[发明专利]一种非常规致密储层孔径全尺寸表征的方法

权利要求书

1.一种非常规致密储层孔径全尺寸表征的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、将非常规致密储层岩心置于烘箱中至样品恒重，将岩心使用线切割机切出直径2.5cm，长度为3cm的柱状岩心一块；切出直径2.5cm，长度为2cm的柱状岩心一块，将直径2.5cm，长度为2cm的柱状岩心破碎为0.18-0.25mm大小粒状样品；

步骤二、对直径2.5cm，长度为3cm的柱状岩心开展高压压汞测试，对破碎为0.18-0.25mm大小的粒状样品开展低温氮气吸附测试；

步骤三、对高压压汞测试的孔隙结构数据进行分形处理，确定粒间孔隙填充压力P_f和基质收缩压力P_c，并结合低温液氮吸附测试结果，对高压压汞测试获得的孔径分布进行校正；

步骤四、将校正后的高压压汞孔径分布曲线和低温氮气吸附孔径分布曲线绘制在同一张图上，获取不同孔径分布曲线的交汇点；

步骤五、以交汇点为界限，并基于低温氮气吸附测试获得的nm级孔隙分布特征，剔除交汇点重复孔径分布，即获得非常规致密储层样品的孔径全尺寸分布曲线，实现对非常规致密储层孔径全尺寸孔径分布的精细定量表征。

2.根据权利要求1所述的一种非常规致密储层孔径全尺寸表征的方法，其特征在于，所述步骤二中的高压压汞测试、低温氮气吸附测试流程按下述条件展开：

高压压汞测试流程：首先将样品放置在干燥箱中，在85℃下干燥24h；随后将样品放入压汞仪样品舱中，进行低压下的排空，排空舱室和颗粒表面的吸附气；最后采用平衡法进行煤样的压汞测试，平衡时间为90s，实验结果由电脑自行记录；

低温氮气吸附测试流程：首先在105℃条件下被干燥12h，驱除煤中的水分；随后，选取1-2g的煤样在真空、105℃条件下处理12h，确保驱除煤颗粒表面可能存在的吸附气；最后，高纯的N₂被用作吸附质，在77K的温度下，测试0.01到0.995的相对压力条件下的吸附过程。

3.根据权利要求1所述的一种非常规致密储层孔径全尺寸表征的方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：

对高压压汞测试的孔隙结构数据进行分形处理，基于式(1)和式(2)确定粒间孔隙填充压力P_f和基质收缩压力P_c，并结合式(3)～式(10)对高压压汞测试获得的孔径分布进行校正：

dV/dP∝P^4-D (1)

式中，V为压力P下煤样进汞量，D为孔隙分形维数；

通过对式(1)取对数，即可获得不同进汞压力下煤岩孔隙所对应的分形维数；

lg(dV/dP)∝(4-D)lgP (2)

以不同压力范围内孔隙分形维数为基准，将煤岩孔隙结构划分为三段，将分形维数小于2处对应的进汞压力作为粒间孔隙填充压力P_f，将分形维数大于3处对应的进汞压力作为基质收缩压力P_c；粒间孔隙填充压力P_f之前压汞测试获得非常规致密储层的μm级别裂隙，基质收缩压力P_c之后压汞测试获得非常规致密储层被压缩的部分nm级别孔隙，介于二者之间的为正常的孔隙；

致密储层高压下的可压缩性可以表示为：

式中，K_c为基质收缩系数，m²/N；V_c为基质体积，cm³/g；

式中，ρ为真密度，g/cm³；V_N2为低温液氮法测得的孔隙体积，cm³/g；

对于可压缩的多孔介质而言，进汞量主要有两部分共同体现，即：

ΔV_obs＝ΔV_p+ΔV_c (5)

式中，ΔV_obs为视进汞量，cm³/g；ΔV_p为孔隙进汞填充量，cm³/g；ΔV_c为基质收缩量，cm³/g；

基质收缩效应主要发生在进汞压力为P_c之后，在此压力范围内进汞量与进汞压力近似为一线性直线，其斜率为β；

将式(7)带入式(3)可得，

式中，ΔV_p可以利用低温液氮吸附测得的孔隙体积替代，据此可以计算获得基质的收缩系数；

假设基质收缩系数在压力增加过程中为一常数，不同压力下基质的体积为：

V_ci＝V_c-K*V_c*(P_i-P₀) (9)

式中，V_ci为压力P_i下煤基质体积，cm³/g；

据此，可以获得不同压力条件下样品中孔隙的实际进汞量：

V_pi＝V_obsi-(V_c-V_ci) (10)

式中，V_pi为压力P_i下孔隙实际进汞量，cm³/g；V_obsi为压力P_i下孔隙视进汞量，cm³/g。