储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究
合集下载
储层孔隙结构
（二）喉道类型 在储集岩复杂的立体孔隙系统中，控制其渗流能力的主要是喉道或主流喉道，以及主 流喉道的形状、大小和与孔隙连通的喉道数目。 碎屑岩骨架颗粒的表面结构和形状（圆度、球度）影响喉道壁的粗糙度。分选和磨圆 差的颗粒常使喉道变得粗糙曲折，直接影响其内部流体的渗流状态。骨架颗粒的接触关系 和胶结类型也影响喉道形状。 。 在不同的接触类型和胶结类型中，常见有五种孔隙喉道类型（图 5-4）
图 5- 1
储集岩孔隙网络系统
a—砂岩孔隙空间结构放大模型（据陈碧珏，1987） ；b—储集岩立体孔隙网络系统（据邸世祥，1991） ； c—岩石孔隙结构示意图（据陈作全，1987）
— 168 —
2008070124B.indd
168
2009-3-27
11:46:02
流体在岩石中沿着这一自然复杂的立体孔隙网络系统流动时，必须经过一系列交替 着的孔隙和喉道，且都受流体流动的通道中最小的断面（喉道直径）所控制，即所有的孔 隙都受喉道所控制。由此可见，喉道的粗细特征必然严重地影响岩石的渗透性。对于同样 大小的孔隙空间，由于孔隙空间的多少及宽窄不同，岩石渗透性可能差别很大。孔隙喉道 的几何形状是控制油气生产潜能的关键，也就是说，液体流动条件取决于孔隙喉道的结构 （包括孔喉半径的大小，截面形状）以及石油与岩石的接触面大小等。 由于储集岩孔隙系统十分复杂，而常规物性不一定能完全反映岩石的特征。除了常规 物性与孔隙结构具有一致性外，在沉积特征变化较大的砂岩和各类碳酸盐岩中可以经常遇 到其孔隙结构特征与常规物性呈现出不一致性。可见，在储层研究中，仅开展常规物性研 究往往是不全面的，还必须特别重视对储层孔隙结构的研究。
2008070124B.indd
172
2009-3-27
致密储层岩石的微观结构和力学性质试验分析
83. 4 94. 9 83. 8
9 175. 3 10 534. 5 9 642. 2
泊松比
0. 342 0. 350 0. 336
2 试验结果分析
2. 1 应力与应变的关系 由试验曲线（ 见图 5） 可以看出，川中地区沙溪
庙组砂岩的应力 － 应变曲线形态属于塑 － 弹性变 形； 苏里格砂岩的应力 － 应变曲线形态可分为 3 种 类型： 塑 － 弹性变形，弹性变形和弹 － 塑性变形，其 中又以第一种变形为主。应力 － 应变曲线开始时显 示微向上凹的特征，这主要是岩石内微裂隙和孔隙
苏里格气田储层致密砂岩进行了模拟地层条件的岩石力学性质测试，获得了致密砂岩在储层条件下的弹性模量、泊松比和抗
压强度等岩石力学参数。采用岩石显微组构分析和岩石力学试验相结合的方法，探讨影响岩石力学性质的因素，为该类型储
层条件下岩石力学性质的研究提供了一些基本参数。
关键词：致密砂岩 岩石力学 影响因素 试验研究 参数
编号
R9 － 2 R9 － 3
R2
层位
沙溪庙 沙溪庙 沙溪庙
表 1 沙溪庙岩石三轴试验结果表
长度 / cm
井深均值 / m
围压 / MPa
孔隙压力 / 抗压强度 / 弹性模量 /
பைடு நூலகம்
MPa
MPa
MPa
4. 55 4. 02 4. 94
2 464. 47 2 475. 23
56. 68 56. 93
24. 64 24. 75
通过铸体薄片鉴定、扫描电镜观察（ 见图 1 ～ 4） 分析表明，研究区储集空间类型均以以残余粒间孔、
收稿日期：2011 － 04 － 02； 改回日期：2011 － 06 － 16 作者简介：杨海博（ 1984—） ，硕士研究生，主要从事储层保护与油 气田开发试 验 研 究 方 面 的 工 作。电 话： 15805466591，E － mail： lanhai． 2007@ 163． com。
徐家围子断陷营城组火山岩储层微观孔隙结构特征
２ ０ １ ３ 年第 １ １ 期
西 部探 矿 工程
５ ３
徐 家 围子 断陷营城 组火 山岩储层微观孑 Ｌ 隙结构 特征
冉 法海
（ 大 庆钻 探 工程 公 司地 质 录 井一 公 司 ， 黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ４ １ １ ）
摘
要： 为 了对营城组火山岩储层微观孔 隙结构特征进行研 究， 以铸体薄片、 扫描 电镜 、 常规压汞、 恒
中图分 类 号 ： Ｔ Ｅ １ ２ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ ５ ３ — ０ ４
自２ ０ ０ ２ 年 徐深 １ 井 在 火 山岩 中获得 高 产 工业 气 流 以来 ， 松 辽 盆地 深 层 火 山岩 天 然 气 勘 探 取 得 一 系列 突 破， 火 山岩储 层 也逐 渐 成 为 主要 目的层 ， 揭 开 了大庆 深 层 火 山 岩气 藏 勘 探 开 发 的序 幕 ， 具有 广 阔 的勘 探 前
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ２ ９ 修 回日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ３ ０
体薄片下可见小 的溶蚀孔 ， 当颗粒溶蚀作用较强时 ， 铸
体 薄 片 下 观 察 可 见颗 粒 呈 网格 状 孔 隙 ， 当溶解 作 用 非
常强的时候 ， 可以形成铸模孔 ， 研究 区的次生孔 隙常见
规压汞 、 恒速压汞和束缚水饱和度研究为基础 ， 对火 山 岩储层微观孔隙结构特征进行分析 ， 以期 为深层火 山
岩 勘探 提供依 据 。
１ 储 集 空 间类型 及特 征 通 过 对研 究 区 １ ３ １ ８ ｍ岩 芯 描 述 、 ７ ５ １ ４ 片 薄 片 分 析
西 部探 矿 工程
５ ３
徐 家 围子 断陷营城 组火 山岩储层微观孑 Ｌ 隙结构 特征
冉 法海
（ 大 庆钻 探 工程 公 司地 质 录 井一 公 司 ， 黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ４ １ １ ）
摘
要： 为 了对营城组火山岩储层微观孔 隙结构特征进行研 究， 以铸体薄片、 扫描 电镜 、 常规压汞、 恒
中图分 类 号 ： Ｔ Ｅ １ ２ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ ５ ３ — ０ ４
自２ ０ ０ ２ 年 徐深 １ 井 在 火 山岩 中获得 高 产 工业 气 流 以来 ， 松 辽 盆地 深 层 火 山岩 天 然 气 勘 探 取 得 一 系列 突 破， 火 山岩储 层 也逐 渐 成 为 主要 目的层 ， 揭 开 了大庆 深 层 火 山 岩气 藏 勘 探 开 发 的序 幕 ， 具有 广 阔 的勘 探 前
