劉 薇， 盧雙舫， 王 民， 張世祥， 劉 洋， 周能武， 關(guān) 瑩， 王海龍

( 1. 中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580； 2. 大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712 )

0 引言

隨著石油工業(yè)勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，非常規(guī)油氣逐漸成為全球油氣供應(yīng)的重要組成部分[1-3]。致密砂巖油儲(chǔ)量大，受到越來越多的關(guān)注[4-6]。松遼盆地北部致密儲(chǔ)層整體表現(xiàn)為橫向不連續(xù)、縱向不集中、單體規(guī)模小、物性變化大等強(qiáng)非均質(zhì)性，各自又存在一定差異[7-8]。人們研究松遼盆地高臺(tái)子油層的地質(zhì)特征、油藏形成條件和分布規(guī)律，以及微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征[9-13]。石油的充注、運(yùn)移和聚集與儲(chǔ)層孔隙度、滲透率存在一定的相關(guān)關(guān)系，孔隙度和滲透率受控于微觀孔隙結(jié)構(gòu)[14-16]。致密砂巖儲(chǔ)層常發(fā)育連通性較差的納—微米尺度孔喉，孔隙體幾何形狀復(fù)雜且不規(guī)則[17]，采用常規(guī)單一方法難以有效描述和表征微觀孔隙結(jié)構(gòu)[18]。在生產(chǎn)開發(fā)中，龍虎泡油田龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子油層鉆探的水平井面臨產(chǎn)量低、油水比高及效益差等問題，對(duì)其儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究較為薄弱，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及致密油資源評(píng)價(jià)缺乏科學(xué)依據(jù)。因此，采用多種技術(shù)對(duì)孔喉結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的量化，對(duì)于致密油開發(fā)和提高采收率具有重要意義[19-20]。

目前，致密砂巖儲(chǔ)層孔—喉形態(tài)和大小的定性、定量研究分為兩大類方法：第一大類為鏡下觀察法(直接法)，如聚焦離子束拋光—電鏡掃描技術(shù)(FIB-SEM)、環(huán)境掃描電子成像技術(shù)(ESEM)、場(chǎng)發(fā)射掃描(FE-SEM)結(jié)合能譜分析(EDS)技術(shù)、二次電子(SE)/背散射電子(BSE)成像技術(shù)、微/納米CT掃描技術(shù)等，可以較為直觀地定性表征孔喉幾何特征，但不能準(zhǔn)確定量獲取孔喉大小[21-23]。第二大類為流體注入法(間接法)，如高壓壓汞法(MICP)、恒速壓汞法、氣體吸附/解吸測(cè)量法(LTGA-N2)、核磁共振法(NMR)、小角X線散射法(SAXS)、小角中子散射法(SANS)和超小角中子散射法(USANS)等[24-26]，可以定量獲取孔喉大小，其中不同實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)孔喉直徑測(cè)量范圍存在差異[13]。宏觀儲(chǔ)層質(zhì)量預(yù)測(cè)與微觀孔喉結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異，為找到宏觀儲(chǔ)層質(zhì)量預(yù)測(cè)與微觀孔喉結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)之間的聯(lián)系，需要多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)聯(lián)合對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行綜合描述和精細(xì)表征[27]。

以松遼盆地龍虎泡油田龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密砂巖儲(chǔ)層為例，筆者將鑄體薄片觀察、孔滲測(cè)試、高壓壓汞、恒速壓汞實(shí)驗(yàn)與場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、低溫氮?dú)馕降燃夹g(shù)聯(lián)合，研究致密砂巖儲(chǔ)集空間特征，探討孔喉大小分布對(duì)物性的控制作用，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層并采取有效開發(fā)措施提供參考。

