摘要：为深入探讨深层高压低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征，开展了岩心样品的恒速压汞测试。结果表明，储层孔道大小及分布性质差异不大，孔隙半径呈正态分布，主峰分布在100～300m;喉道半径是控制储层性质的主要因素，渗透率与喉道半径的相关性好于其与孔隙半径的相关性。储层有效喉道半径、有效孔隙半径、有效喉道体积、有效孑L隙体积、有效孑L喉半径比等孔喉特征参数与物性参数具有较好的相关关系。高渗透率岩样的有效孑L喉半径比较低，且有效孑L喉半径比分布频率较高。渗透性越好，孑L喉半径比越低，且其分布越集中。分析认为，恒速压汞的孑L喉特征参数中排驱压力(P)、中值压力(P。)、最大进汞饱和度(s)小于常规压汞的，最大连通孔喉半径(R…)、中值半径(r)大于常规压汞的。相对于常规压汞，恒速压汞获得的孔喉特征参数更准确。
关键词：深层高压低渗透砂岩储层;微观孔喉特征;孔喉半径比;恒速压汞;孔喉参数;储层性质
0引言
深层高压低渗砂岩油藏属于低渗透油藏范畴，但其又有别于常规低渗透油藏J。油藏开发中地层压力的大幅度变化导致孔隙结构及物性发生变化，进而影响油田开发效果。认识储层微观孑L喉特征是开发好该类油藏的关键。目前，压汞技术仍是获取储层微观孔隙结构特征的重要途径。近几年，恒速压汞技术在储层微观孔隙结构研究中得到了大量应用。恒速压汞的进汞速度为10mL/s，接近准静态过程，可以实现对单个孑L隙与喉道的测量。目前，应用恒速压汞技术研究深层高压低渗砂岩油藏储层微观孔喉特征还未见报道。在此，笔者应用该技术研究了东濮凹陷文东油田沙三段中部深层高压低渗砂岩油藏储层微观孔喉特征。
1恒速压汞测试原理
恒速压汞测试由中国科学院、中国石油勘探开发研究院廊坊分院的ASPE一730型恒速压汞仪完成。ASPE一730在准静态进汞条件下根据进汞端弯液面经过不同微观孔、喉形状时发生的压力自然涨落确定孔隙、喉道组合特征(微观孔隙结构)。常规压汞通过进汞压力、进汞压力对应的喉道半径及某一级别喉道所控制的孔喉体积分布(不能直接测量喉道数量，也无法准确区分孔隙与喉道)研究微观孔隙结构。恒速压汞通过检测汞注人过程中进汞压力的涨落，将储层岩石孔隙与喉道区分开，分别得出孔隙与喉道的发育状况。相对于常规压汞，恒速压汞能明显区分两块岩样孔隙结构的差异，克服了常规压汞测试中同一毛细管压力曲线对应有不同孔隙结构的缺Ij各.J。相对于常规压汞，恒速压汞的最高进汞压力较低，故其所得到的最小喉道半径较高，这也是恒速压汞技术要解决的难题。
2恒速压汞测试结果
表1为恒速压汞实验样品的基本参数，表2为恒速压汞有效孔、喉特征参数。样品的孔隙度分布范围为13.0%～18.0%，渗透率分布范围为(0.556～55.71)×10Dm(表1)，属于低渗、特低渗透储层。样品的孑L隙进汞饱和度为36.57%～48.64%，喉道进汞饱和度为23.94%～44.84%，单位体积岩样有效孔隙体积为0.048～0.084mL/cm，单位体积岩样有效喉道体积为0.031～0.081mE/era，有效孔隙半径加权平均值为152.78～169.44m，有效喉道半径加权平均值为0.67～5.25m，单位体积岩样的有效喉道数量为2501～46624"/cm，有效孔喉半径比加权平均值为31.82～3I9.O0(表2)。
3储层微观孔喉特征
3.1孔、喉半径
分析恒速压汞测试的孔、喉半径分布特点(图1)，不同渗透率级别的岩心，其孔隙半径及分布性质差异不大，孔隙半径呈正态分布，主峰分布在100~300um(图l((b))。不同渗透率样品的孔、喉特征差异主要体现在喉道半径及喉道分布。选取具有典型性、代表性的l、2、4、6号样品进行分析。1号样品渗透率为0.556×103um²，在所测试样品中物性最差，喉道半径主要分布在0～1.5Ixm;2号样品渗透率为5.15×10～m，喉道半径主要分布在0～3.5m;4号样品渗透率为12.17×10Ixm，喉道半径主要分布在0.5～4.5m;6号样品渗透率为34.80×10I.Lm，喉道半径主要分布在2～6m范围。4、6号样品喉道半径明显增大，大喉道数量明显增多(尤其是6号样品)，且大喉道所占比重明显增加。渗透率越高，其大喉道数量越多且其分布越集中。这说明喉道半径是控制深层高压低渗透砂岩储层渗透性的主要因素。
恒速压汞的毛管压力曲线资料也证明了上述结论(图2)。恒速压汞技术能够分别得到喉道毛管压力曲线、孑L隙毛管压力曲线、总毛管压力曲线及各毛管压力曲线对应的喉道半径。总进汞饱和度、喉道进汞饱和度、孔隙进汞饱和度表征岩样有效总孔喉、有效喉道、有效孔隙的发育程度。恒速压汞测试可对岩样有效喉道、有效孔隙及有效孑L喉配套发育特征等进行详细测试。
