页岩全尺度孔径分布测试方法及特征研究
页岩储层孔隙的表征方法
页岩储层孔隙的表征方法
页岩储层孔隙的表征是勘探工作的重要组成部分，对应其勘探开发效果和能源储量的评估有不可或缺的作用。
在储层孔隙构成学校中，研究表明有三处孔隙类型可以解释页岩沉积中的孔隙构成：结晶孔隙、熔入孔隙和裂缝孔隙。
结晶孔隙是源自于页岩熔融成型而形成的微小空间，其孔隙结构呈“玉米穗状、三维单斜结构”，并呈均匀分布状态。
作为页岩孔隙的主要来源，它们大多分布在页岩内部，可以容纳大量的页岩吸附气体。
熔入孔隙则指表面微波激光处理技术能够识别出的孔隙分布，它是由体腐蚀和熔融形成的。
主要分布在页岩表面，在页岩储层中扮演重要角色，其孔隙度可从0.1%到20%不等。
最后是裂缝孔隙，此处的裂缝孔隙是指各类裂缝的总称，包括裂缝翼和气孔网络。
他们是页岩储层在地壳及气体层析演化过程中形成的，其孔隙度介于0.1%至5% ，孔隙度垂直分布不均匀状态，气增压作用等影响通常比水增压效果要显著。
总的来说，结晶孔隙、熔入孔隙和裂缝孔隙是影响页岩储层孔隙构造的关键因素。
因此，为了精确评价页岩储层的储量和开发可用性，必须准确表征和识别这三种页岩孔隙形式。
针对这三种形式的孔隙表征，现有的技术有传统显微观察法、
激光全流及孔隙等、气体层析成像技术、X射线衍射技术、核磁共振波谱成像技术等，它们都可以有效地解决这一问题。
唯一不可忽视的是，随着技术的不断进步，后续应当探索新的孔隙表征方法，以更全面、准确地发现和表征页岩孔隙，为其开发和评价提供依据。
页岩检测方案
页岩检测方案引言页岩是一种特殊的岩石，具有高含油、高含气的特点，因此在能源开发领域具有重要的价值。
为了有效地进行页岩资源的开发和利用，需要进行页岩的检测工作。
本文档将介绍一种常用的页岩检测方案，以帮助人们更好地了解和应用该方案。
页岩检测方案概述页岩检测方案是通过一系列的野外调查和实验室分析手段，对地下的页岩资源进行定量和定性的评估。
该方案主要包括以下几个步骤：1.野外调查：在可能存在页岩的地区进行采样和观察，以确定潜在的页岩分布区域。
2.采样分析：采集地下页岩样品，并通过实验室分析手段对其进行物理性质、化学成分和孔隙结构等方面的测试和分析。
3.数据处理和评估：将野外调查和采样分析得到的数据进行处理和评估，确定页岩资源的储量和品质等重要参数。
野外调查野外调查是页岩检测方案的第一步，通过对可能存在页岩的地区进行采样和观察，可以初步确定潜在的页岩分布区域。
以下是野外调查的主要内容：1.地质调查：对地质构造、岩性变化和地层演化等进行详细的调查和测量，以确定是否存在页岩资源。
2.地球物理勘探：利用地震、电磁、重力和磁场等地球物理勘探手段，对地下岩层的特征进行探测和分析。
3.钻孔实验：通过井孔开钻和取心的方式，获取地下岩层样品，并进行现场观察和记录。
4.遥感技术：利用卫星和航空遥感技术，对目标区域进行多光谱和高光谱图像的获取和分析。
以上野外调查的数据和观察结果将成为后续采样分析的重要依据。
采样分析采样分析是页岩检测方案的核心环节，通过对采集的地下岩层样品进行实验室分析，可以得到页岩的重要物性参数和化学成分。
以下是采样分析的主要内容：1.物理性质分析：对采样的页岩样品进行密度、孔隙率、渗透率和声波速度等物理性质的测试和分析。
2.化学成分分析：采用化学分析技术，对页岩样品的有机和无机组分进行定量的测试和分析。
3.孔隙结构分析：通过扫描电子显微镜、气体吸附等方法，对页岩样品的孔隙结构和比表面积进行测量和表征。