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ２ ９ 修 回日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ３ ０
体薄片下可见小 的溶蚀孔 ， 当颗粒溶蚀作用较强时 ， 铸
体 薄 片 下 观 察 可 见颗 粒 呈 网格 状 孔 隙 ， 当溶解 作 用 非
常强的时候 ， 可以形成铸模孔 ， 研究 区的次生孔 隙常见
规压汞 、 恒速压汞和束缚水饱和度研究为基础 ， 对火 山 岩储层微观孔隙结构特征进行分析 ， 以期 为深层火 山
岩 勘探 提供依 据 。
１ 储 集 空 间类型 及特 征 通 过 对研 究 区 １ ３ １ ８ ｍ岩 芯 描 述 、 ７ ５ １ ４ 片 薄 片 分 析
石油天然气地质学 第4章储层孔隙结构新进展
(二)饱和中值压力(Pc50) 它对应的孔喉半径称为中值孔喉半径(r50) (三)最小非饱和孔隙体积百分数 束缚水饱和度(Swi)
51
52
二、毛管压力曲线常规定量分析
(四)孔隙－喉道分选性
75% 总饱和度下的压力 PTS 25% 总饱和度下的压力
(五)储层级别(Reservoir grade)
18
二、次生孔隙（secondary porosity）
2、破裂孔隙－裂缝（fracture）
19
二、次生孔隙（secondary porosity）
2、破裂孔隙－裂缝（fracture）
20
二、次生孔隙 （secondary porosity）
3、晶间孔隙 ---重结晶作用晶间孔为主
21
二、次生孔隙（secondary porosity）
2 碳酸盐岩基块的喉道类型：管状喉道 孔隙缩颈喉道 片状喉道
五、碳酸盐岩储层的孔隙结构
1 孔隙空间由孔隙及相当孤立的近乎狭窄的连通喉道组成。 2 孔隙空间的缩小部分为连通喉道，喉道变宽即成孔隙。 3 孔隙由细粒孔隙性连通带所连通，镜下可见连通支脉。 4 孔隙系统在白云岩的主体或胶结物的颗粒之间发育，孔隙大 部分反映了颗粒外形。 5 孔隙主要由裂缝沟通。 6 由两种以上基本孔隙结构构成。
孔喉分选性则是指孔喉大小分 布的均一程度
50
第四节
压汞数据的孔隙结构参数研究进展
二、毛管压力曲线常规定量分析
(一)排驱压力(displacement pressure) Wardlaw和Taylor(1976) :取饱和度为20%时对应的压力为排驱压力。
Schowalter(1979):把汞饱和度在10%的压力定义为排驱压力。 在毛管压力曲线上, 沿着曲线的平坦部分作切线与纵轴相交的压力 值就是排驱压力(Pd)。
51
52
二、毛管压力曲线常规定量分析
(四)孔隙－喉道分选性
75% 总饱和度下的压力 PTS 25% 总饱和度下的压力
(五)储层级别(Reservoir grade)
18
二、次生孔隙（secondary porosity）
2、破裂孔隙－裂缝（fracture）
19
二、次生孔隙（secondary porosity）
2、破裂孔隙－裂缝（fracture）
20
二、次生孔隙 （secondary porosity）
3、晶间孔隙 ---重结晶作用晶间孔为主
21
二、次生孔隙（secondary porosity）
2 碳酸盐岩基块的喉道类型：管状喉道 孔隙缩颈喉道 片状喉道
五、碳酸盐岩储层的孔隙结构
1 孔隙空间由孔隙及相当孤立的近乎狭窄的连通喉道组成。 2 孔隙空间的缩小部分为连通喉道，喉道变宽即成孔隙。 3 孔隙由细粒孔隙性连通带所连通，镜下可见连通支脉。 4 孔隙系统在白云岩的主体或胶结物的颗粒之间发育，孔隙大 部分反映了颗粒外形。 5 孔隙主要由裂缝沟通。 6 由两种以上基本孔隙结构构成。
孔喉分选性则是指孔喉大小分 布的均一程度
50
第四节
压汞数据的孔隙结构参数研究进展
二、毛管压力曲线常规定量分析
(一)排驱压力(displacement pressure) Wardlaw和Taylor(1976) :取饱和度为20%时对应的压力为排驱压力。
Schowalter(1979):把汞饱和度在10%的压力定义为排驱压力。 在毛管压力曲线上, 沿着曲线的平坦部分作切线与纵轴相交的压力 值就是排驱压力(Pd)。
储层岩石孔隙结构的分形研究
科苑・聚焦储层岩石孔隙结构的分形研究Ξ马新仿 张士诚 郎兆新(石油大学石油天然气工程学院・北京102249) 摘 要 储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构的复杂程度和非均质性。
应用分形几何的原理,对低渗透储层岩石的孔隙结构进行了研究,建立了毛管压力和孔隙大小概率密度分布的分形几何模型。
并根据毛管压力曲线资料计算了孔隙结构的分形维数和孔径大小概率密度分布。
计算结果表明,用该方法研究孔隙结构不仅简单易行,而且精度很高。
关键词 储层岩石 孔隙结构 分形维数 毛管压力中图分类号 TE13211+4 文献标识码 B 文章编号 1004-4051(2003)09-0046-03FRACTAL RESEARCH ON PORE STRUCTURE IN RESERV OIR R OCKMa Xinfang Zhang Shicheng Lang Zhaoxin(Institute of Petroleum and G as Engineering,University of Petroleum・Beijing102249) Abstract:There is fractal property in reservoir rocks,the fractal dimension can describe quantitatively the complexity and the heterogeneity of pore structure.According to the principle of the fractal geometry,the pore structure can be studied,and the fractal stochastic model of pore size distribution and capillary pressure can be set up.The fractal dimension of pore structure and size distribution are studied based on the capillary pressure data.The results show that this method is simple and more exact.K eyw ords:Reservoir rock,Pore structure,Fractal dimension,Capillary pressure 储层岩石的孔隙结构不仅对油气储量,而且对油气井的产能和最终采收率都有影响〔1〕。
