壓汞—恒速壓汞在致密儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)定量表征中的應(yīng)用——以鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層為例

喻　建，馬　捷，路俊剛，曹　琰，馮勝斌，李衛(wèi)成

(1．中國(guó)石油 長(zhǎng)慶油田分公司，西安　710018； 2．西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都　610500)

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壓汞—恒速壓汞在致密儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)定量表征中的應(yīng)用
——以鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層為例

喻建1，馬捷2，路俊剛2，曹琰2，馮勝斌1，李衛(wèi)成1

(1．中國(guó)石油 長(zhǎng)慶油田分公司，西安710018； 2．西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都610500)

摘要：鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)是典型的致密油氣富集區(qū)，儲(chǔ)層物性差，微觀孔喉結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜，孔喉結(jié)構(gòu)對(duì)油氣的富集和后期開(kāi)采有較大影響。利用壓汞—恒速壓汞法探討華池—合水地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密砂巖儲(chǔ)層納米孔喉定量表征及孔喉體系中流體滲流特征。研究表明：研究區(qū)儲(chǔ)層排替壓力較高，平均喉道半徑較小，孔喉體積比及孔喉比較大，滲流能力差；不同物性巖樣的孔隙半徑分布范圍一致，喉道分布差異明顯，進(jìn)汞飽和度隨孔隙個(gè)數(shù)的增多而增大；SHg—ΔSHg/ΔPc曲線能較好地反映進(jìn)汞速率及孔喉結(jié)構(gòu)，致密儲(chǔ)層中納米級(jí)孔喉發(fā)育，且對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集及滲流能力有較大的貢獻(xiàn)；流體在注入過(guò)程中，首先進(jìn)入孔隙主控區(qū)，緊接著進(jìn)入孔喉共控區(qū)，最后進(jìn)入喉道主控區(qū)；恒速壓汞在研究致密儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)時(shí)不能反映納米孔喉特征，評(píng)價(jià)物性較好的儲(chǔ)層效果較好。

關(guān)鍵詞：致密儲(chǔ)層；微觀孔喉結(jié)構(gòu)；定量表征；壓汞；恒速壓汞；鄂爾多斯盆地

Application of mercury injection and rate-controlled mercury penetration in

隨著油氣勘探的進(jìn)步及油氣資源的接替，致密油氣在油氣資源勘探中具有越來(lái)越重要的地位[1-4]，而儲(chǔ)層的微觀孔喉結(jié)構(gòu)直接影響油氣富集情況、后期開(kāi)發(fā)難易程度及開(kāi)發(fā)效果，因此，研究?jī)?chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)定量表征方法具有非常重要的意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量研究，對(duì)儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)的研究也越來(lái)越重視定量化技術(shù)的應(yīng)用，目前主要包括間接測(cè)量的氣體吸附法、壓汞及恒速壓汞法和直接觀測(cè)的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡法、CT掃描法等[5-11]。根據(jù)目前研究，場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡及CT掃描能直觀地認(rèn)識(shí)納—微米級(jí)孔喉的形狀、大小并構(gòu)建孔喉三維立體結(jié)構(gòu)[5-7]，卻不能反映流體在孔喉中的滲流特征；恒速壓汞不僅可測(cè)定孔隙和喉道的數(shù)量、半徑等信息，還能反映儲(chǔ)層流體滲流過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特征[8-10]。然而由于實(shí)驗(yàn)壓力(最高進(jìn)汞壓力通常為900 psi)的限制，只能反映大于0.12 μm(微米、亞微米級(jí))的喉道及其控制的孔喉體系特征[11]，不能表現(xiàn)納米級(jí)孔喉的特征。因此，有必要對(duì)微觀孔喉結(jié)構(gòu)的定量表征做出更深入的研究。

此次研究主要在前人對(duì)壓汞、恒速壓汞技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，結(jié)合壓汞壓力較大、能反映納米級(jí)孔喉體系特征的特點(diǎn)，著重探討了壓汞在納米級(jí)孔喉體系定量表征中的應(yīng)用，及其在致密儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中的優(yōu)缺點(diǎn)。并以鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7致密儲(chǔ)層為例，對(duì)納米級(jí)孔喉體系進(jìn)行了詳細(xì)的定量表征，旨在為研究區(qū)致密油藏微觀運(yùn)聚機(jī)理研究及后期開(kāi)發(fā)提供可靠的地質(zhì)基礎(chǔ)。

