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。

[1]孙军昌, 杨正明, 肖前华. 恒速压汞实验技术发展历史及其在油气田开发中的应用[J]. Advances in Porous Flow, 2011, 01(1):1-7.

[2]柴智,师永民,徐常胜,等. 人造岩芯孔喉结构的恒速压汞法评价[J]. 北京大学学报(自然科学版).2012,05:770-774.

[3]李卫成,张艳梅,王芳,等. 应用恒速压汞技术研究致密油储层微观孔喉特征[J].岩性油气藏.2012,06:60-65.

[4]李珊,孙卫,王力,等. 恒速压汞技术在储层孔隙结构研究中的应用[J]. 断块油气田.2013,04:485-487.

[5]张超. 鄂尔多斯盆地华庆地区长6油层组砂岩的岩石学特征与物源分析[D]. 成都理工大学.2012.

[6]朱国华, 裘亦楠. 成岩作用对砂岩储层孔隙结构的影响[J]. 沉积学报.1984(1).

[7]刘丽, 赵应成, 王友净,等. 华庆油田B153井区长63砂层组沉积相特征及演化模式[J].地质科技情报.2016(1):94-100.

[8]杨友运,何康宁,任颖惠. 华庆地区长63储层内部建筑结构模式分析[J]. 沉积学报.2015,02:357-363.

[9]李克勤，陕甘宁盆地晚三叠世河流、三角洲、湖泊沉积模式与油气的关系，中国石油学会石油地质委员会编，碎屑岩沉积相研究.北京：石油工业出版社.1988.

[10]杨华，邓秀芹，庞锦莲，等.鄂尔多斯盆地延长组湖盆中部大型复合浊积体发育特征及浊积岩形成控制因素分析.西北大学学报.2006，6(36)：1-5.

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。