岩石孔隙结构分析技术
（进汞），再逐渐降低压力至最低压力（退汞），记录各个压力点及对 应的进汞体积
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
常规压汞
Ka=0.965mD
常规压汞毛管压力曲线
孔喉分布图
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
常规压汞
Ka=0.0441mD
常规压汞毛管压力曲线（高压压汞仪）
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
陶瓷低压半渗透隔板 突破压力小于1.5MPa
PcMax高压半渗透隔板 突 破压力10MPa
基本原理
对非湿相施加排驱压力，非湿相将克服岩心孔隙的毛管压力而进入孔 隙，将其中的湿相流体经半渗透隔板排出。非湿相把润湿相从孔隙中 驱替出来的压力就等于相应孔隙的毛管压力，根据驱替出的润湿相体 积可以计算孔隙内的湿相饱和度。逐步增加驱替压差，可建立毛管力 与饱和度关系曲线，获得孔隙大小及分布。
CT扫描成像
可视 化
分
核磁共振成像
析
聚焦离子束
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法 压汞法
参数 化
厚度：0.03mm 直径：25mm
孔隙结构分析—直接观测法
铸体薄片法
向岩石孔隙中注入环氧树脂，与固化剂发生化学固化反应后，孔隙被坚 硬的反应物填充，形成岩石铸体，将岩石铸体研磨薄片。借助显微镜和 图像分析系统获得孔隙结构2D图像。直观反映2D截面上的孔隙的大小、 形状、连通性及孔喉配位数。将孔隙截面看做圆形，基于孔隙面积等效 原则，获得2D孔隙结构参数。
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
常规压汞
Ka=0.965mD
常规压汞毛管压力曲线
孔喉分布图
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
常规压汞
Ka=0.0441mD
常规压汞毛管压力曲线（高压压汞仪）
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
陶瓷低压半渗透隔板 突破压力小于1.5MPa
PcMax高压半渗透隔板 突 破压力10MPa
基本原理
对非湿相施加排驱压力，非湿相将克服岩心孔隙的毛管压力而进入孔 隙，将其中的湿相流体经半渗透隔板排出。非湿相把润湿相从孔隙中 驱替出来的压力就等于相应孔隙的毛管压力，根据驱替出的润湿相体 积可以计算孔隙内的湿相饱和度。逐步增加驱替压差，可建立毛管力 与饱和度关系曲线，获得孔隙大小及分布。
CT扫描成像
可视 化
分
核磁共振成像
析
聚焦离子束
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法 压汞法
参数 化
厚度：0.03mm 直径：25mm
孔隙结构分析—直接观测法
铸体薄片法
向岩石孔隙中注入环氧树脂，与固化剂发生化学固化反应后，孔隙被坚 硬的反应物填充，形成岩石铸体，将岩石铸体研磨薄片。借助显微镜和 图像分析系统获得孔隙结构2D图像。直观反映2D截面上的孔隙的大小、 形状、连通性及孔喉配位数。将孔隙截面看做圆形，基于孔隙面积等效 原则，获得2D孔隙结构参数。
镇泾油田延9储层岩石孔隙结构的分形研究
平均孔隙半径 r
(Λ m) 32. 8 10 21. 1 55. 5 8 . 88 14. 1 14. 5 9 . 14 12. 3 4 . 2 42
图 1 试样数据的面积—周长双对数图
从图 1 中可以看出这些离散点数据具有很好的 线性关系 , 也就是说 , 图形中孔隙的等效面积和周长 具有对数相关性 , 说明了延 9 储层砂岩的微观结构 中的孔隙形态具有分形特征。 令y= log ( Pe rim e ter ) , x = log (A rea ) , 建立孔隙等效周长与等效面积的关 系式为 y = 1. 3554x + 0. 8983, 由此可以根 据式 (3) 计算延 9 储层砂岩孔隙形态的分形维数。 4 应用实例及结果 镇泾油田延 9 碎屑岩储层的矿物组成主要为石 英、 长石、 岩屑、 云母及填隙物 , 随着沉积环境和成岩 作用条件的改变, 各层系的矿物组份也发生相应的 变化。 依据录井描述、 薄片鉴定、 扫描电镜等成果 , 延 9 储层砂岩岩性主要为浅灰色中、 细粒石英砂岩 , 石 英成分含量在 75% 左右; 长石含量 15% 左右; 岩屑含 量 15% 左右 , 成分以沉积岩、 变质岩为主, 含部分火 成岩。 储层孔隙类型主要为原生粒间残余孔和次生 溶孔 , 平均孔隙半径变化在 10. 34～ 41. 22Λ m , 主要 分布区间为 10 ～ 30Λ m , 平均 20. 5Λm ; 平均喉道半径 0. 1～ 6. 46Λ , 分布区间呈双峰态 , 主分布区间在 0. m 1 ～ 0. 30Λm 和 1. 62～ 3. 88Λ m , 平均 1. 34 Λ m。微观结 构评价属于中小孔隙细喉型储层 , 孔喉分选及连通 较长 6 储层好, 通过对储层物性的综合分析 , 可以得 出以下结论: 延 9 储油层属于低孔、 低渗、 中小孔隙 细喉型储层, 孔喉分选及连通性差。 在三维欧氏空间中孔隙结构的分形维数是介于 〔2〕 2 和 3 之间的分数 , 分形维数越接近 2, 即分形维数 越小 , 均质性较强, 岩石的储集性能越好; 反之, 分形 维数越接近3, 即分形维数越大, 储集性能越差, 表明 该分形结构的复杂程度越大 , 非均质性越强。 根据这 一性质, 对不同低渗透岩石的岩样进行了研究。表 1 是根据前述方法计算出来的储层岩石的孔隙分形维
储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究
储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究张雁(大庆石油学院地球科学学院黑龙江大庆163318)【摘要】储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力,并最终决定油气藏产能分布的差异。