1研究區(qū)儲(chǔ)層基本特征

鄂爾多斯盆地是我國(guó)東部中—新生代典型陸相沉積盆地之一。華池—合水地區(qū)位于盆地次級(jí)構(gòu)造單元伊陜斜坡的西南部，該區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組地層為典型的河流—三角洲—湖泊相發(fā)育區(qū)。在底部主要沉積一套厚度大且穩(wěn)定、富含有機(jī)質(zhì)的黑色泥巖。由于河流注入，在其上部層段發(fā)育濁積砂體[12]。

研究區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層以細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖為主。儲(chǔ)層致密，物性差，孔隙度主要分布在3%~12%之間，平均孔隙度為8.9%；滲透率主要分布在小于0.3×10-3μm2范圍內(nèi)，平均為0.15×10-3μm2。孔隙類型主要為粒間孔、溶孔等(圖1a，b)，喉道類型以片狀、管狀喉道為主(圖1c，d)。

圖1　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)

低滲透儲(chǔ)層內(nèi)孔喉按大小主要可分為微米級(jí)、納米級(jí)孔喉[13]。研究區(qū)長(zhǎng)7油層為典型的致密儲(chǔ)層，排替壓力一般大于1 MPa，即喉道半徑以小于1 μm為主，按此前的分類標(biāo)準(zhǔn)幾乎均為納米級(jí)孔喉。此外恒速壓汞可以反映的是大于0.12 μm的孔喉體系特征。因此本文結(jié)合鄂爾多斯盆地地質(zhì)實(shí)際，參考國(guó)內(nèi)專家的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將研究區(qū)長(zhǎng)7致密油儲(chǔ)層孔喉分為微米級(jí)(>1 μm)、亞微米級(jí)(0.1~1 μm)和納米級(jí)(<0.1 μm)3類。

2微觀孔喉結(jié)構(gòu)定量表征

流體在復(fù)雜的孔隙系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，要經(jīng)歷一系列連通的孔隙和喉道。無(wú)論是油氣向孔隙介質(zhì)的二次運(yùn)移(驅(qū)替沉積期所充滿的水)，還是在開(kāi)采過(guò)程中油氣從孔隙介質(zhì)中被驅(qū)替出來(lái)，都要受到流動(dòng)通道中最小截面(喉道)的控制[14]。因此，喉道的大小、分布及其幾何形態(tài)，是影響儲(chǔ)層滲流能力的重要因素。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)7砂巖儲(chǔ)層27塊砂巖樣品進(jìn)汞曲線(圖2)的研究發(fā)現(xiàn)，喉道細(xì)小，排替壓力較高，主要集中在1~5 MPa；曲線的平緩段較長(zhǎng)，各樣品在曲線過(guò)渡段的斜度并無(wú)明顯區(qū)別，孔喉分選均勻；微細(xì)喉道發(fā)育，中值壓力較大，并且部分樣品無(wú)中值壓力；最大進(jìn)汞飽和度存在較大差異，主要集中在40%~80%，多數(shù)大于60%，儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)。

2.1孔喉大小及分布

圖2　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)

由于進(jìn)汞過(guò)程中主要反映喉道半徑，因此通過(guò)不同半徑對(duì)其飽和度進(jìn)行加權(quán)[14-15]：

式中：ri為某一區(qū)間孔喉半徑中值，μm；SHgi為某一孔喉半徑區(qū)間進(jìn)汞飽和度，%。

計(jì)算得到研究區(qū)平均喉道半徑為0.068 2~0.433 5 μm，主要大于0.1 μm，平均為0.191 7 μm，喉道偏細(xì)，以微細(xì)喉道為主(表1)。另外，從表1中可以看出，孔隙度、滲透率隨平均喉道半徑的增大而明顯增大。因此喉道半徑直接控制儲(chǔ)層物性的好壞，也決定了油氣在儲(chǔ)層中儲(chǔ)集及滲流的能力。

表1　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)

