[发明专利]一种致密储层微观孔隙结构评价与储层分类方法

摘要

本发明提供了一种致密储层微观孔隙结构评价与储层分类方法。该方法包括以下步骤：分析储层成因及岩石学特征，确定相类型、成分等；分析储层物性特征；观察储层储集空间特征，确定孔隙类型、面孔率等；高压压汞法、氮气吸附法测量储层孔隙结构参数；研究成岩作用，确定压实、胶结、溶蚀顺序；分析储层物性控制因素；对储层进行分类。该方法的效果主要有：利用阴极发光、微区矿物定量分析全面地反映成岩作用及其对储层的影响；利用荧光铸体、场发射扫描电镜有助于对致密储层的微小孔隙进行精细研究；利用高压压汞实验、氮气吸附实验精确确定了致密储层的微观特征；优选各项参数进行储层分类评价，对进一步预测有利发育层位或区带具有重要意义。

主权项

1.一种致密储层微观孔隙结构评价与储层分类方法，该方法是对孔隙度为2‑8％、渗透率为0.1‑0.001×10^‑3μm²的致密储层的微观孔隙结构进行评价，其包括以下步骤：步骤一：分析储层成因及岩石学特征(1)根据对岩芯样品的观察依据相标志进行微相分析，确定沉积相类型；以及(2)利用全岩X射线衍射分析全岩X射线衍射分析样品的矿物组分，利用粘土矿物X射线衍射分析粘土矿物X射线衍射分析样品中各类粘土矿物的相对含量；和/或(3)利用阴极发光显微镜和/或微区矿物定量分析分别观察和统计阴极发光片和/或微区矿物定量分析样品的成分、分选，以及确定杂基和所有胶结物的含量、和它们的类型，确定岩石类型及结构特征；和/或(4)利用阴极发光显微镜随机选取大量岩石碎屑样品进行碎屑颗粒粒度测定，计算岩石初始孔隙度Φ₀(％)和/或岩石粒度中值和/或岩石分选系数；步骤二：分析储层物性特征(1)利用覆压孔渗仪和/或脉冲渗透率仪分别测定岩芯样品的覆压孔隙度和/或脉冲渗透率，确定储层的孔隙度和/或渗透率；步骤三：观察储层储集空间特征(1)利用荧光显微镜观察荧光铸体薄片，和利用场发射扫描电子显微镜观察氩离子抛光样品，分析不同尺度的孔隙类型和/或大小和/或连通状况，和/或统计不同类型孔隙的面孔率；所述荧光铸体薄片是通过以下步骤制备的：将少量的荧光剂加入彩色环氧树脂，然后在真空条件下将荧光剂与环氧树脂的混合物注入经过洗油处理的砂岩样品的孔隙，制成荧光铸体薄片；步骤四：实验方法测量储层孔隙结构参数(1)采用高压压汞法测量岩石样品的孔喉参数，确定储层的孔径分布；采用高压压汞法测量岩石样品的孔喉参数具体包括：将岩石样品制成岩芯柱后经过干燥处理，将其抽真空以去除样品中的蒸汽及其他气体，然后向样品膨胀计中注汞并开始测量；从测孔仪取出样品膨胀计之前，确保仪器内压力已降至大气压，通过观察确定汞已渗透到大部分样品中；测量结束后，通过进汞体积与压力的关系获得毛管压力曲线；根据毛管压力曲线计算出样品的孔径分布；(2)采用氮气吸附法测量岩石样品的孔喉参数，确定储层的孔径分布；采用氮气吸附法测量岩石样品的孔喉参数具体包括：将岩石样品粉碎至150～250目，然后通过脱气除去吸附剂表面的物理吸附物质；实验过程中，首先通过多次测量或采用状态方程计算出氮气的饱和压力P₀，然后逐步增加样品上的氮气压力，记录等温线的吸附分支，此后逐步降低样品上的氮气压力，记录等温线的脱附分支；通过吸附‑脱附等温线计算出样品的孔径分布；步骤四‑1：研究成岩作用：(1)利用阴极发光显微镜和/或微区矿物定量分析分别观察阴极发光片和/或微区矿物定量分析样品的压实特征；计算进行压实特征观察的岩石样品的压实损失孔隙度，压实损失孔隙度＝初始孔隙度Φ₀－压实后剩余粒间体积IGV；压实后剩余粒间体积IGV＝杂基含量+胶结物含量+粒间孔隙度；其中，初始孔隙度Φ₀为步骤一(4)中确定的岩石初始孔隙度Φ₀，杂基含量和胶结物含量分别为步骤一(3)中确定的杂基含量和所有胶结物含量，粒间孔隙度为步骤三(1)中统计不同类型孔隙面孔率时所确定的；(2)利用阴极发光显微镜和/或微区矿物定量分析分别观察阴极发光片和/或微区矿物定量分析样品的胶结物类型和/或含量和/或产状，区分不同类型胶结物及同种胶结物的不同形成期次，确定各胶结先后顺序，和/或统计不同类型不同时期胶结物的面孔率；(3)利用场发射扫描电子显微镜和/或微区矿物定量分析和/或荧光显微镜分别观察氩离子抛光样品和/或微区矿物定量分析样品和/或荧光铸体薄片的溶蚀作用特征，结合包括压实和/或胶结的成岩作用特征、以及构造演化和埋藏史，确定溶蚀可能时期；(4)综合步骤四‑1的(1)‑(3)中得到的信息确定压实、胶结、溶蚀的先后顺序，并将不同成岩作用及不同期次的同一种成岩作用分配于不同埋藏阶段，进而恢复成岩过程；步骤五：分析储层物性控制因素(1)分析上述步骤确定的沉积相类型、矿物组分和含量、杂基含量和类型、所有胶结物的含量和类型、岩石粒度、岩石分选系数中的一种或几种的组合与上述步骤确定的储层孔隙度和/或渗透率的关系，选出影响储层物性较大的储层成因条件及岩石学特征参数；(2)分析上述步骤确定的不同尺度的孔隙类型、大小及连通状况、储层的孔径分布中的一种或几种的组合与上述步骤确定的储层孔隙度和/或渗透率的关系，选出影响储层物性较大的储集空间特征和孔隙结构参数；步骤六：储层分类通过选出的储层物性的主控参数进行分类评价，并确定不同类型储层对应的储层成因条件、岩石学特征、储集空间特征、储层物性、孔隙结构参数中的一种或几种的组合。