岩石孔隙结构分析技术PPT课件
合集下载
岩石物理学2(孔隙度)ppt
亲水岩石
图1-1 岩石地质现象 束缚水饱和度
图2-3 岩石相对渗透率曲线
残余油饱和度
2.2 岩石渗透率
2.2.2 岩石的渗透率:岩石组分、孔隙度、压力和温度的影响
不同岩石的渗透率有很大的差别 。砾石和砂砾石的渗透率差别可达 1dc或更大;而深成岩(plutomc rocks)中的孔隙很少，因此，渗透 率极低;火山岩相反，具有大量孔 隙，渗透率多大于0.1mdc;沉积岩 的情况比较复杂 ，石油工业对砂 岩和碳酸盐岩最感兴趣，图 2-4汇 集了一些砂岩、页岩、火山岩、灰 岩、花岗岩、变质岩、玄武岩等岩 石渗透率的范围。从图 2-4中可以 看出，即使对于同一类岩石，由于 生成环境和内部结构不同，渗透率 的变化也可以达几个数量级;至于 不同的岩石，其渗透率变化范围就 更大了，可达近 10个数量级 。
实践证明,流体的有效渗透率与它在岩石中的相对含量有关,当流体的相 对含量变化时,相应的有效渗透率随之改变，为此,引入相对渗透率的概念
。相对渗透率：岩石的有效渗透率与绝对渗透率之比值称为相对渗透率, 其值在0-1之间。通常用Kro、Krg、Krw分别表示油、气、水的相对渗透率
。
2.2 岩石渗透率
Sw>50%
2.1 岩石孔隙度
2.1.2 岩石孔隙度
1） 孔隙度：岩石单位体积内，孔隙空间占总体积的百分数%。
2）总孔隙度是指全部孔隙体积占岩石体积的百分数，用Φt表示；
3）有效孔隙度是指具有储集能力的有效孔隙占岩石体积的百分数，用 Φe表示；
4）缝洞孔隙度是指有效缝洞孔隙占岩石体积的百分数，用Φf表示，它 是表征裂缝性储集层储集物性的重要参数,因为缝洞是岩石次生变化形成 的,故常称为次生孔隙度或次生孔隙度指数。
第2章 岩石孔隙度（Porosity)和渗透率（Permeability)
图1-1 岩石地质现象 束缚水饱和度
图2-3 岩石相对渗透率曲线
残余油饱和度
2.2 岩石渗透率
2.2.2 岩石的渗透率:岩石组分、孔隙度、压力和温度的影响
不同岩石的渗透率有很大的差别 。砾石和砂砾石的渗透率差别可达 1dc或更大;而深成岩(plutomc rocks)中的孔隙很少，因此，渗透 率极低;火山岩相反，具有大量孔 隙，渗透率多大于0.1mdc;沉积岩 的情况比较复杂 ，石油工业对砂 岩和碳酸盐岩最感兴趣，图 2-4汇 集了一些砂岩、页岩、火山岩、灰 岩、花岗岩、变质岩、玄武岩等岩 石渗透率的范围。从图 2-4中可以 看出，即使对于同一类岩石，由于 生成环境和内部结构不同，渗透率 的变化也可以达几个数量级;至于 不同的岩石，其渗透率变化范围就 更大了，可达近 10个数量级 。
实践证明,流体的有效渗透率与它在岩石中的相对含量有关,当流体的相 对含量变化时,相应的有效渗透率随之改变，为此,引入相对渗透率的概念
。相对渗透率：岩石的有效渗透率与绝对渗透率之比值称为相对渗透率, 其值在0-1之间。通常用Kro、Krg、Krw分别表示油、气、水的相对渗透率
。
2.2 岩石渗透率
Sw>50%
2.1 岩石孔隙度
2.1.2 岩石孔隙度
1） 孔隙度：岩石单位体积内，孔隙空间占总体积的百分数%。
2）总孔隙度是指全部孔隙体积占岩石体积的百分数，用Φt表示；
3）有效孔隙度是指具有储集能力的有效孔隙占岩石体积的百分数，用 Φe表示；
4）缝洞孔隙度是指有效缝洞孔隙占岩石体积的百分数，用Φf表示，它 是表征裂缝性储集层储集物性的重要参数,因为缝洞是岩石次生变化形成 的,故常称为次生孔隙度或次生孔隙度指数。
第2章 岩石孔隙度（Porosity)和渗透率（Permeability)
岩石孔隙结构分析技术PPT课件
离心法
压汞法
常规压汞
Ka=0.0441mD
常规压汞毛管压力曲线（高压压汞仪）
孔喉分布图（高压压汞仪）
-29-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法
恒速压汞
半渗透隔板法
离心法
压汞法
岩心室 Coreholder and
integral valve
0.0632
35.58
0.0988
33.8
0.1423
33.36
0.1936
33.36
水驱油
毛管力 MPa
水饱和度 %
0.0018
40.02
0.0071
50.02
0.016
62.24
0.0284
71.12
0.064
76.67
0.1137
80.01
0.1777
81.12