1 地質(zhì)背景

取樣井位于松遼盆地北部龍虎泡油田龍26外擴(kuò)區(qū)，樣品取自高臺(tái)子油層的高三、高四油層組致密砂巖儲(chǔ)層，對(duì)應(yīng)白堊系上統(tǒng)青山口組二、三段沉積地層(見圖1)[13]。龍虎泡油田構(gòu)造區(qū)域位于松遼盆地西北部，東接大慶長(zhǎng)垣，西鄰西部斜坡帶，構(gòu)造特點(diǎn)為西高東低、南高北低。青山口組二、三段的高三、高四油層組為主要的致密油層。以河口壩、席狀砂沉積為主，遠(yuǎn)端主要沉積類型為前三角洲的湖相沉積。受北部物源的影響，巖性、巖相變化較大，主要有粉細(xì)砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含介形蟲粉砂巖等。鄰近齊家凹陷的生油中心，下伏的青山口組一段為主要的生油層系，油源充足，源儲(chǔ)匹配關(guān)系好，為致密油形成提供良好的地質(zhì)基礎(chǔ)，是典型的源內(nèi)成藏[9]。

圖1 龍虎泡油田龍26外擴(kuò)區(qū)地理及構(gòu)造位置Fig.1 Location of the outer expansion area of Long26 in Longhupao oilfield

2 致密儲(chǔ)層物性特征與孔隙類型

2.1 樣品物性及巖石學(xué)特征

龍虎泡油田外擴(kuò)區(qū)高三、高四油層組儲(chǔ)層樣品氣測(cè)孔滲測(cè)試結(jié)果表明，儲(chǔ)層物性整體較差，孔隙度分布在1.80%～18.20%之間，平均為9.53%(見圖2(a))；氣測(cè)滲透率分布在(0.010～15.700)×10-3μm2之間，平均為0.500×10-3μm2(見圖2(b))，是典型的致密砂巖儲(chǔ)層。參照中國石油天然氣行業(yè)油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6285—2011中碎屑巖儲(chǔ)層孔隙度和滲透率類型劃分，屬于特低孔—超低滲致密儲(chǔ)層。致密儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率之間的相關(guān)關(guān)系較弱(R2=0.046 1)，反映孔隙間的連通性較差(見圖2(c))，孤立的孔隙在致密砂巖儲(chǔ)集空間中所占比例相對(duì)較高，表明致密砂巖儲(chǔ)層與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征具有顯著差異性[27]。

圖2 龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子儲(chǔ)層孔隙度—滲透率特征Fig.2 Porosity and permeability characteristics of Long26 Gaotaizi reservoir in the outer expansion area

圖3 龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密砂巖儲(chǔ)層巖石類型三角圖

Fig.3 Tight sandstone component classification of Long26 Gaotaizi reservoir in the outer expansion area

龍虎泡高臺(tái)子儲(chǔ)層巖性以含泥粉砂巖為主，粒度中值為0.05～0.10 mm，泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)為5.00%～20.00%。巖石類型以長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，其中主要礦物為石英、長(zhǎng)石(正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石)和巖屑，其體積分?jǐn)?shù)各占三分之一左右(見圖3)，分選程度中等偏好，磨圓程度為次棱或次圓，長(zhǎng)石風(fēng)化程度為中等，膠結(jié)類型復(fù)雜，以再生膠結(jié)為主，伴有再生—孔隙、再生—薄膜和接觸—再生膠結(jié)。

儲(chǔ)層巖石學(xué)特征對(duì)儲(chǔ)集性能的控制具有重要作用?；谌珟r及黏土礦物X線測(cè)試分析，巖石成分中石英體積分?jǐn)?shù)最高，介于41.00%～45.00%，平均為43.75%；長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)介于34.00%～41.00%，平均為36.75%；方解石體積分?jǐn)?shù)介于5.00%～13.00%，平均為9.25%；黏土礦物體積分?jǐn)?shù)介于6.00%～16.00%，平均為10.25%。黏土礦物以綠泥石、伊利石和伊/蒙混層為主，高嶺石體積分?jǐn)?shù)較少；伊/蒙混層體積分?jǐn)?shù)最高，介于38.00%～59.00%，平均為50.75%；綠泥石體積分?jǐn)?shù)次之，介于21.00%～42.00%，平均為32.75%；伊利石體積分?jǐn)?shù)介于11.00%～18.00%，平均為15.25%。說明儲(chǔ)層中的伊/蒙混層未完全轉(zhuǎn)化為伊利石，以混層黏土礦物為主。

選取龍26外擴(kuò)區(qū)具有代表性的L26-平25和L26-平42井的4塊致密砂巖樣品(為標(biāo)準(zhǔn)柱樣，直徑約為2.5 cm)，進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、低溫氮?dú)馕?、高壓壓汞及恒速壓汞等?shí)驗(yàn)。樣品的基本參數(shù)見表1。