4.地球化学分析：对页岩样品的含油和含气成分进行分析，并评估其资源潜力。
高效测定页岩储层孔隙度的方案
高效测定页岩储层孔隙度的方案高效测定页岩储层孔隙度的方案步骤一：选择合适的实验方法首先，我们需要选择一种合适的实验方法来测定页岩储层的孔隙度。
在选择实验方法时，我们应考虑以下几个方面：1. 精度：选择能够提供高精度测定结果的实验方法，以确保测定结果的可靠性。
2. 成本：考虑实验方法的成本，选择经济实用的方法。
3. 可重复性：确保实验方法可以重复使用，以便进行多次测定，验证结果的一致性。
根据以上考虑，我们可以选择气体吸附法作为测定页岩储层孔隙度的实验方法。
气体吸附法具有高精度、经济实用且可重复使用的特点，适用于测定页岩储层的孔隙度。
步骤二：准备实验样品在进行实验之前，我们需要准备适当的实验样品。
为了提高测定的准确性，样品的选择和处理非常重要。
以下是准备实验样品的步骤：1. 选择代表性样品：从研究区域中选择代表性的页岩样品，确保样品能够代表整个储层的特征。
2. 样品处理：将选取的页岩样品进行破碎、筛分和洗涤等处理，以去除杂质和表面吸附的气体，确保样品的纯净度。
步骤三：进行实验测定在准备好实验样品后，我们可以开始进行实验测定。
以下是进行气体吸附法测定页岩储层孔隙度的步骤：1. 设定实验条件：根据实验目的和样品特性，设定实验条件，如温度、压力和吸附剂的选择等。
2. 开始实验：将准备好的样品放入实验装置中，根据设定的实验条件进行气体吸附实验。
实验过程中，记录吸附量、温度和压力等数据。
3. 分析数据：根据实验结果，计算孔隙度。
可以使用适当的公式和模型，将吸附量与样品的孔隙度联系起来，得出测定结果。
4. 重复实验：为了验证结果的准确性，可以进行多次实验，以确保结果的可靠性。
步骤四：结果分析与应用最后，根据实验测定的结果，对页岩储层的孔隙度进行分析和应用。
根据孔隙度的测定结果，可以评估页岩储层的储集能力和渗透性，指导后续的油气勘探和开发工作。
总结：高效测定页岩储层孔隙度的方案包括选择合适的实验方法、准备实验样品、进行实验测定和结果分析与应用。
页岩纳米孔隙分形特征
页岩纳米孔隙分形特征页岩是一种重要的非常规能源资源，其中纳米孔隙是储存和释放天然气的主要场所。
纳米孔隙的分形特征对于描述页岩的孔隙结构和预测储气能力具有重要意义。
本文将介绍页岩纳米孔隙的分形特征及其对页岩气储层评价的影响。
首先，我们来了解一下分形理论。
分形是一种几何形态的数学表征方法，它可以描述复杂的自相似结构，即具有相似的局部特征。
分形维数是描述分形结构复杂程度的指标，用于度量结构的分枝程度和空间填充能力。
1.分形维数：页岩纳米孔隙的分形维数通常大于2，表明其具有高度的分枝程度和复杂的空间结构。
研究发现，分形维数与页岩气储层的产能之间存在一定的正相关关系，即分形维数越大，储层的产能越高。
2.分形结构：页岩纳米孔隙通常呈现出分枝、纤细的空间结构，形态复杂、密集的分支和空隙之间相互交织。
这种特殊的分形结构对于页岩气储层的气体吸附和运移具有重要影响。
分形结构可以增加气体的吸附表面积，提高孔隙的存储能力和释放效率。
3.孔隙分布：页岩纳米孔隙的分布通常呈现多尺度、多孔径的特点。
孔隙的尺度范围从纳米到亚微米，而且孔隙之间的尺度关系不是简单的线性关系，而是表现出分形分布的规律。
这种多尺度的孔隙分布对页岩气的储存和运移具有重要影响，能够提高页岩气的可采性和产能。
页岩纳米孔隙的分形特征对于页岩气储层的评价和开发具有重要意义。