0.2559
灰
X射线束
度
检测器
图
物件在X射线束
X射线源
中旋转
三
ACTIS微焦点CT机
断 层 CT 图
维
像
建
模
CT扫描成像
依靠岩样内部的密度差别，根据X射线信号的衰减幅度区分岩石骨架和 孔隙，扫描直接获得岩石孔隙截面的2D图像，重构获得3D图像。分辨 率达到孔隙级（微米和亚微米范围），无损伤的3D成像技术，适用于 孔隙的二维截面及空间特征研究。
力等于或大于某一喉道的毛管压
管 压
力时，非湿相通过喉道进入孔隙 力
把湿相流体排出，外加压力与喉
道的毛管压力在数值上相等。改
变外加压力，可以改变孔隙内的
湿相流体饱和度。
0
毛管压力曲线：毛管压力是湿
油层物理2-2 第二节 储层岩石的孔隙结构及孔隙性
23
四、岩石孔隙度
注意：流动孔隙度Φff与有效孔隙度Φe的区别
Φff不考虑无效孔隙，还排除了被孔隙所俘留的液体所占据的毛管孔
隙空间（包括部分有效孔隙和液膜占据的空间）
Φff随地层压力梯度及岩石、流体间物理-化学性质而变化， 是动态
参数，数值上是不确定的 Φe反映原始地质储量，Φff反映可采储量
6
1）按成因分类 （6）溶蚀孔隙：溶蚀孔隙是由岩石中的碳酸盐、 长石、硫酸盐或其他可溶性成分溶蚀后形成的。
类型
原生式 沉积 粒间孔
成因
沉积作用
储渗特征
大，多，储渗能力好
纹理和层理缝 溶蚀孔
沉积作用 溶解作用
压溶作用 地应力作用 岩石裂缝等 复合成因
小，少，储渗能力差 小，少，储集能力好
小，多，储集能力差 小，少，渗透能力好 小，少，储渗能力一般 小，少，储渗能力差
微毛管孔隙 有效孔隙 有效孔隙
只有相互连通的“超毛细管孔隙” 和“毛细管孔隙”才是有效的油气 储渗空间；“微毛细管孔隙”及 总孔隙 “死孔隙”是无效的孔隙空间
孤立孔隙
无效孔隙
孤立孔隙(死孔隙)
微毛管孔隙
12
二、岩石孔隙结构 岩石的孔隙结构包括孔隙的大小、形状、孔间连 通情况、孔隙类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特 征和它的构成方式。 岩石的孔隙结构直接影响到岩石的储集特性和渗 流特性，它是研究岩石的孔隙度和渗透率的基础。 岩石的孔隙结构由孔隙和喉道两部分组成。孔隙 主要起储存流体的作用，而喉道主要影响岩石的 渗透性。
7
次生式 沉积
晶体次生晶间孔 裂缝孔隙 颗粒破裂孔
混合 孔隙
杂基微孔隙等
云质不等粒岩屑砂岩，粒间孔与微缝
四、岩石孔隙度
注意：流动孔隙度Φff与有效孔隙度Φe的区别
Φff不考虑无效孔隙，还排除了被孔隙所俘留的液体所占据的毛管孔
隙空间（包括部分有效孔隙和液膜占据的空间）
Φff随地层压力梯度及岩石、流体间物理-化学性质而变化， 是动态
参数，数值上是不确定的 Φe反映原始地质储量，Φff反映可采储量
6
1）按成因分类 （6）溶蚀孔隙：溶蚀孔隙是由岩石中的碳酸盐、 长石、硫酸盐或其他可溶性成分溶蚀后形成的。
类型
原生式 沉积 粒间孔
成因
沉积作用
储渗特征
大，多，储渗能力好
纹理和层理缝 溶蚀孔
沉积作用 溶解作用
压溶作用 地应力作用 岩石裂缝等 复合成因
小，少，储渗能力差 小，少，储集能力好
小，多，储集能力差 小，少，渗透能力好 小，少，储渗能力一般 小，少，储渗能力差
微毛管孔隙 有效孔隙 有效孔隙
只有相互连通的“超毛细管孔隙” 和“毛细管孔隙”才是有效的油气 储渗空间；“微毛细管孔隙”及 总孔隙 “死孔隙”是无效的孔隙空间
孤立孔隙
无效孔隙
孤立孔隙(死孔隙)
微毛管孔隙
12
二、岩石孔隙结构 岩石的孔隙结构包括孔隙的大小、形状、孔间连 通情况、孔隙类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特 征和它的构成方式。 岩石的孔隙结构直接影响到岩石的储集特性和渗 流特性，它是研究岩石的孔隙度和渗透率的基础。 岩石的孔隙结构由孔隙和喉道两部分组成。孔隙 主要起储存流体的作用，而喉道主要影响岩石的 渗透性。
7
次生式 沉积
晶体次生晶间孔 裂缝孔隙 颗粒破裂孔
混合 孔隙
杂基微孔隙等
云质不等粒岩屑砂岩，粒间孔与微缝
油层物理 第二章孔隙度和孔隙结构 ppt课件
Vp——岩石孔隙体积（cm3） Vb——体积（cm3）
根据储油（气）岩的孔隙是否连通和在一定的压差下 流体能否在其中流动，又可以将孔隙度分为绝对孔隙度、 有效孔隙度和流动孔隙度。
（1）绝对孔隙度
是指岩石总孔隙体积（包括连通和不连通的）Va与岩石体积Vb之比值。
