一种致密砂岩油储层全尺度孔喉的定量表征方法与流程

本发明涉及油气开发实验技术领域，特别涉及一种致密砂岩油储层全尺度孔喉的定量表征方法。

背景技术：

致密砂岩油储层孔喉尺度分布范围宽，跨越了微米和纳米级，而且不同渗透率级别样品的微米级和纳米级孔喉含量差异很大。目前，定量表征孔喉参数的方法主要包括恒速压汞、高压压汞、核磁共振、氮气和二氧化碳气体吸附方法，由于各测试方法的原理不同、识别精度不同，仅靠单一测试方法难以完全表征致密砂岩油储层的微米-纳米级孔喉。微米-纳米级孔喉既是致密砂岩油气富集的主要空间，也是决定储层物性差异的关键所在，并最终影响开发效果，因此探索致密砂岩油储层全尺度孔喉定量表征的方法，对于揭示储层性质差异，指导优质储层预测和开发方案设计都具有重要意义。众多学者从不同的角度出发，探索了多重手段结合表征致密砂岩孔喉的方法。现有研究中，cn201310042119.0公布了特低渗透双重介质砂岩油藏微观孔隙结构的定量表征方法；专利cn201610536741.0公布了一种致密储层孔喉全尺度表征及分析方法；专利cn201610191329.x公布了低渗砂岩储层有效渗流孔喉半径的计算方法；cn201710500133.9公布了致密砂岩油气充注孔喉半径下限的确定方法；cn201410557722.7公布了致密砂岩微观孔喉数据的处理方法及装置；cn201410125478.7公布了基于高压压汞分析的储层微观孔喉参数的连续表征方法；cn201310145986.7公布了一种定量评价油气二次运移过程中孔喉动用规律的方法；cn201410175123.9公布了一种定量评价注水对孔喉分布影响的方法；cn201410174667.3公布了一种定量评价应力敏感过程中孔喉变化程度的方法。2010年第29卷第4期，地质科技情报，高辉等人利用恒速压汞实验对特低渗砂岩储层的微观孔喉特征进行了定量表征；2013年第40卷第3期，石油勘探与开发，白斌等人利用多尺度ct成像表征了致密砂岩微观孔喉结构；2015年第37卷第6期，石油实验地质，喻建等人综合利用恒速压汞和高压压汞对致密储层的微观孔喉结构进行了定量表征；2016年第38卷第3期，石油实验地质，公言杰等人利用核磁共振与高压压汞实验联合表征了致密油储层微观孔喉分布特征；2017年第38卷第8期，石油学报，吴浩等人通过场发射扫描电镜、高压压汞和恒速压汞等实验，研究了鄂尔多斯盆地陇东地区延长组7段致密砂岩储层孔喉大小分布特征；2017年第38卷第8期，石油学报，房涛等人探讨了利用核磁共振技术定量表征致密砂岩气储层孔隙结构的方法；2017年第39卷第5期，石油实验地质，宋磊等人联合压汞法表征了致密油储层孔隙结构；2018年第40卷第3期，西南石油大学学报(自然科学版)，杨正明等人利用高压压汞、氮气吸附和核磁共振对致密油藏岩心开展了全尺度孔喉测试；2018年第40卷第2期，石油实验地质，严强等人运用高压压汞及扫描电镜多尺度表征致密砂岩储层微纳米级孔喉特征。

存在的主要问题是：(1)现有孔喉定量表征方法未考虑不同测试方法的优缺点，多种联合方法的选择存在明显的随意性；(2)现有多手段表征方法的衔接点是固定不变的，不符合不同渗透率级别样品孔喉分布的差异性和衔接点不同的特点；(3)现有多手段表征方法的衔接未考虑不同测试方法曲线的变化规律，得到的结果不符合储层孔喉分布的规律，与实际的孔喉变化存在较大差异。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种致密砂岩油储层全尺度孔喉的定量表征方法，该方法以孔喉的实验测试结果为依据，充分考虑不同孔喉表征方法的特点、不同渗透率级别样品孔喉分布的特征，对实验数据进行统一化处理后，根据各种测试结果的斜率差异，得到最佳的衔接点，进而实现孔喉全尺度定量表征。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种致密砂岩油储层全尺度孔喉的定量表征方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、测量样品气测渗透率，根据岩心的气测渗透率值，确定测试孔喉参数的测试方法：气测渗透率大于0.1md的岩心采用高压压汞方法或恒速压汞方法；气测渗透率小于等于0.1md的岩心采用气体吸附方法或高压压汞方法；

