CN110849785A - 一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，包括以下步骤：S1、称取一定重量的样品，并对样品进行预处理；S2、对S1中经过预处理后的样品进行第一次压汞实验，第一次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的第一增量进汞体积；S3、对S2中经过第一次压汞实验后的样品进行第二次压汞实验，第二次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的第二增量进汞体积；S4、根据同一孔隙直径，将S2中得到的第一增量进汞体积与S3中得到的第二增量进汞体积进行做差处理，即可得到两次压汞实验后同一孔隙直径的残余汞量，所述残余汞量即用来表征样品的孔隙连通性。
Description
技术领域
本发明涉及非常规天然气实验领域，尤其涉及一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法。
背景技术
近年来，高压压汞法作为一种有效的孔径分布表征手段在页岩储层评价方面得到了广泛的应用。压汞基本原理是：汞对一般固体不润湿，欲使汞进入孔喉需施加外压，外压越大，汞能进入的孔喉半径越小。测量不同外压下进入孔隙中汞的体积即可知相应孔喉大小的孔隙体积。
同时，利用压汞数据也可以估算许多重要参数，如渗透率、孔隙曲折度等。其中孔隙曲折度与孔隙连通性密切相关，孔隙曲折度越大，页岩储层微纳米孔隙中的油气分子就需要经过越复杂的孔隙通道进入裂缝网络中，孔隙连通性也就越差。同时，基于压汞实验降压过程中出现的汞滞留现象，故考虑利用汞滞留现象及残余汞量来表征页岩基质孔隙连通性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法。
本发明提供一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，包括以下步骤：
S1、称取一定重量的样品，并对样品进行预处理；
S2、对S1中经过预处理后的样品进行第一次压汞实验，第一次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的第一增量进汞体积；
S3、对S2中经过第一次压汞实验后的样品进行第二次压汞实验，第二次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的第二增量进汞体积；
S4、根据同一孔隙直径，将S2中得到的第一增量进汞体积与S3中得到的第二增量进汞体积进行做差处理，即可得到两次压汞实验后同一孔隙直径的残余汞量，所述残余汞量即用来表征样品的孔隙连通性。
进一步地，S1中所述预处理包括烘干处理。
进一步地，所述烘干温度为110℃，烘干时间为48h。
进一步地，S2中所述压汞实验包括以下步骤：将S1中经过预处理后的样品固定在压汞仪中，依次对样品进行低压分析处理和高压分析处理，高压分析处理结束后，即可获取第一次压汞实验后样品不同孔隙直径对应的第一增量进汞体积。
进一步地，S3中所述压汞实验包括以下步骤：将S2中经过第一次压汞实验后的样品固定在压汞仪中，依次对样品进行低压分析处理和高压分析处理，高压分析处理结束后，即可获取第二次压汞实验后样品不同孔隙直径对应的第二增量进汞体积。
进一步地，S4中所述残余汞量越小，样品的孔隙连通性越好。
进一步地，其可用于对油气在页岩中可动性及保存条件的定量评价。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其具有操作简单和判断精准度高等优点。
附图说明
图1是本发明所述一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法的流程图；
图2是本发明四组样品第一次、第二次压汞实验后孔喉直径-增量进汞体积与孔喉直径-累计进汞体积对比图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
在相同压力条件下，进入样品某孔隙直径孔隙的汞量降低，则表明该孔隙直径下孔隙的内有残余汞分布，而残余汞量分布是退汞过程中不同孔隙退汞难易程度的直接表现，故可以将经过两次高压压汞实验后得到的样品内残余汞量用作判断页岩孔隙连通性。
请参考图1，一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、样品预处理：本发明选取海相页岩进行两次压汞实验，在实验开始前，先向选取的海相页岩中切取1m3体积的立方块，以得到试验样品，将样品放置烘箱中，在110°的温度条件下烘48h，以去除样品中的水分，再将烘干后的样品进行称重，以得到其初始质量m1。
S2、对S1中经过预处理后的样品进行压汞实验，第一次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的增量进汞体积；。
其中，S2还包括以下步骤：
S21、将S1中经过预处理后的样品装入膨胀计中，密封后进行称重处理，记录质量m21；
