应用恒速压汞研究低渗透储层微观孔隙结构——以华庆地区长63为例

马维谦，孙 龙，彭 恒

(西北大学 地质学系，陕西 西安 710069)



应用恒速压汞研究低渗透储层微观孔隙结构
——以华庆地区长63为例

马维谦，孙 龙，彭 恒

(西北大学 地质学系，陕西 西安 710069)

鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层大部分为低渗-特低渗储层，为较好的揭示低渗透储层微观孔隙结构特征，使用恒速压汞对鄂尔多斯盆地华庆地区长63储层四个典型样品进行分析实验。恒速压汞是以极低的恒定速度(0.000 05 ml/min)向岩样孔喉内进汞，实现对喉道和孔隙的区分，克服了常规压汞的缺陷。实验表明华庆地区长63主要可以划分为三类，其中Ⅰ类排驱压力低-孔喉分选较好-进汞量高型是储集能力好、渗流能力强的储层，是研究区好的储层典型代表。

低渗透；微观孔隙结构；华庆地区；恒速压汞；长63储层

J.I.Gates在1959年就用汞孔隙仪测定溶洞型碳酸盐岩样时观察到了压力波动； Morrow1970年讨论了非润湿相以极低的速度驱替润湿相的情况，且描述压力波动特征；Gaulier1971年发表了类似的实验技术文章。真正实际应用恒速压汞实验的是Yuan和Swanson在孔隙测定仪APEX 上首先开展的，实验是假定注入过程中接触角和界面张力保持不变，以极微小的速度向多孔介质中注入汞，通过监测注入过程中汞的压力波动，提供孔隙空间结构的详细信息[1-4]。对于微观孔隙结构的研究，一般使用扫描电镜、铸体薄片、高压压汞实验定量化研究孔喉大小、形状及分布，但为更好的揭示低渗透储层微观孔隙结构特征，本文采用恒速压汞对鄂尔多斯盆地华庆地区长63储层四个典型样品进行分析实验。

1 储层基础地质研究

1.1 岩石学特征

研究区长63储层主要由成分与结构成熟度均比较差的浅灰色、灰色及深灰色细粒岩屑长石砂岩和长石砂岩组成(图1)[5]。岩石矿物成分以次棱角状石英(28%～30%)、长石(34%～40%)为主，外加少量岩屑杂基(5.5%～7.5%)，如图1所示；其中岩屑以浅变质的千枚岩、区域变质作用或热接触变质作用而成石英岩为主，附加少量沉积白云岩和微量火山喷发岩变质岩；填隙物以水云母、绿泥石膜、方解石、铁方解石和铁白云石为主，占孔隙总量12.52%。

孔隙胶结类型在研究区普遍发育，另外可见薄膜-孔隙、薄膜-加大、薄膜、压嵌-孔隙、孔隙-基底、薄膜-压嵌、压嵌-加大-压嵌、再生、再生-孔隙等胶结类型[6]。根据岩心观察、有关测井资料解释以及岩石组合研究，鄂尔多斯盆地长63储层沉积相主要发育湖相三角洲相，部分地区发育浊流沉积[7-10]。

图1 华庆地区东部长63岩石类型三角图

1.2 孔隙结构

通过对研究区所取样品进行铸体薄片和扫描电镜分析研究，研究区长63储层发育的孔隙类型主要以粒间孔、长石溶孔和岩屑溶孔为主。同时粒间孔和长石溶孔一般相对其它孔隙类型而言，属于大孔。因此物性一般较好的储层，粒间孔和长石溶孔一般较为发育。研究区长63储层孔隙组合类型主要有粒间孔、粒间孔-溶孔、粒间孔-微孔、溶孔、溶孔-粒间孔、微孔等，其中微孔最发育，占总孔隙组合类型的46%；溶孔-粒间孔次之，占26%；粒间孔-溶孔占11%；粒间孔仅占8%。

2 恒速压汞

2.1 微观孔隙结构

2.1.1 样品信息

在研究区长63低渗透储层采集4块岩样做恒速压汞实验，样品信息如下表1。

表1 岩样信息

2.1.2 恒速压汞资料解释

1) 喉道半径分布特征(图2)

1号样品主要喉道半径分布在0.75～1.35 μm之间，峰值为1.2 μm，主流喉道半径为2.05 μm，平均喉道半径为1.53 μm，单位体积有效喉道体积为0.040 689 6 ml/cm3；

2号样品主要喉道半径分布在0.4～1.3 μm之间，峰值为0.6 μm，主流喉道半径为1.3 μm，平均喉道半径为0.99 μm，单位体积有效喉道体积为0.027 6 ml/cm3；

3号样品喉道半径主要分布在0.25～0.35 μm之间，峰值为0.25 μm，主流喉道半径为0.29 μm，平均喉道半径为0.29 μm，单位体积有效喉道体积为0.006 2 ml/cm3；

19世纪末20世纪初，东西文化激荡，中国经历数千年未有之变局，一些有识之士出国留学，开眼看世界，希冀从西方寻求救亡兴国之道。素抱教育救国理想的蔡元培认为，德国是当时哲学、教育学最发达的国家,故向学部提交呈请，“拟自措资费，前往德国，专修文科之学，并研究教育原理”[1]452。

