基于铸体薄片与高压压汞测试储层孔隙分布特点剖析

赵 佳，郑 森，王莉芳

（1.西安石油大学，陕西 西安 710065；2.中国石油长庆油田采油十一厂，甘肃 庆阳 744500）

2019年中国油气对外依存度首次超过70%，常规油气储量增加缓慢，非常规油气的勘探与生产开发，是未来我国油气增储、增产的重要途径[1]。低孔、低渗、低含气性的储层是大牛地气田致密砂岩储层的普遍地质特征，造成这种复杂现象的主要原因之一是致密砂岩储层的孔隙结构复杂[2]。为有效地深入分析和研究油气样品的储层孔隙成因类型及其结构特征，利用铸体薄片与电镜扫描分布，结合压汞实验数据，进行验证，为研究层位提高油气产量提供必要的指导。

1 铸体薄片鉴定

岩石孔隙的颗粒通常是储层的主要骨架，石油与天然气均赋存在一个由岩石颗粒骨架所包围的岩石孔喉所组成的系统中。孔隙结构不是单一的，它指孔隙或喉道的大小和形状，而是一种相互之间的配置、组合及连通关系，因此研究储层的有效储集空间就是要求我们能够实现对岩石孔隙有效体积的大小进行定量表征。岩石铸体薄片鉴定实验是一种传统的室内实验手段，可以与压汞实验相结合对岩样孔隙的结构及其特性进行对比和图像分析。岩石铸体薄片检测试验需要经过严格的铸体薄片的规格制定、鉴定和对图像的分析几个重要的方面。压汞实验中图象获取和图像分析可以直接有效地用于试验研究岩石中真实的孔隙体积大小及其分布[3]。

图1 铸体薄片与电镜照片（编号5）

图1编号5砾5%，粗砂55%，中砂40%。砾石主要成分为石英砾。石英见加大而似棱角化，边缘有溶蚀，多呈毛刺状。长石已完全高岭石化，但仍然保留板状长石晶形。岩屑为多晶石英屑、隐晶岩屑、粉砂岩屑、低副变质岩屑等。粒间充填杂基及高岭石。溶解作用较发育，见高岭石溶孔。

取样深度范围为2680.2m～2692.68m，12.48m的厚度，一共取了样品14件，它们的平均孔隙半径大致在同一水平上，最小孔隙半径的变化范围是0.97～6.92，最大孔隙半径变化的范围是26.93～131.81，如图2所示。由此可以明显看出，孔隙度的变化与半径变化是呈正相关，孔隙度越大，半径值也就越大[4]。

从上述统计数据的综合分析结果来看，此区块山2层位的岩石渗透率低，配位数低，喉道细长、孔隙呈点状分布，普遍存在岩石岩心颗粒内的溶蚀孔，这种岩石颗粒的溶蚀孔在一定程度上不仅能够有效率地增加岩石的连通性，使得岩石的渗透率同样在不同程度上得到提高。

2 压汞实验分析

储集层毛细管孔隙压力分析资料可以用于深入研究岩石储集层的微观孔隙结构特征、估算岩石储集层的孔隙储集和渗流能力、研究孔隙介质中的驱油机理和采收率等，在我国油田的勘探和石油开发中已经具有十分广泛的意义和应用[5]。

虽然通过铸体薄片和扫面电镜的镜下观察以及对图像储层孔隙分析，可以定性地观察山2层位致密砂岩储层孔隙和喉道在一个平面的形状、大小和连通形式以及孔隙组合类型，但无法对致密砂岩储层整体的孔隙结构进行定性以及定量化评价。致密砂岩储层不同于一般常规高渗储层，其孔喉空间极为复杂，喉道迂回曲折[2]。

压汞实验是目前测定岩石中的毛管压力曲线最主要的方法之一[5]，也是最常用的试验方法。高压压汞实验的直接数据是压力和进汞体积的关系图，通常将毛管压力与进汞饱和度在半对数坐标中作图，得到岩心的压汞法毛管压力曲线图。毛管压力曲线的形态能够定性反应出孔隙的分选性和歪度。如图3岩样毛管压力曲线所示。

通过高压压汞实验研究储层的孔喉结构，认为亚微米级及其以上孔喉半径空间贡献了主要渗流能力，随着孔喉结构变差，进汞饱和度也降低，伴随进汞压力的升高，孔隙类型也从多峰态的混合孔隙类型组合向单峰态的微孔转变，孔喉分布主要范围也进一步收窄，主要孔隙半径的渗流贡献能力下降[6]。

3 结论

本文以鄂尔多斯盆地某区块山西组山2段岩样为主要研究对象，结合高压压汞，铸体薄片和扫描电镜图片，对测得的岩样进行了孔喉分析、孔径分布研究，得到了以下结论：

1）扫描电镜观察可以得到：风化、溶解、压实作用使得致密砂岩中存在溶孔和微裂缝，增加了储层的渗流能力。2）致密砂岩储层的储集和渗流能力，不仅与孔隙结构有关，还与孔喉的大小、分布、微裂缝有关，应结合多种实验数据综合分析，使结论更具有说服力。3）从毛细管压力曲线可知：结构逐渐变差，曲线向右上方偏移越来越严重，进汞饱和度降低，进汞压力逐渐增加。