CN111208053A - 一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其包括以下步骤：1)取样并测定储层连通孔隙度；2)开展恒压压汞实验，绘制恒压压汞曲线；3)确定最大进汞饱和度。本发明可以通过恒压压汞实验，快速得到储层微毛细管孔隙度，具有直观清晰、方便快捷、实用性和可操作性强等优点；有效弥补了目前实验方法不能对微毛细管孔隙度进行单独定量测定的缺点；采用恒压压汞实验方法确定储层微毛细管孔隙度的同时，也确定了储层有效孔隙度，极大地拓展了恒压压汞实验的用途；微毛细管孔隙度的测定结果可应用于各类常规或非常规储层的孔隙结构研究、储层质量评价以及页岩储层容积法储量计算等众多方面，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法

技术领域

本发明涉及一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，属于油田开发地质技术领域。

背景技术

储层是能够储存和渗滤流体的岩层，储层的基本特性是孔隙性和渗透性。储层孔隙性和渗透性好坏取决于空隙。空隙是岩石中未被固体物质所充填的空间，又可细分为尺度较大的孔隙以及较大孔隙之间的狭窄连通部分喉道。孔隙决定储层储存流体的能力，而喉道控制储层渗滤流体的能力，二者有机结合形成容纳和渗滤流体的储集空间。因此，多孔介质储层储集空间可看做是由孔隙和喉道组成的三维立体的孔喉网络，赋存于其中的流体流动服从渗流规律。

储层中多数孔隙总能找到与其相配位连通的其它孔隙，然而也存在少数不连通孔隙(或死孔隙)。对于储层连通孔隙，根据孔径大小又可分为超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙等三类。其中，超毛细管孔隙是指孔径>0.5mm的毫米级孔隙，其中流体在重力作用下可自由流动；毛细管孔隙是指孔径介于0.5mm～0.2μm之间的微米级孔隙，由于孔径较小，其中流体质点受毛管力以及周围固体界面分子力作用而不能自由流动，只有在驱替动力作用下才能流动；微毛细管孔隙是指孔径<0.2μm的纳米级孔隙，此类孔隙中分子间引力很大，油藏条件下无论施加多大驱替动力，流体也不能流动而呈吸附态。显然，储层流体渗流主要发生在超毛细管和毛细管孔隙中，而微毛细管孔隙中的流体不具有理论上的流动性。因此，连通的超毛细管和毛细管孔隙为有效孔隙，微毛细管孔隙则为无效孔隙。将上述储层孔隙对应关系总结为表1。

表1储层孔隙对应关系表

从表1可以看出，储层总孔隙≥连通孔隙≥有效孔隙。其中，连通孔隙由微毛细管孔隙、毛细管孔隙和超毛细管孔隙构成，有效孔隙由毛细管孔隙和超毛细管孔隙构成，因此连通孔隙与有效孔隙之差即为微毛细管孔隙。微毛细管孔隙发育程度可以用微毛细管孔隙度定量表征。

微毛细管孔隙度是岩石中微毛细管孔隙体积与岩石总体积的比值，以百分数表示。确定储层微毛细管孔隙度具有重要意义，主要表现为2个方面：①常规储层储集空间以有效孔隙(毛细管孔隙和超毛细管孔隙)为主，但也发育一定数量的微毛细管孔隙。这些微毛细管孔隙主要分布在岩石碎屑颗粒之间的细小而致密的填隙物(包括杂基和胶结物)中。由于微毛细管孔隙发育程度能够很好地反映储层孔隙结构特征和储层质量优劣，故确定储层微毛细管孔隙度就可以定量分析储层微毛细管孔隙的发育程度，进而深化储层孔隙结构的认识，并为储层质量评价提供可靠依据。②另外，非常规储层、尤其页岩储层中含有大量有机物质和粘土矿物，其孔隙结构与常规储层明显不同，而主要以微毛细管孔隙为主，确定页岩储层微毛细管孔隙度更显得尤为重要。它不但可以作为页岩储层孔隙结构表征和储层评价的重要依据，而且也为容积法计算页岩储量提供了可能与前提。然而，由于储层微毛细管孔隙不具有理论上的流动性，目前实验室尚难以对储层微毛细管孔隙度进行单独测定，并且国内外也缺乏确切的物理定量计算方法报道，极大地限制了储层微毛细管孔隙度的定量认识与应用。因此，如何建立一种储层微毛细管孔隙度的确定方法？已成为一个极具实践意义的现实而迫切的理论性问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种方便快捷、可操作性强的一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其包括以下步骤：

