研究背景：

评价孔隙及喉道的大小分布、孔喉连通关系等孔喉结构参数是指导油气资源分级，分析油气渗流和成藏机理的关键。目前，孔喉结构评价手段包括压汞法、核磁共振(NMR) , N2吸附和微米CT等

实验样品：

5块样品均取自松辽盆地白垩系沙河子组及登娄库组致密砂岩储集层，其中3个样品取自沙河子组，具有物性差、成熟度低和黏土胶结物含量高的特点。另外2个样品取自登三段，具有更高的孔隙度和渗透率（表1）.

表1.致密砂岩岩性物性特征

实验方法：

• 将5块样品钻成规则柱样，在110°C下烘干24h，测量孔隙度和渗透率；
• 将样品抽真空后饱和NaCl溶液，然后进行核磁共振测试；
• 重新烘干后截取5cm样品进行恒速压汞测试，剩余样品进行薄片观察；
• 钻取小岩心柱，进行微米CT测试。

结果与讨论：

1.致密砂岩孔喉类型

图1的铸体薄片观察显示，样品主要发育残留粒间孔、溶蚀孔和晶间孔3类孔隙，局部发育少量微裂隙。残留粒间孔为不规则多边形，常与绿泥石衬边或石英加大胶结伴生；溶蚀孔由长石和岩屑粒内溶孔、和碳酸盐胶结物溶孔等组成，形态多呈扁椭圆形。

图1.致密砂岩单偏光镜下照片

以上可以看出：粗砂岩，残留粒间孔发育，Y5，单偏光；绿泥石衬边的残留粒间孔，长石溶孔，S33，单偏光

2.恒速压汞测试结果

恒速压汞记录了喉道进汞、孔隙进汞和总进汞3条曲线。登三段样品与沙河子组样品呈现明显不同的进汞特征。样品YS进汞早期受孔隙控制，随压力增大，总进汞逐渐受喉道控制且样品的驱替压力均小于1 MPa。而S33驱替压力值大于1 MPa，且随压力增大，总进汞曲线始终与喉道进汞一致，指示该类样品中含较少的孔隙体。

图2.两组样品进汞曲线特征

利用恒速压汞的孔隙和喉道进汞曲线，分别确定孔隙和喉道的大小分布，叠合后可得到较全面的孔喉分布（准全孔径分布）。样品准全孔隙分布均由一个右峰和一个半边左峰构成，分别对应孔隙和喉道，两峰完全分开，半径3~100微米区间基本没有孔隙/喉道分布。半径较小的喉道控制的孔隙，这些孔隙/喉道需要结合其他手段才能识别，如核磁共振。

图4.恒速压汞和核磁共振孔隙分布对比

核磁共振测量结果:

样品的T2谱均呈双峰，与准全孔隙分布基本一致。S33样品P1峰明显高于P2峰，揭示样品以较小孔为主，孔隙连通性差；Y5样品P1与P2的幅度差变小，说明样品中大孔含量及连通性变好。T2谱反映的孔隙连通关系与恒速压汞的驱替压力和最大连通喉道半径等认识基本一致，且核磁孔隙度与氦气孔隙度接近，表明NMR能较全面反映致密砂岩的孔隙分布。NMR右峰P2与准全孔隙分布的右峰也呈现较好对应关系，但2种方法右峰的分布范围及幅度变化速率却明显不同，说明NMR和恒速压汞均能反映样品中较大孔，但孔隙大小的计算方式不同。

微米CT测试结果:

图5揭示致密砂岩样品的孔隙体分布具有很强的非均质性，较大孔呈不规则长柱体，孔隙连续性好，小孔多为球形，呈孤立状。在孔隙体三维重构的基础上，利用中轴线法识别出单个孔隙，根据等效球体法和最大球法分别计算单个孔隙体的等效球体半径和最大内切半径.

图5. 两组样品微米CT三轴显示

三种方法对比:

1.CT重构的孔隙度明显大于相同孔隙测量范围内恒速压汞的总孔隙度和NMR的总孔隙度，这是由于样品中存在较多孤立孔隙，核磁共振和恒速压汞方法均只能反映连通孔隙。

2.恒速压汞主要反映样品中连续性好、体积较大的孔隙体；因此恒速压汞的孔隙半径整体上大于微米CT

3.核磁共振孔隙半径多小于60微米，与微米CT最大内切半径的主要分布区间重叠，表明NMR比表面推算的孔隙半径更接近实际孔隙的最大内切半径.

图6.三种实验方法测得孔径分布对比

实验结论:

1.致密砂岩储集空间由残留粒间孔、溶蚀孔和晶间孔组成，其中残留粒间孔及溶蚀孔为主要孔隙体，晶间孔为主要喉道2.压汞采用等效球体半径，计算值大于实际孔隙的最大内切半径，核磁共振利用比面推算，计算值接近最大内切半径。3.联合核磁共振、恒速压汞和微米CT，能够全面认识孔喉大小分布，有利于加深对致密砂岩储集层孔喉组合关系的认识

参考文献:

肖佃师,卢双舫,陆正元,黄文彪,谷美维.联合核磁共振和恒速压汞方法测定致密砂岩孔喉结构[J].石油勘探与开发,2016,43(06):961-970.