CN108444881B - 一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，包括：利用核磁共振仪对岩心样品分别进行T2谱分析、校核分析；分析计算岩心样品的界定孔隙度；利用微纳米CT分析仪对岩心样品进行三维高精度扫描，通过人工界定的灰度阀值初步进行孔隙识别，利用步骤1获得界定孔隙度对识别的孔隙的孔隙度进行多阀值优选校正，确定准确的灰度阀值；利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用步骤2界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数。本发明非常适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征与评价。
Description
技术领域
本发明涉及属于油田开采领域，特别涉及一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法。
背景技术
随着页岩油气勘探研究工作的深入推进，以济阳坳陷陆相泥页岩为代表，勘探研究中发现专探井试油效果普遍较差，而兼探井时有发现，甚至发现日产几十方的油流。扫描电镜观察发现陆相泥页岩的储集空间孔径主要分布于微米和纳米之间，1nm-10μm是其孔径的主要谱图范围。因此，有必要创新有别于砂岩宏孔隙的研究方法，研发适合评价泥页岩微纳米储集空间的新技术，准确评价泥页岩的储集空间孔径分布特点，进而确定不同孔径范围对应的孔隙类型及峰值特点，这是正确评价陆相泥页岩储集能力的关键环节。
针对陆相泥页岩储集空间孔径主要分布于1nm-10μm的特点，研发适合准确刻画泥页岩微米—纳米孔隙的技术，必须获取孔径集中分布区间、孔隙度值、孔隙三维连通性、孔隙架构矿物类型、孔隙形态因子(孔隙结构)等参数，才能提供全息的泥页岩孔隙表征结果，进而为准确评价泥页岩储集性提供可靠的数据支持。由于国外主要为海相泥页岩，其储集空间类型与我国的陆相泥页岩不具有可比性，其有机质孔的理论不适合我国陆相泥页岩储集性的勘探评价。我们在通过核磁共振、微纳米CT扫描重构等实验，发明了一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法。
中国专利公开号为：CN201310283893.0。一种泥页岩总孔隙度测定方法。实施步骤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…mn，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…Vn，泥页岩骨架中各种成分所占的体积V1、V2、V3…Vn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。
中国专利公开号为：CN201310429992.5。一种测定泥页岩储层不同孔径孔隙对孔隙度贡献的方法。该方法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。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法。
本发明采用的技术方案如下。
一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取待表征的陆相泥页岩储层某一深度的若干平行岩心样品，利用核磁共振仪对岩心样品分别进行T2谱分析、校核分析；分析计算岩心样品的界定孔隙度；所述校核分析为高压压汞分析或/和核磁共振孔隙度分析；
步骤:2：利用微纳米CT分析仪对岩心样品进行三维高精度扫描，通过人工界定的灰度阀值初步进行孔隙识别，利用步骤1获得界定孔隙度对识别的孔隙的孔隙度进行多阀值优选校正，确定准确的灰度阀值；
步骤3：利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用步骤2界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数，实现对该岩心样品所在储层的陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征。