首先，分形维数可以用于评估页岩气储层的产能和可渗透性，为储层筛选和区块开发提供依据。
其次，分形结构和孔隙分布对于预测页岩气的吸附、解吸和运移等过程具有重要影响，可以帮助优化页岩气开采方案和增加产能。
此外，通过研究纳米孔隙的分形特征，可以揭示页岩气形成和演化的机制，有助于进一步认识页岩气资源的形成背景和富集规律。
综上所述，页岩纳米孔隙具有明显的分形特征，包括分形维数、分形结构和多尺度的孔隙分布。
这些特征对于页岩气储层的评价和开发具有重要意义，对于优化开采方案、增加产能和认识页岩气资源的形成具有重要价值。
页岩油储层孔隙发育特征及表征方法
页岩油储层孔隙发育特征及表征方法孙超;姚素平【摘要】页岩油是非常规油气资源重要的组成部分,主要赋存于泥页岩不同类型的孔隙和裂缝中.与产生页岩气的高成熟阶段泥页岩不同,处于生油窗的富有机质泥页岩中的油气储集空间往往被早期生烃产物完全或部分充填,影响对页岩油储集空间的结构表征和形态描述.通过镜下观察发现,页岩油储层中发育的孔隙总体上可以划分为矿物颗粒间孔隙、矿物颗粒内孔隙和有机质孔隙,其中前两者主要的孔隙类型包括不同矿物颗粒间的粒间孔隙、溶蚀孔隙和黏土矿物片层间孔隙等,有机质孔隙包括有机质颗粒边缘收缩孔(缝)和少量的热解孔隙.从页岩油储层孔隙表征方法的要求出发,对页岩油储层样品进行溶剂抽提处理,探讨分别适用于碎状样品和块状样品的孔隙表征方法.不同页岩油储层孔隙表征方法的原理和应用具有差异性,也存在局限性,可以综合多种表征方法,通过对比分析和统一量纲的方式提高页岩油储层孔隙表征结果的准确性.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2019(026)001【总页数】12页(P153-164)【关键词】页岩油;储集空间;孔隙结构;孔隙表征;微米-CT【作者】孙超;姚素平【作者单位】滁州学院地理信息与旅游学院,安徽滁州239000;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023【正文语种】中文【中图分类】TE122.2+3中国页岩油分布较广，其中在东部断陷盆地古近系湖相页岩层段广泛发育页岩油聚集成藏，且在辽河坳陷、济阳坳陷等地区获得了页岩工业油流。
北美地区高产页岩油区与中国东部富含页岩油地区的成藏条件存在明显差异，前者为海相页岩、热演化程度较高、干酪根类型以Ⅱ型为主，后者为陆相页岩、埋藏较浅、普遍处于低成熟-成熟阶段、干酪根类型以Ⅰ型为主；就页岩油性质而言，北美地区的油质较轻、黏度低、可动性好，而中国东部地区的含蜡量高、油质较重、黏度偏高、可动性差。
尽管中国页岩油勘探取得了重要进展，但其页岩油可采储量十分有限，这不仅与中国东部页岩油具有低成熟、高黏度和高含蜡等特点而导致的流动困难有关，也与页岩油储层的孔隙发育特征有关。
一种页岩孔隙分布均匀性评价方法[发明专利]
![一种页岩孔隙分布均匀性评价方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0902d02ebb4cf7ec4bfed019.png)
专利名称：一种页岩孔隙分布均匀性评价方法专利类型：发明专利
发明人：李志清,胡峰,杜婷婷
申请号：CN201510767505.5
申请日：20151112
公开号：CN105424576A
公开日：
20160323