1)取样并测定储层连通孔隙度

对油田储层进行取样，通过实验室气测法测定储层连通孔隙度。

2)开展恒压压汞实验，绘制恒压压汞曲线

对目标岩样开展恒压压汞实验，根据不同进汞测试压力下的进汞饱和度绘制恒压压汞曲线(如图1所示)，明确储层孔喉分布与测试压力对应关系，为微毛细管孔隙度确定奠定实验基础。

3)确定最大进汞饱和度

如图1所示，在恒压压汞曲线上，随着测试压力增加进汞饱和度不断增大。当达到最大进汞饱和度后，继续增加压力进汞饱和度始终保持不变。这种压汞曲线上继续增加压力，进汞饱和度始终保持不变的初始点(图1中A点)即为毛细管孔隙与微毛细管孔隙分界点，其所对应的进汞饱和度亦为最大进汞饱和度。

4)确定储层有效孔隙度

设储层连通孔隙度为

最大进汞饱和度为S_Hg-max、其所对应的有效孔隙度为

则储层有效孔隙度可由(1)式计算：

5)确定储层微毛细管孔隙度

在储层有效孔隙度

确定后，储层微毛细管孔隙度

可由(2)式计算：

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：1、本发明可以通过恒压压汞实验，快速得到储层微毛细管孔隙度，具有直观清晰、方便快捷、实用性和可操作性强等优点；2、本发明有效弥补了目前实验方法不能对微毛细管孔隙度进行单独定量测定的缺点；3、本发明采用恒压压汞实验方法确定储层微毛细管孔隙度的同时，也确定了储层有效孔隙度，极大地拓展了恒压压汞实验的用途；4、本发明微毛细管孔隙度的测定结果可应用于各类常规或非常规储层的孔隙结构研究、储层质量评价以及页岩储层容积法储量计算等众多方面，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的恒压压汞曲线示意图；

图2是本发明的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法的流程图；

图3是本发明的18#岩样恒压压汞曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

图2为本发明的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法的流程图，如图2所示，本发明的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，包括以下步骤：

1)取样并测定储层连通孔隙度

对油田储层进行取样，通过实验室气测法测定储层连通孔隙度。

2)开展恒压压汞实验，绘制恒压压汞曲线

对目标岩样开展恒压压汞实验，根据不同进汞测试压力下的进汞饱和度绘制恒压压汞曲线(图1)，明确储层孔喉分布与测试压力对应关系，为微毛细管孔隙度确定奠定实验基础。

3)确定最大进汞饱和度：

如图1所示，在恒压压汞曲线上，随着测试压力增加进汞饱和度不断增大。当达到最大进汞饱和度后，继续增加压力进汞饱和度始终保持不变。这种压汞曲线上继续增加压力，进汞饱和度始终保持不变的初始点(图1中A点)即为毛细管孔隙与微毛细管孔隙分界点，其所对应的进汞饱和度亦为最大进汞饱和度。

4)确定储层有效孔隙度：

设储层连通孔隙度为

最大进汞饱和度为S_Hg-max、其所对应的有效孔隙度为

则储层有效孔隙度可由(1)式计算。

5)确定储层微毛细管孔隙度：

在储层有效孔

隙度确定后，储层微毛细管孔隙度

可由(2)式计算。

下面通过一个具体的实施例，进一步说明本发明的技术效果。

南梁油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡西南部，地处甘肃省华池、庆阳县境内，面积约2600km²。主力层为三叠系上统延长组长6油组长6₃砂组，属于深湖-半深湖相重力流沉积，储层平均孔隙度9.09％、平均渗透率0.213×10^-3μm²,属于低孔-低渗储层。

