利用电子束荷电效应评价致密储集层储集空间——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

王晓琦，孙亮，朱如凯，金旭，李建明，吴松涛，毕丽娜，刘晓丹

（1.提高石油采收率国家重点实验室；2.中国石油天然气集团公司油气储层重点实验室；3.中国石油勘探开发研究院；4.国家能源致密油气研发中心）

利用电子束荷电效应评价致密储集层储集空间
——以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例

王晓琦1,2,3,4，孙亮1,2,3,4，朱如凯1,2,3,4，金旭1,2,3,4，李建明1,2,3,4，吴松涛1,2,3,4，毕丽娜1,2,3,4，刘晓丹1,2,3,4

（1.提高石油采收率国家重点实验室；2.中国石油天然气集团公司油气储层重点实验室；3.中国石油勘探开发研究院；4.国家能源致密油气研发中心）

根据对致密储集层含油样品荷电现象的研究，提出基于电子束荷电效应的扫描电镜背散射截面二次成像法，研究储集层中残留油（未在实验真空条件下散失的原油）分布，并采用荷电显影剂注入法研究致密储集层孔隙连通性，形成有效储集空间的定量评价方法。对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储集层样品进行研究发现，储集层含油样品强烈的荷电效应来源于孔隙中填充的残留油，有机质裂解生成的原油广泛存在于有机质附近孔隙中，贫有机质区也有残留油存在。背散射截面二次成像法分析面积大，能克服样品非均质性导致的分析区代表性差的问题。荷电显影剂注入法刻画孔隙连通性更加准确有效，芦草沟组致密储集层含油样品总面孔率为12.56%，总孔隙连通率达90%，储集空间有效性好。图10参25

电子束荷电效应；背散射截面二次成像；有效储集空间；孔隙连通性；致密油；准噶尔盆地；吉木萨尔凹陷；芦草沟组

0 引言

储集空间与储集性能是致密储集层研究的重点，孔喉结构与分布、孔喉中原油富集规律，以及致密油聚集的孔喉下限等问题影响致密油的评价与开发[1-5]。近年来，储集空间表征技术迅速发展，大量先进的材

料分析方法应用于孔喉特征与矿物分布规律研究，如场发射扫描电镜、微米CT、纳米CT、聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）等[1-13]。然而，对孔喉中原油富集规律的研究相对较少，主要原因在于环境扫描电镜等原位表征设备分辨率低，难以表征纳米孔隙中原油，但扫描电镜作为微观表征的有效手段，仍是该研究领域的重要技术支撑。

非导电样品在扫描电镜成像过程中会出现荷电效应，目前已将其应用于半导体和陶瓷材料研究[14-22]。这为利用高分辨率扫描电镜识别微米—纳米孔隙空间中残留油提供了可能，但相关研究尚无报道。本文使用聚焦离子束场发射扫描电镜对致密储集层含油样品的荷电现象展开研究，提出基于电子束荷电效应的背散射截面二次成像法，研究储集层中残留油分布，并结合荷电显影剂注入法定量评价储集层孔隙连通性和储集空间有效性，以期为研究区致密储集层评价提供依据。

1 实验

吉木萨尔凹陷位于准噶尔盆地东南部，发育优质烃源岩与优质致密储集层，具有较大的致密油勘探潜力。二叠系芦草沟组是该凹陷产出致密油的目标层段，由上到下分为芦草沟组一段和二段，致密储集层分布在芦草沟组一段下部和芦草沟组二段下部，成为上、下甜点。近几年，该区致密油勘探获得重要突破，多口井获得工业产量，预测有利勘探面积达970 km2，资源量约3.8×108t，展现出良好的勘探前景（见图1）[23-25]。

图1 吉木萨尔凹陷构造位置及致密油甜点分布

实验样品取自吉251井（日产超过15 m3）二叠系芦草沟组上甜点，储集层纵向上主要以细粒砂屑白云岩、白云质粉砂岩和细粒白云质泥岩频繁互层为主要特征[23-25]。样品宏观表现为含油砂屑白云岩，但在微观上具有强烈的非均质性。取样深度为3 623 m，孔隙度8.5%，渗透率0.041×10−3μm2，该层位的富有机质样品干酪根成熟度位于生油窗内，Ro值主要为0.7%～0.9%。