表1 致密砂巖樣品物性及礦物組成

2.2 孔隙類型及特征

利用氬離子拋光—場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，結(jié)合巖石礦物能譜分析，對(duì)4個(gè)致密砂巖儲(chǔ)集空間類型進(jìn)行觀察。掃描電鏡下，可見外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子油層致密儲(chǔ)層中主要發(fā)育4種孔隙類型：粒間孔、溶蝕孔、晶間微孔和微裂縫(見圖4)。其中粒間孔尺度相對(duì)較大但數(shù)量較少，孔喉直徑為10 μm左右，形狀通常是三角形或具有平滑直邊的多邊形(見圖4(a-b))。很多粒間孔被晚期成巖作用改變，如機(jī)械壓實(shí)和黏土礦物膠結(jié)充填，形成微納米級(jí)的粒間溶蝕孔(見圖4(c))。溶蝕孔多為次生粒間溶孔，即碎屑顆粒(主要為長(zhǎng)石顆粒和方解石)的邊緣溶解產(chǎn)生的粒間孔隙，許多溶蝕孔間伴生伊利石膠結(jié)物(見圖4(d-e))，孔隙具有不規(guī)則的孔表面，直徑范圍在幾納米至幾微米，為致密油提供主要的儲(chǔ)存空間。晶間微孔是由自生礦物和黏土礦物形成的(見圖4(f))，包括綠泥石、伊利石、伊/蒙混層及少量黃鐵礦晶間微孔，綠泥石晶間微孔最多?？紫吨睆揭话阈∮? μm，最小可達(dá)幾納米，自生礦物的晶間孔比黏土礦物內(nèi)的大(見圖4(g-h))，通常作為連接其他幾種類型孔隙的喉道。微裂縫發(fā)育相對(duì)較少，主要為脆性礦物破裂縫及黏土礦物收縮微裂縫，寬度通常為幾十納米至幾微米。微裂縫使儲(chǔ)層孔隙連通性增強(qiáng)，滲透率提高，改善致密儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性，對(duì)油氣的成儲(chǔ)及疏導(dǎo)起重要作用，可見部分微裂縫被瀝青等有機(jī)質(zhì)充填(見圖4(i))。

圖4 龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密砂巖儲(chǔ)層典型的孔隙類型Fig.4 Typical pore types of tight sandstone reservoirs of Long26 Gaotaizi reservoir in the outer expansion area

3 孔喉大小分布特征

3.1 恒速壓汞實(shí)驗(yàn)

恒速壓汞實(shí)驗(yàn)采用ASPE-730恒速孔隙儀：1309B08，參照大慶油田有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY DQ1526—2012《巖石毛管壓力曲線測(cè)定·恒速法》進(jìn)行測(cè)試。汞作為非潤(rùn)濕相，以極低、恒定的速度向巖石孔隙內(nèi)注入，保證實(shí)驗(yàn)過程中接觸角和界面張力恒定不變，毛細(xì)管阻力在喉道半徑最小處達(dá)到最大，當(dāng)汞突破喉道進(jìn)入孔隙時(shí)，壓力驟降，充填孔隙導(dǎo)致壓力回升；利用高精度壓力傳感器，記錄隨進(jìn)汞量變化的壓力的變化，將喉道和孔隙區(qū)分開，獲取孔隙半徑、喉道半徑及孔喉半徑比等參數(shù)的頻數(shù)分布數(shù)據(jù)[28-29]。

恒速壓汞實(shí)驗(yàn)總進(jìn)汞量由孔隙進(jìn)汞量和喉道進(jìn)汞量組成。Huang Wenbiao等提出，隨著孔滲的降低，根據(jù)恒速壓汞實(shí)驗(yàn)汞飽和度曲線，可將致密砂巖儲(chǔ)層分為孔隙主導(dǎo)型、孔喉共控型和喉道主導(dǎo)型[30]。龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子4塊樣品的恒速壓汞實(shí)驗(yàn)曲線為喉道主導(dǎo)型(見圖5)。4塊樣品的排驅(qū)壓力介于2.217～3.512 MPa，總進(jìn)汞曲線與喉道進(jìn)汞曲線形態(tài)近乎重合，孔隙進(jìn)汞量極低。對(duì)于特低滲透性的外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密儲(chǔ)層，喉道進(jìn)汞是控制總進(jìn)汞飽和度的關(guān)鍵[31]。