S22、将装有样品的膨胀计装入压汞仪低压站中(在其它站内装入金属棒)，建立低压文件，输入膨胀器参数及空管质量，开始低压测试，低压压力范围0-30psi；低压分析结束后，取出膨胀计，并称重记录质量m22；
S23、将S22中经过低压测试后的膨胀计装入高压站，打开对应的低压分析文件，输入相关实验参数及质量m22后，开始高压分析，其中，高压压力范围30-60000psi；在此，需要注意的是，将膨胀计装入高压站时，需将膨胀计固定后再将高压仓头旋入，旋至底部并赶膨胀计内的气泡；
S24、高压分析结束后，第一次压汞实验已完成，在压汞仪中获取样品不同孔隙直径对应的增量进汞体积以及增量总进汞体积V1，同时，取出样品进行称重，得到第一次压汞实验后样品的质量m2；其中，样品不同孔隙直径对应的增量进汞体积可通过压汞仪直接测出，而增量总进汞体积V1可通过压汞仪直接获取；
S25、根据S24中获取的样品的累计总进汞体积V1，计算第一次压汞实验后样品的增量总进汞质量M1，所述M1的计算公式为：M1＝V1ρ，其中，ρ代表汞的密度；
S3、重复上述S21至S25的操作，对S2中经过第一次压汞实验后的样品进行重复压汞实验，以获取样品第二次压汞实验后样品不同孔隙直径对应的增量进汞体积以及增量总进汞体积V2，并计算第二次压汞实验后样品的增量总进汞质量M2；
S4、根据同一孔隙直径，将S2得到与其对应的增量进汞体积与S3得到与其对应的增量进汞体积进行做差处理，即可得到两次压汞实验后，同一孔隙直径的残余汞量，根据残余汞量的大小，即可得到表征表征样品的孔隙连通性的结果；
S5、孔隙连通性的判别：根据S4中得到同一孔隙直径的残余汞量，其值越小，表征样品对应孔隙直径的孔隙连通性越好；
S6、结果验证，其主要包括以下步骤：
S61、计算第一次压汞实验后，样品内残余汞总量m3，其中，m3＝m2-m1；
S62、当
时,则表示本发明利用重复高压压汞的方法表征页岩孔隙连通性的结果精准度高。
为了扩大样本量，并体现样本规律性、差异性，本发明设置了四组实验组，每组实验组中均包含一块海相页岩样品。
在压汞实验中，通过压汞仪，可读取每组样品102个压力点的进汞量和脱汞量，进而可获得每组样品由第一次、第二次压汞实验结得到的“孔喉直径-增量进汞体积”曲线，其结果如图2左侧部分所示。若第二次压汞实验对样品内部造成了新的裂缝，则第二次压汞实验后样品的“孔喉直径-增量进汞体积”曲线会在一定孔喉区间高于第一次压汞实验后样品的“孔喉直径-增量进汞体积”曲线，故比较两次压汞后得到的曲线位置，可判断是否有新的裂缝产生。而对比图2中同一样品的第一次、第二次“孔喉直径-增量进汞体积”曲线可知，四个样品的第二次压汞实验后样品的“孔喉直径-增量进汞体积”曲线均位于第一次压汞实验后样品的“孔喉直径-增量进汞体积”曲线之下，故可判定四个高成熟海相页岩样品在第二次压汞实验中未出现新的裂缝。
在此，需要说明的是，S3和S4中得到V1和V2分别是样品在每次压汞实验后的总增量进汞体积，这也是可通过压汞仪直接测得的。以孔隙直径范围为单位，将处于某一孔隙直径范围内对应的增量进汞体积进行叠加，即可分别得到某一孔隙直径范围对应的第一次、第二次的累计进汞体积，并生成“孔喉直径-累计进汞体积”图像，其结果如图2右侧部分所示，将某一孔隙直径范围下的第一次累计进汞体积与同一孔径下的第二次累计进汞体积进行做差处理，得到该孔隙直径范围下的残余汞量，以样品一(B)为例，其对应的“孔喉直径-累计进汞体积”如下所示：
孔喉直径范围为0.0028-0.005μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为4.3μl/g；
孔喉直径范围为0.0050-0.010μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为5.2μl/g；
孔喉直径范围为0.0100-0.050μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为0.45μl/g；
孔喉直径范围为0.0500-0.100μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为0.27μl/g；
孔喉直径范围为0.0100-1.000μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为0.50μl/g；
孔喉直径范围为1.0000-10.00μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为0.59μl/g；
孔喉直径范围为10.000-50.00μm时，第一次、第二次压汞实验后，样品一内的残余汞量约为0μl/g；
以残余汞量为参数，定量评价不同孔隙直径范围的孔隙连通性，其中，残余汞量越低，则代表该孔隙直径范围的孔隙连通性越好，即可得到如下结论：样品一中，不同孔隙直径范围的孔隙连通性从好到差排序依次为10.000-50.00μm、0.0500-0.100μm、0.0100-0.050μm、0.0100-1.000μm、1.0000-10.00μm、0.0028-0.0050μm、0.0050-0.0100μm。
同理，还可得到某孔隙直径范围内，根据图2中样品一(B)-样品四(B)所示，对其连通性差异的分析结果如下所示：