本实验采用Helios NanoLab-650聚焦离子束场发射扫描电镜设备，具体实验步骤为：①样品制备与低倍成像，样品经机械切割、磨平、粗抛后进行氩离子抛光，抛光后镀碳导电层制成电镜样品，利用背散射电子探头及TLD-BSE探头（镜筒内背散射电子探头）进行扫描电镜成像。②截面成像，调整样品与激发电子束和离子束位置关系（见图2a），在目标区域表面镀铂保护层，挖除镀层区邻区下缘，用小束流离子束对截面精细抛光，获得待测截面（见图2b）。截面区尺寸视实验需求设定。本实验截面长度为100～200 μm，宽度为50～100 μm，最终图像由多张SEM照片拼接完成，图像处理采用Avizo-Fire软件和Photoshop软件。③背散射截面二次成像，采用TLD-BSE探头、选用浸入模式、设置低加速电压进行截面成像。先用短驻留时间获得无荷电效应图像，观察孔隙、原生有机质分布；再延长驻留时间获得有残留油荷电效应的图像；对两次获得的图像进行总孔隙、荷电孔隙（存在荷电现象的孔隙）提取，并进行图像面孔率和残留油分布分析与定量计算。④样品加温除掉孔隙中残余有机物，荷电显影剂注入与观察。为避免破坏孔隙空间，将以α-氰基丙烯酸乙酯为主体的荷电显影剂滴在抛光样

品表面，其在重力及毛管力作用下自由填充孔隙（见图3）。30 min后用刀片刮掉上层流体，并在表面镀碳导电层制成扫描电镜样品，再按上述截面成像及荷电观察步骤进行实验。

图2 样品截面成像示意图

图3 荷电显影剂注入示意图

2 结果与讨论

2.1 扫描电镜表征

多块样品扫描电镜成像及能谱矿物分析发现，样品在微观上可分为两个区域：贫有机质区和富有机质区。贫有机质区主要由砂屑颗粒组成，砂屑主要由方解石、钠/钾长石和白云石组成，尺寸为20～500 μm，磨圆好，分选差，砂屑边部常被薄层泥晶钠长石和胶磷矿混层包裹（见图4a）。砂屑间的粒间孔较为发育，孔径大多为2～50 μm（见图4b），多为砂屑间胶结物的溶蚀孔，这类溶孔是芦草沟组上甜点的主要储集空间[23-25]。此外，钠/钾长石、方解石溶蚀强烈，大量发育选择性溶蚀形成的粒内溶孔（见图4b），孔径小于2 μm，有少量贯穿矿物颗粒的微裂缝孔隙[23]。富有机质区主要由砂屑颗粒组成，砂屑主要由长石、白云石组成，孔径为2～50 μm的粒间孔隙大量发育，大部分被有机质填充，有机质内部较少出现孔隙（见图4c、4d）；长石、白云石溶蚀强烈，大量发育选择性溶蚀形成的孔径小于2 μm的粒内溶孔，且很少被有机质填充。

2.2 荷电现象观察与分析

不导电样品的荷电效应会干扰入射电子束、二次电子和背散射电子的发射、采集，造成图像畸形、亮度与对比度异常、图像漂移等[14-22]。对储集层样品进行电镜分析时，样品的荷电效应往往被人为消除，如采用镀碳、镀金等导电处理方法[1,7]。若样品不镀导电层，多采用超低加速电压背散射模式，实验结果受荷电效应干扰较小，因此荷电效应的应用往往被忽视[15-16]。

本文利用背散射截面成像观察荷电效应时，固定加速电压为2 kV，束流为0.8 nA。电子束驻留时间为3 μs时，获得的图像因背散射信号采集量欠缺而有噪点，无荷电现象出现（见图5a）；电子束驻留时间为100 μs时，背散射信号采集量充足，图像无噪点，图像质量明显提高，此时出现荷电现象（见图5b）。常规背散射图像中一些似乎无有机质填充的孔隙（见图5a中A区）在长驻留时间图像中出现了零星的荷电现象（见图5b中A区），表明借助局部荷电可获得一些在常规背散射成像中丢失的信息。另外，在有机质大量占据的孔隙中有明显的荷电现象（见图5b中B区）。

