恒速壓汞技術(shù)在儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

恒速壓汞技術(shù)在儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用

關(guān)于特殊低滲透層孔結(jié)構(gòu)的研究方法，從最初的簡(jiǎn)單物理分析到常規(guī)方法，再到先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，得到了改進(jìn)和完善。從最初的孔隙結(jié)構(gòu)形態(tài)分析,到定性、半定量研究?jī)?chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)和確定滲流能力參數(shù),發(fā)展到現(xiàn)在能夠?qū)⒖紫逗秃淼婪珠_,定量分析孔隙、喉道的大小和變化特征的恒速壓汞技術(shù)。目前,恒速壓汞技術(shù)是國(guó)際上用于巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征分析的先進(jìn)技術(shù)之一。恒速壓汞進(jìn)汞速度低,可保證準(zhǔn)靜態(tài)進(jìn)汞過程的發(fā)生,根據(jù)進(jìn)汞的壓力漲落獲取孔隙結(jié)構(gòu)方面的信息,可直接獲取喉道和孔隙的數(shù)目分布,分別提供孔隙半徑分布、喉道半徑分布、孔隙-喉道半徑比分布等巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征的參數(shù),因此,更適用于孔喉性質(zhì)差別很大的低滲透、特低滲透儲(chǔ)層。1進(jìn)入下一個(gè)喉道實(shí)驗(yàn)過程中,界面張力與接觸角保持不變,進(jìn)汞端經(jīng)歷的每個(gè)孔隙形狀的變化,都會(huì)引起彎月面形狀的改變,從而引起系統(tǒng)毛細(xì)管壓力的改變,汞進(jìn)入巖石孔隙的過程受喉道控制,依次由一個(gè)喉道進(jìn)入下一個(gè)喉道。在準(zhǔn)靜態(tài)過程中(汞的飽和度在一個(gè)瞬時(shí)可以認(rèn)為不變),當(dāng)汞突破喉道的限制進(jìn)入孔隙的瞬時(shí),汞在孔隙空間內(nèi)以極快的速度發(fā)生重新分布,產(chǎn)生一個(gè)壓力降,之后壓力回升,直至把整個(gè)孔隙填滿,然后進(jìn)入下一個(gè)喉道。當(dāng)進(jìn)汞前緣進(jìn)入到主喉道1時(shí),壓力逐漸上升,突破后,壓力突然下降,然后汞逐漸將第1個(gè)孔室填滿并進(jìn)入下一個(gè)次級(jí)喉道,逐漸將主喉道控制的所有次級(jí)孔室填滿(見圖1),直至壓力上升到主喉道處,為一個(gè)完整的孔隙單元。主喉道半徑由突破點(diǎn)的壓力確定,孔隙大小由進(jìn)汞體積確定,喉道的大小及數(shù)量在進(jìn)汞壓力曲線上得到明確反映。2孔隙度平均測(cè)定定邊油田張韓區(qū)塊4塊樣品的滲透率平均為9.09×10-3μm2,孔隙度平均為17.28%。恒速壓汞實(shí)驗(yàn)分別給出了孔隙與喉道的大小及體積(見表1)。3結(jié)果分析3.1喉道半徑分布喉道反映了孔隙之間的連通情況,通過分析喉道的變化特征可以從本質(zhì)上揭示儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的變化。圖2為張韓區(qū)塊4塊樣品的喉道半徑分布特征曲線。從曲線來(lái)看,樣品的喉道半徑主要呈多峰態(tài)分布,隨著樣品滲透率的增大,小喉道所占比例減小,大喉道分布逐漸增多。而且,大喉道出現(xiàn)的頻率明顯增大,對(duì)于滲透率大于10×10-3μm2的2號(hào)樣品,喉道半徑為0.2～6.5μm,分布范圍明顯寬于其他3塊樣品;滲透率分布范圍在(5～10)×10-3μm2的2塊樣品,喉道半徑分布范圍為0.2～3.5μm;滲透率小于5×10-3μm2的樣品,喉道半徑分布范圍為0.2～2.5μm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,低滲透儲(chǔ)層的物性主要由喉道控制,正是喉道決定了儲(chǔ)層性質(zhì)的好壞。3.2孔隙半徑峰值分布圖3為張韓區(qū)塊4塊樣品的孔隙半徑分布特征曲線?？紫栋霃椒植贾饕蕟畏鍛B(tài),且孔隙分布相對(duì)集中,主要分布在100～200μm,孔隙半徑峰值主要分布在150μm左右。根據(jù)上述分析,可以得出這樣的結(jié)論,對(duì)于低(超低)滲透砂巖儲(chǔ)層而言,孔隙半徑的分布基本相同,微觀孔隙結(jié)構(gòu)的差異主要體現(xiàn)在喉道半徑的大小和分布上,可見此類儲(chǔ)層的品質(zhì)主要受喉道控制,喉道是決定開發(fā)效果的關(guān)鍵因素。3.3孔喉比和滲透率與中、高滲儲(chǔ)層相比,低滲儲(chǔ)層孔喉比分布范圍較寬。當(dāng)孔喉比較小時(shí),孔隙體積與喉道體積比值小,單個(gè)孔隙被多個(gè)大喉道控制,滲透率較高,孔隙內(nèi)的油(氣)容易流經(jīng)喉道被采出。當(dāng)孔喉比較大時(shí),單個(gè)孔隙被少數(shù)小喉道控制,孔隙間的連通性較差,很多儲(chǔ)存油(氣)的孔隙成為無(wú)效孔隙或死孔隙,油(氣)難以流經(jīng)小喉道,采收率很低。4塊樣品的孔喉比分布曲線均呈單峰形態(tài)(見圖4),且峰值主要分布在100～200,孔喉比平均為185.17。隨著樣品滲透率的增大,分布于大值區(qū)的孔喉比在特定滲透率段所占的比例減小,小值區(qū)的比例增大。4塊樣品的滲透率分別為4.44×10-3,5.09×10-3,7.22×10-3,19.60×10-3μm2,孔喉比均值分別為260.10,171.50,160.87和148.23。3.4毛細(xì)管曲線特征恒速壓汞技術(shù)不僅可以得到總的毛細(xì)管曲線,還可以分別獲取孔隙、喉道的毛細(xì)管曲線。圖5為張韓區(qū)塊4塊樣品的毛細(xì)管曲線。從圖5可以看出:當(dāng)進(jìn)汞壓力較小時(shí),總體毛細(xì)管曲線主要取決于孔隙毛細(xì)管曲線的變化特征,而當(dāng)進(jìn)汞壓力增加到一定程度時(shí),總體毛細(xì)管曲線的變化則主要由喉道的變化決定。對(duì)于低滲透儲(chǔ)層,在開發(fā)初期應(yīng)重視孔隙開發(fā),而在中后期,喉道的開發(fā)就顯得尤為重要。4喉道發(fā)育程度的定量分析1)恒速壓汞是確定儲(chǔ)層微觀孔喉特征的一種實(shí)驗(yàn)手段,從有效喉道半徑、喉道個(gè)數(shù)、有效喉道體積等方面對(duì)巖石孔隙結(jié)構(gòu)中的喉道發(fā)育程度進(jìn)行定量分析。2)有效喉道半徑越大,滲流通道越寬;喉道個(gè)數(shù)越多,滲流通道越多。儲(chǔ)層巖石的孔喉比參數(shù)對(duì)水驅(qū)油滲流特征、剩余油微