进一步，在步骤1中，所述校核分析为高压压汞分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，选取孔隙度Ф1为界定孔隙度。用高压压汞分析或核孔隙度数据校正的方法主要采用二者所测试孔径分布图的重合区间，进行叠合与均值测算校对，也可以借助氩离子抛光-扫描电子显微镜对孔隙测量的孔径数据进行准确校对。岩心核磁共振T2谱和压汞分析数据均在一定程度上反映岩石的孔喉结构，理论分析表明，这两组数据具有相关性。应用岩心核磁共振T2谱研究岩石孔喉结构，关键是确定T2与Pc的转换系数。一般的方法在T2与Pc的转化过程中，需要涉及某些岩石特性参数。刘堂宴和马在田等2000年研究中直接利用岩心核磁共振T2谱和压汞分析数据之间的相关性,也可以客观地确定T2与Pc之间的转换系数。
进一步，在步骤1中，所述校核分析为核磁共振孔隙度分析，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，利用核磁共振孔隙度分析测得核磁共振孔隙度Ф2，利用核磁共振孔隙度Ф2值校正孔隙度Ф1值；选取核磁共振孔隙度Ф2或校正后的孔隙度Ф1为为界定孔隙度；
进一步，在步骤1中，所述校核分析为高压压汞分析和核磁共振孔隙度分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1；利用核磁共振孔隙度分析测得核磁共振孔隙度Ф2，利用核磁共振孔隙度Ф2值校正孔隙度Ф1值；选取核磁共振孔隙度Ф2或校正后的孔隙度Ф1为界定孔隙度；
进一步，在步骤3中，所述孔隙三维连通性和分布特点参数包括岩层孔隙度、孔隙三维连通性、孔隙形态因子、孔隙架构矿物类型。
进一步，在步骤3中，在提取孔隙三维连通性和分布特点参数后，还包括通过测定不同岩心样品的泥灰质含量，与该岩心样品的T2谱图进行比对，建立泥灰质含量与T2谱图的对应关系，识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型，多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的步骤。
进一步，在步骤3中，在识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型后，还包括标定各孔径范围的孔径分布特点的步骤，达到多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的目的，实现对泥页岩岩样主要微纳米基质孔隙谱图的表征。
进一步，所述各孔径范围分别是1nm-10μm、10μm-20μm、20μm以上。
进一步，在步骤3中，在建立了泥灰质含量与T2谱图的对应关系后，还包括利用步骤1中获取的校核分析分析数据校正提高微纳米三维储集空间表征的准确性，达到对泥页岩岩样微纳米储集空间的基质孔隙谱图表征的步骤。
进一步，所述陆相泥页岩为灰质泥岩或泥质灰岩。
本发明拓宽了泥页岩储集空间谱图的范围，刻画表征了分布于1nm-10μm孔径范围的储集空间特点，涵盖了目前陆相泥页岩几乎全部基质孔隙的范围，也涉及了部分小于10μm的裂缝的表征。尤其是在定量表征的基础上，创新点在于实现了泥页岩储集空间(尤其是基质孔缝)的三维分布特点、连通能力和孔隙格架类型的全息表征，非常适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征与评价。
附图说明
图1是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态图。
图2是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的岩石薄片特征图。
图3是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米模型。
图4是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米模型的CT切片。
图5是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙三维分布模型。
图6是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙连通模型。
图7是实施例2中基质孔隙图谱。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取待表征的陆相泥页岩储层某一深度的若干平行岩心样品，利用核磁共振仪对岩心样品分别进行T2谱分析、校核分析；分析计算岩心样品的界定孔隙度；所述校核分析为高压压汞分析或/和核磁共振孔隙度分析；
步骤:2：利用微纳米CT分析仪对岩心样品进行三维高精度扫描，通过人工界定的灰度阀值初步进行孔隙识别，利用步骤1获得界定孔隙度对识别的孔隙的孔隙度进行多阀值优选校正，确定准确的灰度阀值；