大量荷电观察实验表明，低加速电压背散射成像时的荷电现象有以下规律：①矿物颗粒表面一般不会出现荷电现象，荷电现象大多出现在有机质填充的孔隙中，在无可视有机质填充的孔隙内也偶有出现；②并非所有有机质区域都会出现荷电现象（见图5c），这与成熟度较高的泥页岩（如四川盆地志留系龙马溪组海相页岩）有机质表现一致；③固定其他成像参数，改变电子束驻留时间可直接控制荷电现象，不同的样品具有不同的驻留时间区间。未达到驻留时间下限，不出现荷电现象；超过驻留时间上限，荷电区域不会再增加。适当延长驻留时间会使荷电现象变得明显[14,16]，过长的驻留时间（单个像素点电子束轰击时间100～250 μs）会严重扭曲图像、产生高亮度拖尾等假象（见图5d）。

图4 芦草沟组致密储集层扫描电镜背散射图像

图5 芦草沟组致密储集层背散射电子图像

相同成像条件下矿物、有机质表现出不同的荷电现象，分析其原因如下[14-16]：矿物及有机质电阻率均极高，可近似看作为非导电材料，任何材料在电子束作用下均有电子发射特性曲线（见图6），横坐标为入射电子束能量（E0），纵坐标为材料的电子产率，即二次电子产率（δ）与背散射电子产率（η）之和。当加速电压为EⅠ～EⅡ时，δ+η>1，表示样品出射电子数量大于入射电子数量，样品带正电，这种状态不稳定，样品表面的正电位会限制二次电子的发射，迫使δ+η迅速接近1，此时不会出现荷电现象；当加速电压小于EⅠ或大于EⅡ时，δ+η<1，表示样品表面会大量积聚负电荷，从而导致荷电现象产生。不同物质在相同入射电子束能量作用下，电子产率不同。对于本次实验储集层样品矿物，入射电子束能量为2 keV，δ+η>1，无荷电现象；对于样品中存在荷电现象的有机质，入射电子束能量为2 keV时，δ+η<1，表面大量荷电形成局部荷电电场，导致扫描电子束发射的部分电子反转，且具有较高能量，并被TLD-BSE探头接收，背散射电子图像中出现荷电现象。

图6 电子发射特征曲线

图7 背散射电子图像

显然，存在荷电现象与无荷电现象的有机质在其电子发射特性上有差异，明确荷电来源对该现象的研究与应用有重要意义。实验结果表明荷电效应由矿物孔隙、有机质孔隙以及有机质周围微裂缝中的填充物导致（见图7）。电子束长时间轰击（单个像素点电子束累计轰击时间超过1 625 μs），荷电现象会逐渐消失。不产生荷电现象的有机质无论电子束轰击时间长短，始终无荷电现象（见图7）。实验所用芦草沟组样品处于生油窗，干酪根大量生排烃，并填充孔隙。由于整个成像过程在高真空电镜腔室内完成，样品中易挥发

的轻质油和水会因蒸汽压远大于外压而变为气态，被真空泵抽走。因此推断易产生荷电现象的孔隙填充物为生油过程中干酪根裂解产生的黏稠沥青质；不产生荷电现象的有机质为未生排烃的干酪根。

为验证该推断，提取芦草沟组致密储集层样品中的氯仿沥青“A”，并涂覆于不导电的多孔陶瓷表面进行实验。在不镀导电层、相同电镜参数下，观察到氯仿沥青“A”存在强烈的荷电现象（见图8），与在截面成像过程中观察到的现象一致，证明氯仿沥青“A”是导致荷电的主要物质。氯仿沥青“A”代表致密储集层中可动烃类，其成分复杂，由饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质等组成，但烃类含量较高，在成分上接近石油，因此本文将其视为致密储集层中残留油。