因此,对其详细地研究,探寻各种储层岩石的微观孔隙结构的特点及其分布规律,从而为油气藏的勘探、开发及准确确定注水开发油田不同开发阶段剩余油分布提供科学的依据,具有重要的研究意义。
本文介绍了实验上和理论上研究储层岩石微观孔隙结构的方法及进展,并且对其研究的发展趋势和用纳米科技关键仪器-扫描探针显微镜表征储层岩石微观孔隙结构进行了展望。
【关键词】储层岩石;微观孔隙结构;扫描探针显微术大量的勘探开发实践表明,储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力,并最终决定着油气藏产能的差异分布。
不同类型的储层具有不同的微观孔隙结构特征,储层岩石孔隙结构参数、含油气性是储层评价的重要指标,如何客观地确定这些参数,是很多石油学家一直努力解决的问题。
储层岩石的微观孔隙结构不仅对油气储量,而且对油气井的产能和最终采收率都有影响。
详细研究储层的微观孔隙结构特征,有利于对储层进行合理的分类评价,有助于查明储层的分布规律,从而为油气藏的勘探开发提供科学的理论依据。
在油气田开发后期,储层的渗流能力的强弱直接受微观孔隙结构特征及其分布规律的影响,因此,确定储层内部微观孔隙结构的特征及分布对了解剩余油形成机理,查明剩余油分布规律具有极为重要的意义。
1.岩石孔隙结构特征的描述方法孔隙结构是岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系的总和。
孔隙反映了岩石对流体的储集能力,而喉道的形状、大小、孔喉比则控制了孔隙对流体的储集和渗透能力。
由于不同沉积相的水动力条件不同,导致砂体的粒度、分选、组成以及发育程度的差异性,加之后期成岩作用对沉积物原始孔隙改造强烈,因此,微观孔隙结构具有复杂多样性。
尤其对于孔渗性差、非均质性强的储层而言,详细研究微观孔隙结构特征一方面有利于经济有效地开发低渗透油气资源,另一方面在开发后期的油气挖潜工作中,有助于查明剩余油分布规律,设计提高采收率方案。
1.2储层岩石的孔隙性
孔隙性
§1.2储层岩石的孔隙性
开发实践证明，孔隙类型、孔隙结构是决定 储层性能的根本因素和影响油气井产能的重要
因素。
储层孔隙性是决定油气藏规模和开发价值的
重要储层特征。
1
孔隙性
一、储层岩石的孔隙和孔隙类型
岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它固 1.孔隙 体物质充填的空间。 喉道：指在颗粒间连通的狭窄部分。 孔隙 砂岩 空隙 溶洞（空洞） 孔隙 类型 碳酸盐岩 裂隙(缝)
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、后来 的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况。
2
孔隙性
2.储层岩石的孔隙特征
碎屑岩：粒间孔、溶蚀孔、微孔隙和裂隙。 碳酸盐岩：原生孔、溶蚀孔、生物钻孔、 收缩孔和裂缝孔隙等。
3
孔隙性
孔隙类型
4
孔隙性
① 粒间孔隙 指由颗粒围成的孔隙称为粒间孔隙。 特点：胶结物含量少； 孔隙性和渗透性较好
②地下水活跃溶蚀岩石颗粒及胶结物,使岩
石孔隙度增加；
③地下水中的矿物质沉淀,充填或缩小岩石
孔隙,导致岩石孔隙度减小。
40
孔隙性
七、研究岩石孔隙度的方法
1.实验室方法 ①测定岩石总体积的方法
●尺量法 ●排开体积法
(2.以井下测试技 术为基础的方法)
●浮力测定法
②测定岩石骨架体积的方法
●比重瓶法 ●沉没法 ●气体膨胀法
负值表示曲线为细歪度
21
孔隙性
3、峰态
22
孔隙性
四、储层岩石的孔隙度
23
孔隙性
四、储层岩石的孔隙度
24
孔隙性
1. 孔隙度的定义
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
正方体：
§1.2储层岩石的孔隙性
开发实践证明，孔隙类型、孔隙结构是决定 储层性能的根本因素和影响油气井产能的重要
因素。
储层孔隙性是决定油气藏规模和开发价值的
重要储层特征。
1
孔隙性
一、储层岩石的孔隙和孔隙类型
岩石中未被碎屑颗粒、胶结物或其它固 1.孔隙 体物质充填的空间。 喉道：指在颗粒间连通的狭窄部分。 孔隙 砂岩 空隙 溶洞（空洞） 孔隙 类型 碳酸盐岩 裂隙(缝)
砂岩的孔隙大小和形态取决于砂粒的相互接触关系、后来 的成岩后生作用引起的变化以及胶结状况。
2
孔隙性
2.储层岩石的孔隙特征
碎屑岩：粒间孔、溶蚀孔、微孔隙和裂隙。 碳酸盐岩：原生孔、溶蚀孔、生物钻孔、 收缩孔和裂缝孔隙等。
3
孔隙性
孔隙类型
4
孔隙性
① 粒间孔隙 指由颗粒围成的孔隙称为粒间孔隙。 特点：胶结物含量少； 孔隙性和渗透性较好
②地下水活跃溶蚀岩石颗粒及胶结物,使岩
石孔隙度增加；
③地下水中的矿物质沉淀,充填或缩小岩石
孔隙,导致岩石孔隙度减小。
40
孔隙性
七、研究岩石孔隙度的方法
1.实验室方法 ①测定岩石总体积的方法
●尺量法 ●排开体积法
(2.以井下测试技 术为基础的方法)
●浮力测定法
②测定岩石骨架体积的方法
●比重瓶法 ●沉没法 ●气体膨胀法
负值表示曲线为细歪度
21
孔隙性
3、峰态
22
孔隙性
四、储层岩石的孔隙度
23
孔隙性
四、储层岩石的孔隙度
24
孔隙性
1. 孔隙度的定义
或：单位岩石体积中孔隙体积所占的比例。
正方体：
储层岩石的孔隙结构和孔隙性全文
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
本节内容
储层岩石的孔隙结构 岩石孔隙度概念 影响孔隙度大小的因素 岩石孔隙度的测定 孔隙度与表征性体积单元 储层岩石的压缩性
第1章2节
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
四、岩石孔隙度的测定
从定义：
知f 与Vb、Vp、Vs 三个参数有关 →求出其中任意两个，则可算得f。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
（4）水银法
原理：将岩样放入汞中，通过排除汞的体积确定岩样 总体积。
（汞是大分子液态金属，为非润湿流体。常温、 压下，汞不能进入岩样孔隙中。）
特点：快速、准确，但对人体有害。
适用对象：没有大的溶孔、溶洞的岩样。
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
2. 岩石孔隙体积Vp的测定
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
注意： 流动孔隙度fff与有效孔隙度fe的区别.
