本發(fā)明涉及石油天然氣勘探與開發(fā)領域，尤其涉及一種致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法。

背景技術(shù)：

致密砂巖油氣作為非常規(guī)油氣資源的主要類型之一，近幾年勘探開發(fā)取得了突破性進展，成為油氣增儲上產(chǎn)“重點領域”與“亮點類型”，已在鄂爾多斯、準噶爾、松遼等盆地發(fā)現(xiàn)了5-10×10⁸t級儲量規(guī)模區(qū)，在渤海灣、四川盆地也獲重要發(fā)現(xiàn)。但是，致密砂巖往往經(jīng)歷了復雜的成巖改造過程，導致儲層物性極差，儲集空間復雜，孔喉尺寸小，微納米級孔喉系統(tǒng)發(fā)育，連通性差，空間非均質(zhì)性強。一般情況下，致密砂巖油氣為非浮力聚集，水動力效應不明顯，儲層束縛水飽和度高，油氣充注過程中毛管阻力大。當充注動力一定時，儲層中某個半徑值以下的孔喉中將很難發(fā)生油氣充注。因此，對于任一致密砂巖儲層，應該存在一個能夠使油氣注入儲層的孔喉半徑下限。

實際地層條件下，致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的準確確定對于該類油氣儲量計算、有利勘探區(qū)預測、開發(fā)目標優(yōu)選等均具有極其重要的意義。近年來，隨著致密砂巖油氣勘探開發(fā)的日益重要，很多學者對此開展了大量的有益性探討?？偨Y(jié)起來，目前對于致密砂巖儲層原油充注下限的研究主要集中于理論計算，實驗模擬和經(jīng)驗統(tǒng)計三個方面，從原油分子充注尺度到宏觀儲層開發(fā)尺度的討論均有涉及。理論計算主要是建立較為理想的模型，計算原油分子能夠發(fā)生充注的最小孔喉半徑，以此作為致密砂巖油充注的孔喉下限；實驗模擬主要是采用巖心驅(qū)替實驗，模擬不同溫壓條件下，原油能夠注入儲層的孔喉半徑；經(jīng)驗統(tǒng)計主要是收集勘探與生產(chǎn)過程資料，統(tǒng)計對比確定油氣充注下限。上述三種方法中，理論計算與實驗模擬條件均較為理想，考慮因素比較簡化，不能真實有效地反映實際地層溫度與充注動力下的油氣充注過程；計算和模擬結(jié)果能夠豐富致密砂巖油氣的理論研究，但是對于實際勘探開發(fā)過程的指導作用有限。經(jīng)驗統(tǒng)計的方法一般不確定性因素多，精度較低，對勘探開發(fā)沒有明確的指向性，導致具體應用過程難度較大。

隨著致密砂巖油氣勘探開發(fā)程度的不斷提高，對有利勘探區(qū)預測與開發(fā)目標優(yōu)選的精度要求越來越高，利用現(xiàn)有的計算方法，已經(jīng)不能滿足需求，需要形成一種簡單實用的方法進行實際地層條件下致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限確定方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法，可快速、準確的確定實際地層條件下致密砂巖原油充注的孔喉半徑下限，從而為致密砂巖油儲量計算、有利勘探區(qū)預測、開發(fā)目標優(yōu)選等提供重要的理論依據(jù)與技術(shù)支持。

本發(fā)明提供了一種致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法，包括如下步驟：

(1)選取研究區(qū)的典型致密砂巖儲層樣品；

(2)對上述典型致密砂巖儲層樣品進行定量顆粒熒光分析，測試各樣品的定量顆粒熒光指數(shù)，確定研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)的基線值；

(3)根據(jù)各樣品的定量顆粒熒光指數(shù)結(jié)合研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)的基線值，區(qū)分發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品；

(4)對上述發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品進行高壓壓汞分析，獲得各樣品的孔喉大小及分布的特征參數(shù)；

(5)根據(jù)各樣品的孔喉大小及分布的特征參數(shù)確定實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限；

(6)檢驗實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟(1)的具體操作為，在研究區(qū)石油地質(zhì)條件精細研究的基礎上，選取研究區(qū)的巖石礦物組分、烴源巖質(zhì)量、源儲配制關系及其他地質(zhì)條件相同或相近的典型致密砂巖儲層樣品。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟(3)區(qū)分發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品的標準為:定量顆粒熒光指數(shù)大于基線值時，表示樣品發(fā)生過原油充注；定量顆粒熒光指數(shù)小于或等于基線值時，表示樣品未能發(fā)生原油充注。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟(5)的確定方法為：

①根據(jù)高壓壓汞分析結(jié)果，分別繪制各樣品的累積進汞飽和度、累積滲透率貢獻、進汞飽和度分量及滲透率貢獻比例隨孔喉半徑的分布曲線；

②分別將代表發(fā)生過原油充注與未能發(fā)生原油充注的典型樣品的上述曲線繪制于同一坐標系中；

③針對各坐標系中發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注樣品的上述曲線分布特征對比，確定二者的分界孔喉半徑值，即為實際地層條件下致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限值。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟(6)的檢驗方法為：