图8 氯仿沥青“A”背散射电子图像

上述实验结果证明致密储集层中残留油是导致荷电效应的主要原因，因此通过上述长、短电子束驻留时间的背散射二次成像法获得图像，比对两次得到的图像，即可得到致密储集层孔隙中残留油分布。

2.3 残留油分布

基于上述背散射截面二次成像法对芦草沟组样品进行残留油分布研究。在富有机质区，荷电现象主要出现在有机质边缘和有机质表面（见图9a），表明有机质正处于生油窗内，残留油未完全排出从而导致有机质表面和周围有强烈的荷电效应。粒间孔隙中较少出现荷电现象，表明该孔隙与生油有机质所在孔隙不连通或与其连通但原油未进入该孔隙；粒内溶孔中几乎无荷电，说明孔隙孤立，原油未进入。实验表明储集层样品中的泥质区有机质生油能力较强，经定量计算，有机质填充区占总面积3.14%，其中产生荷电现象的有机质占总有机质面积的72.14%。

在贫有机质区，不同类型的微米—纳米级孔隙清晰可见，荷电现象主要出现在部分连片粒间孔中（见图9b），表明残留油仅进入部分储集空间，这些储集空间对于致密油来说是有效储集空间。利用Avizo Fire图像处理软件，将残留油填充孔隙与无残留油填充孔隙进行区分（见图9c）。红色部分为有残留油填充孔隙，主要为尺寸较大的粒间孔，蓝色部分为无残留油填充孔隙，包括大量小尺寸溶蚀孔、黏土矿物粒间孔及少量大尺寸粒间孔。通过定量计算，该分析区总面孔率为11.83%，残留油填充面孔率为2.79%，无残留油填充面孔率为9.04%，残留油填充孔隙占总孔隙23.58%。

可见，该方法能清晰刻画微米—纳米孔隙空间，并有效识别残留油精确位置，并且可与FIB-SEM三维切片分析技术结合，得到三维残留油空间分布，并获得矿物、孔隙、残留油的空间分布关系。但是该方法目前也存在一定缺陷，主要是聚焦离子束切割过程及扫描电镜抽真空过程中残留油轻质组分会散失。因此截面获取过程中需要尽量选用低能量离子束来减小其影响。对含油致密碳酸盐岩、富有机质烃源岩等样品，可应用该残留油分析方法，而对致密砂岩不适用。随着大面积氩离子抛光等技术的引入，该方法也将能用于致密砂岩残留油研究。

2.4 基于荷电效应的孔隙连通性

孔隙中残留油的荷电效应提供了一种致密储集层孔隙连通性研究的新思路，即利用荷电显影剂注入法评价孔隙连通性。利用该方法对芦草沟组样品进行总孔隙空间连通性研究（见图10a），荷电显影剂流体注入后，样品中绝大多数孔隙被均匀铺展的胶质物填充，极易识别，且显影剂中未见类似原生有机质边缘的收缩裂缝；另外，填充物表面在长驻留时间扫描时会出现弱荷电现象。因此，结合填充物与周围矿物的灰度差异、填充形态和荷电现象，可以有效提取图像中填充的有机质（见图10b）。无填充物孔隙主要为部分溶蚀孔，以及被壳层状黏土矿物封闭而孤立的孔隙，两者均不与其他孔隙连通；另外大量小于2 μm的粒内溶孔同样为孤立的孔隙空间。被填充的孔隙主要为孔径大于2 μm的粒间溶孔，以及黏土矿物-胶磷矿混层间孔径小于2 μm的晶间孔隙。通过定量计算，该样品总面孔率为12.56%，其中未填充孔隙面孔率1.31%，被填充孔隙面孔率达11.25%，填充孔隙占总孔隙的90%，证明该区域孔隙连通性极高，储集空间有效性好，是好的储集区。

以上结果表明，荷电显影剂注入法能有效刻画致密储集层中孔隙的连通性，即使小于1 μm的孔隙也能

刻画。若充分填充，荷电显影剂会在毛细管力、重力共同作用下进入纳米级连通孔隙，较好地贴合孔壁，并均匀铺展，且填充的显影剂自身无收缩孔出现，这些在笔者大量实验中得到很好的证实；随着显影剂类型的拓展，可较好地适用于不同类型的储集层样品。连通的孔喉系统为致密油的有效储集空间和潜在的流体流动通道，也反映了水驱油或聚合物驱油等过程中流体可能进入的孔隙空间，孔隙连通性分析对致密储集层有效性评价有重要意义。

