致密储层岩石微观结构的评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种致密储层岩石微观结构的评价方 法。
【背景技术】
[0002] 随着世界油气工业的快速发展，常规油气资源储量逐渐减少，非常规油气页岩气 作为接替能源已成为全球油气勘探开发的热点。非常规致密储层孔隙度、渗透率极低，目 前，对非常规致密储层的微观结构及流体微观渗流机理还缺少系统认识，常规的加压驱替 实验的方法不能满足研究要求。该类储层孔厚一般处于微纳米级别，毛细管力作用引发的 自吸作用增强，自吸是在毛细管力作用下润湿相自发驱替非润湿相的过程。自吸已经广泛 应用于很多方面，例如，水锁伤害评价、采收率预测、钻井液与压裂液优选等。
[0003] 岩心在毛细管压力下的自吸过程可以很好地传递岩心内部的微观结构信息，因 此，自吸可以作为研究致密储层岩石微观组成、结构和物性特征的一种手段，依据自吸曲线 的形态变化评价致密储层岩石内部的微观结构特征。
[0004] 然而由于致密储层孔隙结构和矿物组成复杂，导致自吸特征多样，目前还没有形 成系统的表征方法和规律性认识，因此实验结果只能做定性的研究，限制了自吸在致密储 层评价中的应用。
[0005] 现有的利用自吸规律表征微观孔隙结构的方法为：通过计算岩石的时间指数来评 价岩石内部孔隙连通性。
[0006] Huetal(2000)发现，对于低渗透致密储层，液体的吸入的实际长度随着时间变 化的关系并不是严格满足(即时间的〇. 5次幂），不连通的孔隙网络通常出现在低渗 的致密储层岩石中，自吸流线往往是弯曲的，孔隙连通性差，迂曲度增加，阻力也增大，时间 指数会低于〇. 5,而时间指数小于0. 5代表孔隙连通性较差。因此，自吸的吸入量与时间的 关系模型可以简化为：
[0007] VinbAc=Atn (1)
[0008] 对式⑴取对数，得：
[0009] lg(Vimb/Ac) =lgA+nlgt (2)
[0010] 其中，Vinib表示吸入液体的体积，单位为cm3;A。表示吸入液体的截面积（即岩石样
示孔隙度，为一小数；kw表示渗透率，单位为md;Sw表示前缘含水饱和度，单位为cm;y"表 示液体的粘度；t表示自吸时间，单位为h;n表示时间指数，与孔隙或者微裂隙的分形维数 和连通性有关，为小数。因此，可以通过时间指数判定内部微观孔隙连通性的好坏。
[0011] 但是，采用上述方法，对于式（2)，在吸入量随着时间变化的双对数坐标系中，不同 致密储层岩石的自吸曲线特征非常相似，辨识误差高，而且难以形成形象直观的认识。
[0012] 大量的室内实验表明，还有许多的自吸实验得出的时间指数超过预测值，例如 0.70(Familyetal.1992)和0.6(LiandHorne2004)。这是由于自吸的驱动力除了毛细 管力之外，还有粘土吸附和渗透压的作用。目前没有提及，更没有形成有效的参数来评价微 观矿物组成。此外，对于致密储层而言，基质扩散作用在油气产出过程中发挥了重要作用， 目前的表征方法并没有对自吸扩散段进行研究。
【发明内容】
[0013] 本发明提供了一种致密储层岩石微观结构的评价方法，以至少解决现有技术中， 不同致密储层岩石的自吸曲线特征非常相似，辨识误差高，难以形成形象直观的认识的问 题。
[0014] 本发明实施例提供了一种致密储层岩石微观结构的评价方法，包括：将致密储层 岩石样品放置在自吸测试装置中，使所述致密储层岩石样品浸没在所述自吸测试装置内的 液体中，且保持所述致密储层岩石样品只有一面与所述液体接触；实时称量所述致密储层 岩石样品的质量，并将质量数据传输至处理设备；根据所述致密储层岩石样品的初始质量、 称量得到的所述致密储层岩石样品的质量以及所述液体的密度，计算所述致密储层岩石样 品吸入的液体体积；根据预设公式绘制单位样品体积吸入的液体体积随着预设值变化的曲 线，当所述曲线的扩散段呈现直线型时停止自吸试验；根据所述曲线的形态确定自吸时间 指数和扩散时间指数，并根据所述自吸时间指数和所述扩散时间指数对所述致密储层岩石 样品的微观结构进行评价。