步骤3：利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用步骤2界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数，实现对该岩心样品所在储层的陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征。
在步骤1中，所述校核分析为高压压汞分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，选取孔隙度Ф1为界定孔隙度。用高压压汞分析校正的方法主要采用所测试孔径分布图的重合区间，进行叠合与均值测算校对，也可以借助氩离子抛光-扫描电子显微镜对孔隙测量的孔径数据进行准确校对。岩心核磁共振T2谱和压汞分析数据均在一定程度上反映岩石的孔喉结构，理论分析表明，这两组数据具有相关性。应用岩心核磁共振T2谱研究岩石孔喉结构，关键是确定T2与Pc的转换系数。一般的方法在T2与Pc的转化过程中，需要涉及某些岩石特性参数。刘堂宴和马在田等2000年研究中直接利用岩心核磁共振T2谱和压汞分析数据之间的相关性,也可以客观地确定T2与Pc之间的转换系数。
在步骤3中，所述孔隙三维连通性和分布特点参数包括岩层孔隙度、孔隙三维连通性、孔隙形态因子、孔隙架构矿物类型。
在步骤3中，在提取孔隙三维连通性和分布特点参数后，还包括通过测定不同岩心样品的泥灰质含量，与该岩心样品的T2谱图进行比对，建立泥灰质含量与T2谱图的对应关系，识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型，多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的步骤。
在步骤3中，在识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型后，还包括标定各孔径范围的孔径分布特点的步骤，达到多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的目的，实现对泥页岩岩样主要微纳米基质孔隙谱图的表征。
所述各孔径范围分别是1nm-10μm、10μm-20μm、20μm以上。
所述陆相泥页岩为灰质泥岩。本实施例拓宽了泥页岩储集空间谱图的范围，刻画表征了分布于1nm-10μm孔径范围的储集空间特点，涵盖了目前陆相泥页岩几乎全部基质孔隙的范围，也涉及了部分小于10μm的裂缝的表征。尤其是在定量表征的基础上，创新点在于实现了泥页岩储集空间(尤其是基质孔缝)的三维分布特点、连通能力和孔隙格架类型的全息表征，非常适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征与评价。
实施例2。一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取待表征的陆相泥页岩储层某一深度的若干平行岩心样品，利用核磁共振仪对岩心样品分别进行T2谱分析、校核分析；分析计算岩心样品的界定孔隙度；所述校核分析为高压压汞分析或/和核孔隙度分析；
步骤:2：利用微纳米CT分析仪对岩心样品进行三维高精度扫描，通过人工界定的灰度阀值初步进行孔隙识别，利用步骤1获得界定孔隙度对识别的孔隙的孔隙度进行多阀值优选校正，确定准确的灰度阀值；
步骤3：利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用步骤2界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数，实现对该岩心样品所在储层的陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征。
在步骤1中，所述校核分析为核磁共振孔隙度分析，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，利用核磁共振孔隙度分析测得核磁共振孔隙度Ф2，利用核磁共振孔隙度Ф2值校正孔隙度Ф1值；选取核磁共振孔隙度Ф2或校正后的孔隙度Ф1为为界定孔隙度。