對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層5塊不同孔隙度、滲透率巖樣進(jìn)行恒速壓汞實(shí)驗(yàn)分析表明：不同物性的樣品，其孔隙半徑分布基本一致，主要集中在100~250 μm，而不同半徑的孔隙個(gè)數(shù)存在明顯差異(圖3a)，孔隙半徑分布頻率卻無(wú)差異(圖3b)；不同物性的低滲透樣品喉道半徑分布存在較大差異，如陽(yáng)測(cè)1井滲透率0.38×10-3μm2，喉道主要分布在0.2~0.8 μm范圍內(nèi)，而滲透率小于0.1×10-3μm2的樣品(寧52、陽(yáng)測(cè)2、莊143井)的喉道主要分布于0.1~0.5 μm范圍，主峰位于0.3 μm左右(圖3c)，同樣不同物性的樣品的喉道半徑分布頻率也存在明顯差異(圖3d)。此外從分析中還發(fā)現(xiàn)板19、寧52、陽(yáng)測(cè)1、陽(yáng)測(cè)2、莊143井的進(jìn)汞飽和度分別為45.13%，46.7%，59.89%，51.84%，35.96%，進(jìn)汞飽和度隨孔隙個(gè)數(shù)的減少而降低。這充分說(shuō)明，孔隙度的高低主要受孔隙個(gè)數(shù)的影響，與孔隙大小分布頻率關(guān)系不明顯；滲透率的好壞主要受喉道大小及分布頻率的影響，滲透率越大，粗喉道貢獻(xiàn)率越大(圖3e)。

圖3　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)

對(duì)比前文，由壓汞得到的平均喉道半徑為0.191 7 μm，恒速壓汞的喉道分布主峰位于0.3 μm左右，明顯大于儲(chǔ)層真實(shí)的平均喉道半徑。主要由于恒速壓汞壓力較小，所測(cè)得的孔喉有效半徑大于0.12 μm，不能反映納米級(jí)的孔喉結(jié)構(gòu)特征及分布，而對(duì)于致密油儲(chǔ)層來(lái)說(shuō)，納米級(jí)孔喉對(duì)油氣的富集具有較大的貢獻(xiàn)。因此僅用恒速壓汞進(jìn)行儲(chǔ)層微觀特征研究存在不妥。

2.2孔喉體積比及孔喉比

在壓汞和退汞曲線中，進(jìn)汞曲線為巖石喉道體積與巖石孔隙體積之和，退汞曲線僅反映巖石喉道的體積，而殘余汞飽和度則反映巖石孔隙的大小，殘余汞主要存在于巖石孔隙中(圖4)。因此通過(guò)以下算式可以算出巖樣孔喉體積比[16]：

式中：bt為平均孔喉體積比；SR為殘余汞飽和度，%；Smax為最大進(jìn)汞飽和度，%。

孔喉體積比越小，說(shuō)明喉道較發(fā)育，滲透率越高，越有利于油氣的運(yùn)移，孔隙中的油氣也越容易通過(guò)喉道被驅(qū)替出來(lái)；反之，孔喉體積比越大，滲透率低，不利于油氣的運(yùn)移富集及后期開(kāi)采。研究區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層孔喉體積比一般分布在2~5范圍內(nèi)，平均為4.339(表2)。表明喉道空間較少，僅為總孔隙的18.7%，喉道相對(duì)較細(xì)，油氣難以流動(dòng)。

圖4　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)

井號(hào)層位孔隙度/%滲透率/(10-3μm2)孔喉體積比板7長(zhǎng)7213.60.2731.91城75長(zhǎng)7211.90.1322.43里9長(zhǎng)711.80.1233.97里94長(zhǎng)7110.30.0733.16里96長(zhǎng)729.30.0754.23木40長(zhǎng)711.50.1343.69寧97長(zhǎng)710.30.1113.89寧79長(zhǎng)718.00.0512.27寧30長(zhǎng)717.90.2056.89西79長(zhǎng)7111.60.1197.29西68長(zhǎng)7210.90.19210.6莊15長(zhǎng)7110.00.0773.28莊89長(zhǎng)719.20.0792.61莊97長(zhǎng)7113.30.3084.52