步骤二、将岩心切为两等份，根据确定的测试方法，开展相应的实验测试，得到孔喉半径及其含量变化曲线；

步骤三、对不同测试结果进行统一化处理，即将不同测试曲线的横、纵坐标统一为：横坐标为孔喉半径，单位为nm，纵坐标为单位质量孔喉体积，单位为cm³/g；

步骤四、将不同的实验结果绘制在同一坐标系下，得到交叉曲线；

步骤五、连接每条曲线上交点前和交点后最接近的测量点，每条曲线上该两点确定一条直线段，计算各曲线所确定直线段的交点作为新的衔接点；

步骤六、通过计算所得新的衔接点，将两侧曲线进行衔接，重新绘制衔接后的孔喉分布曲线，得到全尺度孔喉半径与孔喉体积的关系曲线。

根据本发明得到的全尺度孔喉半径与孔喉体积关系曲线，可以重新计算得到平均孔隙、喉道半径参数，计算不同尺度孔喉对渗透率的相对贡献，计算公式如下：

式中，δki为喉道半径对整个岩心的渗透率贡献、ri为喉道半径、αi为喉道半径归一化的分布含量，即该孔喉体积与总孔喉体积的比值。通过本发明得到的孔喉对渗透率的相对贡献具有更大的孔喉尺度范围，结果会更加准确。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)针对致密砂岩孔喉尺度范围宽、纳米级含量高的特点，基于不同试验方法和测试手段，创新性地提出了有效融合不同实验、多种测试结果的思想，并提出适用于致密砂岩孔隙定量表征的融合方法，实现孔喉分布的全尺度表征。

(2)针对现有融合方法采用固定的衔接点而无法适用于不同渗透率级别、不同孔隙尺度分布区间的缺点，提出了曲线变化趋势线的交点为有效衔接点，使得针对不同实验结果建立相对应的衔接点，充分利用了不同实验手段在不同尺度区间上的高精度结果，实现了适用于致密砂岩孔隙结构全尺度表征的有效融合方法。

附图说明

图1为实施例一高压压汞实验曲线。

图2为实施例一恒速压汞实验曲线。

图3为实施例一高压压汞所得孔喉半径分布曲线。

图4为实施例一恒速压汞所得孔喉半径分布曲线。

图5为实施例一孔喉半径分布曲线衔接与融合。

图6为实施例一孔喉半径全尺度分布曲线。

图7为实施例一孔喉半径对渗透率贡献曲线。

图8为实施例二高压压汞所得孔喉半径分布曲线。

图9为实施例二氮气吸附所得孔喉半径分布曲线。

图10为实施例二孔喉半径分布曲线衔接与融合。

图11为实施例二孔喉半径全尺度分布曲线。

图12为实施例二孔喉半径对渗透率贡献曲线。

具体实施方式

下面选取某油田样品结合附图对本发明做详细叙述。

实施例一

本实施例包括以下步骤：

步骤一、通过测量得到该样品气测渗透率为1.77md。根据推荐标准，选择高压压汞和恒速压汞两种方法进行孔喉分布测试。

步骤二、将岩心切为两等份，分别进行高压压汞和恒速压汞测试，并分别得到高压压汞曲线(图1)和恒速压汞曲线(图2)，其中横坐标为饱和度，单位％；纵坐标为压力，单位mpa。

步骤三、将高压压汞和恒速压汞实验结果进行统一化处理，分别得到孔喉分布曲线(分别为图3和图4)，横坐标为孔喉半径，单位为nm，纵坐标为单位质量孔喉体积，单位为cm³/g。