fff 不考虑无效孔隙，排除了被孔隙所俘留的液体 所占据的毛管孔隙空间（包括有效孔隙和液膜占 据的空间）。
fff 随地层压力的变化及岩石、流体间物理-化学性
质的变化而变化。fff 是动态参数，在数值上是不
确定的。
第1章2节
储层岩石的孔隙结构和孔隙性
第1章2节
（3）饱和煤油法
原理：利用阿基米德浮力原理进行测量。 步骤：将干岩样抽真空后饱和煤油，称重：
饱和煤油岩样空气中重：w1
饱和煤油岩样煤油中重：w2
则岩样：Vb
w1 w2
ro
式中：ro—煤油密度，g/cm3
适用对象：外表不规则，但不疏松、不垮、不碎的岩样。
第1章2节
3. 埋深对孔隙度的影响
颗粒排列方式：埋深↑→排列紧密→fz↓； 对孔隙的改造：温、压、地下水等→fz 改变。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
扫描探针显微术（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ， ＳＰＭ） 是 上 世 纪 八 十 年代中期发展起来的区别于以往显微手段 （ 包括扫描电子显微镜） 的
４２
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 ２７ 期
显微方法， 具有高至原子、分子的分辨能力。其工作原理是利用尖锐针 尖与表面原子分子的相互作用， 即当针尖与试样表面接近至纳米尺度 时形成各种相互作用物理局域场， 通过检测该场物理量而获得样品表 面形貌。ＳＰＭ 已成为表面微观结构、性能、状态的观察和分析以及相应 操控的重要手段， 是纳米科技的重要组成部分。如果将以扫描隧道显 微镜和原子力显微镜为代表的扫描探针显微术应用到储层岩石微观
（ ４） 三维孔隙结构成像 三维孔隙结构在微米或亚微米分辨尺度 上快速成像技术的研究。目前用同步辐射、Ｘ－ ＣＴ 和激光共聚焦等三维 成像技术只能达到几微米分辨， 不能满足微观孔隙结构评价的要求， 因此， 需要开发新的实验手段和方法。
这些问题的解决， 用目前现有的仪器和方法都有一定都困难， 因 此 需 要 先 进 的 仪 器 、实 验 方 法 和 理 论 去 实 现 。
【关键词】储层岩石； 微观孔隙结构； 扫描探针显微术
大量的勘探开发实践表明， 储层岩石的微观孔隙结构直接影响着 储层的储集渗流能力， 并最终决定着油气藏产能的差异分布。不同类 型的储层具有不同的微观孔隙结构特征， 储层岩石孔隙结构参数、含 油气性是储层评价的重要指标， 如何客观地确定这些参数， 是很多石 油 学 家 一 直 努 力 解 决 的 问 题 。储 层 岩 石 的 微 观 孔 隙 结 构 不 仅 对 油 气 储 量，而且对油气井的产能和最终采收率都有影响。详细研究储层的微 观孔隙结构特征， 有利于对储层进行合理的分类评价， 有助于查明储 层的分布规律， 从而为油气藏的勘探开发提供科学的理论依据。在油 气田开发后期， 储层的渗流能力的强弱直接受微观孔隙结构特征及其 分布规律的影响， 因此， 确定储层内部微观孔隙结构的特征及分布对 了解剩余油形成机理， 查明剩余油分布规律具有极为重要的意义。
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 ２７ 期
储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究
张雁 （ 大庆石油学院地球科学学院 黑龙江 大庆 １６３３１８）
【摘 要】储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力， 并最终决定油气藏产能分布的差异。因此， 对其详细地研究， 探寻各 种储层岩石的微观孔隙结构的特点及其分布规律， 从而为油气藏的勘探、开发及准确确定注水开发油田不同开发阶段剩余油分布提供科学的 依据， 具有重要的研究意义。本文介绍了实验上和理论上研究储层岩石微观孔隙结构的方法及进展， 并且对其研究的发展趋势和用纳米科技关 键仪器－ 扫描探针显微镜表征储层岩石微观孔隙结构进行了展望。
孔隙结构的表征上 ， 凭 借 其 超 高 分 辨 能 力 、无 损 、直 接 的 观 测 的 特 点 ， 对于建立新的储层岩石孔隙结构评价体系， 客观评价储层的非均质性 特征及其含油气性， 指导下一步油气勘探与开发， 应具有现实的指导 意 义 。科
● 【参 考 文 献 】 ［ １］ 马明福，方世虎，张煜，等．东营凹陷广利油田纯化镇组低渗透储层微观孔隙结 构特征［Ｊ］．石油大学学报（自然科学版），２００１，２５（４）：１０－ １２． ［ ２］ ＰＩＴＴＭＡＮ Ｅ Ｄ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｎｄ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｍｅｒｃｕｒｙ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ － ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ［Ｊ］．ＡＡＰＧ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，１９９２，７６（２）：１９１－ １９８． ［ ３］ 王为民，郭和坤，叶朝辉．利用核磁共振可动流体评价低渗透油田开发潜力［Ｊ］． 石油学报，２００１，２２（６）：４０－ ４４． ［ ４］ 陈孟晋，刘锐娥，孙粉锦，等．鄂尔多斯盆地西北部上古生界碎屑岩储层的孔隙 结构特征初探［Ｊ］．沉积学报，２００２，２０（４）：６３９－ ６４３． ［ ５］ ＢＡＲＡＫＡ－ ＬＯＫＭＡＮＥ Ｓ，ＴＥＵＴＳＣＨ Ｇ，ＭＡＩＮ Ｉ Ｇ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｏｐｅｎ ａｎｄ ｓｅａｌｅｄ ｆｒａｃｔｕｒｅｓ ｏｎ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｃｏｒｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］． Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００１，１４７（２）：２６３－ ２７１． ［ ６］ ＪＯＨＡＮＳＥＮ Ｔ Ａ，ＤＲＯＴＴＮＩＮＧ Ａ， ＬＥＣＯＭＴＥ Ｉ， ｅｔ ａｌ． Ａｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｒｏｃｋ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ［Ｊ］． Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，２００２，５０（２）：１１９－ １３７． ［ ７］ 李存贵，徐守余．长期注水开发油藏的孔隙结构变化规律［Ｊ］．石油勘探与开发， ２００３，３０（２）：９４－ ９６． ［ ８］ 吴 文 祥，刘 洋．聚 合 物 驱 后 岩 心 孔 隙 结 构 变 化 特 性 研 究［Ｊ］．油 田 化 学，２００２，１９
１．岩石孔隙结构特征的描述方法
孔隙结 构 是 岩 石 所 具 有 的 孔 隙 和 喉 道 的 几 何 形 状 、大 小 、分 布 及 其相互连通关系的总和。孔隙反映了岩石对流体的储集能力， 而喉道 的 形 状 、大 小 、孔 喉 比 则 控 制 了 孔 隙 对 流 体 的 储 集 和 渗 透 能 力 。由 于 不 同沉积相的水动力条件不同， 导致砂体的粒度、分选、组成以及发育程 度的差异性， 加之后期成岩作用对沉积物原始孔隙改造强烈， 因此， 微 观 孔 隙 结 构 具 有 复 杂 多 样 性 。 尤 其 对 于 孔 渗 性 差 、非 均 质 性 强 的 储 层 而言， 详细研究微观孔隙结构特征一方面有利于经济有效地开发低渗 透油气资源， 另一方面在开发后期的油气挖潜工作中， 有助于查明剩 余油分布规律， 设计提高采收率方案。因此该项研究对石油工业乃至 整个国民经济的发展均具有重要意义。这项工作中， 由于储层岩石孔 隙极其微小和结构的变化， 很大一部分流体在渗流过程中被毛管力和 粘滞力所束缚不能参与流动， 因此客观评价低渗透油田和驱后油田储 层的微观孔隙结构特征， 研究微观孔隙结构对油气分布的影响具有极 为 现 实 的 意 义 。目 前 评 价 工 作 主 要 集 中 在 利 用 勘 探 开 发 资 料 的 实 验 和 理论模拟两个方面。
１．１ 储层微观孔隙结构实验分析 常规岩石孔隙结构特征的描述 方法主要包括： 测井资料现场评价法和室内实验方法。室内实验方法 是目前最主要， 也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方 法， 主要包括： 毛管压力曲线法（半渗透隔板法、压汞法和离心机法等）、 铸体薄片法、扫描电镜法、Ｘ－ ＣＴ 扫描法及核磁共振法等。
（ ２） 利用微观孔隙结构分布特性解释储层反常现象 例如水驱油 效率与渗透率之间不存在密切关系，甚至出现驱油效率与渗透率呈反 比关系的现象。到目前为止，这些由实验发现的反常现象还没有得到 合理的解释。
（ ３） 储层岩石分形维度的பைடு நூலகம்究 岩石孔隙的分维值是岩石孔隙结 构的一个重要的独立参数， 它与岩石的渗透率有复杂的关系， 需要进 一步深入研究。
性， 是造成注入水波及效率不高、水驱油效率较低的主要原因［１２］。 １．２ 储层微 观 孔 隙 结 构 理 论 解 释－ 分 形 特 征 储 层 岩 石 的 孔 隙 空
间具有良好的分形特征， 孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构 的复杂程度和非均质性。应用分形几何的原理， 对低渗透储层岩石的 孔隙结构进行研究， 可以建立毛管压力和孔隙大小概率密度分布的分 形 几 何 模 型 。并 根 据 毛 管 压 力 曲 线 资 料 计 算 孔 隙 结 构 的 分 形 维 数 和 孔 径大小概率密度分布。计算结果表明， 用该方法研究孔隙结构不仅简 单易行， 而且精度很高［１３］。另外， 利用分形理论可以模拟各种岩石毛管 压力曲线， 从而解释岩石之间物性的不同［１４］。用岩样孔喉分布 的 分 形 维数能更合理地描述多孔介质微观孔喉分布的非均质性［１５］。Ｋｒｏｈｎ 提 出小尺度的孔隙体积具有分形特征， 并受孔隙间矿物和胶结物生长控 制， 研究微观孔隙分形特征可用来表征成岩过程中岩石表面蚀变和改 性的程度［１６］。同时结合扫描电镜和小角中子散射（ Ｓｍａｌｌ－ Ａｎｇｌｅ Ｎｅｕｔｒｏｎ
。
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ， ＳＡＮＳ） 可以确定岩石微观孔隙在 １０Ａ ～５０ μｍ 范围内 是 分 形的 ［１７］。并且这种分形的维度随着岩石的种类不同而发生从 ２．８～２．３ 的变化［１８］。对于砂岩来讲， 分形的维度应介于 ２ 与 ３ 之间。当其接近于 ２ 时， 砂岩储集性能极好； 而接近于 ３ 时， 砂岩储集性能极差［１９］。大量的 研究表明， 利用分形理论进行储层岩石微观孔隙结构的表征， 与目前 不同开发阶段实际效果基本吻合， 因此这种方法可以作为评价储层油 气藏孔隙结构及储集性的一个主要手段。
传统的压汞资料分析表明， 中孔细喉结构主要发育在水下分支河 道及滩坝砂体中； 低孔细喉结构主要发育在前缘席状砂及扇三角洲前 缘滑塌浊积砂体中［１］。而通过对压汞曲线进行重新变换， 以汞饱和度除 以压力为纵坐标，汞饱和度为横坐标，绘制成图，会发现峰点，所对应的 孔 喉 半 径 称 为 峰 点 孔 喉 半 径，该 值 对 油 气 圈 闭 具 有 重 要 意 义 ［２］。而 先 进 的核磁共振实验 结 果 表 明 ， 微 裂 缝 发 育 程 度 、粘 土 充 填 孔 隙 程 度 及 原 生孔隙发育程度等微观孔隙结构特征是低渗透油田可动流体的主要 影响因素［３］。而在某些地区， 次生孔隙发育带也是天然气高产富集带［４］。 同时利用这项技术， 可以实时观察渗透和高渗透沉积岩的渗流情况［５］。 而这种微观的流体在油气混合地带的运动是极其不能忽视的， 否则会 得 出 错 误 的 储 层 评 价 结 论［６］。 经 过 长 期 注 水 开 发 的 储 集 层 的 孔 隙 结 构 将发生改变， 注水冲刷使微观喉道特征变好，退汞效率增高， 因此随着 冲刷的不断进行，会使大孔隙越来越大，对小孔隙影响则不明显。喉道 分 选 性 对 驱 油 效 率 影 响 机 理 较 为 复 杂 。总 体 上 储 层 驱 油 效 率 随 储 集 物 性的变好而增加［９］。但是驱油效率并不总是和渗透率呈正相关关系， 它 还 受 储 层 孔 喉 分 布 和 孔 喉 结 构 非 均 质 性 的 影 响［１０］。扫 描 电 镜 可 用 于 研 究 孔 隙 和 喉 道 的 立 体 形 态 及 配 置 关 系［１１］， 可 以 证 实 储 层 低 孔 、低 渗 并 不是造成注水开发效果差的主要原因， 而较强的微观孔隙结构非均质
