基于恒速压汞技术的特低超低渗砂岩储层微观孔喉特征研究

2012-11-22马永平大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069

长江大学学报(自科版) 2012年22期

关键词：恒速压汞孔喉

马永平，孙卫 (大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，陕西西安 710069)

琚惠姣 (甘肃省煤炭地质勘察院，甘肃兰州 730000)

董凤娟 (西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065)

马永平，孙卫 (大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，陕西西安 710069)

琚惠姣 (甘肃省煤炭地质勘察院，甘肃兰州 730000)

董凤娟 (西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065)

应用恒速压汞技术对苏里格气田西区盒8段特低、超低渗砂岩储层的微观孔喉特征进行了研究。该类储层孔隙半径分布范围变化不大，对储层渗透率影响不明显，储层渗透率主要受控于喉道半径的大小以及孔隙与喉道的配置关系；毛细管压力曲线揭示出在不同的开发阶段，孔隙和喉道对开发效果的影响程度不同，处于开发中后期的特低、超低渗砂岩储层，注重对于喉道的开发至关重要。

恒速压汞技术；特低-超低渗砂岩储层；孔喉特征

随着先进实验测试方法的逐步应用，低渗透储层微观孔隙结构研究从早期的孔隙结构形态分析，到定性、半定量研究，再到目前的恒速压汞技术，能够将孔隙、喉道分开，定量研究孔隙、喉道的大小及其变化特征等[1-3]。下面，笔者对鄂尔多斯盆地苏里格气田西区盒8段4块代表性样品进行了恒速压汞测试，分别从孔隙特征、喉道特征、孔喉比特征以及毛细管曲线变化特征等方面进行研究，以期揭示该类储层的微观结构。

1 样品测试

选取了研究区具有代表性的4块岩心样品进行恒速压汞测试(见表1)。结果显示，4块样品的孔隙度介于7.26%～13.82%，平均值为8.77%；渗透率介于(0.08～1.42)×10-3μm2，平均值为0.48×10-3μm2，属于典型特低、超低渗砂岩储层。

表1 样品主要参数统计表

2 参数分析

2.1孔喉特征

岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系称为储集岩的孔隙结构[4]。流体沿着复杂的孔隙系统流动时，要经历一系列交替着的孔隙和喉道，恒速压汞测试技术以准静态的方式(0.00005ml/min)向岩样喉道及孔隙内注入汞，通过汞压力的波动测得孔隙和喉道的大小及数量，实现定量研究孔隙、喉道半径的大小和分布范围。从孔隙半径分布特征可以看出(见图1)，对于不同渗透率级别的4块样品，孔隙半径大小及其分布范围变化不大，主要集中在100～200μm之间，峰值基本在120μm左右。可见，特低、超低渗砂岩储层孔隙半径分布相对集中，对储层渗透率的影响不明显。

从4块样品的喉道半径分布特征可以看出(见图2)，随着样品渗透率的增大，所对应的喉道半径分布范围逐渐变宽，大喉道所占比例增大，并且大喉道出现的频率明显增高。对于渗透率小于1×10-3μm2的1、2、3号样品喉道半径分布范围分别在0.2～0.7、0.3～1.0、0.2～1.1μm之间，喉道半径分布较均匀，分选性相对较好；4号样品渗透率为1.42×10-3μm2，喉道半径分布在0.2～4.3μm之间，分布范围显著宽于其他3块样品，半径大于1μm的喉道所占比例明显增多，喉道半径分选性差。由图3也可以看出，平均喉道半径与渗透率具有良好的线性关系(R2=0.8586)。由此可以看出，喉道是控制特低、超低渗砂岩储层渗流能力的主要因素。

图1 孔隙半径分布曲线图2 喉道半径分布曲线

2.2孔喉半径比特征

孔喉半径比能够反映流体的渗流特征，孔喉比越大，说明孔隙、喉道之间的差异越大，流体流动时的渗流阻力就越大，开发效果往往不好；反之，则表明孔喉之间的差异较小，流体渗流时的渗流阻力小，开发效果则相对较好。从4块样品的孔喉半径比分布可以看出(见图4)，随着渗透率的增大，样品的孔喉半径比分布于小值区的百分含量逐渐增大，且孔喉半径比峰值向小值区移动。4块样品的孔喉半径比峰值分别为：300，260，250，100。此外，从图5可以看出，孔喉半径比与渗透率有较好的负相关性(R2=0.9648)，渗透率随孔喉半径比的增大而减小，说明孔喉半径比对特低、超低渗砂岩储层中流体的渗流能力影响显著，孔隙、喉道的配置关系在很大程度上决定着开发效果的好坏。

图3 平均喉道半径与渗透率关系图4 孔喉半径比分布曲线

2.3毛细管曲线特征

相对于常规压汞实验，恒速压汞技术不仅提供了总的毛细管曲线，同时能够给出孔隙、喉道的进汞曲线以定量表征孔隙、喉道半径大小及其之间的配置关系。从4块样品的毛细管曲线特征(见图6)分析发现，总体上，随着渗透率的增大，排驱压力呈依次降低的趋势。在孔隙半径变化不大的情况下，汞首先通过大喉道进入其所连通的孔隙内，在进汞压力较低时，孔隙对总的毛细管曲线变化特征起主要控制作用，随着进汞压力的增大，汞逐渐进入小喉道所控制的孔隙，直至有效孔隙全部被汞充满后，汞进一步进入更为细小的喉道，此时喉道完全控制了总的毛细管曲线变化特征。因此，对于特低、超低渗砂岩储层，开发初期上产阶段应注重对孔隙的开发，而到了开发中后期，应将挖潜重点放在对喉道的开发上。