核磁共振岩样分析技术泛指利用岩心核磁共振仪对不同尺寸的岩样进行检测、实验，并对所获取的数据进行解释及分析的技术。核磁共振的基本原理是利用原子核的自旋运动，给予与自旋转动频率相同的电磁波产生共振，共振过程中原子核吸收电磁波能量，并记录吸收能量曲线即核磁共振谱。采用三维线性梯度场，通过对梯度场不同的线性组合，可以对样品进行不同角度的切片成像。核磁共振技术在致密储层方面应用的核心是获取分析对象的内部微观结构及流体赋存状态信息。核磁共振岩样测量主要是测量岩石孔隙中含H流体的弛豫特征并得到横向弛豫时间T2分布图谱。根据T2分布图可得到岩样孔隙特征，T2分布反映了孔隙尺寸信息，T2越小，代表孔隙的孔径越小，所以T2分布反映了孔隙体积的分布。岩心核磁共振图像可以用来研究岩心的孔隙分布、不同流体分布、裂缝走向等。自1946年发现核磁共振物理现象以来，核磁共振技术(NMR)很快应用到物理、化学、医学等领域。经历多年的发展，核磁共振技术在石油勘探领域得到了应用，可以测定岩石孔隙结构特征、渗透率及自由流体饱和度。利用一定数量岩心毛细管压力资料和核磁共振测井资料可对比建立了T2分布与岩石孔隙结构参数之间的关系。通过对岩心的核磁共振T2分布与压汞孔喉半径分布的对比，发现二者具有较好的相关性，可利用测井大规模解释储层孔隙结构。利用核磁共振技术评价了致密砂岩储层的孔喉结构。利用核磁共振图谱和核磁共振成像得到了致密花岗岩平均孔隙度及孔隙分布特征像。核磁共振技术在致密储层微观孔喉结构方面具有广阔的前景。
压汞法(Mercury intrusion porosimetry简称MIP)，又称汞孔隙率法。是测定部分中孔和大孔孔径分布的方法。基本原理是，汞对一般固体不润湿，欲使汞进入孔需施加外压，外压越大，汞能进入的孔半径越小。测量不同外压下进入孔中汞的量即可知相应孔大小的孔体积。目前所用压汞仪使用压力最大约200MPa，可测孔范围：0.0064->950um(孔直径)。压汞仪常在材料科学与工程中使用，用来检测混凝土、砂浆等的孔隙率，用以表征混凝土内部的气孔等指标。在油藏的物理模拟试验中，用来绘制毛细管压力曲线，可以用来描述多项储层的特征，特别是多孔介质的孔隙吼道大小分布。由于泥页岩的孔喉半径较砂岩更小，因此多采用高压压汞或恒速压汞进行测量，实验原理同压汞法，只是进一步采用了高压驱替或恒速高压驱替的方法。
在步骤3中，所述孔隙三维连通性和分布特点参数包括岩层孔隙度、孔隙三维连通性、孔隙形态因子、孔隙架构矿物类型。
在步骤3中，在提取孔隙三维连通性和分布特点参数后，还包括通过测定不同岩心样品的泥灰质含量，与该岩心样品的T2谱图进行比对，建立泥灰质含量与T2谱图的对应关系，识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型，多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的步骤。
在步骤3中，在识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型后，还包括标定各孔径范围的孔径分布特点的步骤，达到多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的目的，实现对泥页岩岩样主要微纳米基质孔隙谱图的表征。
所述各孔径范围分别是1nm-10μm、10μm-20μm、20μm以上。
在步骤3中，在建立了泥灰质含量与T2谱图的对应关系后，还包括利用步骤1中获取的校核分析分析数据校正提高微纳米三维储集空间表征的准确性，达到对泥页岩岩样微纳米储集空间的基质孔隙谱图表征的步骤。
用高压压汞分析(亦可用恒速压汞)或核孔隙度数据校正的方法主要采用二者所测试孔径分布图的重合区间，进行叠合及均值测算校对，也可以借助氩离子抛光-扫描电子显微镜对孔隙测量的孔径数据进行准确校对。
如图7所示，泥页岩基质孔隙谱图，来源于济阳坳陷陆相泥页岩。鉴于济阳坳陷陆相泥页岩孔缝系统发育特点，刻画孔径介于1nm-10μm之间孔隙分布和峰态特点，为基质孔隙图谱，由于这些孔隙主要为粘土矿物、碳酸盐矿物和部分陆源碎屑颗粒排列组成的储集空间，岩石学上称为基质孔。而刻画孔径介于1nm-2.5cm(岩心尺度裂缝)为全孔径图谱。图7所示为一块状样品的基质孔隙谱图，横坐标为孔径大小(单位nm)，主要孔径尺寸为1nm-10μm。纵坐标为不同孔径对应的孔隙度(％)。
所述陆相泥页岩为泥质灰岩。
实施例3。一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取待表征的陆相泥页岩储层某一深度的若干平行岩心样品，利用核磁共振仪对岩心样品分别进行T2谱分析、校核分析；分析计算岩心样品的界定孔隙度；所述校核分析为高压压汞分析或/和核磁共振孔隙度分析；
步骤:2：利用微纳米CT分析仪对岩心样品进行三维高精度扫描，通过人工界定的灰度阀值初步进行孔隙识别，利用步骤1获得界定孔隙度对识别的孔隙的孔隙度进行多阀值优选校正，确定准确的灰度阀值；
步骤3：利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用步骤2界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数，实现对该岩心样品所在储层的陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征。