1)取样并测定储层连通孔隙度

2014年，对南梁油田长6₃油组储层进行岩心观察，共取样27块，并对其中的10块岩样开展了恒压压汞实验。为论述方便，此处以南梁油田长6油组山156井18#岩心(2060.1m)为实施例进行说明。该岩样恒压压汞实验基础数据如表2所示，通过实验室常规气测法获取储层连通孔隙度为14.53％。

表2恒压压汞实验基础数据表

岩心编号：	18#	孔隙体积(cm<sup>3</sup>)：	1.84	样品重量(g)：	28.75
						井号：	山156	样品体积(cm<sup>3</sup>)：	12.68	岩性：	砂岩
井深(m)：	2060.1	连通孔隙度(％)：	14.53
						层位：	长6<sub>3</sub>	渗透率(×10<sup>-3</sup>μm<sup>2</sup>)：	1.207

2)开展恒压压汞实验，绘制恒压压汞曲线

对18#岩样开展了恒压压汞实验，实验结果见表3。根据不同进汞测试压力下的进汞饱和度绘制了18#岩样恒压压汞曲线(图3)，明确了岩样孔喉分布与测试压力对应关系，为储层微毛细管孔隙度确定奠定实验基础。

3)确定最大进汞饱和度

从图3可以看出，当恒压压汞曲线达到最大进汞饱和度后，继续增加压力进汞饱和度始终保持不变。压汞曲线上继续增加压力，进汞饱和度始终保持不变的初始点所对应的进汞饱和度亦为最大进汞饱和度。根据这一特点，可以确定18#岩样最大进汞饱和度为92.1362％。

4)确定储层有效孔隙度

由于储层连通孔隙度

最大进汞饱和度S_Hg-max＝92.1362％、其所对应的有效孔隙度

可由(1)式计算，结果为13.39％。

5)确定储层微毛细管孔隙度

在储层有效孔隙度确定后，储层微毛细管孔隙度

可由(2)式计算，结果为1.14％。

表318#岩样恒压压汞实验数据表

基于上述实施例可以看出，通过本发明的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，能够方便快捷计算出待测岩样的储层微毛细管孔隙度。

以上描述仅为本申请的实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)取样并测定储层连通孔隙度；

2)开展恒压压汞实验，绘制恒压压汞曲线；

3)基于步骤2)的恒压压汞曲线确定最大进汞饱和度；

4)基于步骤1)得到的储层连通孔隙度和步骤3)得到的最大进汞饱和度，确定储层有效孔隙度；

5)基于步骤1)得到的储层连通孔隙度和步骤4)得到的储层有效孔隙度，确定储层微毛细管孔隙度。

2.根据权利要求1所述的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其特征在于，所述步骤4)中储层有效孔隙度的计算方法为：

其中，

为储层连通孔隙度，S_Hg-max为最大进汞饱和度、

为储层有效孔隙度。

3.根据权利要求1所述的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其特征在于，所述步骤5)中储层微毛细管孔隙度的计算方法为：

其中，

为储层连通孔隙度，S_Hg-max为最大进汞饱和度、

为储层有效孔隙度，

为储层微毛细管孔隙度。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：对目标储层进行取样，通过实验室气测法测定储层连通孔隙度。

5.根据权利要求1-3任一所述的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：开展恒压压汞实验，获取恒压压汞实验数据，依据不同进汞测试压力下的进汞饱和度，绘制恒压压汞曲线。

6.根据权利要求1-3任一所述的基于恒压压汞实验的储层微毛细管孔隙度确定方法，其特征在于，所述步骤3)具体为：基于步骤2)中的恒压压汞曲线，以恒压压汞曲线上继续增加压力进汞饱和度始终保持不变的初始点作为最大进汞饱和度。

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