CN116106193A - 纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法 - Google Patents

纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法 Download PDF

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CN116106193A CN202111319885.8A CN202111319885A CN116106193A CN 116106193 A CN116106193 A CN 116106193A CN 202111319885 A CN202111319885 A CN 202111319885A CN 116106193 A CN116106193 A CN 116106193A
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张红欣
刘丽
陈亚宁
刘妍卿
张莉莉
范菲
陈挺
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Abstract

本发明提供一种纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，该纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法包括：步骤1，选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，进行氦孔法孔隙度测定实验，获得该页岩样品整体的孔隙体积和孔隙度；步骤2，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线；步骤3，获得孔隙压缩系数和渗透率敏感系数；步骤4，根据孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，获得孔渗幂指数；步骤5，获得最大孔隙半径值和平均孔隙半径值；步骤6，根据孔渗幂指数的计算公式，计算纹层状页岩层理缝孔隙度值。该纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法有较强的可靠性和准确性，为纹层状页岩油田资源量评价以及开发方案的制定提供有效的技术支撑。

Description

纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法
技术领域
本发明涉及页岩油勘探开发技术领域，特别是涉及到一种纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法。
背景技术
随着对页岩油气勘探开发技术的进步，页岩油在石油资源中的地位越来越重要。纹层状页岩是页岩中的重要组成部分，在纹层状页岩储层中，泥质纹层和灰质纹层大量发育，纹层间的层理缝对于页岩油的流动性和储集性起关键作用，建立纹层状页岩层理缝孔隙度的测定方法，明晰层理缝的孔隙体积，对于页岩油的有效动用程度评价更加精准，能够更好地指导纹层状页岩弹性开发。
中国专利申请CN 111650108 A，公开了一种测定泥页岩岩石有效孔隙度的方法及装置，涉及油气勘探开发实验测试领域，包括：获取被测泥页岩岩石的总体积、所述被测泥页岩岩石的骨架体积以及所述被测泥页岩岩石内的颗粒以及/或粉尘的体积；确定吸潮介质的体积；利用所述吸潮介质的体积对所述骨架体积进行校正，得到骨架校正体积；根据所述总体积、所述骨架校正体积以及颗粒以及/或粉尘的体积得到所述被测泥页岩岩石的有效孔隙度。以解决定泥页岩岩石有效孔隙度测定不准确的问题。
中国专利申请CN 108956941 A，公开了一种页岩层理识别方法，该方法包括：确定目的层段露头的结构及构造；获取纵向贯穿所述目的层段的岩样，并根据所述岩样制成若干个纵向连续分布的第一规格岩芯，及若干个纵向连续分布的第二规格岩芯；确定所述第一规格岩芯各层的结构及构造，并确定所述第二规格岩芯的成份、各纹层的结构及构造；合并所述目的层段露头的结构及构造、所述第一规格岩芯各层的结构及构造及所述第二规格岩芯的成份、各纹层的结构及构造，获得所述目的层段的层理识别结果。本申请实施例可以提高页岩层理的识别精度。
中国专利申请CN102252948A，公开了一种泥页岩孔隙度测定方法，该方法包括：选取整块泥页岩待测样品，测定质量MO，测定块体总体积VO，计算泥页岩的块体密度ρb，将样品粉碎，取一定量M1，M1≤MO；将取出的样品进行蒸馏抽提，直到产水量保持稳定为止，记录抽提出水的体积Vw；将经过蒸馏抽提的样品取出，干燥至质量稳定，记录样品质量M2；将干燥后的样品取出，测定颗粒体积Vg；计算样品孔隙度Φ。
目前，对于页岩储层孔隙度的研究主要以流体饱和法、氦孔法等传统孔隙度测定方法为主，以上方法无法区分纹层状页岩中层理缝所占的孔隙体积，同时针对纹层状页岩中层理缝孔隙度的分析，系统的研究且成熟的方法较少。
以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种精确地对纹层状页岩中的层理缝孔隙度进行了测定，有较强的可靠性和准确性的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，该纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法包括：
步骤1，选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，进行氦孔法孔隙度测定实验，获得该页岩样品整体的孔隙体积和孔隙度；
步骤2，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线；
步骤3，获得孔隙压缩系数和渗透率敏感系数；