孔喉比是孔隙與喉道半徑或直徑比，通常用其衡量孔隙開(kāi)度的非均勻程度[17]，能較好反映孔隙、喉道的形態(tài)?？缀肀仍酱螅从晨紫遁^粗而喉道相對(duì)細(xì)小，滲透率低，滲流能力差，油氣在其孔喉中不易流動(dòng)；反之，滲流能力較好。如研究區(qū)5口井的孔喉比分布結(jié)果(圖5)，孔喉比分布范圍均較寬，陽(yáng)測(cè)1井滲透率為0.38×10-3μm2，孔喉比主要分布于400~600范圍；板19井滲透率為0.175×10-3μm2，孔喉比主峰為350~800；寧52井滲透率為0.09×10-3μm2，孔喉比主要分布于500~900范圍；陽(yáng)測(cè)2井滲透率為0.014×10-3μm2，孔喉比主峰為450~1 050。表明不同滲透性樣品的孔喉比分布差異明顯，滲透性越弱，孔喉比主峰越大。

圖5　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)長(zhǎng)7巖樣恒速壓汞孔喉比頻率及累計(jì)頻率分布

2.3納米級(jí)喉道控制體積及微細(xì)喉道

由于實(shí)驗(yàn)條件原因，恒速壓汞的壓力較低，不能測(cè)得小于0.12 μm的孔喉體系的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而壓汞在約50 MPa條件下就可以使流體進(jìn)入喉道小至15 nm的喉道體系中。因此本文在此對(duì)壓汞曲線進(jìn)行深入研究，探討其在納米級(jí)微觀孔喉結(jié)構(gòu)定量表征中的應(yīng)用。

在壓汞過(guò)程中，汞的進(jìn)入過(guò)程是先進(jìn)入粗喉道控制的孔隙空間，然后再進(jìn)入細(xì)喉道控制的孔隙空間，因而可以知道各喉道半徑區(qū)間對(duì)應(yīng)的孔隙體積，由：

可以得到r=0.1 μm對(duì)應(yīng)的毛管壓力，同樣可以在壓汞曲線上得到大于0.1 μm所對(duì)應(yīng)的飽和度，因此可以得到大于0.1 μm孔喉體系體積，也就能求得納米級(jí)(<100 nm)孔喉體系體積(圖4)，從而得到納米級(jí)孔喉體系占總孔隙空間的比例。研究區(qū)長(zhǎng)7納米級(jí)孔喉體系的比例分布于35.43%~87.77%，平均為60.65%(表3)。此外從表3中可看出，滲透率越大的巖樣，其納米孔喉體系的孔隙體積所占比例越小，即物性越好的儲(chǔ)層，其大于0.12 μm的孔喉體系比例就越大，因此恒速壓汞表征物性較好的儲(chǔ)層孔喉特征比致密儲(chǔ)層的效果更好。

在雙對(duì)數(shù)壓汞曲線中，雙曲線頂點(diǎn)就是在壓汞曲線上汞在巖石中開(kāi)始形成一個(gè)連續(xù)且內(nèi)部連通良好的孔隙系統(tǒng)時(shí)的位置，此時(shí)，注壓使汞充填控制流動(dòng)的內(nèi)部有效連通的整個(gè)主孔隙系統(tǒng)內(nèi)的孔隙，對(duì)應(yīng)汞飽和度代表液體流動(dòng)的有效空間部分。頂點(diǎn)處的孔喉半徑r頂點(diǎn)代表了內(nèi)部連通成有效孔隙系統(tǒng)的孔喉半徑[18]。ΔSHg/ΔPc表示單位變化壓力下進(jìn)汞量的多少，即進(jìn)汞曲線斜率的倒數(shù)，反映瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的孔喉體系進(jìn)汞的難易程度，也就是說(shuō)主要表現(xiàn)孔喉結(jié)構(gòu)特征。

表3　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)

從鎮(zhèn)97井壓汞資料可以看出，雙對(duì)數(shù)壓汞曲線(圖6a)中的r頂點(diǎn)與進(jìn)汞曲線(圖6b)中的B點(diǎn)對(duì)應(yīng)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的喉道為滲透率貢獻(xiàn)值最大段喉道半徑。進(jìn)汞曲線(圖6b)的AB段比較平緩，同樣ΔSHg/ΔPc值迅速增大，在B點(diǎn)達(dá)到最大，反映此階段汞比較容易進(jìn)入，孔喉較粗，連通性較好，該段為

圖6　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)鎮(zhèn)97井2 247.32 m砂巖壓汞曲線及SHg-ΔSHg/ΔPc關(guān)系