圖5 樣品恒速壓汞實(shí)驗(yàn)的毛管壓力曲線Fig.5 Capillary pressure curves of rate-controlled mercury porosimetry

根據(jù)恒速壓汞實(shí)驗(yàn)毛管壓力曲線，計(jì)算孔隙半徑和喉道半徑分布(見圖6)?？紫栋霃胶秃淼腊霃椒植驾^為集中，孔隙半徑主要分布在120.000～300.000 μm之間，喉道半徑主要分布在0.130～0.500 μm之間，4塊樣品孔滲很低且較為接近。與常規(guī)儲(chǔ)層的區(qū)別是具有很大的孔喉比，介于680～750，是導(dǎo)致外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密油產(chǎn)出程度低的主要原因[17]。

圖6 樣品恒速壓汞實(shí)驗(yàn)孔喉半徑分布特征Fig.6 Pore and throat size distribution characterized by RCP

恒速壓汞實(shí)驗(yàn)最大進(jìn)汞壓力為6.200 MPa，表征的是半徑大于0.120 μm的孔喉，最大進(jìn)汞飽和度平均為48.84%，遠(yuǎn)小于高壓壓汞實(shí)驗(yàn)的平均最大進(jìn)汞飽和度94.20%。與氣測(cè)孔隙度相比，恒速壓汞實(shí)驗(yàn)反映的孔隙和喉道體積占34.53%(樣品C)～59.16%(樣品A)，剩余的體積由更小半徑(小于0.120 μm)的喉道及孔隙貢獻(xiàn)，孔喉直徑需要更大進(jìn)汞壓力測(cè)定，高壓壓汞實(shí)驗(yàn)的最大進(jìn)汞壓力為200.000 MPa。因此，小于0.120 μm的孔喉需要結(jié)合高壓壓汞才能表征。

3.2 高壓壓汞實(shí)驗(yàn)

高壓壓汞實(shí)驗(yàn)采用AutoPore Ⅳ 9505孔隙分析儀，參照GB/T 29171—2012《巖石毛管壓力曲線的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)樣品經(jīng)過洗油和烘干處理，最大進(jìn)汞壓力為200.000 MPa，對(duì)應(yīng)孔隙半徑為3.67 nm。毛管壓力曲線能夠反映連通孔喉及其控制孔隙體積的發(fā)育和連通情況。4塊樣品的毛管壓力曲線見圖7(a)，排驅(qū)壓力介于2.050～2.740 MPa，平均為2.400 MPa，與齊家地區(qū)高臺(tái)子致密儲(chǔ)層(排驅(qū)壓力為0.060～1.800 MPa)相比較高。具有較高的最大進(jìn)汞飽和度，介于94.20%～96.74%，平均為95.28%，退汞效率介于41.17%～50.08%，平均為47.61%，說明近一半的汞殘留在孔隙中。低孔超低滲致密儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樣品納米級(jí)孔喉較為發(fā)育，細(xì)小的喉道是影響退汞效率的主要因素，導(dǎo)致汞液不能完全退出[32-33]。

圖7 樣品高壓壓汞實(shí)驗(yàn)毛管壓力曲線和孔喉半徑分布特征Fig.7 Capillary pressure curves and pore size distribution characterized by MIP

將毛管壓力曲線轉(zhuǎn)化為孔喉半徑分布曲線(見圖7(b))。由圖7(b)可以看出，4塊樣品滲透率較為接近且低于0.100×10-3μm2，孔喉半徑整體分布在0.005～0.300 μm之間，峰值介于0.020～0.300 μm，大于1.000 μm的孔喉較少甚至幾乎不存在。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡顯示，致密砂巖儲(chǔ)層還有一定量孔喉直徑大于10.000 μm的孔喉(見圖4)，說明高壓壓汞法在表征致密砂巖孔喉大小分布時(shí)，將一些具有較大孔喉直徑的孔隙與孔喉直徑較小的喉道同時(shí)劃分為較小孔喉，即屏蔽一些相對(duì)大孔。高壓壓汞實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是孔喉大小的分布，而未能區(qū)分孔隙和喉道[29]。因此，結(jié)合恒速壓汞實(shí)驗(yàn)，才能更全面地表征樣品孔隙和喉道半徑分布特征。