所述校核分析为高压压汞分析和核磁共振孔隙度分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1；利用核磁共振孔隙度分析测得核磁共振孔隙度Ф2，利用核磁共振孔隙度Ф2值校正孔隙度Ф1值；选取核磁共振孔隙度Ф2或校正后的孔隙度Ф1为界定孔隙度；
在步骤3中，所述孔隙三维连通性和分布特点参数包括岩层孔隙度、孔隙三维连通性、孔隙形态因子、孔隙架构矿物类型。
在步骤3中，在提取孔隙三维连通性和分布特点参数后，还包括通过测定不同岩心样品的泥灰质含量，与该岩心样品的T2谱图进行比对，建立泥灰质含量与T2谱图的对应关系，识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型，多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的步骤。
在步骤3中，在识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型后，还包括标定各孔径范围的孔径分布特点的步骤，达到多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的目的，实现对泥页岩岩样主要微纳米基质孔隙谱图的表征。
所述各孔径范围分别是1nm-10μm、10μm-20μm、20μm以上。
在步骤3中，在建立了泥灰质含量与T2谱图的对应关系后，还包括利用步骤1中获取的校核分析分析数据校正提高微纳米三维储集空间表征的准确性，达到对泥页岩岩样微纳米储集空间的基质孔隙谱图表征的步骤。
本实施例涉及陆相泥页岩(尤其是灰质泥岩和泥质灰岩)储集性评价，尤其是刻画泥页岩微纳米(1nm-10μm)储集空间孔径特点、连续孔径谱图及三维连通性的新技术，可广泛用于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。
实施例4。如图1到图6所示，一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，该技术涉及陆相泥页岩(尤其是灰质泥岩和泥质灰岩)储集性评价领域，尤其是刻画泥页岩微纳米(1nm-10μm)储集空间孔径特点、连续孔径谱图及三维连通性的新技术，属于石油、地质、矿业勘探开发技术领域。
为了达成上述目的，本发明还可通过如下技术步骤实现：
选取待表征的陆相泥页岩储层某一深度的若干平行岩心样品，涉及三组平行样，分别进行核磁共振T2谱分析、高压压汞分析或核孔隙度分析、微纳米CT扫描。
a：利用核磁共振仪对泥页岩岩心进行T2谱分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算孔隙度Ф1，核磁共振测定孔径范围为0.2nm-20μm；采用核孔隙度分析测得孔隙度Ф2，利用Ф2值校正Ф1值；
b：利用微纳米CT切片进行三维模型构建，通过界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，利用Ф2值校正Ф3值，使其灰度阀值界定更准确。进而提取孔隙三维连通性和分布特点参数，包括：孔隙度值Ф3、孔隙三维连通性、孔隙架构矿物类型、孔隙形态因子(孔隙结构)等；
c：进行微纳米CT切片数据进行三维模型构建，利用b步修正的准确灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数；
d：通过测定相同构造结构(如纹层状)不同泥质和灰质含量的泥页岩，进行T2谱图比对，建立泥灰质含量与孔径谱图的对应关系，识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型；
e：标定1nm-10μm，乃至20μm以上孔径范围的孔径分布特点，达到多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的目的，实现对泥页岩岩样主要微纳米基质孔隙谱图的表征。
采用该方法对胜利油田Luo69井泥页岩岩样进行的表征：对纹层状泥页岩孔径分布图的孔径分布峰态及孔隙架构类型的识别表征。
经环境扫描电子显微镜分析(下同)济阳坳陷古近系陆相泥页岩中的粘土矿物片间孔和晶间孔主要为伊利石、蒙脱石和绿泥石晶间孔，三者平均孔径介于1nm-4nm之间，由于陆相泥页岩沉积的特殊性，受控于少许陆源碎屑颗粒和碳酸盐晶体的混杂以及生烃增压作用，粘土矿物晶间孔和片间孔有所增大，其孔径范围(如图1所示)主要分布于1nm-10nm区间；二方解石和白云石的晶间孔主要受控于晶体大小的限制，从泥晶—微晶—细晶，其晶间孔的孔径范围介于20nm-850nm之间；而石英长石等陆源碎屑形成的粒间孔主要孔径范围850nm-10μm之间，个别可达20μm。