有效控制流體流通的主要空間；在BC段ΔSHg/ΔPc值快速遞減，進(jìn)汞速率減小，對(duì)應(yīng)的喉道半徑變小，滲透率貢獻(xiàn)值也在遞減，因此該段被稱為過(guò)渡段；在C點(diǎn)之后，ΔSHg/ΔPc值已經(jīng)變得很小，對(duì)應(yīng)喉道半徑的滲透率很低，稱為微細(xì)喉道段；D點(diǎn)之后為納米級(jí)孔喉體系，對(duì)應(yīng)進(jìn)汞壓力的進(jìn)汞速率基本上接近0，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)值較低，不利于流體流動(dòng)?？傊?，AC段是流體儲(chǔ)集及流動(dòng)的主要空間。

研究中還發(fā)現(xiàn)微細(xì)孔喉體系隨滲透率的減小而向喉道半徑較小的方向移動(dòng)，當(dāng)滲透率低到一定時(shí)，微細(xì)孔喉體系的半徑小至100 nm以下(即圖6中的C、D點(diǎn)發(fā)生位置交換)；另外，鎮(zhèn)97井納米級(jí)孔喉體系的比例為35.43%。因此納米級(jí)喉道對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集及滲流能力具有較大貢獻(xiàn)。

2.4流體體積與孔隙、喉道關(guān)系

在恒速壓汞的進(jìn)汞過(guò)程中，界面張力與接觸角保持不變；汞液前緣經(jīng)歷的每個(gè)孔隙形狀的變化，都會(huì)引起彎液面形狀的改變，從而引起毛細(xì)管壓力的改變；汞侵入巖石孔隙的過(guò)程受喉道控制，依次由一個(gè)喉道進(jìn)入下一個(gè)喉道。在這樣的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中(汞的飽和度在一個(gè)瞬時(shí)可以認(rèn)為不變)，當(dāng)汞突破喉道的限制進(jìn)入孔隙體的瞬時(shí)，汞在孔隙空間內(nèi)以極快的速度發(fā)生重新分布，從而產(chǎn)生一個(gè)壓力降落，之后壓力回升至把整個(gè)孔隙填滿，然后進(jìn)入下一個(gè)喉道[10-11 ]。因此，恒速壓汞能準(zhǔn)確地反映流體在孔喉體系中的滲流情況。

經(jīng)恒速壓汞分析表明，流體在注入過(guò)程中，先進(jìn)入孔隙主控區(qū)(總進(jìn)汞量曲線與孔隙進(jìn)汞量曲線重合)，緊接著進(jìn)入孔喉主控區(qū)(總進(jìn)汞量曲線與喉道進(jìn)汞曲線及孔隙進(jìn)汞曲線分離)，最后進(jìn)入喉道主控區(qū)(總進(jìn)汞量曲線與喉道進(jìn)汞量曲線重合，此時(shí)喉道的總進(jìn)汞量曲線幾乎為水平直線)。在整個(gè)過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)喉道的充注量變化不明顯，而孔隙的充注量發(fā)生明顯變化，流體進(jìn)入過(guò)程中隨半徑的逐漸變細(xì)，進(jìn)入量也由孔隙決定逐漸轉(zhuǎn)向由喉道決定(圖7)。在整個(gè)過(guò)程中，孔隙主控區(qū)是控制流體儲(chǔ)集及滲流的主要孔隙空間，孔喉共控區(qū)反映孔隙與喉道的配置關(guān)系。

同理，油氣在充注儲(chǔ)層孔喉時(shí)，首先進(jìn)入相對(duì)較粗的喉道，以及和粗喉道相連的大孔隙中；然后進(jìn)入喉道細(xì)小、孔隙較細(xì)的孔喉系統(tǒng)中；最后進(jìn)入微細(xì)喉道、孔隙基本被束縛水控制的孔喉系統(tǒng)中，此時(shí)只有喉道中能充注油氣。

陽(yáng)測(cè)1井、板19井滲透率大于0.1×10-3μm2，孔隙主控區(qū)位于喉道半徑大于0.3 μm范圍內(nèi)；寧52井、陽(yáng)測(cè)2井滲透率小于0.1×10-3μm2，孔隙主控區(qū)位于喉道半徑小于0.3 μm范圍內(nèi)(圖7)。表明滲透率越高，孔隙主控區(qū)喉道半徑越大。

