压汞曲线对比结果

压汞参数对比

(勘探院与大庆油田研究院结果对比)

2010年7月

1 压汞法原理及孔隙结构参数定义与计算

压汞法以毛管束模型为基础，假设多孔介质是由直径大小不相等的毛管束组成。汞不润湿岩石表面，是非润湿相，相对来说，岩石孔隙中的空气或汞蒸气就是润湿相。往岩石孔隙中压注汞就是用非润湿相驱替润湿相。当注入压力高于孔隙喉道对应的毛管压力时，汞即进入孔隙之中，此时注入压力就相当于毛细管压力，所对应的毛细管半径为孔隙喉道半径，进入孔隙中的汞体积即该喉道所连通的孔隙体积。不断改变注入压力，就可以得到孔隙分布曲线和毛管压力曲线，其计算公式为

2cos c P r

σθ=

（1） 式中，

P c ——毛细管压力，MPa ；

σ——汞与空气的界面张力，σ=480dyn/cm ； θ——汞与岩石的润湿角，θ＝140º，cos θ=0.765； r ——孔隙半径，μm 。

可得孔隙半径r 所对应的毛管压力为

0.735c

r P =

（2）

实验过程严格按照石油天然气行业标准SY/T 5346-2005《岩石毛管压力曲线的测定》执行，常见毛管压力曲线特征见图1。

C a p i l l a r y P r e s s u r e , P P o r e -T h r o a t R a d i u s ,

r

max S min

R

P 50

100

Mercury

Wetting Phase Saturation (%)

c

图1 毛管压力曲线特征图

定量描述孔喉大小分布定量指标主要有以下参数：排驱压力、中值压力、最大连通孔隙半径、孔隙半径中值、平均孔隙半径、半径均值、最大汞饱和度、最终剩余汞饱和度、仪器最大退出效率、分选系数、结构系数、孔隙度峰位、渗透率峰位、渗透率峰值、孔隙度峰值、歪度、相对分选系数、特征结构参数、均质系数等，其定义及计算公式如下：

1. P d 排驱压力(MPa)：指非润湿相开始进入岩样最大喉道的压力，也就是非润湿相刚开始进入岩样的压力。

2. r max 最大孔喉半径(μm)：压力为排驱压力时非润湿相进入岩石的孔喉半径为最大孔喉半径，与P d 一起是表示岩石渗透性好坏的重要参数。

3. P 50 饱和度中值压力(MPa)：非润湿相饱和度50%时相应的毛管压力为P 50，它越小反映岩石渗滤性越好，产能越高。

4. r 50 孔喉半径中值(μm)：非润湿相饱和度为50%时相应的孔喉半径为r 50，它可近似地代表样品的平均孔喉半径。

5. r 孔喉半径平均值(μm)：它是表示岩石平均孔喉半径大小的参数。采用半径对汞饱和度的权衡求出。

6. α 均质系数：均质系数表征储油岩石孔隙介质中每一个孔喉(ri)与最大孔

喉半径的偏离程度，α在0～1之间变化，α愈大，孔喉分布愈均匀。 7. F 岩性系数：它是岩样实测渗透率与计算渗透率之比，反映喉道的迂曲情况。

8. Smax 最大汞饱和度（%）：实验最高压力时的累计汞饱和度%。

9. We 退汞效率（%）：在限定的压力范围内，从最大注入压力降到起始压力时，从岩样内退出的水银体积与降压前注入的水银总体积的百分数。它反映了非湿相毛细管效应采收率。

10. φp 结构系数：它表征了真实岩石孔隙特征与假想的长度相等、粗细不同的圆柱形平行毛管束模型之间的差别，它的数值是影响这种差别的各种综合因素的度量。

11. 1/Dr φp 特征结构系数：它是相对分选系数Dr 与结构系数φp 乘积的倒数，既反映孔喉分选程度，又反映孔喉连通程度，此值愈小，岩样孔隙结构愈差。 12. S KP 偏态（又称歪度）：表示孔喉大小分布对称性的参数，当S KP =0时为对称分布；S KP >0时为正偏（粗歪度）；S KP <0时为负偏（细歪度）。

13. K P 峰态：表示孔喉分布频率曲线陡峭程度的参数，当S KP =1时为正态分布曲线；S KP >1时为高尖峰曲线；S KP <1时为缓峰或双峰曲线。

14. D r 变异系数：又称相对分选系数，能更好反映孔喉大小分布均匀程度的参数。数值越小，孔喉分布越均匀。

15. K j 渗透率贡献值(%)：以某孔喉半径所能提供的渗透率百分数。

16. J(sw)函数：又称为毛管力函数，是基于因次分析推论出的一个半经验关系的无因次函数，它是毛管力曲线的一个很好的综合处理方法，并可用来鉴别岩石的物性特征。 其计算公式如下： （1）d

P r 7354.0max =

（2）50

507354.0P r =

（3）∑∑-----+=)

(2))((111i i i i i i s s s s r r r

（4）%100max

min max ⨯-=S S S We

（5）

⎰

∑∑⨯⨯=

∆∆⨯=

==0

)(max

max 1

1

max 1S s n

i i

n

i i

i

dS

r S r S

S r

r α

（6）

⎰

=

2)(0000111333.0S S ds

r K

F φ

（7）

5

.0)(⎪⎪⎭⎫

⎝⎛=φσk p s J c w

（8）∑∑∆∆⨯-⨯=

-i

i

i p kp S

S r r S S 33

)( （9）

∑∑∆∆⨯-⨯=

-i

i

i p p S

S r r S K 44)(

（10）

2

)(8r K

p φ

φ=

（11）

⎰

⎰=

2)(2)(S S S S S j

dS

r dS r K

（12）

∑∑∆∆⨯-=

=i

i

i

p

r S S

r r r

r S D 2

)(1

式中：

r —平均孔喉半径μm ；

S i —某点的汞饱和度%； r i —某点的孔喉半径μm а—均质系数(无因次量)；

ΔS i —对应于r i 的某一区间的汞饱和度%； r max —最大孔喉半径，μm

F —岩性系数(无因次量)；

K —空气渗透率μm 2； φ —孔隙度%；

r (s)—孔喉半径分布函数中某一孔喉半径μm ； ds —对应于的某一区间汞饱和度%；

Smax —实验最高压力时的累计汞饱和度%； Smin —退汞到起始压力时残留在孔隙中汞饱和度%；