苏里格气田苏48恒速压汞技术在储层孔隙结构研究中的应用

苏里格气田苏48恒速压汞技术在储层孔隙结构研究中的应用

1恒速压汞传统的压力降水法可以得到毛细管压力与岩样进水量之间的关系。分析结果表明，该分布仅显示了不同道半径和相应道的峡谷体积的分布。由于该分布中存在空隙体积因素，因此不正确。恒速压汞技术采用高精度泵,以极低的恒定速度(通常为0.00005mL/min)向岩样喉道及孔隙内进汞,从而保证进汞过程在准静态下进行。假定在进汞过程中,界面张力和接触角保持不变,随着汞进入喉道,毛细管系统压力逐渐升高。在汞突破喉道限制进入孔隙的瞬间,汞在孔隙空间内以极快的速度发生重新分布,压力得以释放,此时整个系统压力回落。因孔隙半径与喉道半径存在数量级的差别,通过检测进汞压力的波动就可以将孔隙与喉道区分开来,实现对喉道和孔隙数量与大小的精确测量。恒速压汞技术优于常规压汞之处在于:1)能将喉道和孔隙分开,分别提供孔隙和喉道的毛细管压力曲线;2)能准确、直接测量孔隙和喉道的大小及分布;3)实验模型中可假设多孔介质由直径大小不同的喉道和孔隙构成,更符合低渗、特低渗储层小孔细喉或细孔微喉的结构特征。为此,笔者对苏里格气田5块样品进行恒速压汞实验,对储层孔隙结构进行分析。2储层微岩结构苏里格气田是典型的低渗致密砂岩气田,研究区为西区苏48—苏120区块,位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部,主要产气层是二叠系山西组山1段和下石盒子组盒8段,均为三角洲平原亚相,主要发育水下分流河道、分流河道间、天然堤、边滩等微相。岩性以灰白色和浅灰色中—粗粒岩屑石英砂岩和石英砂岩为主,成分成熟度低,结构成熟度低—中等。压实和胶结作用对孔隙的破坏较大,溶蚀作用产生的次生孔隙和微裂隙很大程度上改善了储、渗性能。受多种成岩作用共同影响,储层微观孔隙结构异常复杂。从研究区的主要产气层段选取了5块样品,样品参数见表1。3结果分析3.1透平均段分布法从5块样品的喉道半径分布频率(见图1)可以看出,不同渗透率对应的喉道半径分布曲线形态不同,喉道分布区间及峰值差异较大。1,2,3号样品渗透率较低,喉道半径0.2~1.1μm,曲线形态为单峰态;4,5号样品渗透率较大,喉道半径0.4~2.8μm,分布范围明显变宽,曲线波动性变小,趋于双峰态。分析结果表明:渗透率越小,喉道半径分布范围越窄,其峰值喉道半径越小,且主要集中于细喉道一侧,喉道分选较好;反之,渗透率越大,喉道半径分布范围越宽,喉道分选变差。从喉道大小对渗透率贡献的关系曲线(见图2)可看出:渗透率较低的1,2,3号样品,对渗透率起主要贡献的喉道半径分布较集中,主要在0.33~1.0μm;渗透率较高的4,5号样品,起主要贡献的喉道半径分别在1.14~1.57μm,1.38~3.03μm。这表明对于低渗透储层,物性越好,喉道半径分布越分散,贡献范围越宽,大喉道对渗透率的贡献显著增大;反之,喉道半径分布越集中。3.2喉道对储层渗流能力的影响从孔隙半径分布情况可以看出(见图3),5块样品的孔隙半径曲线形态基本一致,且分布相对集中,基本在100~220μm,表明孔隙半径特征随渗透率变化基本保持不变,孔隙不是影响低渗透砂岩储层渗流能力的主要因素,储层微观孔隙结构的差异性主要体现在喉道的大小和分布状态上,因此喉道是影响储层渗流能力和开发效果的关键因素。3.3孔隙结构的驱替效果对于低渗透储层,孔喉半径比对驱油效率影响显著。孔喉半径比较小时,孔喉间的差异较小,单个孔隙被较大喉道控制,孔隙中油气流动时的渗流阻力小,驱替效果好;孔喉半径比较大时,单个孔隙被细小喉道控制,贾敏效应较强,油珠、气泡需克服较大的毛细管阻力,因而驱替效果较差。由图4可看出,5块样品的孔喉半径比分布范围和峰值差异明显。总体上,微观孔隙结构越好,渗透率越大,孔喉半径比分布范围越窄,且峰值越靠近小值区,孔喉向均匀化趋势发展。但在低渗透储层中,由于孔隙结构复杂多变,非均质性强,因而渗透率与孔喉半径比的关系复杂,并不完全遵循以上规律,如2号样品。2.4喉道分布及特点恒速压汞实验结果见表2。总孔喉毛细管压力曲线、孔隙和喉道的毛细管压力曲线见图5。1,2,3号样品以细小喉道为主且分布较集中,喉道半径平均小于1μm;4,5号样品喉道分布较分散,半径平均大于1μm,总进汞饱和度明显大于其余3个样品。喉道半径接近的同一组样品,喉道进汞饱和度基本相同,孔隙进汞饱和度值越大,则总进汞饱和度值越大。分析表明,低渗透储层由于孔隙半径相差不大,部分孔隙受少数细小喉道控制,总体孔隙进汞饱和度差异较大。因此,大喉道越多,总进汞饱和度越大。3透平面质量影响低渗透储层孔隙半径特征随渗透率的变化基本保持不