步骤4，根据孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，获得孔渗幂指数；
步骤5，获得最大孔隙半径值和平均孔隙半径值；
步骤6，根据孔渗幂指数的计算公式，计算纹层状页岩层理缝孔隙度值。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，利用丈量法获得岩样体积Vb，利用氦孔法获得岩样颗粒体积Vg，利用岩样体积减去颗粒体积获得岩样孔隙体积Vp；利用天平称取岩样质量m。
在步骤1中，页岩岩性孔隙度Φ计算公式为：
Figure BDA0003344825070000031
在步骤2中，对该块页岩样品进行覆压孔渗实验，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线；
在步骤3中，对孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线进行指数拟合，分别获得纹层状页岩的孔隙压缩系数Cφ和渗透率敏感系数Ck。
在步骤4中，根据纹层状页岩的孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，计算得到该页岩样品的孔渗幂指数α：
Figure BDA0003344825070000032
式中，Cφ为孔隙压缩系数；Ck为渗透率敏感系数。
在步骤5中，对该纹层状页岩样品进行高压压汞实验，获得该页岩样品的最大孔隙半径Rmax和平均孔隙半径Rave。
在步骤6中，根据纹层状页岩的孔渗幂指数计算公式，联立基质孔隙度+致密纹层孔隙度＝样品孔隙度，得到纹层状页岩中致密纹层的孔隙度的计算公式。
在步骤6中，纹层状页岩中致密纹层的孔隙度Φf的计算公式为：
Figure BDA0003344825070000033
Figure BDA0003344825070000041
φ＝φp+φf  (5)
Figure BDA0003344825070000042
式中，Rmax为最大孔隙半径；
Rave为平均孔隙半径；
Φ为页岩岩心孔隙度；
α为页岩样品的孔渗幂指数；
Φp为页岩中除去致密纹层后剩余的孔隙度值。
本发明中的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，在测定纹层状页岩层理缝孔隙度时，将纹层状页岩样品的孔隙体积分为基质孔隙体积和层理缝孔隙体积，结合页岩样品的渗透率和孔隙度随净上覆压力的变化，以及高压压汞实验技术获得平均孔喉半径和最大孔喉半径，精确地对纹层状页岩层理缝的孔隙度进行了测定，克服了现有技术的不足。
本发明方法通过氦孔法测定实验，获得该页岩样品整体的孔隙体积和孔隙度；通过对该块页岩样品进行覆压孔渗实验，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线，对孔隙度和渗透率变化曲线进行指数拟合，获得孔隙压缩系数和渗透率敏感系数；根据孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，获得孔渗幂指数；对该页岩样品进行高压压汞实验，获得最大孔隙半径值和平均孔隙半径值；根据孔渗幂指数的计算公式，计算纹层状页岩层理缝孔隙度值。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
由于本方法在计算纹层状页岩致密纹层孔隙度时，将纹层状页岩样品的孔隙体积分为基质孔隙体积和层理缝孔隙体积，结合页岩样品的渗透率和孔隙度随净上覆压力的变化，以及高压压汞实验技术获得平均孔喉半径和最大孔喉半径，精确地对纹层状页岩中的层理缝孔隙度进行了测定，有较强的可靠性和准确性，本发明方法为纹层状页岩油田资源量评价以及开发方案的制定提供有效的技术支撑。
附图说明
图1为本发明的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明一具体实施例中页岩孔隙度随净上覆压力的变化图；
图3为本发明一具体实施例中页岩渗透率随净上覆压力的变化图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
本发明的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法包括了以下步骤：
步骤1，选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，进行氦孔法孔隙度测定实验，获得该页岩样品整体的孔隙体积和孔隙度；
选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，利用丈量法获得岩样体积Vb，利用氦孔法获得岩样颗粒体积Vg，利用岩样体积减去颗粒体积获得岩样孔隙体积Vp；利用天平称取岩样质量m，页岩岩性孔隙度计算公式为：
Figure BDA0003344825070000051
步骤2，对该块页岩样品进行覆压孔渗实验，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线；
步骤3，对孔隙度和渗透率变化曲线进行指数拟合，获得孔隙压缩系数和渗透率敏感系数；
对孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线进行指数拟合，分别获得纹层状页岩的孔隙压缩系数Cφ和渗透率敏感系数Ck。
步骤4，根据孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，获得孔渗幂指数；
根据纹层状页岩的孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，计算得到该页岩样品的孔渗幂指数α：
Figure BDA0003344825070000061
步骤5，对该页岩样品进行高压压汞实验，获得最大孔隙半径值和平均孔隙半径值；
对该纹层状页岩样品进行高压压汞实验，获得该页岩样品的最大孔隙半径Rmax和平均孔隙半径Rave。
