CN116840124B - 一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，包括获取页岩岩心的压汞曲线；确定页岩最大微裂缝的缝宽；根据页岩最大微裂缝的缝宽确定压汞曲线中相应的去除点A；寻找压汞注入速率中的突变点B、突变点C；划分页岩岩心在压汞过程中汞主要进入孔缝的特征；依据压汞曲线，统计不同汞充注阶段的注汞速率、注汞体积及迂曲度；计算不同汞充注阶段的孔隙度；根据气测双室法测量碎样颗粒的总孔隙度计算页岩岩心的连通性系数；根据页岩岩心的连通性系数计算页岩储层孔缝配置参数；根据页岩储层孔缝配置参数对页岩储层孔缝配置关系进行评价。本发明是一种更有效、更准确的孔缝配置关系的表征方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，属于石油天然气勘探开发技术领域。
背景技术
页岩气井产量的高低影响因素包括地质和工程因素，但地质因素如含气量高低或页岩气的富集程度是根本。前期针对海相页岩含气性或者页岩气富集的研究总体上是宏观尺度，且成果众多，主流观点不一。而在微观尺度更多的是关注储层孔隙发育、裂缝的基本特征、天然气在孔隙中及在矿物表面的赋存状态等等。但也有学者关注到页岩孔隙系统和裂缝系统的连通性对含气量的影响，指出页岩含气量取决于孔隙容量和形态，产气量依赖于孔隙系统和裂缝系统的连通性。也关注到了页岩孔隙发育程度受裂缝发育的影响，指出地层压力对页岩气储层孔隙结构的影响较显著，是维持页岩储层孔隙形态和发育的关键，而裂缝发育程度较高时，页岩气会沿裂缝发生运移，使压力系数降低，进而影响孔隙的发育。有学者，认识到页岩气可通过孔隙与微裂缝之间的接力传递而重新聚集于高部位，使高部位的页岩气井高产，如昭通地区、宁西地区、渝西地区。孔隙与微裂缝的协同配置关系，已经引起了学界和业界的注意。但是，将微观孔-缝配置关系作为整体系统的研究成果鲜有报道。近两年内，申请人及其团队，在渝西区块针对同一产层开展了相关初步研究，认识到在储层宏观参数一致的情况下，微观尺度上的孔-缝配置有差异，微观孔与缝之间的配置关系决定着页岩气的保存与运移和再富集，需作为整体同时研究。该研究初步提出了利用核磁共振表征页岩储层微观孔缝配置的方法，但该方法存在严重的缺陷，即核磁共振饱和油和饱和水的孔隙体积存在重叠，不能准确表征页岩储层孔隙体积，其次过多强调有机孔的重要性而忽视了无机孔隙的储集重要，且没有考虑页岩储层的连通性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，包括以下步骤：
S1、将页岩岩心顺层理制备成6块相同尺寸的岩样；
S2、对一个岩样进行高压压汞实验，获取页岩岩心的压汞曲线；
S3、选择一个岩样以最大压力400MPa注入伍德合金，获得最大压力下注入伍德合金的实验样品；
S4、将注入伍德合金后的页岩样品经过氩离子抛光后，进行扫描电镜观察，确定页岩最大微裂缝的缝宽；
S5、根据页岩最大微裂缝的缝宽确定压汞曲线中相应的去除点A；
S6、开展压汞曲线中的进汞曲线对孔径或压力做一阶偏导，确定不同孔径或压力范围内的压汞注入速率，寻找压汞注入速率中的突变点B、突变点C；
S7、在突变点B、突变点C对应注汞压力前后选择两个压力开展4个岩样在相应压力下的伍德合金注入实验，获得4个相应压力点下注入伍德合金的实验样品；
S8、依据突变点B、突变点C前后对应压力下的伍德合金注入后的扫描电镜照片，划分页岩岩心在压汞过程中汞主要进入孔缝的特征；
S9、依据压汞曲线，统计不同汞充注阶段的注汞速率、注汞体积及迂曲度；
S10、计算不同汞充注阶段的孔隙度；
S11、根据气测双室法测量碎样颗粒的总孔隙度φT计算页岩岩心的连通性系数C；
S12、根据页岩岩心的连通性系数C计算页岩储层孔缝配置参数；
S13、根据页岩储层孔缝配置参数对页岩储层孔缝配置关系进行评价。
进一步的技术方案是，所述步骤S1中的岩样在110℃条件下干燥24h后冷却。
进一步的技术方案是，所述步骤S2中高压压汞实验最大的压力为400MPa。
进一步的技术方案是，所述步骤S8中去除点A与突变点B之间的为充缝阶段；突变点B与突变点C之间为充孔缝阶段；突变点C以上为充孔阶段。
进一步的技术方案是，所述步骤S11中的计算公式为：
式中：φf为充缝过程的注汞孔隙度；φp-f为充孔缝过程的注汞孔隙度；φp为充孔过程的注汞孔隙度。
进一步的技术方案是，所述步骤S12中的计算公式为：
式中：QF为页岩储层微裂缝发育的品质参数；QP为页岩储层孔隙发育的品质参数。
进一步的技术方案是，所述步骤S13中当QP-F＜12时，页岩储层孔缝配置关系为孔隙型；
当15≥QP-F≥12时，页岩储层孔缝配置关系为优孔弱缝型；
当15＜QP-F时，页岩储层孔缝配置关系为孔-缝复合型。
本发明具有以下有益效果：本发明是一种更有效、更准确的孔缝配置关系的表征方法。
附图说明
图1为页岩岩心压汞曲线图；
图2为伍德合金在不同注汞阶段的扫描电镜特征图；
图3为压汞曲线的注汞阶段划分图。
实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，包括以下步骤：