3.3 低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)

低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)采用Micromeritics ASAP 2020比表面積及孔喉直徑分析儀進(jìn)行測(cè)試。在77 K(-196.15 ℃)的亞臨界熱力學(xué)溫度下，以10 s為平衡時(shí)間間隔，測(cè)定相對(duì)壓力在0.025～0.985之間的致密砂巖樣品的氮?dú)馕?脫附量；根據(jù)GB/T 19587—2004《氣體吸附BET法測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積》，計(jì)算樣品的BET比表面積，利用DFT模型計(jì)算氮?dú)馕角€，利用BJH方法計(jì)算孔體積。

由高壓壓汞實(shí)驗(yàn)和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡可知，龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密砂巖儲(chǔ)層發(fā)育大量納米級(jí)別孔，且大多為黏土礦物晶間孔(見圖4(g-h))，黏土礦物在高壓下易被壓壞或變形，導(dǎo)致孔喉直徑發(fā)生變化。Clarkson C R等研究表明，高壓壓汞實(shí)驗(yàn)在大于70 MPa(直徑為50 nm)時(shí)對(duì)孔喉直徑的表征缺乏準(zhǔn)確性[34]。低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)對(duì)孔喉結(jié)構(gòu)不存在破壞作用，尤其對(duì)直徑在50 nm以下納米級(jí)孔具有更準(zhǔn)確的表征作用。低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)通過回滯環(huán)特征等反映孔隙結(jié)構(gòu)形態(tài)，因此與壓汞實(shí)驗(yàn)在孔隙結(jié)構(gòu)表征中可以進(jìn)行互補(bǔ)。

基于低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用BET方程計(jì)算樣品的比表面積介于1.03～2.46 m2/g；應(yīng)用DFT模型計(jì)算孔喉直徑分布，平均孔喉直徑介于21.65～22.37 nm，平均孔隙體積為0.009 cm3/g。樣品的孔喉直徑分布范圍在2～100 nm之間，大于20～100 nm的占孔喉直徑分布的主體(見圖8(a))。氮?dú)獾葴匚椒种Ш兔摳椒种Р恢睾?，在相?duì)壓力為0

圖8 氮?dú)馕奖碚鞯目缀碇睆椒植己臀?、脫附曲線Fig.8 PSD characterized by nitrogen adsorption and nitrogen adsorption-desorption isotherms

3.4 全孔喉直徑表征

龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密儲(chǔ)層孔喉直徑分布從2 nm到幾百微米，孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致任何單一的實(shí)驗(yàn)都難以對(duì)大范圍的孔喉直徑分布進(jìn)行完整的表征。因此，將低溫氮?dú)馕?、高壓壓汞和恒速壓汞?shí)驗(yàn)結(jié)果聯(lián)合，才是致密砂巖全孔喉直徑表征的有效方法，前提是兩種實(shí)驗(yàn)的dV/dlgD表現(xiàn)出相似甚至一致的趨勢(shì)[27]。低溫氮?dú)馕胶透邏簤汗瘜?shí)驗(yàn)的拼接點(diǎn)選在孔喉直徑為20 nm處(見圖9)，高壓壓汞實(shí)驗(yàn)孔喉直徑分布與低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)孔喉直徑分布的dV/dlgD相同；在孔喉直徑小于20 nm時(shí)，低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)體積大于進(jìn)汞體積，原因是相同相對(duì)壓力下氮?dú)獗裙淄ㄟ^微小孔喉，在較低相對(duì)壓力下，氮?dú)鈨?yōu)先以單分子層吸附在微孔中，汞優(yōu)先充填大孔，因此低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)表征的20 nm以下的微孔孔體積更為準(zhǔn)確。高壓壓汞與恒速壓汞實(shí)驗(yàn)的拼接點(diǎn)選在孔喉直徑為230 nm處，高壓壓汞和恒速壓汞實(shí)驗(yàn)孔喉直徑分布曲線趨勢(shì)一致，但在相同進(jìn)汞壓力下，高壓壓汞實(shí)驗(yàn)的進(jìn)汞量小于恒速壓汞實(shí)驗(yàn)的，原因是高壓壓汞實(shí)驗(yàn)在注汞時(shí)引起接觸角的變化，而恒速壓汞實(shí)驗(yàn)進(jìn)汞時(shí)的準(zhǔn)靜態(tài)能夠保持接觸角為一個(gè)恒定值[36]。因此，利用高壓壓汞實(shí)驗(yàn)表征20～230 nm范圍內(nèi)的孔喉直徑；右峰反映的是恒速壓汞實(shí)驗(yàn)測(cè)得的孔隙特征。4塊樣品全孔喉直徑表征結(jié)果表明，研究區(qū)致密儲(chǔ)層孔喉直徑分布在2～600 nm之間，主峰位于100～400 nm，伴有極少量孔喉直徑為200～600 μm的孔隙。