步骤6，根据孔渗幂指数的计算公式，计算纹层状页岩层理缝孔隙度值。
根据纹层状页岩的孔渗幂指数计算公式，联立基质孔隙度+致密纹层孔隙度＝样品孔隙度，得到纹层状页岩中致密纹层的孔隙度的计算公式。
Figure BDA0003344825070000062
Figure BDA0003344825070000063
φ＝φp+φf  (5)
Figure BDA0003344825070000064
公式(6)为纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式。
以下为应用本发明的几个具体实施例。
实施例1
如图1所示，所述纹层状页岩中致密纹层孔隙度测定方法包括以下步骤：
步骤101，利用丈量法获得岩样体积Vb，利用氦孔法获得岩样颗粒体积Vg，利用岩样体积减去颗粒体积获得岩样孔隙体积Vp；利用天平称取岩样质量m，页岩岩样孔隙度计算公式为：
Figure BDA0003344825070000073
本实例中样品孔隙度值5.84。
步骤201，对该页岩样品进行覆压孔渗实验，获得页岩样品孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线，如图2和图3。
步骤301，对孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线进行指数拟合，如图2和图3分别获得纹层状页岩的孔隙压缩系数Cφ和渗透率敏感系数Ck，在该实例中Cφ＝0.0199，Ck＝0.185。
步骤401，根据纹层状页岩的孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，计算得到该页岩样品的孔渗幂指数α：
Figure BDA0003344825070000071
计算得到该页岩样品的孔渗幂指数为9.25。
步骤501，对该纹层状页岩样品进行高压压汞实验，获得该页岩样品的最大孔隙半径Rmax＝11.229μm和平均孔隙半径Rave＝0.686μm。
步骤601，根据纹层状页岩的孔渗幂指数计算公式，联立基质孔隙度+层理缝孔隙度＝样品孔隙度，得到纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式。
Figure BDA0003344825070000072
Figure BDA0003344825070000081
φ＝φp+φf  (5)
Figure BDA0003344825070000082
公式(6)为纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式，计算得到纹层状页岩中层理缝孔隙度为1.87。
该实施例中某纹层状页岩样品的总孔隙度为5.84，层理缝孔隙度为1.87，层理缝孔隙体积占页岩总孔隙体积的32％。
实施例2
如图1所示，所述纹层状页岩中致密纹层孔隙度测定方法包括以下步骤：
步骤101，利用丈量法获得岩样体积Vb，利用氦孔法获得岩样颗粒体积Vg，利用岩样体积减去颗粒体积获得岩样孔隙体积Vp；利用天平称取岩样质量m，页岩岩样孔隙度计算公式为：
Figure BDA0003344825070000083
本实例中样品孔隙度值4.28。
步骤201，对该页岩样品进行覆压孔渗实验，获得页岩样品孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线，如图2和图3。
步骤301，对孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线进行指数拟合，如图2和图3分别获得纹层状页岩的孔隙压缩系数Cφ和渗透率敏感系数Ck，在该实例中Cφ＝0.0104，Ck＝0.102。
步骤401，根据纹层状页岩的孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，计算得到该页岩样品的孔渗幂指数α：
Figure BDA0003344825070000091
计算得到该页岩样品的孔渗幂指数为18.86。
步骤501，对该纹层状页岩样品进行高压压汞实验，获得该页岩样品的最大孔隙半径Rmax＝4.752和平均孔隙半径Rave＝0.252。
步骤601，根据纹层状页岩的孔渗幂指数计算公式，联立基质孔隙度+层理缝孔隙度＝样品孔隙度，得到纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式。
Figure BDA0003344825070000092
Figure BDA0003344825070000093
φ＝φp+φf  (5)
Figure BDA0003344825070000094
公式(6)为纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式，计算得到纹层状页岩中层理缝孔隙度为1.25。
该实施例中某纹层状页岩样品的总孔隙度为4.28，层理缝孔隙度为1.25，层理缝孔隙体积占页岩总孔隙体积的29％。
实施例3
如图1所示，所述纹层状页岩中致密纹层孔隙度测定方法包括以下步骤：
步骤101，利用丈量法获得岩样体积Vb，利用氦孔法获得岩样颗粒体积Vg，利用岩样体积减去颗粒体积获得岩样孔隙体积Vp；利用天平称取岩样质量m，页岩岩样孔隙度计算公式为：
Figure BDA0003344825070000101
本实例中样品孔隙度值3.11。
步骤201，对该页岩样品进行覆压孔渗实验，获得页岩样品孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线，如图2和图3。
步骤301，对孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线进行指数拟合，如图2和图3分别获得纹层状页岩的孔隙压缩系数Cφ和渗透率敏感系数Ck，在该实例中Cφ＝0.0042，Ck＝0.054。