４２
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 ２７ 期
显微方法， 具有高至原子、分子的分辨能力。其工作原理是利用尖锐针 尖与表面原子分子的相互作用， 即当针尖与试样表面接近至纳米尺度 时形成各种相互作用物理局域场， 通过检测该场物理量而获得样品表 面形貌。ＳＰＭ 已成为表面微观结构、性能、状态的观察和分析以及相应 操控的重要手段， 是纳米科技的重要组成部分。如果将以扫描隧道显 微镜和原子力显微镜为代表的扫描探针显微术应用到储层岩石微观
（ ４） 三维孔隙结构成像 三维孔隙结构在微米或亚微米分辨尺度 上快速成像技术的研究。目前用同步辐射、Ｘ－ ＣＴ 和激光共聚焦等三维 成像技术只能达到几微米分辨， 不能满足微观孔隙结构评价的要求， 因此， 需要开发新的实验手段和方法。
这些问题的解决， 用目前现有的仪器和方法都有一定都困难， 因 此 需 要 先 进 的 仪 器 、实 验 方 法 和 理 论 去 实 现 。
【关键词】储层岩石； 微观孔隙结构； 扫描探针显微术
大量的勘探开发实践表明， 储层岩石的微观孔隙结构直接影响着 储层的储集渗流能力， 并最终决定着油气藏产能的差异分布。不同类 型的储层具有不同的微观孔隙结构特征， 储层岩石孔隙结构参数、含 油气性是储层评价的重要指标， 如何客观地确定这些参数， 是很多石 油 学 家 一 直 努 力 解 决 的 问 题 。储 层 岩 石 的 微 观 孔 隙 结 构 不 仅 对 油 气 储 量，而且对油气井的产能和最终采收率都有影响。详细研究储层的微 观孔隙结构特征， 有利于对储层进行合理的分类评价， 有助于查明储 层的分布规律， 从而为油气藏的勘探开发提供科学的理论依据。在油 气田开发后期， 储层的渗流能力的强弱直接受微观孔隙结构特征及其 分布规律的影响， 因此， 确定储层内部微观孔隙结构的特征及分布对 了解剩余油形成机理， 查明剩余油分布规律具有极为重要的意义。
科技信息
○科教前沿○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００８ 年 第 ２７ 期
储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究
张雁 （ 大庆石油学院地球科学学院 黑龙江 大庆 １６３３１８）
【摘 要】储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力， 并最终决定油气藏产能分布的差异。因此， 对其详细地研究， 探寻各 种储层岩石的微观孔隙结构的特点及其分布规律， 从而为油气藏的勘探、开发及准确确定注水开发油田不同开发阶段剩余油分布提供科学的 依据， 具有重要的研究意义。本文介绍了实验上和理论上研究储层岩石微观孔隙结构的方法及进展， 并且对其研究的发展趋势和用纳米科技关 键仪器－ 扫描探针显微镜表征储层岩石微观孔隙结构进行了展望。
孔隙结构的表征上 ， 凭 借 其 超 高 分 辨 能 力 、无 损 、直 接 的 观 测 的 特 点 ， 对于建立新的储层岩石孔隙结构评价体系， 客观评价储层的非均质性 特征及其含油气性， 指导下一步油气勘探与开发， 应具有现实的指导 意 义 。科
● 【参 考 文 献 】 ［ １］ 马明福，方世虎，张煜，等．东营凹陷广利油田纯化镇组低渗透储层微观孔隙结 构特征［Ｊ］．石油大学学报（自然科学版），２００１，２５（４）：１０－ １２． ［ ２］ ＰＩＴＴＭＡＮ Ｅ Ｄ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｎｄ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｍｅｒｃｕｒｙ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ － ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ［Ｊ］．ＡＡＰＧ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，１９９２，７６（２）：１９１－ １９８． ［ ３］ 王为民，郭和坤，叶朝辉．利用核磁共振可动流体评价低渗透油田开发潜力［Ｊ］． 石油学报，２００１，２２（６）：４０－ ４４． ［ ４］ 陈孟晋，刘锐娥，孙粉锦，等．鄂尔多斯盆地西北部上古生界碎屑岩储层的孔隙 结构特征初探［Ｊ］．沉积学报，２００２，２０（４）：６３９－ ６４３． ［ ５］ ＢＡＲＡＫＡ－ ＬＯＫＭＡＮＥ Ｓ，ＴＥＵＴＳＣＨ Ｇ，ＭＡＩＮ Ｉ Ｇ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｏｐｅｎ ａｎｄ ｓｅａｌｅｄ ｆｒａｃｔｕｒｅｓ ｏｎ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｃｏｒｅｓ ｕｓｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］． Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００１，１４７（２）：２６３－ ２７１． ［ ６］ ＪＯＨＡＮＳＥＮ Ｔ Ａ，ＤＲＯＴＴＮＩＮＧ Ａ， ＬＥＣＯＭＴＥ Ｉ， ｅｔ ａｌ． Ａｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｒｏｃｋ ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ［Ｊ］． Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，２００２，５０（２）：１１９－ １３７． ［ ７］ 李存贵，徐守余．长期注水开发油藏的孔隙结构变化规律［Ｊ］．石油勘探与开发， ２００３，３０（２）：９４－ ９６． ［ ８］ 吴 文 祥，刘 洋．聚 合 物 驱 后 岩 心 孔 隙 结 构 变 化 特 性 研 究［Ｊ］．油 田 化 学，２００２，１９