步骤四、将高压压汞和恒速压汞得到的喉道分布曲线绘制在统一坐标下，得到交叉曲线(图5)。

步骤五、分别连接高压压汞和恒速压汞所得曲线交点前、后的两个测量点，各得到一条直线段，计算直线段的交点为(478.2,0.0056)，将该点作为新的衔接点(图5)。

步骤六、利用步骤五所确定的衔接点对两条曲线进行衔接，衔接点左侧保留高压压汞曲线，衔接点右侧保留恒速压汞曲线，得到新的孔喉全尺度分布曲线(图6)。

本实施例通过孔喉全尺度分布曲线，重新计算孔喉平均半径，得到不同尺度孔喉对岩心渗透率的贡献(图7)，计算公式如下：

式中，δki为喉道半径对整个岩心的渗透率贡献、ri为喉道半径、αi为喉道半径归一化的分布含量，即该孔喉体积与总孔喉体积的比值。

实施例二

本实施例包括以下步骤：

步骤一、通过测量得到该样品气测渗透率为0.09md。根据推荐标准，选择高压压汞和氮气吸附两种方法进行孔喉分布测试。

步骤二、将岩心切为两等份，分别进行高压压汞和氮气吸附测试，并分别得到高压压汞和氮气吸附所对应的孔喉半径分布曲线。

步骤三、将高压压汞和氮气吸附实验结果进行统一化处理，得到相应的孔喉分布曲线(图8和图9)，横坐标为孔喉半径，单位为nm，纵坐标为单位质量孔喉体积，单位为cm³/g。

步骤四、将高压压汞和氮气吸附得到的孔喉分布曲线绘制在统一坐标下，得到两条曲线的交点(图10)。

步骤五、分别连接高压压汞和氮气吸附所得曲线交点前、后的两个测量点，各得到一条直线段，计算直线段的交点为(22，0.017)，将该点作为新的衔接点(图10)。

步骤六、利用步骤五所确定的衔接点对两条曲线进行衔接，衔接点左侧保留氮气吸附曲线，衔接点右侧保留高压压汞曲线，得到新的孔喉全尺度分布曲线(图11)。

本实施例通过孔喉全尺度分布曲线，重新计算孔喉平均半径，得到孔喉尺度对渗透率的贡献(图12)，计算公式如下：

式中，δki为喉道半径对整个岩心的渗透率贡献、ri为喉道半径、αi为喉道半径归一化的分布含量，即该孔喉体积与总孔喉体积的比值。

实验方法的原理说明

致密砂岩孔喉结构复杂，尺度分布范围较广。通过实验的方法得到致密砂岩孔喉结构全尺度表征，对表征储层物性、优选储层预测和开发方案设计具有重要意义。由于表征孔喉结构的实验方法识别精度不同，单一方法无法全面、准确表征致密砂岩孔喉结构。目前获取孔喉参数的方法主要有气体吸附、高压压汞和恒速压汞技术。考虑各测试方法的精度和优缺点，通常利用co2吸附法评价小于2nm的微孔，而2nm～50nm的孔喉参数则主要通过n2吸附法来获取，50nm～0.12μm的孔喉参数依据高压压汞测试结果，大于0.12μm的孔喉参数则通过恒速压汞来获得。针对致密砂岩油藏，采用多种方法有效融合的方式进行孔喉尺寸分布表征。对渗透率大于0.1md的岩心，推荐采用高压压汞和恒速压汞两种方法；对渗透率小于0.1md的岩心，推荐采用高压压汞和气体吸附两种方法。现有的方法通常利用0.12μm作为衔接点，将高压压汞和恒速压汞的实验数据进行融合。但是，当样品渗透率比较大，由于小于0.12微米的喉道缺失，现有的方法就出现曲线之间的缺口，无法有效衔接；该方发也不适用于氮气吸附实验结果的有效融合。利用不同方法得到的孔喉半径分布曲线的交点作为衔接点，既能充分利用不同方法的测量结果，提高孔隙和喉道全尺度分布的准确性，同时还适用于不同物性的岩心样品和不同尺度精度的测试方法，与现有方法相比更加合理。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定专利的保护范围。