(1)将页岩岩心顺层理制备成6块相同尺寸(1×1cm)的立方块，颗粒样(60目)用于总孔隙度测试，并在110℃条件下干燥24h后冷却，准备实验；
(2)首先将一个立方块用于高压压汞实验(最大的压力为400MPa)，记录注汞压力，获取页岩岩心的压汞曲线(图1)；
(3)选择1块立方块样品以最大压力400MPa注入伍德合金，获得最大压力下注入伍德合金的实验样品；
(4)将注入伍德合金后的页岩样品经过氩离子抛光后，进行扫描电镜观察。首先观察最大压力(400MPa)下的伍德合金注入特征，确定页岩最大微裂缝的缝宽；
(5)通过扫描电镜观察的最大缝宽，区别压汞过程或制样过程产生的人工缝，并将其扣除，即图3压汞曲线中，去除点A以下的部分；
(6)开展压汞曲线中的进汞曲线对孔径或压力做一阶偏导，确定不同孔径或压力范围内的压汞注入速率，寻找压汞注入速率中的突变点B和突变点C，并记录这两个点的注汞压力；
(7)在突变点B和突变点C对应注汞压力前后选择两个压力开展4个立方块在相应压力下的伍德合金注入实验，获得4块相应压力点下注入伍德合金的实验样品；
(8)依据突变点B和突变点C前后对应压力下的伍德合金注入后的扫描电镜照片，划分页岩岩心在压汞过程中汞主要进入孔缝的特征(图2)；
即去除点A与突变点B之间的为充缝阶段；突变点B与突变点C之间为充孔缝阶段；突变点C以上为充孔阶段；
(9)依据压汞曲线，统计不同汞充注阶段的注汞速率、注汞体积及迂曲度；即K1为充缝过程的注汞速率；K2为充孔缝过程的注汞速率；K3为充孔过程的注汞速率；Vf为充缝过程的注汞量；Vp-f为充孔缝过程的注汞量；Vp为充孔过程的注汞量；
(10)计算不同汞充注阶段的孔隙度，即φf为充缝过程的注汞孔隙度；φP-f为充孔缝过程的注汞孔隙度；φP为充孔过程的注汞孔隙度。
(11)采用气测双室法测量碎样颗粒的总孔隙度φT，计算页岩岩心的连通性系数C；
(12)定义QF为页岩储层微裂缝发育的品质参数，其值越大，微裂缝发育程度越高；定义QP为页岩储层孔隙发育的品质参数，其值越大，孔隙发育程度越高；具体计算方法如下：
(13)在此基础上，定义了页岩储层孔缝配置参数，即单位缝体积匹配的连通孔隙体积QP-F，具体计算公式如下：
(14)依据计算的结果，将页岩储层孔缝配置关系划分为3类：
当QP-F＜12时，页岩储层孔缝配置关系为孔隙型；
当15≥QP-F≥12时，页岩储层孔缝配置关系为优孔弱缝型；
当15＜QP-F时，页岩储层孔缝配置关系为孔-缝复合型。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将页岩岩心顺层理制备成6块相同尺寸的岩样；
S2、对一个岩样进行高压压汞实验，获取页岩岩心的压汞曲线；
S3、选择一个岩样以最大压力400MPa注入伍德合金，获得最大压力下注入伍德合金的实验样品；
S4、将注入伍德合金后的页岩样品经过氩离子抛光后，进行扫描电镜观察，确定页岩最大微裂缝的缝宽；
S5、根据页岩最大微裂缝的缝宽确定压汞曲线中相应的去除点A；
S6、开展压汞曲线中的进汞曲线对孔径或压力做一阶偏导，确定不同孔径或压力范围内的压汞注入速率，寻找压汞注入速率中的突变点B、突变点C；
S7、在突变点B、突变点C对应注汞压力前后选择两个压力开展4个岩样在相应压力下的伍德合金注入实验，获得4个相应压力点下注入伍德合金的实验样品；
S8、依据突变点B、突变点C前后对应压力下的伍德合金注入后的扫描电镜照片，划分页岩岩心在压汞过程中汞主要进入孔缝的特征；
步骤S8中去除点A与突变点B之间的为充缝阶段；突变点B与突变点C之间为充孔缝阶段；突变点C以上为充孔阶段；
S9、依据压汞曲线，统计不同汞充注阶段的注汞速率、注汞体积及迂曲度；
S10、计算不同汞充注阶段的孔隙度；
S11、根据气测双室法测量碎样颗粒的总孔隙度计算页岩岩心的连通性系数C；
式中：为充缝过程的注汞孔隙度；/>为充孔缝过程的注汞孔隙度；/>为充孔过程的注汞孔隙度；
S12、根据页岩岩心的连通性系数C计算页岩储层孔缝配置参数；
式中：Q F为页岩储层微裂缝发育的品质参数；Q P为页岩储层孔隙发育的品质参数；K 1为充缝过程的注汞速率；K 2为充孔缝过程的注汞速率；K 3为充孔过程的注汞速率；V f为充缝过程的注汞量；V p-f为充孔缝过程的注汞量；V p为充孔过程的注汞量；
S13、根据页岩储层孔缝配置参数对页岩储层孔缝配置关系进行评价；
当＜12时，页岩储层孔缝配置关系为孔隙型；
当15≥≥12时，页岩储层孔缝配置关系为优孔弱缝型；
当15＜时，页岩储层孔缝配置关系为孔-缝复合型。
2.根据权利要求1所述的一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，其特征在于，所述步骤S1中的岩样在110℃条件下干燥24h后冷却。
3.根据权利要求1所述的一种定量表征页岩储层岩心孔缝配置的方法，其特征在于，所述步骤S2中高压压汞实验最大的压力为400MPa。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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