图9 芦草沟组致密储集层中残留油分布图像

相对于纳米CT和FIB-SEM三维成像分析，利用

荷电显影剂注入法评价孔隙连通性有以下优势：①截面成像区域大，最大可达亚毫米级。引入离子束大面积抛光技术，并结合扫描电镜的大面积拼接成像技术，样品分析区直径可达厘米级，便于大面积观察连通微米—纳米级孔隙展布。②直接使用流体注入的实验方法评价连通性，结果更加真实。纳米CT和FIB-SEM三维成像分析是基于灰度进行物相分割研究连通性，在物相分割过程中，人为因素影响较大，影响三维孔隙连通性的表征，导致对孔隙连通性的认识与地质实际存在差异。荷电显影剂注入法评价孔隙连通性目前仍有一定局限性，主要是流体难以注入全部连通孔隙。但随着可注入荷电显影剂流体的不断发现，再结合高温高压釜、真空饱和设备等进行注入，该问题可以得到解决。

图10 荷电显影剂填充孔隙微观分布图像

3 结论

FIB-SEM背散射截面二次成像法可用于观察致密储集层荷电现象。用该方法分析残留油的荷电效应，研究致密储集层中残留油分布规律，并采用荷电显影剂注入法研究孔隙连通性和储集空间有效性，得到以下几点认识：①芦草沟组致密储集层含油样品强烈的荷电效应来源于孔隙中填充的残留油，有机质生油过程中裂解生成的原油广泛存在于有机质附近孔隙中，贫有机质区也有残留油存在；②FIB-SEM背散射截面二次成像法分析面积可达亚毫米级，借助氩离子大面积抛光及扫描电镜的大面积拼接扫描可拓展到厘米级。该方法能有效克服致密储集层样品强烈非均质性带来的分析区代表性差的问题，可直接用于致密储集层评价；③荷电显影剂注入法可较好地评价致密储集层孔隙连通性。与图像法相比，分析尺寸更大，结果更真实有效，芦草沟组致密储集层含油样品总面孔率为12.56%，连通孔隙占总孔隙90%，储集空间有效性好。

[1]邹才能,陶士振,侯连华,等.非常规油气地质[M].2版.北京:地质出版社,2013.Zou Caineng,Tao Shizhen,Hou Lianhua,et al.Unconventional petroleum geology[M].2nd ed.Beijing: Geological Publishing House,2013.

[2]杜金虎,何海清,杨涛,等.中国致密油勘探进展及面临的挑战[J].中国石油勘探,2014,19(1): 1-9.Du Jinhu,He Haiqing,Yang Tao,et al.Progress in China’s tight oil exploration and challenges[J].China Petroleum Exploration,2014,19(1): 1-9.

[3]贾承造,邹才能,李建忠,等.中国致密油评价标准、主要类型、基本特征及资源前景[J].石油学报,2012,33(3): 343-350.Jia Chengzao,Zou Caineng,Li Jianzhong,et al.Assessment criteria,main types,basic features and resource prospects of the tight oil in

China[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(3): 343-350.

[4]杨华,李士祥,刘显阳.鄂尔多斯盆地致密油、页岩油特征及资源潜力[J].石油学报,2013,34(1): 1-11.Yang Hua,Li Shixiang,Liu Xianyang.Characteristics and resource prospects of tight oil and shale in Ordos Basin[J].Acta Petrolei Sinica,2013,34(1): 1-11.

[5]闫伟鹏,杨涛,马洪,等.中国陆相致密油成藏模式及地质特征[J].新疆石油地质,2014,35(2): 131-136.Yan Weipeng,Yang Tao,Ma Hong,et al.The tight oil accumulation model and geological characteristics in continental sedimentary basins of China[J].Xinjiang Petroleum Geology,2014,35(2): 131-136.