孔喉直径范围为0.0028-0.005μm时，样品一至样品四的残余汞量依次为4.3μl/g，2.25μl/g，0.45μl/g，0.34μl/g；
孔喉直径范围为0.0050-0.010μm时，样品一至样品四的残余汞量依次为5.20μl/g，6.25μl/g，0.00μl/g，0.24μl/g；
孔喉直径范围为0.0100-0.050μm时，样品一至样品四的残余汞量依次为0.45μl/g，0.45μl/g，0.03μl/g，0.27μl/g；
孔喉直径范围为0.0500-0.100μm时，样品一至样品四的残余汞量依次为0.27μl/g，0.31μl/g，0.04μl/g，0.05μl/g；
孔喉直径范围为0.0100-1.000μm时，样品一至样品四的残余汞量依次为0.50μl/g，0.45μl/g。0.12μl/g，0.07μl/g；
孔喉直径范围为1.0000-10.00μm时，样品一到样品四的残余汞量依次为0.59μl/g，1.06μl/g，0.13μl/g，0.05μl/g；
孔喉直径范围为10.000-50.00μm时，样品一到样品四的残余汞量依次为0.00μl/g，0.50μl/g，0.00μl/g，0.11μl/g；
此外，在经过第一次、第二次压汞实验后，通过压汞仪，还可分别获取四组样品的孔隙度，其结果如表1所示：
表1四组样品第一次、第二次压汞实验后的孔隙度结果表
以第二次压汞实验后样品测得的孔隙度为参数，评价油气在页岩中的可动性，其中，第二次压汞实验后样品测得的孔隙度越大，则油气在该页岩中可动性越好，由表1可知，在第二次压汞实验后，样品一测得的孔隙度为2.37％，样品二测得的孔隙度为2.50％，样品三测得的孔隙度为0.65％，样品四测得的孔隙度为0.80％，可得油气在页岩中的可动性由高到低分别为：样品二>样品一>样品四>样品三。
此外，以两次实验后样品测得的孔隙度差值与第一次压汞实验后样品测得的孔隙度的比值为参数，评价油气在页岩中的保存条件，其中，比值越高则保存条件越好，由表1可知，样品一两次压汞实验后测得孔隙度差值为2.32％，与第一次压汞实验后样品测得的孔隙度(4.69％)的比值为0.49；样品二两次压汞实验后测得孔隙度差值为2.52％，与第一次压汞实验后样品测得的孔隙度(5.02％)之比为0.50；样品三两次压汞实验后测得孔隙度差值为0.16％，与第一次压汞实验后样品测得的孔隙度(0.81％)之比为0.19；样品四两次压汞实验后测得孔隙度差值为0.27％，与第一次压汞实验后样品测得的孔隙度(1.07％)之比为0.25，由此可得油气在页岩中的保存条件由高到低分别为：样品二>样品一>样品四>样品三。
因此，本发明所述发明还可用于对油气在页岩中可动性及保存条件的定量评价。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取一定重量的样品，并对样品进行预处理；
S2、对S1中经过预处理后的样品进行第一次压汞实验，第一次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的第一增量进汞体积；
S3、对S2中经过第一次压汞实验后的样品进行第二次压汞实验，第二次压汞实验结束后，分别获取样品不同孔隙直径对应的第二增量进汞体积；
S4、根据同一孔隙直径，将S2中得到的第一增量进汞体积与S3中得到的第二增量进汞体积进行做差处理，即可得到两次压汞实验后同一孔隙直径的残余汞量，所述残余汞量即用来表征样品的孔隙连通性。
2.根据权利要求1所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，S1中所述预处理包括烘干处理。
3.根据权利要求2所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，所述烘干温度为110℃，烘干时间为48h。
4.根据权利要求1所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，S2中所述压汞实验包括以下步骤：将S1中经过预处理后的样品固定在压汞仪中，依次对样品进行低压分析处理和高压分析处理，高压分析处理结束后，即可获取第一次压汞实验后样品不同孔隙直径对应的第一增量进汞体积。
5.根据权利要求1所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，S3中所述压汞实验包括以下步骤：将S2中经过第一次压汞实验后的样品固定在压汞仪中，依次对样品进行低压分析处理和高压分析处理，高压分析处理结束后，即可获取第二次压汞实验后样品不同孔隙直径对应的第二增量进汞体积。
6.根据权利要求1所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法，其特征在于，S4中所述残余汞量越小，样品的孔隙连通性越好。
7.权利要求1-6任一项所述的一种利用多次压汞实验表征页岩孔隙连通性的方法的应用，其特征在于，其可用于对油气在页岩中可动性及保存条件的定量评价。
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