样品有效孔、喉半径加权平均值与渗透率的相关关系如图3所示。随渗透率增大，有效喉道半径加权平均值增大。低渗透率样品的喉道半径分布范围窄(即峰值频率高)。随渗透率升高，喉道半径分布范围变宽(即峰值频率降低)。渗透率升高，大喉道数量逐渐增加，小喉道数量逐渐降低(图3(a))。样品有效孔隙半径越大，孔隙发育程度越高，储层物性越好(图3(b))。比较图3(a)、图3(b)，渗透率与喉道半径的相关性好于其与孔隙半径的相关性。
3.2有效子L、喉体积
图4为单位体积样品有效喉道数与物性的相关关系图。物性较好岩样的有效喉道数量较多，有效喉道数量随孔隙度呈指数递增。8块样品单位体积岩样有效喉道数为1361～3743个/cm，平均值为3390个/cm。
图5为单位体积岩样有效孔、喉体积与物性的相关关系。物性较好岩样的有效孔、喉体积较大，有效孔、喉体积与物性呈正相关关系。8块样品的单位体积岩样有效喉道体积分布范围为0.031～0.081mL/em’，平均值为0.0575mL/em。，有效孔隙体积分布范围为0.048～0.084mE/era。，平均值为0.0679mL/cm。
综合以上分析，渗透率较高岩样的有效喉道半径大(分布范围宽)、有效喉道数量多、有效喉道体积大。物性较好岩样的有效孔隙半径、有效孔隙体积均较高，有效孔隙发育程度较好。喉道与渗透率的相关性明显好于其与孔隙度的相关性。
3.3孔喉半径比
恒速压汞技术不但能测试有效孔、喉半径的分布，而且还能测试有效孑L喉半径比的分布。分析恒速压汞有效孔喉半径比分布(图6)，渗透率较高岩样的有效孔喉半径比较低，且有效孑L喉半径比分布频率较高。渗透性越好，孔喉半径比越低，且其分布越集中。
孔喉半径比小，孔隙体积与喉道体积差异小，单个孔隙由多个大喉道连通，渗透性较好，孔隙内的油、气容易通过喉道被开采出。孔喉半径比大，单个孔隙由少数小喉道连通，孔、喉连通性较差，富集于孔隙中的油、气难以通过小喉道，采收率低。
3.4孔喉特征参数
恒速压汞测试能够获得多项常规压汞无法得到的表征岩石微观孔喉特征的信息，同时也能够获得常规压汞测试的孑L喉定量特征参数(表3)。孔隙度(西)、渗透率()与孔喉特征参数的相关关系如图7所示。随物性变好，最大喉道半径(R…)、中值半径(r。)、最大进汞饱和度(S)增大，排驱压力(P)、中值压力(P。)降低。恒速压汞的孔喉特征参数与渗透率的相关性好于其与孔隙度的相关性，这与常规压汞所得结论相吻合¨。
3.5两种压汞孔喉参数分析
恒速压汞与常规压汞的理论原理相同，两种压汞测试的孔喉特征参数定义也完全相同。理论上，两种压汞测试的孔喉特征参数排驱压力(P)、最大连通孔喉半径(R)、中值压力(P。)、中值半径(r)应相同(或相近)。
两种压汞测试过程的主要区别是进汞速度与进汞压力，恒速压汞以非常低的恒速准静态进汞，一般需要几天才能完成;而常规压汞的进汞速度相对较快(弯液面的相应变化调整较差)，驱替压力高。整个过程在几个小时内完成。在相同的进汞饱和度下，恒速压汞的压力值(P、P)小于常规压汞，故恒速压汞测得的…、r。应大于常规压汞。
两种压汞方法的模型基础不同¨，常规压汞以毛管束模型为基础，恒速压汞假设储层介质由不同直径的孔隙、喉道组成。相对于常规压汞，恒速压汞模型更符合储层孔隙结构特征，在模型方面具有一定优势。基于恒速压汞在模型和测试过程(准静态)方面的优势，恒速压汞测得的孑L喉特征参数(p、R…、P、r。)更准确些，更接近于真实情况。
因恒速压汞所能提供的最大进汞压力(900psi，1psi=6894.76Pa)远小于常规压汞的最大进汞压力(几十至上百个MPa)，故恒速压汞的最大进汞饱和度(S…)应小于常规压汞。
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4结论
(1)深层高压低渗透砂岩油藏储层孔隙半径大小及分布性质差异不大，孔隙半径呈正态分布，主峰分布在100～300m;喉道半径及分布性质差异较大，储层性质主要由喉道控制。
(2)深层高压低渗透砂岩油藏储层有效喉道半径、有效孔隙半径、有效喉道体积、有效孔隙体积、有效孔喉半径比等孔喉特征参数与物性参数具有较好的相关关系。高渗透率岩样的有效孑L喉半径比较低，且有效孔喉半径比分布频率较高。渗透性越好，孔喉半径比越低，且其分布越集中。
(3)恒速压汞测试的孔喉特征参数中排驱压力(P)、中值压力(P)、最大进汞饱和度(S)小于常规压汞，最大连通孔喉半径(R)、中值半径(r5)大于常规压汞。相对于常规压汞，恒速压汞获得的孑L喉特征参数更准确些。
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