图2出示了纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的岩石薄片特征图。纹层状灰质泥岩和泥质灰岩是济阳坳陷古近系陆相泥页岩中的主要岩石类型，用于常规砂岩鉴定的岩石光学薄片分析仅能鉴定矿物，难以区别各类孔隙的孔径和形态，罗69-482样品中主要为方解石矿物(亮色)和泥质及有机质(暗色)；罗69-522样品中陆源碎屑颗粒、方解石和泥质混杂，显示纹层，孔隙难以分辨；罗69-688样品和806样品亦是如此。
图3出示了纹层状灰质泥岩和/或泥质灰岩的微纳米模型。利用微纳米CT扫描，辅以矿物灰度标定，多切片重构，可以建立纹层状灰质泥岩和/或泥质灰岩的三维模型。
图4是图3纹层状灰质泥岩和/或泥质灰岩的微纳米模型众多切片中的一张，展示了方解石纹层(灰色)、泥质和陆源碎屑混杂纹层(暗色)的相互叠置和接触关系。
图5是实施例4中纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙三维分布模型，根据孔隙灰度的标定，界定孔隙灰度阀值，提取并重建三维孔隙网络。
图6是实施例4中纹层状灰质泥岩和/或泥质灰岩的在微纳米CT三维重建中，可识别出的可连通孔隙模型(即常用的球棒模型)。
下表出示了该井的纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的岩矿测试结果。
下表出示了该井的纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的岩矿测试结果纹层状灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级孔隙多信息参数。
| 分辨率 | 1μm | 喉道数 | 6531 |
| 孔隙数 | 5823 | 最大喉道长度 | 14.1μm |
| 孔隙度 | 4.51％ | 平均喉道长度 | 2.7μm |
| 最大孔隙半径 | 4.9μm | 最大喉道体积 | 905μm<sup>3</sup> |
| 平均孔隙半径 | 1.3μm | 平均喉道体积 | 23μm<sup>3</sup> |
| 最大孔隙体积 | 4673μm<sup>3</sup> | 最大孔喉比 | 21.2 |
| 平均孔隙体积 | 185.1μm<sup>3</sup> | 平均孔喉比 | 1.9 |
| 最大配位数 | 19 | 平均配位数 | 2 |
在微纳米级别孔隙表征中，以下参数具有重要作用：孔隙数表明基质孔的个数，越多表明孔隙越发育；孔隙表明基质孔的占岩样的百分比，越大表明孔隙越发育；最大和平均孔隙半径反映了基质孔的最大半径和平均半径；喉道数反映了连通孔隙的喉道的数量；最大喉道长度和平均喉道长度反映了喉道与孔隙的配置关系；最大配位数和平均配位数反映了孔隙之间的连通性，配位数越大，连通性越好。
实施例5。一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，该方法的优势在于多信息表征了灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态、定量区分了碳酸盐矿物晶间孔、粘土矿物晶间孔和片间孔的孔径主要分布区间。该发明有助于评价陆相泥页岩中油气赋存的储集空间发育特点和连通性。该方法包括以下步骤：
(1)利用核磁共振仪对泥页岩岩心进行T2谱分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算孔隙度Ф；
(2)利用微纳米CT分析仪对岩样进行三维高精度扫描，通过灰度阀值界定进行孔隙识别，与孔隙度Ф进行多阀值优选校对，确定准确的阀值；
(3)利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用界定的灰度阀值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数；
(4)通过测定不同泥质和灰质含量的泥页岩，进行T2谱图比对，建立泥灰质含量与谱图的对应关系，多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态；
(5)利用高压压汞分析或核磁共振孔隙度数据校正提高微纳米三维储集空间表征的准确性，达到对泥页岩岩样微纳米储集空间的基质孔隙谱图表征。
