的流程图。

图2是测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献结果图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所述，一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，含有以下步骤；

步骤1：对同一深度泥页岩储层样品选取三组平行样品；

步骤2：对第一组平行样品进行低温氮气吸附-解吸实验，测定孔径范围为0.4nm-2nm、2nm-10nm、10nm-50nm和50nm-100nm的孔隙对孔隙度贡献分别为0.31%、0.26%、0.33%和0.14%；

步骤3：对第二组平行样品进行氩离子抛光和电子扫描显微镜观察，测定孔径范围为50nm-3um的孔隙对孔隙度贡献，在电子扫描显微照片中测定孔径范围为50nm-100nm、100nm-150nm的有机孔隙所占的面积S_{Φ有机 1}、S_Φ有机2分别为22356nm²、37585nm²，扫描电镜照片中有机质颗粒面积S_有机为1501183nm²，在电子扫描显微照片中测定孔径范围为150nm-500nm、500nm-1000nm、1000nm-1500nm、1500nm-2000nm、2000nm-2500nm和2500nm-3000nm的无机孔隙所占的面积S_Φ无机3、S_Φ无机4、S_Φ无机5、S_Φ无机6、S_Φ无机7、S_Φ无机8和S_Φ无机9分别为212194102nm²、418387974nm²、277385946nm²、201748523nm²、127719134nm²和61497351nm²，扫描电镜照片中无机矿物所占面积S_无机为607064472nm²，根据如下公式计算泥页岩样品不同孔径的孔隙对孔隙度贡献：

Φ_i=Φ_有机i+Φ_无机i

其中，Φ_i为第i个孔径范围内的孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；Φ_有机i为统计的第i个孔径范围内的有机孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；S_Φ有机i为扫描电镜照片中第i个孔径范围内的有机孔隙所占的面积，单位为nm²；S_有机为扫描电镜照片中有机质颗粒所占的面积，单位为nm²；Φ_{无 机i}为统计的第i个孔径范围内的无机孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；S_Φ无机i为扫描电镜照片中第i个孔径范围内的无机孔隙所占的面积，单位为nm²；S_无机为扫描电镜照片中无机矿物所占的面积，单位为nm²；TOC为泥页岩样品有机碳质量百分比含量，单位为%；ρ_岩石为泥页岩样品的密度，单位为cm³/g；ρ_有机为泥页岩样品中有机碳的密度，单位为cm³/g；ρ_无机为泥页岩样品中无机矿物的密度，单位为cm³/g；n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计孔隙孔径范围的个数。

由上述公式计算泥页岩样品中孔径范围为50nm-100nm、100nm-150nm、150nm-500nm、500nm-1000nm、1000nm-1500nm、1500nm-2000nm、2000nm-2500nm和2500nm-3000nm的孔隙对孔隙度贡献Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄、Φ₅、Φ₆、Φ₇、Φ₈和Φ₉的值分别为0.13%、0.21%、0.33%、0.65%、0.43%、0.31%、0.20%和0.09%；

步骤4：对第三组平行样品进行压汞分析，测定孔径大于1000nm的孔隙对孔隙度贡献，分析得到孔径范围为2000nm-2500nm、2500nm-3000nm、3000nm-3500nm、3500nm-8000nm和8000nm-12600nm的孔隙对孔隙度贡献分别为0.14%、0.11%、0.09%、0.03%、0.02%、0.03%、0.16%、0.31%、0.34%和0.10%；

步骤5：综合这三组平行样品的分析数据，获得该泥页岩样品中孔径范围为0.4nm-2nm、2nm-10nm、10nm-50nm、50nm-100nm、100nm-150nm、150nm-500nm、500nm-1000nm、1000nm-1500nm、1500nm-2000nm、2000nm-2500nm、2500nm-3000nm、3000nm-3500nm、3500nm-8000nm和8000nm-12600nm的孔隙对孔隙度贡献分别为0.31%、0.26%、0.33%、0.14%、0.21%、0.33%、0.65%、0.43%、0.31%、0.17%、0.10%、0.09%、0.03%、0.02%、0.03%、0.16%、0.31%、0.34%、0.10%。测定该泥页岩样品不同孔径孔隙对孔隙贡献结果参见图2。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，含有以下步骤：

步骤1：对同一深度泥页岩储层样品选取三组平行样品；

步骤2：对第一组平行样品进行低温氮气吸附-解吸实验，测定孔径范围为0.4nm-2nm、2nm-10nm、10nm-50nm和50nm-100nm的孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%；

步骤3：对第二组平行样品进行氩离子抛光和电子扫描显微镜观察，测定孔径范围为50nm-3um的孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%；

步骤4：对第三组平行样品进行压汞分析，测定孔径大于1000nm的孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%；

步骤5：综合这三组平行样品的分析数据，获得泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献，孔隙对孔隙度贡献的单位为%。

2.根据权利要求1所述的一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，其特征在于：

在步骤3中利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法，分别对有机孔隙和无机孔隙进行观察、测定，确定同一深度点泥页岩样品的每张图片中不同孔径范围的有机孔隙所占的面积（S_ф有机1、S_ф有机2、S_ф有机3、……S_ф有机n，n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计有机孔隙孔径范围的个数）、有机质颗粒所占的面积S_有机、不同孔径范围的无机孔隙所占的面积（S_ф无机1、S_ф无机2、S_ф无机3、……S_ф无机n，n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计无机孔隙孔径范围的个数）和无机组成部分所占的面积S_无机，根据如下公式计算泥页岩样品不同孔径的有机孔隙和无机孔隙对孔隙度贡献：

Φ_i=Φ_有机i+Φ_无机i

其中，Φ_i为第i个孔径范围内的孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；

i为1,2,3……n,

Φ_有机i为统计的第i个孔径范围内的有机孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；

S_Φ有机i为扫描电镜照片中第i个孔径范围内的有机孔隙所占的面积，单位为nm²；

S_有机为扫描电镜照片中有机质颗粒所占的面积，单位为nm²；

Φ_无机i为统计的第i个孔径范围内的无机孔隙对孔隙度的贡献，单位为%；

S_Φ无机i为扫描电镜照片中第i个孔径范围内的无机孔隙所占的面积，单位为nm²；

S_无机为扫描电镜照片中无机矿物所占的面积，单位为nm²；

TOC为泥页岩样品有机碳质量百分比含量，单位为%；

ρ_岩石为泥页岩样品的密度，单位为cm³/g；

ρ_有机为泥页岩样品中有机碳的密度，单位为cm³/g；

ρ_无机为泥页岩样品中无机矿物的密度，单位为cm³/g；

n为利用氩离子抛光和电子扫描显微镜方法统计孔隙孔径范围的个数。

3.根据权利要求1所述的一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法，其特征在于：

步骤2、步骤3、步骤4测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献，测定结果在孔隙孔径的范围上具有重叠范围，在重叠范围内取测定结果的平均值。

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