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种页岩孔隙分布均匀性评价方法，其特征是提出了一种评价岩石材料包括页岩的孔隙分布均匀系数h，h＝d/d，其中d称为有效孔径，即小于此孔径的孔隙占全孔隙体积的10％；d称为控制孔径，即小于此孔径的孔隙占全孔隙体积的60％，当h＞10时，表示岩石材料孔隙分布均匀，当h≤10时，表示岩石材料孔隙分布不均匀。
采用该系数进行岩石孔隙分布均匀性评价的步骤为：(1)制备压汞实验用样品；(2)获取样品不同大小孔隙的分布；(3)获取样品的控制孔径和有效孔径；(4)利用孔隙分布均匀系数评价样品孔隙分布的均匀性。
该方法适用于土木工程、地质工程、天然气工程、石油工程等遇到的各种岩石包括页岩的孔隙分布均匀性评价。
申请人：中国科学院地质与地球物理研究所
地址：100029 北京市朝阳区北土城西路19号
国籍：CN
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高精度页岩储层孔隙度测量方案
高精度页岩储层孔隙度测量方案高精度页岩储层孔隙度测量方案高精度页岩储层孔隙度测量是评估储层质量和储层流体储量的重要指标之一。
下面将从步骤和思路两个方面介绍高精度页岩储层孔隙度测量方案。
步骤：1. 样品采集：首先，需要从目标页岩储层中采集岩心样品。
岩心是储层岩石的代表，通过采集岩心样品可以获得储层的实际性质。
2. 预处理：采集来的岩心样品需要进行预处理。
这包括样品表面清洁、去除杂质和充分干燥等过程。
预处理的目的是确保样品的纯净度和干燥度，以减少后续测量中的干扰因素。
3. 孔隙度测量方法选择：根据储层类型和测量需求，选择适当的孔隙度测量方法。
目前常用的测量方法包括核磁共振、气体吸附、水压法等。
根据实际情况选择合适的方法进行测量。
4. 实验测量：将经过预处理的岩心样品放入测量仪器中进行实验测量。
根据所选测量方法的原理，可以获得岩石样品的孔隙度数据。
5. 数据处理和分析：对实验测得的孔隙度数据进行处理和分析。
这包括数据的校正、去除异常值和统计分析等。
通过对孔隙度数据进行分析，可以获得储层孔隙度的分布特征和统计参数。
思路：1. 充分了解目标页岩储层：在确定测量方案之前，需要充分了解目标页岩储层的特点和要求。
包括储层类型、地质条件、预期测量精度等。
只有对储层有全面的了解，才能选择合适的测量方法和参数。
2. 综合考虑多种测量方法：不同的孔隙度测量方法具有各自的优缺点，需要综合考虑。
可以根据需求采用多种方法进行测量，并对结果进行对比和验证。
这样可以提高测量结果的准确性和可靠性。
3. 确保实验条件的稳定性：在进行实验测量时，需要注意实验条件的稳定性。
包括温度、压力、湿度等因素的控制。
这些条件的变化可能会对测量结果产生影响，因此需要进行严格的控制。
4. 结果验证和优化：测量结果需要与其他地质数据进行对比和验证，以确保测量结果的准确性和可靠性。
如果发现测量结果存在偏差或不确定性，需要对测量方法进行优化和改进，以提高测量精度。
页岩储层孔隙度测定技术
页岩储层孔隙度测定技术页岩储层孔隙度测定技术页岩储层孔隙度测定技术是评估页岩油气资源潜力的重要手段之一。
它可以帮助我们了解储层岩石中的孔隙空间，从而确定储层的储集能力和产能。
下面将介绍一种常用的页岩储层孔隙度测定技术，以步骤思维的方式进行阐述。
步骤一：准备岩心样品首先，我们需要从勘探井中取得页岩储层的岩心样品。
岩心样品需要具有代表性，以确保测定结果的准确性和可靠性。
在采集过程中，需要注意保持样品的完整性和无损，避免对岩心样品造成二次损伤。