4号样品主要喉道半径分布在0.15～0.35 μm之间，峰值为0.4 μm，主流喉道半径为0.32 μm，平均喉道半径为0.3 μm，单位体积有效喉道体积为0.014 3 ml/cm3；

图2 华庆地区东部长6储层恒速压汞喉道半径分布图

2) 孔隙半径分布特征(图3)

1号样品主要孔隙半径分布在110～160 μm之间，峰值为110 μm，平均孔隙半径为163.42 μm，单位体积有效孔隙体积为0.043 453 098 ml/cm3；

2号样品主要孔隙半径分布在90～195 μm之间，峰值为110 μm，平均孔隙半径为131.51 μm，单位体积有效孔隙体积为0.046 9 ml/cm3；

3号样品孔隙半径主要分布在100～150 μm之间，峰值为110 μm，平均孔隙半径为122.37 μm，样品单位体积有效孔隙体积为0.013 3 ml/cm3；

4号样品主要孔隙半径分布在110～200 μm之间，峰值为145 μm，平均孔隙半径为157.7 μm，样品单位体积有效孔隙体积为0.031 7 ml/cm3。

图3 华庆地区东部长63储层恒速压汞孔隙半径分布频率图

图4 华庆地区东部长63储层恒速压汞孔喉比分布频率图

3) 孔喉比分析(图4)

2号样品的孔喉半径比主要分布范围为40～320；孔喉半径比平均值为185.06，孔喉体积比峰值为160；

3号样品的孔喉半径比主要分布范围为340～560，孔喉半径比平均值为436.42，孔喉体积比峰值为460；

4号样品的孔喉半径比主要分布范围为150～250，孔喉半径比平均值为654，孔喉体积比峰值为650。

2.1.3 恒速压汞划分微观孔隙结构

按照研究区4块实验样品的毛细管曲线的形态可将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种类型(见图5)。ⅣⅤⅥⅦ

1)Ⅰ类(1、2号样)：排驱压力低-孔喉分选较好-进汞量高型

Ⅰ类样品孔隙和喉道体积大，喉道连通性好。孔喉比平均值较低，在140.71～264.05之间；主流喉道半径大，在1.3～2.05之间；相对分选系数大，在0.46～0.58之间。初始毛细管曲线的进汞端位于图右中偏下处，总孔喉和孔隙毛细管压力曲线有一较长的平直区域，总体形态平缓，曲线末端近图幅的左方，说明此类样品有效孔隙和有效喉道数量较多，孔喉分选较好，是储集能力好、渗流能力强的储层，是研究区好的储层典型代表，位于长63小层中。

2) Ⅱ类(4号样)：排驱压力高-孔喉分选较差-进汞量较高型

该类样品排驱压力中等；进汞饱和度较高，介于33.75%～46.4%之间，孔隙进汞饱和度大于喉道进汞饱和度，说明此类样品孔隙体积大，喉道连通性中等。样品孔喉比平均值较高，介于26.89～654之间；主流喉道半径较大，介于0.32～0.93 μm；分选系数较高，介于0.29～0.37之间。初始毛细管曲线的进汞端位于图右中偏上处，总孔喉毛细管压力曲线的平直区域较Ⅰ类短，孔隙毛细管压力曲线平直区域短，总体形态较陡，说明此类样品有效孔隙和有效喉道数量较Ⅰ类少，孔喉分选较差，是储集能力中等、连通性一般的储层，是研究区中等储层的代表，位于长63小层中。

图5 华庆地区东部长63储层恒速压汞孔喉比分布频率图

3) Ⅲ类(3号样)：排驱压力高-分选差-进汞量低型

该类储层排驱压力高，进汞饱和度低，介于21.01%～28.88%之间，道进汞饱和度小于孔隙进汞饱和度，说明此类样品孔隙体积很小，喉道连通性差。样品孔喉比较低，介于127.44～436.4之间；主流喉道半径小，介于0.29～1.1 μm；，相对分选系数低，介于0.19～0.23 μm；；初始毛细管曲线的进汞端位于图右上方，总孔喉和孔隙毛细管压力平直区域很短或不明显，喉道毛细管压力直线无平直区域，总体形态较陡峭，说明此类样品有效孔隙和有效喉道数量很少，孔喉分选差，是储集能力差、连通差的储层，是研究区差储层的代表，位于长63小层中。

3 结语

研究区储层毛管压力曲线均划分为三类，其中Ⅰ类(1、2号样)排驱压力低-孔喉分选较好-进汞量高型，是储集能力中等、连通性一般的储层，是研究区中等储层的代表，最有利于开采；Ⅲ类(3号样)排驱压力高-分选差-进汞量低型，有效孔隙和有效喉道数量很少，孔喉分选差，是储集能力差、连通差的储层，基本属于无效储层。

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TE348

A

1004-1184(2016)06-0186-03

2016-04-22

西北大学创新基金项目(2016145)

马维谦(1994-)，男，陕西西安人，主攻方向：石油与天然气地质学。