3結(jié)論

鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層排替壓力較高，平均喉道半徑較小，平均為0.191 7 μm；納米級(jí)孔喉體系發(fā)育，所占空間比例分布于35.43%~87.77%，平均為60.65%；孔喉體積比較大，喉道細(xì)小且所占空間較少，僅為總孔隙的18.7%，滲流能力差；孔喉比較大，分布較寬，滲透率隨孔喉比增大而減小。

圖7　鄂爾多斯盆地華池—合水地區(qū)長(zhǎng)7巖樣喉道半徑—進(jìn)汞量關(guān)系

不同物性巖樣的孔隙半徑分布范圍一致且較寬，喉道分布差異明顯，進(jìn)汞飽和度隨孔隙個(gè)數(shù)的增多而增大；SHg-ΔSHg/ΔPc曲線能較好地反映進(jìn)汞速率及孔喉結(jié)構(gòu)，致密儲(chǔ)層中納米級(jí)孔喉發(fā)育，且對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集及滲流能力仍有較大的貢獻(xiàn)；流體在注入過(guò)程中，首先進(jìn)入孔隙主控區(qū)，緊接著進(jìn)入孔喉共控區(qū)，最后進(jìn)入喉道主控區(qū)。另外，恒速壓汞由于壓力較小，不能反映納米孔喉特征，導(dǎo)致在研究致密儲(chǔ)層孔喉特征時(shí)比實(shí)際偏大，用于評(píng)價(jià)物性較好的儲(chǔ)層時(shí)效果較好。

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(編輯韓彧)

quantitative characterization of microscopic pore structure of tight reservoirs:

A case study of the Chang7 reservoir in Huachi-Heshui area, the Ordos Basin

Yu Jian1, Ma Jie2, Lu Jungang2, Cao Yan2, Feng Shengbin1, Li Weicheng1

(1.PetroChinaChangqingOilfieldCompany,Xi’an,Shaanxi710018,China;

2.SchoolofGeoscienceandTechnology,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,Sichuan610500,China)

Abstract:Huachi-Heshui area in the Ordos Basin is a typical enrichment region for tight reservoirs. It has poor physical properties and complicated characteristics of microscopic pore throat structure, which has a great effect on oil and gas accumulation and exploitation.Mercury injection and rate-controlled mercury penetration were used to quantitatively characterize nanometer pore throats and to study fluid mobility characteristics in tight sandstone reservoirs in the seventh member of the Yanchang Formation (Chang7). The reservoir in the study area has high displacement pressure, low average throat radius, large pore/throat volume ratio, big pore throat and poor permeability. The distribution range of pore radius of rock samples with different properties is consistent, while the distribution of throat geometry among them is obviously different. Mercury injection saturation increases with the increase of pore numbers. The curve of SHg-ΔSHg/ΔPccan preferably reflect mercury injection velocity and pore throat structure. Nanometer throat pore sare well developed in tight reservoirs, which make a great contribution to reservoir capacity and permeability. In the course of injection, fluid first enters the main controlling area of the pore, then the common control area of pore and throat, and finally the main control area of the throat.Rate-controlled mercury penetration is useful for the reservoirs with good physical properties, but it can not reflect the characteristics of nanometer pore throats in studying the pore throat structure of tight reservoirs.

Key words:tight reservoir; microscopic pore throat structure; quantitative characterization; mercury injection; rate-controlled mercury penetration; Ordos Basin

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目“中國(guó)陸相致密油(頁(yè)巖油)形成機(jī)理與富集規(guī)律基礎(chǔ)研究”(2014CB239005)和國(guó)家自然科學(xué)基金(41502146，41572137)聯(lián)合資助。

通信作者：路俊剛(1980—)，男，博士，講師，從事油氣地質(zhì)與地球化學(xué)研究及教學(xué)。E-mail:lujungang21@aliyun.com。

作者簡(jiǎn)介：喻建(1965—)，男，博士，高級(jí)工程師，從事盆地油氣地質(zhì)綜合研究。E-mail:534203161@qq.com。

收稿日期：2014-08-27；

修訂日期：2015-09-10。

中圖分類號(hào)：TE122.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-6112(2015)06-0789-07doi：10.11781/sysydz201506789