该方法的优势在于多信息表征了灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态、定量区分了碳酸盐矿物晶间孔、粘土矿物晶间孔和片间孔的孔径主要分布区间。该发明有助于评价陆相泥页岩中油气赋存的储集空间发育特点和连通性。利用环境扫描电子显微镜观察济阳坳陷古近系陆相泥页岩中的粘土矿物片间孔和晶间孔主要为伊利石、蒙脱石和绿泥石晶间孔，三者平均孔径介于1nm-4nm之间，由于陆相泥页岩沉积的特殊性，受控于少许陆源碎屑颗粒和碳酸盐晶体的混杂以及生烃增压作用，粘土矿物晶间孔和片间孔有所增大，其孔径范围(如图1所示)主要分布于1nm-10nm区间。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤1：选取待表征的陆相泥页岩储层某一深度的若干平行岩心样品，利用核磁共振仪对岩心样品分别进行T2谱分析、校核分析；分析计算岩心样品的界定孔隙度；所述校核分析为高压压汞分析或/和核磁共振孔隙度分析；
步骤:2：利用微纳米CT分析仪对岩心样品进行三维高精度扫描，通过人工界定的灰度阈值初步进行孔隙识别，利用步骤1获得界定孔隙度对识别的孔隙的孔隙度进行多阈值优选校正，确定准确的灰度阈值；
步骤3：利用微纳米CT切片进行三维模型构建，利用步骤2界定的灰度阈值建立岩样储集空间模型，提取孔隙三维连通性和分布特点参数，实现对该岩心样品所在储层的陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征；
在步骤1中，所述校核分析为高压压汞分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，选取孔隙度Ф1为界定孔隙度；或校核分析为核磁共振孔隙度分析，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，利用核磁共振孔隙度分析测得核磁共振孔隙度Ф2，利用核磁共振孔隙度Ф2值校正孔隙度Ф1值，选取核磁共振孔隙度Ф2或校正后的孔隙度Ф1为界定孔隙度；或校核分析为高压压汞分析和核磁共振孔隙度分析，建立T2谱和压汞数据的相关性，将核磁共振T2谱换算为反应岩石孔隙半径分布图并计算岩心样品的孔隙度Ф1，利用核磁共振孔隙度分析测得核磁共振孔隙度Ф2，利用核磁共振孔隙度Ф2值校正孔隙度Ф1值，选取核磁共振孔隙度Ф2或校正后的孔隙度Ф1为界定孔隙度。
2.如权利要求1所述的一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于：在步骤3中，所述孔隙三维连通性和分布特点参数包括岩层孔隙度、孔隙三维连通性、孔隙形态因子、孔隙架构矿物类型。
3.如权利要求1所述的一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于：在步骤3中，提取孔隙三维连通性和分布特点参数后，还包括通过测定不同岩心样品的泥灰质含量，与该岩心样品的T2谱图进行比对，建立泥灰质含量与T2谱图的对应关系，识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型，多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的步骤。
4.如权利要求3所述的一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于：在步骤3中，在识别标定孔径分布区间对应的矿物架构类型后，还包括标定各孔径范围的孔径分布特点的步骤，达到多信息表征灰质泥岩和泥质灰岩的微纳米级别孔隙的孔径分布峰态的目的，实现对泥页岩岩样主要微纳米基质孔隙谱图的表征。
5.如权利要求4所述的一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于：所述各孔径范围分别是1nm-10μm、10μm-20μm、20μm以上。
6.如权利要求3所述的一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于：在步骤3中，在建立了泥灰质含量与T2谱图的对应关系后，还包括利用步骤1中获取的校核分析分析数据校正提高微纳米三维储集空间表征的准确性，达到对泥页岩岩样微纳米储集空间的基质孔隙谱图表征的步骤。
7.如权利要求1所述的一种适用于陆相泥页岩微纳米尺度储集空间的表征方法，其特征在于：所述陆相泥页岩为灰质泥岩或泥质灰岩。
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