１．岩石孔隙结构特征的描述方法
孔隙结 构 是 岩 石 所 具 有 的 孔 隙 和 喉 道 的 几 何 形 状 、大 小 、分 布 及 其相互连通关系的总和。孔隙反映了岩石对流体的储集能力， 而喉道 的 形 状 、大 小 、孔 喉 比 则 控 制 了 孔 隙 对 流 体 的 储 集 和 渗 透 能 力 。由 于 不 同沉积相的水动力条件不同， 导致砂体的粒度、分选、组成以及发育程 度的差异性， 加之后期成岩作用对沉积物原始孔隙改造强烈， 因此， 微 观 孔 隙 结 构 具 有 复 杂 多 样 性 。 尤 其 对 于 孔 渗 性 差 、非 均 质 性 强 的 储 层 而言， 详细研究微观孔隙结构特征一方面有利于经济有效地开发低渗 透油气资源， 另一方面在开发后期的油气挖潜工作中， 有助于查明剩 余油分布规律， 设计提高采收率方案。因此该项研究对石油工业乃至 整个国民经济的发展均具有重要意义。这项工作中， 由于储层岩石孔 隙极其微小和结构的变化， 很大一部分流体在渗流过程中被毛管力和 粘滞力所束缚不能参与流动， 因此客观评价低渗透油田和驱后油田储 层的微观孔隙结构特征， 研究微观孔隙结构对油气分布的影响具有极 为 现 实 的 意 义 。目 前 评 价 工 作 主 要 集 中 在 利 用 勘 探 开 发 资 料 的 实 验 和 理论模拟两个方面。
１．１ 储层微观孔隙结构实验分析 常规岩石孔隙结构特征的描述 方法主要包括： 测井资料现场评价法和室内实验方法。室内实验方法 是目前最主要， 也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方 法， 主要包括： 毛管压力曲线法（半渗透隔板法、压汞法和离心机法等）、 铸体薄片法、扫描电镜法、Ｘ－ ＣＴ 扫描法及核磁共振法等。
（ ２） 利用微观孔隙结构分布特性解释储层反常现象 例如水驱油 效率与渗透率之间不存在密切关系，甚至出现驱油效率与渗透率呈反 比关系的现象。到目前为止，这些由实验发现的反常现象还没有得到 合理的解释。
（ ３） 储层岩石分形维度的பைடு நூலகம்究 岩石孔隙的分维值是岩石孔隙结 构的一个重要的独立参数， 它与岩石的渗透率有复杂的关系， 需要进 一步深入研究。
性， 是造成注入水波及效率不高、水驱油效率较低的主要原因［１２］。 １．２ 储层微 观 孔 隙 结 构 理 论 解 释－ 分 形 特 征 储 层 岩 石 的 孔 隙 空
间具有良好的分形特征， 孔隙结构的分形维数可以定量描述孔隙结构 的复杂程度和非均质性。应用分形几何的原理， 对低渗透储层岩石的 孔隙结构进行研究， 可以建立毛管压力和孔隙大小概率密度分布的分 形 几 何 模 型 。并 根 据 毛 管 压 力 曲 线 资 料 计 算 孔 隙 结 构 的 分 形 维 数 和 孔 径大小概率密度分布。计算结果表明， 用该方法研究孔隙结构不仅简 单易行， 而且精度很高［１３］。另外， 利用分形理论可以模拟各种岩石毛管 压力曲线， 从而解释岩石之间物性的不同［１４］。用岩样孔喉分布 的 分 形 维数能更合理地描述多孔介质微观孔喉分布的非均质性［１５］。Ｋｒｏｈｎ 提 出小尺度的孔隙体积具有分形特征， 并受孔隙间矿物和胶结物生长控 制， 研究微观孔隙分形特征可用来表征成岩过程中岩石表面蚀变和改 性的程度［１６］。同时结合扫描电镜和小角中子散射（ Ｓｍａｌｌ－ Ａｎｇｌｅ Ｎｅｕｔｒｏｎ
。
Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ， ＳＡＮＳ） 可以确定岩石微观孔隙在 １０Ａ ～５０ μｍ 范围内 是 分 形的 ［１７］。并且这种分形的维度随着岩石的种类不同而发生从 ２．８～２．３ 的变化［１８］。对于砂岩来讲， 分形的维度应介于 ２ 与 ３ 之间。当其接近于 ２ 时， 砂岩储集性能极好； 而接近于 ３ 时， 砂岩储集性能极差［１９］。大量的 研究表明， 利用分形理论进行储层岩石微观孔隙结构的表征， 与目前 不同开发阶段实际效果基本吻合， 因此这种方法可以作为评价储层油 气藏孔隙结构及储集性的一个主要手段。
传统的压汞资料分析表明， 中孔细喉结构主要发育在水下分支河 道及滩坝砂体中； 低孔细喉结构主要发育在前缘席状砂及扇三角洲前 缘滑塌浊积砂体中［１］。而通过对压汞曲线进行重新变换， 以汞饱和度除 以压力为纵坐标，汞饱和度为横坐标，绘制成图，会发现峰点，所对应的 孔 喉 半 径 称 为 峰 点 孔 喉 半 径，该 值 对 油 气 圈 闭 具 有 重 要 意 义 ［２］。而 先 进 的核磁共振实验 结 果 表 明 ， 微 裂 缝 发 育 程 度 、粘 土 充 填 孔 隙 程 度 及 原 生孔隙发育程度等微观孔隙结构特征是低渗透油田可动流体的主要 影响因素［３］。而在某些地区， 次生孔隙发育带也是天然气高产富集带［４］。 同时利用这项技术， 可以实时观察渗透和高渗透沉积岩的渗流情况［５］。 而这种微观的流体在油气混合地带的运动是极其不能忽视的， 否则会 得 出 错 误 的 储 层 评 价 结 论［６］。 经 过 长 期 注 水 开 发 的 储 集 层 的 孔 隙 结 构 将发生改变， 注水冲刷使微观喉道特征变好，退汞效率增高， 因此随着 冲刷的不断进行，会使大孔隙越来越大，对小孔隙影响则不明显。喉道 分 选 性 对 驱 油 效 率 影 响 机 理 较 为 复 杂 。总 体 上 储 层 驱 油 效 率 随 储 集 物 性的变好而增加［９］。但是驱油效率并不总是和渗透率呈正相关关系， 它 还 受 储 层 孔 喉 分 布 和 孔 喉 结 构 非 均 质 性 的 影 响［１０］。扫 描 电 镜 可 用 于 研 究 孔 隙 和 喉 道 的 立 体 形 态 及 配 置 关 系［１１］， 可 以 证 实 储 层 低 孔 、低 渗 并 不是造成注水开发效果差的主要原因， 而较强的微观孔隙结构非均质