[0015] 在一个实施例中，所述曲线包括：自吸段和扩散段；根据所述曲线的形态确定自 吸时间指数和扩散时间指数包括：如果所述曲线的自吸段为直线段型，确定所述自吸时间 指数的范围为大于第一预设值且小于第二预设值；如果所述曲线的自吸段为下凸型，确定 所述自吸时间指数大于所述第二预设值；如果所述曲线的自吸段为上凸型，确定所述自吸 时间指数小于所述第一预设值；所述曲线的扩散段的斜率越大，确定所述扩散时间指数的 值越大。
[0016] 在一个实施例中，所述致密储层岩石样品的微观结构包括：孔径分布、孔隙连通性 和粘土含量；根据所述自吸时间指数和所述扩散时间指数对所述致密储层岩石样品的微观 结构进行评价，包括：所述自吸时间指数反映致密储层岩石的孔隙连通性与粘土含量，当所 述自吸时间指数的范围为大于第一预设值且小于第二预设值时，表示孔隙连通性好，粘土 含量低；当所述自吸时间指数小于所述第一预设值时，表示孔隙连通性差，粘土含量低；当 所述自吸时间指数大于所述第二预设值时，表示致密储层岩石富含粘土，孔隙连通性好；所 述扩散时间指数越大，表示致密储层岩石的界孔越发育。
[0017] 在一个实施例中，在将致密储层岩石样品放置在自吸测试装置中之前，所述方法 还包括：对所述致密储层岩石样品进行以下处理：清洗并烘干所述致密储层岩石样品；将 所述致密储层岩石样品处理成规则形状，并测量其尺寸和初始质量；封固所述致密储层岩 石样品，使其只露出一面。
表示吸入液体的体积；A。表示所述致密储层岩石样品与所述液体接触的截面积；L。表示所
[0019] 通过本发明的致密储层岩石微观结构的评价方法，根据预设公式绘制单位样品体 积吸入的液体体积随着预设值变化的曲线（即自吸曲线），不同致密储层岩石的自吸曲线 的形态特征不同，辨识度高，解决了传统表征方法无法形象直观表征自吸特征的问题，克服 了常规方法中自吸曲线特征难以辨识的缺点，对致密储层岩石的基质扩散作用和粘土矿物 进行了定量评价研究。还可以根据曲线形态变化评价致密储层岩石内部的微观孔隙连通 性、孔径分布和粘土含量。另外，该方法要求的测试设备简单，测试原理清晰。
【附图说明】
[0020] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。在附图中：
[0021] 图1是本发明实施例的致密储层岩石微观结构的评价方法的流程图；
[0022] 图2是本发明实施例的自吸测试装置的结构示意图；
[0023] 图3A是本发明实施例的砂岩的吸水量随预设值变化的曲线示意图；
[0024] 图3B是本发明实施例的砂岩的压汞增量随孔径变化的曲线示意图；
[0025] 图4A是本发明实施例的致密火山岩-H的吸水量随预设值变化的曲线示意图；
[0026] 图4B是本发明实施例的致密火山岩-H的压汞增量随孔径变化的曲线示意图；
[0027] 图5A是本发明实施例的致密火山岩-Y的吸水量随预设值变化的曲线示意图；
[0028] 图5B是本发明实施例的致密火山岩-Y的压汞增量随孔径变化的曲线示意图；
[0029] 图6A是本发明实施例的页岩的吸水量随预设值变化的曲线示意图；
[0030] 图6B是本发明实施例的页岩的压汞增量随孔径变化的曲线示意图；
[0031] 图7是本发明实施例的自吸特征与微观结构的关系示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。
[0033] 本发明实施例提供了一种致密储层岩石微观结构的评价方法，图1是本发明实施