基于鑄體薄片與高壓壓汞測試儲層孔隙分布特點(diǎn)剖析

趙 佳，鄭 森，王莉芳

（1.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065；2.中國石油長慶油田采油十一廠，甘肅 慶陽 744500）

2019年中國油氣對外依存度首次超過70%，常規(guī)油氣儲量增加緩慢，非常規(guī)油氣的勘探與生產(chǎn)開發(fā)，是未來我國油氣增儲、增產(chǎn)的重要途徑[1]。低孔、低滲、低含氣性的儲層是大牛地氣田致密砂巖儲層的普遍地質(zhì)特征，造成這種復(fù)雜現(xiàn)象的主要原因之一是致密砂巖儲層的孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜[2]。為有效地深入分析和研究油氣樣品的儲層孔隙成因類型及其結(jié)構(gòu)特征，利用鑄體薄片與電鏡掃描分布，結(jié)合壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行驗(yàn)證，為研究層位提高油氣產(chǎn)量提供必要的指導(dǎo)。

1 鑄體薄片鑒定

巖石孔隙的顆粒通常是儲層的主要骨架，石油與天然氣均賦存在一個(gè)由巖石顆粒骨架所包圍的巖石孔喉所組成的系統(tǒng)中?？紫督Y(jié)構(gòu)不是單一的，它指孔隙或喉道的大小和形狀，而是一種相互之間的配置、組合及連通關(guān)系，因此研究儲層的有效儲集空間就是要求我們能夠?qū)崿F(xiàn)對巖石孔隙有效體積的大小進(jìn)行定量表征。巖石鑄體薄片鑒定實(shí)驗(yàn)是一種傳統(tǒng)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)手段，可以與壓汞實(shí)驗(yàn)相結(jié)合對巖樣孔隙的結(jié)構(gòu)及其特性進(jìn)行對比和圖像分析。巖石鑄體薄片檢測試驗(yàn)需要經(jīng)過嚴(yán)格的鑄體薄片的規(guī)格制定、鑒定和對圖像的分析幾個(gè)重要的方面。壓汞實(shí)驗(yàn)中圖象獲取和圖像分析可以直接有效地用于試驗(yàn)研究巖石中真實(shí)的孔隙體積大小及其分布[3]。

圖1 鑄體薄片與電鏡照片（編號5）

圖1編號5礫5%，粗砂55%，中砂40%。礫石主要成分為石英礫。石英見加大而似棱角化，邊緣有溶蝕，多呈毛刺狀。長石已完全高嶺石化，但仍然保留板狀長石晶形。巖屑為多晶石英屑、隱晶巖屑、粉砂巖屑、低副變質(zhì)巖屑等。粒間充填雜基及高嶺石。溶解作用較發(fā)育，見高嶺石溶孔。

取樣深度范圍為2680.2m～2692.68m，12.48m的厚度，一共取了樣品14件，它們的平均孔隙半徑大致在同一水平上，最小孔隙半徑的變化范圍是0.97～6.92，最大孔隙半徑變化的范圍是26.93～131.81，如圖2所示。由此可以明顯看出，孔隙度的變化與半徑變化是呈正相關(guān)，孔隙度越大，半徑值也就越大[4]。

從上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的綜合分析結(jié)果來看，此區(qū)塊山2層位的巖石滲透率低，配位數(shù)低，喉道細(xì)長、孔隙呈點(diǎn)狀分布，普遍存在巖石巖心顆粒內(nèi)的溶蝕孔，這種巖石顆粒的溶蝕孔在一定程度上不僅能夠有效率地增加巖石的連通性，使得巖石的滲透率同樣在不同程度上得到提高。

2 壓汞實(shí)驗(yàn)分析

儲集層毛細(xì)管孔隙壓力分析資料可以用于深入研究巖石儲集層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、估算巖石儲集層的孔隙儲集和滲流能力、研究孔隙介質(zhì)中的驅(qū)油機(jī)理和采收率等，在我國油田的勘探和石油開發(fā)中已經(jīng)具有十分廣泛的意義和應(yīng)用[5]。

雖然通過鑄體薄片和掃面電鏡的鏡下觀察以及對圖像儲層孔隙分析，可以定性地觀察山2層位致密砂巖儲層孔隙和喉道在一個(gè)平面的形狀、大小和連通形式以及孔隙組合類型，但無法對致密砂巖儲層整體的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性以及定量化評價(jià)。致密砂巖儲層不同于一般常規(guī)高滲儲層，其孔喉空間極為復(fù)雜，喉道迂回曲折[2]。

壓汞實(shí)驗(yàn)是目前測定巖石中的毛管壓力曲線最主要的方法之一[5]，也是最常用的試驗(yàn)方法。高壓壓汞實(shí)驗(yàn)的直接數(shù)據(jù)是壓力和進(jìn)汞體積的關(guān)系圖，通常將毛管壓力與進(jìn)汞飽和度在半對數(shù)坐標(biāo)中作圖，得到巖心的壓汞法毛管壓力曲線圖。毛管壓力曲線的形態(tài)能夠定性反應(yīng)出孔隙的分選性和歪度。如圖3巖樣毛管壓力曲線所示。

通過高壓壓汞實(shí)驗(yàn)研究儲層的孔喉結(jié)構(gòu)，認(rèn)為亞微米級及其以上孔喉半徑空間貢獻(xiàn)了主要滲流能力，隨著孔喉結(jié)構(gòu)變差，進(jìn)汞飽和度也降低，伴隨進(jìn)汞壓力的升高，孔隙類型也從多峰態(tài)的混合孔隙類型組合向單峰態(tài)的微孔轉(zhuǎn)變，孔喉分布主要范圍也進(jìn)一步收窄，主要孔隙半徑的滲流貢獻(xiàn)能力下降[6]。

3 結(jié)論

本文以鄂爾多斯盆地某區(qū)塊山西組山2段巖樣為主要研究對象，結(jié)合高壓壓汞，鑄體薄片和掃描電鏡圖片，對測得的巖樣進(jìn)行了孔喉分析、孔徑分布研究，得到了以下結(jié)論：

1）掃描電鏡觀察可以得到：風(fēng)化、溶解、壓實(shí)作用使得致密砂巖中存在溶孔和微裂縫，增加了儲層的滲流能力。2）致密砂巖儲層的儲集和滲流能力，不僅與孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與孔喉的大小、分布、微裂縫有關(guān)，應(yīng)結(jié)合多種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析，使結(jié)論更具有說服力。3）從毛細(xì)管壓力曲線可知：結(jié)構(gòu)逐漸變差，曲線向右上方偏移越來越嚴(yán)重，進(jìn)汞飽和度降低，進(jìn)汞壓力逐漸增加。