[6]Golab A,Romeyn R,Averdunk H,et al.3D characterization of potential CO2reservoir and seal rocks[J].Australian Journal of Earth Sciences,2013,60(1): 111-123.

[7]Loucks R G,Reed R M,Ruppel S C,et al.Spectrum of pore types and networks in mudrocks and a descriptive classification for matrix-related mudrock pores[J].AAPG Bulletin,2012,96(6): 1071-1098.

[8]Webber J B,Corbett P,Semple K T,et al.An NMR study of porous rock and biochar containing organic material[J].Microporous and Mesoporous Materials,2013,178: 94-98.

[9]韩辉,钟宁宁,焦淑静,等.泥页岩孔隙的扫描电子显微镜观察[J].电子显微学报,2013,32(4): 325-330.Han Hui,Zhong Ningning,Jiao Shujing,et al.Scanning electron microscope observation of pores in mudstone and shale[J].Journal of Chinese Electron Microscopy Society,2013,32(4): 325-330.

[10]Hao F,Zou H,Lu Y.Mechanisms of shale gas storage: Implications for shale gas exploration in China[J].AAPG Bulletin,2013,97(8): 1325-1346.

[11]Bera B,Gunda N S K,Mitra S K,et al.Characterization of nanometer-scale porosity in reservoir carbonate rock by focused ion beam-scanning electron microscopy[J].Microscopy and Microanalysis,2012,18(1): 171-178.

[12]Chalmers G R,Bustin R M,Power I M.Characterization of gas shale pore systems by porosimetry,pycnometry,surface area,and field emission scanning electron microscopy/transmission electron microscopy image analyses: Examples from the Barnett,Woodford,Haynesville,Marcellus,and Doig units[J].AAPG Bulletin,2012,96(6): 1099-1119.

[13]Bera B,Mitra S K,Vick D.Understanding the micro structure of Berea Sandstone by the simultaneous use of micro-computed tomography (micro-CT) and focused ion beam-scanning electron microscopy (FIB-SEM)[J].Micron,2011,42: 412-418.

[14]唐晓山.荷电效应对扫描电子显微镜图像的影响及其解决方法[J].湛江师范学院学报,2008,29(6): 33-35.Tang Xiaoshan.Impact of electric charge effect on scanning electron microscope and the solution[J].Journal of Zhanjiang Normal College,2008,29(6): 33-35.

[15]张大同.扫描电镜与能谱仪分析技术[M].广州: 华南理工大学出版社,2009.Zhang Datong.Scanning electron microscope and energy dispersive spectrometer[M].Guangzhou: South China University of Technology Press,2009.

[16]周维列,王中林.扫描电子显微学及在纳米技术中的应用[M].北京: 高等教育出版社,2007.Zhou Weilie,Wang Zhonglin.Advanced scanning microscopy for nanotechnology[M].Beijing: Higher Education Press,2007.

[17]Robertson K,Gauvin R,Finch J.Charge contrast imaging of gibbsite using the variable pressure SEM[J].Microscopy and Microanalysis,2004,10: 721-732.

[18]Ji Y,Guo H,Zhong T,et al.Charge and charging compensation on oxides and hydroxides in oxygen environmental SEM[J].Ultramicroscopy,2005,103: 191-198.

[19]Drobne D,Milani M,Zrimec A,et al.Electron and ion imaging of gland cells using the FIB/SEM system[J].Journal of Microscopy,2005,219(1): 29-35.

[20]Jbara O,Fakhfakh S,Belhaj M,et al.Charging effects of PET under electron beam irradiation in a SEM[J].Journal of Physics D: Applied Physics,2008,41: 1-9.

[21]Liu Jingyue.High-resolution and low-voltage FE-SEM imaging and microanalysis in materials characterization[J].Materials Characterization,2000,44: 353-363.

[22]Josa V G,Castellano G,Bertolino S R.Quantification by SEM-EDS in uncoated non-conducting samples[J].Radiation Physics and Chemistry,2013,88: 32-37.