①利用場發(fā)射掃描電鏡和環(huán)境掃描電鏡觀察發(fā)生過原油充注的樣品，分析各孔喉中的原油賦存特征，并結(jié)合能譜分析，進一步確定不同尺寸孔喉中原油賦存情況；

②利用掃描電鏡中圖像分析軟件的測量工具，對含有原油的孔喉和不含原油的孔喉進行系統(tǒng)測量，確定含油孔喉的大小，驗證上述致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極和有益效果在于：

(1)現(xiàn)有的定量顆粒熒光分析只能區(qū)分含油性，高壓壓汞分析只能測試孔喉大小,上述方法使用的過程中各自的應用局限性制約很大,本發(fā)明在查明致密砂巖儲層巖石礦物組分、烴源巖質(zhì)量、源儲配制關系及其他地質(zhì)條件的基礎上，首次引入定量顆粒熒光分析技術(shù)，確定實際地層條件下致密砂巖儲層含油性特征，結(jié)合對含油樣品與未能發(fā)生原油充注的樣品的高壓壓汞分析，二者配合后，采用定量對比的手段，能夠準確、高效、簡便的確定實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限，結(jié)合場發(fā)射掃描電鏡和環(huán)境掃描電鏡定性觀察，進一步驗證了所確定孔喉半徑下限的正確性；

(2)本發(fā)明的上述確定方法簡單易行、成本低、可操作性強、可重復性實驗，并且能夠較好的反應實際地層條件信息，具有很好的實用性，能夠為致密砂巖油氣高效勘探開發(fā)提供良好的技術(shù)支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所提供的致密砂巖儲層定量顆粒熒光指數(shù)的縱向分布特征及基線值確定圖；

圖2為本發(fā)明實施例所提供的實際地層條件下油氣充注的孔喉半徑下限確定圖；

圖3為本發(fā)明實施例所提供的實際地層條件下油氣充注的孔喉半徑下限檢驗圖。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供了一種致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法，包括如下步驟：

s1：選取研究區(qū)的典型致密砂巖儲層樣品。

本步驟中，典型的致密砂巖儲層樣品是研究區(qū)的巖石礦物組分、烴源巖質(zhì)量、源儲配制關系及其他地質(zhì)條件相同或相近的致密砂巖儲層樣品，典型致密砂巖儲層樣品的選取需要在研究區(qū)石油地質(zhì)條件精細研究的基礎上進行。

s2：對上述典型致密砂巖儲層樣品進行定量顆粒熒光分析，測試各樣品的定量顆粒熒光指數(shù)，確定研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)的基線值。

本步驟應用定量顆粒熒光分析的方法對上述的典型致密砂巖儲層樣品進行分析，能夠快速、準確的得出樣品的定量顆粒熒光指數(shù)，同時確定一個基線值作為原油是否充注的判斷基準。

s3：根據(jù)各樣品的定量顆粒熒光指數(shù)結(jié)合研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)的基線值，區(qū)分發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品。

本步驟中，定量顆粒熒光分析所反應的是實際地層條件下的油氣充注情況，對于某一致密砂巖儲層，定量顆粒熒光指數(shù)一般存在一個基線值，當定量顆粒熒光指數(shù)大于該基線值時，認為致密砂巖儲層中發(fā)生了油氣充注。因此，結(jié)合步驟s2的各項數(shù)值，定量顆粒熒光指數(shù)大于基線值時，表示樣品發(fā)生過原油充注；定量顆粒熒光指數(shù)小于或等于基線值時，表示樣品未能發(fā)生原油充注。

s4：對上述發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品進行高壓壓汞分析，獲得各樣品的孔喉大小及分布的特征參數(shù)。

本步驟中，利用高壓壓汞可以分析致密砂巖儲層中孔喉半徑大小，反映樣品中不同尺度孔喉的分布情況。

s5：根據(jù)各樣品的孔喉大小及分布的特征參數(shù)確定實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限。

本步驟中，首先根據(jù)高壓壓汞分析結(jié)果，分別繪制各樣品的累積進汞飽和度、累積滲透率貢獻、進汞飽和度分量及滲透率貢獻比例隨孔喉半徑的分布曲線。其中，累積進汞飽和度表示各個孔喉半徑區(qū)間進汞量的總和；累積滲透率貢獻表示各個孔喉半徑區(qū)間滲透率貢獻值的總和；進汞飽和度分量表示某一孔喉半徑區(qū)間進汞量的總和；滲透率貢獻比例表示各個孔喉半徑區(qū)間的滲透率貢獻值所占的比例。