根據(jù)松遼盆地南部中央坳陷區(qū)泉頭組四段致密砂巖儲(chǔ)層分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[37]，龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密砂巖儲(chǔ)層屬于Ⅱ-Ⅲ類致密儲(chǔ)層，品質(zhì)為中等偏差。

圖9 樣品低溫氮?dú)馕?、高壓壓汞和恒速壓汞?shí)驗(yàn)聯(lián)合表征全孔喉直徑分布Fig.9 Overall PSD characterized by nitrogen adsorption, MIP and RCP

4 孔喉大小分布對(duì)儲(chǔ)層的意義

孔喉大小分布對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層物性具有重要的控制作用。根據(jù)高壓壓汞實(shí)驗(yàn)孔喉直徑分布，研究區(qū)孔喉半徑大于0.400 μm的大孔幾乎不存在，在早期進(jìn)汞階段，小比例的半徑介于0.04～0.40 μm的孔隙使累積滲透率貢獻(xiàn)率快速增加至98%；累積孔喉分布頻率曲線也較陡，但增加速率比累積滲透率貢獻(xiàn)率緩慢，沒有達(dá)到最大，累積孔喉分布頻率為50.0%～60.0%(見圖10)。隨汞的繼續(xù)注入，累積孔喉分布頻率曲線繼續(xù)呈現(xiàn)較陡的趨勢(shì)，而累積滲透率貢獻(xiàn)率上升緩慢，4塊樣品最大進(jìn)汞飽和度為95%，相對(duì)小的孔喉中注入35%～45%的汞，表明小孔喉對(duì)滲透率的影響不大，但不能忽視對(duì)儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn)。

圖10 龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密砂巖儲(chǔ)層孔喉大小對(duì)滲透率的控制Fig.10 Control of pore throat sizes on permeability of tight sandstone reservoirs in Gaotaizi of Long26

5 結(jié)論

(1)松遼盆地北部龍虎泡油田龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密儲(chǔ)層物性較差，為特低孔—超低滲致密砂巖儲(chǔ)層；儲(chǔ)層的孔隙類型主要為殘余粒間孔、長(zhǎng)石及方解石溶蝕孔、黏土礦物晶間微孔和少量微裂縫，減孔作用主要由壓實(shí)作用、方解石膠結(jié)及黏土礦物充填造成。高臺(tái)子致密儲(chǔ)層主體孔喉直徑尺度較小。

(2)研究區(qū)致密儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單一實(shí)驗(yàn)無法準(zhǔn)確定量表征孔喉直徑分布特征。可以用恒速壓汞實(shí)驗(yàn)表征直徑大于230 nm的孔喉；用高壓壓汞實(shí)驗(yàn)表征直徑介于20～230 nm的孔喉；用低溫氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)表征直徑小于20 nm的孔喉。

(3)龍26外擴(kuò)區(qū)高臺(tái)子致密儲(chǔ)層孔隙形態(tài)多為IUPAC分類的H3型，即平行板結(jié)構(gòu)的狹縫孔。孔喉直徑分布范圍為2～600 nm，主要介于100～400 nm，伴有極少量直徑為200～600 μm的孔隙；屬于Ⅱ-Ⅲ類致密儲(chǔ)層，為中—差品質(zhì)儲(chǔ)層。小孔喉對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響不大，但不能忽視對(duì)致密儲(chǔ)層儲(chǔ)集性的貢獻(xiàn)。