步骤401，根据纹层状页岩的孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，计算得到该页岩样品的孔渗幂指数α：
Figure BDA0003344825070000102
计算得到该页岩样品的孔渗幂指数为14.41。
步骤501，对该纹层状页岩样品进行高压压汞实验，获得该页岩样品的最大孔隙半径Rmax＝1.254和平均孔隙半径Rave＝0.087。
步骤601，根据纹层状页岩的孔渗幂指数计算公式，联立基质孔隙度+层理缝孔隙度＝样品孔隙度，得到纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式。
Figure BDA0003344825070000103
Figure BDA0003344825070000104
φ＝φp+φf  (5)
Figure BDA0003344825070000105
公式(6)为纹层状页岩中层理缝孔隙度的计算公式，计算得到纹层状页岩中层理缝孔隙度为0.71。
该实施例中某纹层状页岩样品的总孔隙度为4.28，层理缝孔隙度为1.25，层理缝孔隙体积占页岩总孔隙体积的23％。
本发明所述方法包括：选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，进行氦孔实验，获得整个页岩样品的孔隙体积和孔隙度；之后对该样品进行覆压孔渗实验，获得该页岩样品孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线；对孔隙度和渗透力变化曲线进行指数拟合，分别获得孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，同时得到该页岩样品的孔渗幂指数；对该页岩样品进行高压压汞实验，获得页岩最大孔隙半径值和平均孔隙半径值；根据孔渗幂指数计算公式，计算纹层状页岩中层理缝孔隙度值。本发明方法精确地描述了纹层状页岩中层理缝孔隙度，有较强的可靠性和准确性，为纹层状页岩油田弹性开发以及开发方案的制定提供有效的技术支撑。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，该纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法包括：
步骤1，选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，进行氦孔法孔隙度测定实验，获得该页岩样品整体的孔隙体积和孔隙度；
步骤2，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线；
步骤3，获得孔隙压缩系数和渗透率敏感系数；
步骤4，根据孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，获得孔渗幂指数；
步骤5，获得最大孔隙半径值和平均孔隙半径值；
步骤6，根据孔渗幂指数的计算公式，计算纹层状页岩层理缝孔隙度值。
2.根据权利要求1所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤1中，选取某个研究区块的纹层状页岩岩样，利用丈量法获得岩样体积Vb，利用氦孔法获得岩样颗粒体积Vg，利用岩样体积减去颗粒体积获得岩样孔隙体积Vp；利用天平称取岩样质量m。
3.根据权利要求2所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤1中，页岩岩性孔隙度Φ计算公式为：
Figure FDA0003344825060000011
4.根据权利要求1所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤2中，对该块页岩样品进行覆压孔渗实验，获得孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线。
5.根据权利要求1所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤3中，对孔隙度和渗透率随净上覆压力的变化曲线进行指数拟合，分别获得纹层状页岩的孔隙压缩系数Cφ和渗透率敏感系数Ck。
6.根据权利要求1所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤4中，根据纹层状页岩的孔隙压缩系数和渗透率敏感系数，计算得到该页岩样品的孔渗幂指数α：
Figure FDA0003344825060000021
式中，Cφ为孔隙压缩系数；Ck为渗透率敏感系数。
7.根据权利要求1所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤5中，对该纹层状页岩样品进行高压压汞实验，获得该页岩样品的最大孔隙半径Rmax和平均孔隙半径Rave。
8.根据权利要求1所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤6中，根据纹层状页岩的孔渗幂指数计算公式，联立基质孔隙度+致密纹层孔隙度＝样品孔隙度，得到纹层状页岩中致密纹层的孔隙度的计算公式。
9.根据权利要求8所述的纹层状页岩层理缝孔隙度测定方法，其特征在于，在步骤6中，纹层状页岩中致密纹层的孔隙度Φf的计算公式为：
Figure FDA0003344825060000022
Figure FDA0003344825060000023
φ＝φp+φf   (5)
Figure FDA0003344825060000024
式中，Rmax为最大孔隙半径；
Rave为平均孔隙半径；
Φ为页岩岩心孔隙度；
α为页岩样品的孔渗幂指数；
Φp为页岩中除去致密纹层后剩余的孔隙度值。
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