步骤二：岩心样品处理获得岩心样品后，需要对其进行处理，以便进行孔隙度测定。
首先，将岩心样品进行表面清洁，去除附着在样品表面的杂质和污染物。
然后，对岩心样品进行切割、磨削和抛光等处理，以获得平整的截面。
步骤三：孔隙度测定方法选择在进行孔隙度测定前，需要选择合适的测定方法。
常用的孔隙度测定方法包括气体吸附法、水饱和法、压汞法等。
选择方法时，需要考虑岩石性质、孔隙结构特征和实验条件等因素。
步骤四：气体吸附法测定气体吸附法是一种常用的孔隙度测定方法。
它通过测定岩心样品对气体的吸附量来确定孔隙度。
首先，将岩心样品置于气体吸附仪中，利用高真空技术将样品中的气体吸附出来。
然后，根据吸附曲线和等温吸附方程计算出样品的孔隙度。
步骤五：水饱和法测定水饱和法是另一种常用的孔隙度测定方法。
它利用水分子在岩石孔隙中的填充性来确定孔隙度。
首先，将岩心样品浸泡在水中一段时间，使岩石孔隙充分饱和。
然后，测量样品的干重、湿重和饱和重，并根据水饱和法公式计算孔隙度。
步骤六：压汞法测定压汞法是一种常用的孔隙度测定方法，适用于测定细微孔隙的孔隙度。
它利用水银在岩石孔隙中的渗透性来测定孔隙度。
首先，将岩心样品置于压汞仪中，利用压力将水银逐渐注入样品孔隙中。
然后，根据岩石样品的体积和注入水银的体积计算孔隙度。
步骤七：数据分析和结果解释在完成孔隙度测定后，需要对测定结果进行数据分析和结果解释。
根据不同的测定方法和测定数据，可以计算出不同孔隙度参数，如总孔隙度、有效孔隙度、渗透率等。
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页岩全尺度孔径分布测试方法及特征研究
作者：吴魏
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第05期
摘要：本文分别用高压压汞、液氮吸附及低温二氧化碳吸附方法获取了页岩的不同孔径分布，分析了三种方法的适用范围，获取了页岩全尺度孔径分布。
关键词：页岩；孔径分布；压汞；液氮
目前研究页岩孔隙分布特征的方法主要有电镜扫描、高压压汞、液氮吸附及低温二氧化碳吸附等方法。
因此本文旨在用这三种方法测试同一岩样的孔径分布并分析三种孔径分布的特征，研究页岩全尺度孔径分布的特征，为评价及优选有利储层提供技术支持。
1 实验方法
1.1 实验材料
页岩样品取自川南龙马溪组页岩。
为排出水分对孔径分布测试的影响及获取样品较为真实的孔径分布，样品取回后在100℃下烘48小时，然后再根据不同实验的要求处理样品。
1.2 实验设备
高压压汞孔径分布实验采用国外引进的Poremaster高压压汞仪器，液氮孔径分布实验采用Autosorb-6B吸附仪，低温二氧化碳孔径分布实验采用Autosorb-IQ吸附仪。
2 高压压汞孔径分布特征
实验发现进汞退汞曲线不重合现象明显，而且进汞饱和度普遍偏低，分布在25%～58%之间，说明巨大的毛管力阻碍了退汞，同时意味着样品存在大量的微孔，而且还存在相当一部分微孔未被汞侵入，因此高压压汞不能得到整个样品的孔径分布。
4块样品的峰值均出现在60nm及800-1000nm左右，说明样品高压压汞孔径分布均呈双峰形态。
又因为取样储层的破裂压力约在85MPa左右，同样压力下的汞能进入直径约为20nm的孔隙，因此进汞压力大于85MPa时页岩样品（或孔隙）很有可能被破坏，所以认为孔径小于20nm的孔径分布可信度不高。