其次，分別將代表發(fā)生過原油充注與未能發(fā)生原油充注的典型樣品的上述曲線繪制于同一坐標系中。

再者，針對各坐標系中發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注樣品的上述曲線分布特征對比，確定二者的分界孔喉半徑值，即為實際地層條件下致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限值。

s6：檢驗實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限。

本步驟可以檢驗步驟s5確定的致密砂巖原油充注孔喉半徑的下限值，具體的檢驗方法是利用場發(fā)射掃描電鏡和環(huán)境掃描電鏡觀察發(fā)生過原油充注的樣品，分析各孔喉中的原油賦存特征，并結(jié)合能譜分析，進一步確定不同尺寸孔喉中原油賦存情況；利用掃描電鏡中圖像分析軟件的測量工具，對含有原油的孔喉和不含原油的孔喉進行系統(tǒng)測量，確定含油孔喉的大小，驗證上述致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限值。

為了更清楚詳細地介紹本發(fā)明實施例所提供的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法，以下將結(jié)合具體實施例進行說明。

以吉林油田某地區(qū)白堊系泉頭組四段致密砂巖油氣儲層為例，致密砂巖油充注孔喉半徑下限的確定和檢驗如下所述。

s1：在研究區(qū)石油地質(zhì)條件精細研究的基礎上，選取r59井中巖石礦物組分、烴源巖質(zhì)量、源儲配制關系及其他地質(zhì)條件相同或相近的典型致密砂巖儲層樣品。

s2：對上述典型致密砂巖儲層樣品進行定量顆粒熒光分析，測試各樣品的定量顆粒熒光指數(shù)(qgf指數(shù))，確定研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)的基線值。

由圖1可以看出，研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)基線值為4。

s3：根據(jù)各樣品的定量顆粒熒光指數(shù)結(jié)合研究區(qū)的定量顆粒熒光指數(shù)的基線值，區(qū)分發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品。

參見圖1，具體來說，定量顆粒熒光指數(shù)大于4時，表示樣品發(fā)生過原油充注，而定量顆粒熒光指數(shù)小于或等于4時，表示樣品未能發(fā)生原油充注。

s4：對上述發(fā)生過原油充注與未發(fā)生過原油充注的樣品進行高壓壓汞分析，獲得各樣品的孔喉大小及分布的特征參數(shù)。

參見圖2，針對不同定量顆粒熒光指數(shù)的5塊典型致密砂巖樣品，其中r59-1與r59-2定量顆粒熒光指數(shù)為4，r59-3、r59-4、r59-5的定量顆粒熒光指數(shù)分別為5.2，7.2，5.8；分別開展高壓壓汞分析實驗，獲得各樣品的孔喉大小及分布等特征。

s5：根據(jù)各樣品的孔喉大小及分布的特征參數(shù)確定實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限。

具體步驟如下：

首先，根據(jù)高壓壓汞分析結(jié)果，分別繪制各樣品的累積進汞飽和度、滲透率累積貢獻、進汞飽和度分量及滲透率貢獻比例等隨孔喉半徑的分布曲線，具體參見曲線參見圖2。

其次，分別將代表發(fā)生過原油充注的r59-3、r59-4、r59-5與未能發(fā)生原油充注的r59-1與r59-2樣品的上述曲線繪制于同一坐標系中，參見圖2；

再次，針對各坐標系中r59-3，r59-4，r59-5與r59-1、r59-2樣品的上述曲線分布特征對比，確定二者的分界孔喉半徑值，即可作為實際地層條件下致密砂巖原油充注的孔喉半徑下限值。

圖2的對比表明，研究區(qū)實際地層條件下，原油充注的孔喉半徑下限約為0.25μm。

s6：檢驗實際地層條件下的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限。

首先，利用場發(fā)射掃描電鏡和環(huán)境掃描電鏡觀察發(fā)生過原油充注的樣品，分析各孔喉中的原油賦存特征，并結(jié)合能譜分析，進一步確定不同尺寸孔喉中油膜分布情況，參見圖3，其中箭頭指示方向為油膜；

其次，利用掃描電鏡中圖像分析軟件的測量工具，對含有原油的孔喉和不含原油的孔喉進行系統(tǒng)測量，確定含油孔喉的大小，圖3的結(jié)果表明直徑約為0.5μm-0.6μm的孔隙中以及寬度約為0.5μm-0.8μm的孔喉中均發(fā)現(xiàn)了油膜的存在，能譜分析顯示出了明顯碳峰，并且油膜厚度向孔喉半徑增大的方向增加；而直徑小于約0.5μm的喉道空間中無油膜的存在。通過上述檢驗充分說明了本發(fā)明的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法準確、高效、簡單易行、成本低、可操作性強、可重復性實驗，并且能夠較好的反應實際地層條件信息，具有很好的實用性。因此，本發(fā)明的致密砂巖油氣充注孔喉半徑下限的確定方法能夠為致密砂巖油儲量計算、有利勘探區(qū)預測、開發(fā)目標優(yōu)選等提供重要的理論依據(jù)與技術(shù)支持。