[23]匡立春,胡文瑄,王绪龙,等.吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层初步研究: 岩性与孔隙特征分析[J].高校地质学报,2013,19(3): 529-535.Kuang Lichun,Hu Wenxuan,Wang Xulong,et al.Research of the tight oil reservoir in the Lucaogou formation in Jimusar Sag: Analysis of lithology and porosity characteristics[J].Geological Journal of China Universities,2013,19(3): 529-535.

[24]斯春松,陈能贵,余朝丰,等.吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层沉积特征[J].石油实验地质,2013,35(5): 528-533.Si Chunsong,Chen Nenggui,Yu Chaofeng,et al.Sedimentary characteristics of tight oil reservoir in Permian Lucaogou Formation,Jimsar Sag[J].Petroleum Geology & Experiment,2013,35(5): 528-533.

[25]孙靖.准噶尔盆地吉木萨尔凹陷岩性地层油气藏研究[J].西南石油大学学报: 自然科学版,2012,34(5): 42-48.Sun Jing.Study on litho stratigraphic hydrocarbon reservoir of the Wutonggou Formation Permian in Jimusar Sag of Junggar basin[J].Journal of Southwest Petroleum University: Science & Technology Edition,2012,34(5): 42-48.

（编辑 林敏捷）

Application of charging effects in evaluating storage space of tight reservoirs: A case study from Permian Lucaogou Formation in Jimusar sag,Junggar Basin,NW China

Wang Xiaoqi1,2,3,4,Sun Liang1,2,3,4,Zhu Rukai1,2,3,4,Jin Xu1,2,3,4,Li Jianming1,2,3,4,Wu Songtao1,2,3,4,Bi Lina1,2,3,4,Liu Xiaodan1,2,3,4
(1.State Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery,Beijing 100083,China; 2.CNPC Key Laboratory of Oil and Gas Reservoirs,Beijing 100083,China; 3.PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Beijing 100083,China; 4.National Energy Tight Oil & Gas R & D Center,Beijing 100083,China)

According to the study of the electron beam charging effects of the oil-bearing samples from tight reservoirs,a “Two-step Cross-section Back Scattered Electron (BSE) Imaging Method” is put forward,revealing the distribution of residual oil (the oil without loss in the vacuum conditions) in the tight reservoir.With the injection of charging agent,the connectivity of the pore system can also be characterized by the method,and a novel quantitative method of evaluating the effectiveness of reservoir space is established.For the tight reservoir samples from the Permian Lucaogou Formation in the Jimusar sag in the Junggar Basin,which was taken as an example,the strong charging effects mainly result from the residual oil in pores.The oil from pyrolysis of organic matter was widely stored in the pores nearby organic matter,or existing in poor organic matter area.Due to the super-large analyzing area,the Two-step Cross-section BSE Imaging Method can solve the weak representation of analysis area caused by the heterogeneity.The method of injection of charging agent works well in revealing the connectivity of the pore system.The total plane porosity of oil-bearing samples from the tight reservoir of the Lucaogou Formation is 12.56%,and the connectivity of the whole pore system in the sample reaches as high as 90%.The effectiveness of the reservoir space is very high.

electron beam charging effect; Two-step Cross-section BSE Imaging; effective reservoir space; pore connectivity; tight oil; Junggar Basin; Jimusar sag; Lucaogou Formation

国家重点基础研究发展计划（973项目）“中国陆相致密油（页岩油）形成机理与富集规律”（2014CB239000）；国家科技重大专项“岩性地层油气藏成藏规律、关键技术及目标评价”（2011ZX05001）

TE122

A

1000-0747(2015)04-0472-09

10.11698/PED.2015.04.08

王晓琦（1986-），男，山东临朐人，硕士，中国石油勘探开发研究院实验中心助理工程师，主要从事非常规储集层及石油工程纳米材料研究。地址：北京市海淀区学院路20号，中国石油勘探开发研究院，邮政编码：100083。E-mail：wangxq07@petrochina.com.cn

联系作者：金旭（1982-），男，吉林长春人，博士，中国石油勘探开发研究院实验中心工程师，主要从事非常规储集层及石油工程纳米材料研究。地址：北京市海淀区学院路20号，中国石油勘探开发研究院，邮政编码：100083。E-mail：jinxu@petrochina.com.cn

2014-07-28

2015-06-05