排除20nm及以下的孔径分布后，发现孔隙体积分布仍然呈双峰形态，孔隙度越大对应分布曲线的峰值也越大，说明孔径分布特征与孔隙度间存在良好的对应关系，即在孔径大于20nm的范围内高压压汞能有效表征样品的孔径分布特征，而且我们认为具体的适用范围与储层破裂压力密切相关。
此外高压压汞的孔容与氦气孔隙度间关系并不明显，说明高压压汞确实不能获取页岩样品的全部孔径分布特征，否则两者应该呈现出良好的线性关系；孔容与进汞饱和度之间的关系明显，进汞饱和度越大孔容也就越大，说明高压压汞能准确获取一定孔径范围的孔径分布特征，也就是说在这段孔径分布范围内高压压汞是适用的。
3 液氮孔径分布特征
从所获得的液氮吸附解吸曲线可以明显看出各曲线均有明显的迟滞环，而这类迟滞环基本上是由介孔（孔径在2—50nm）引起，因此说明各岩样均含有大量介孔。
各等温吸附解吸曲线形态差异性较大，也说明样品孔径分布非均一性较强。
当相对压力小于0.4时脱附曲线几乎与吸附曲线重合，而当相对压力在0.4—0.5之间时脱附曲线出现明显的拐点，说明样品的孔隙以两端开放平行壁的狭缝状孔和墨水瓶形状孔为主。
当相对压力很低时没测出样品的吸附量，我们认为可能由以下两种情况引起：1、页岩微孔不发育；2、液氮吸附无法测出这部分孔隙，而由相关文献资料可知页岩普遍发育微孔，推测液氮吸附基本无法测出这部分孔隙的孔径分布。
许多文献指出液氮吸附测试孔径分布的范围通常为2-50nm，而且可以确定为提高孔径分布测试的准确性2nm以下的孔径分布需要用其他方法来获取，50nm以上的孔径分布可信度并不高。
排出2nm以下、50nm以上的孔径分布后作出各孔径区间的孔容百分数分布图发现4块样品的分布图形态都比较接近，说明这些样品的介孔分布基本一致。
4 低温二氧化碳孔径分布特征
各样品曲线的峰值对应的孔径都集中在0.5nm左右。
统计发现孔径在0.5-1.5nm之间的孔隙其体积占到总孔隙体积（低温二氧化碳吸附所获取的孔径小于2nm的孔隙的体积）的90.3-94.6%，说明样品的微孔仍然以能容乃1至2个甲烷分子（分子直径为0.38nm）的孔隙为主。
5 全尺度孔径分布特征
微孔主要集中分布在0.35-1nm之间且孔微分峰值也最高，说明这些微孔数量所占的比例最大；介孔孔微分峰值低于微孔孔微分峰值，只有微孔孔微分峰值的11.5%-35.0%，说明页岩样品中仍然存在不少介孔。
孔径大于50nm的大孔隙的孔微分峰值仅为微孔孔微分的0.1%-0.35%，说明与微孔及介孔相比大孔隙的数量极少。
微孔孔隙体积与大孔孔隙体积对整个孔隙体积的贡献较大，大孔孔隙体积对总孔隙体积的贡献最小。
统计发现微孔总体积约占总孔隙体积的12.97%-28.11%，介孔总体积约占总体积的63.79%-79.39%，而大孔总体积仅占总体积的4.44%-13.25%。
虽然微孔体积对总孔隙体积的贡献较小，但微孔数量众多且可以吸附大量气体，因此在含气量计算中仍然不可忽略。
6 结论与建议
①通过高压压汞、液氮吸附、低温二氧化碳吸附孔径测试方法及相应的拼接方法可以获取页岩的全尺度孔径分布；②页岩中微孔的数量最多，介孔其次，大孔隙的数量最少；介孔以两端开放平行壁的狭缝状孔和墨水瓶形状孔为主，微孔与介孔孔隙体积约占总孔隙体积的
86.75%-95.56%，大孔体积约占4.44%-13.25%；虽然微孔总体积较小，但其数量众多且可以吸附大量气体，因此在含气量计算中仍不可忽略。
参考文献：
[1]焦淑静，韩辉，翁庆萍等.页岩孔隙结构扫描电镜分析方法研究[J].电子显微学报.2012，31（5）：432-436.
基金项目：国家科技重大专项“涪陵页岩气开发示范工程”（编号：2016ZX05060）资助。