（2）有效孔隙度
a
Va Vb
100%
晶孔和晶间溶孔
组构选择性孔隙——粒间孔
溶孔海绵礁屑灰岩。普光6井，10（78/137），2×10（-）
组构选择性孔隙——粒间孔
针孔粉—细晶白云岩，针孔为球粒选择性溶蚀作用的产物。普光6井，9 （70/121），5×10，（-）
组构选择性孔隙——粒间孔
粉-细晶白云岩，由完好的白云石菱面体组成,晶间孔和晶间溶孔非常发育， 局部为超大溶孔，具很好的连通性好，长边 0.88 mm , （－）
三、孔隙大小分类
孔隙类型 孔隙直径(mm) 缝隙宽度m ( m)
缝隙特征
超毛细管孔隙 ＞0.5
＞0.25
流体在空隙中可由于重力作用自由流动， 如未胶结或 胶结疏松的砂和砂砾中孔隙
毛细管孔隙 0.5～0.0002
0.25～0.0001
孔隙中流体在重力下不起作用， 但在一定的压差下可 使流体运动，如砂岩中的孔隙
1
S108 孔
2
3
10 2/69 粒内溶 （－）4x
S108 10 31/69粒内溶 孔 （－）4x
4
S108 10 39/69 颗粒
边缘溶孔 （－）4x
S107 4 8/15部分 5 充填的生物体腔孔 （－）4x
6
S108 9 50/64粒内 溶孔 （－）4x
组构选择性孔隙——晶间孔、铸模孔
根据储油（气）岩的孔隙是否连通和在一定的压差下 流体能否在其中流动，又可以将孔隙度分为绝对孔隙度、 有效孔隙度和流动孔隙度。
（1）绝对孔隙度
是指岩石总孔隙体积（包括连通和不连通的）Va与岩石体积Vb之比值。
（2）有效孔隙度
a
Va Vb
100%
晶孔和晶间溶孔
组构选择性孔隙——粒间孔
溶孔海绵礁屑灰岩。普光6井，10（78/137），2×10（-）
组构选择性孔隙——粒间孔
针孔粉—细晶白云岩，针孔为球粒选择性溶蚀作用的产物。普光6井，9 （70/121），5×10，（-）
组构选择性孔隙——粒间孔
粉-细晶白云岩，由完好的白云石菱面体组成,晶间孔和晶间溶孔非常发育， 局部为超大溶孔，具很好的连通性好，长边 0.88 mm , （－）
三、孔隙大小分类
孔隙类型 孔隙直径(mm) 缝隙宽度m ( m)
缝隙特征
超毛细管孔隙 ＞0.5
＞0.25
流体在空隙中可由于重力作用自由流动， 如未胶结或 胶结疏松的砂和砂砾中孔隙
毛细管孔隙 0.5～0.0002
0.25～0.0001
孔隙中流体在重力下不起作用， 但在一定的压差下可 使流体运动，如砂岩中的孔隙
1
S108 孔
2
3
10 2/69 粒内溶 （－）4x
S108 10 31/69粒内溶 孔 （－）4x
4
S108 10 39/69 颗粒
边缘溶孔 （－）4x
S107 4 8/15部分 5 充填的生物体腔孔 （－）4x
6
S108 9 50/64粒内 溶孔 （－）4x
组构选择性孔隙——晶间孔、铸模孔
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
孔隙和喉道的连通性
孔隙和喉道间的配置关系
白色部分：岩石颗粒
黑色部分：孔隙（粗：孔隙，细：喉道）
-3-
岩石孔隙结构分析技术
提纲
一、引言 二、孔隙结构的分析方法 三、孔隙结构的定量表征 四、孔隙结构参数的应用
-4-
孔隙结构分析方法
铸体薄片法
直接观测法
荧光显示剂注入法
孔
扫描电镜法
孔隙
隙
激光共聚焦
结构
结
聚焦离子束
可视 化
分
CT扫描成像
析
核磁共振成像
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法
参数
化
压汞法
-8-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
激光共聚焦
向岩石孔隙中灌注掺合萤光物质的环氧树脂，荧光被照相设备检测并 将光信号转换为电信号获取孔隙结构信息。在平面上对样品逐点或逐 线扫描，得到2D图像。在纵向上以一定的间距扫描出不同轴位置的2D 图像，通过三维重建技术，还原样品的三维空间状态。能提供亚微米 级的分辨率，可以识别微孔、微缝，观察孔隙内流体赋存状态。
-9-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
电
子
离子束
束
成像平面
切片方向
52O倾角
黑色：干酪根 红色：干酪根孔隙 灰色：基质矿物
Barrnet页岩3D SEM体视图
(高：5 μm ，宽：5 μm ，深：2.5 μm)
孔隙分布柱状图
聚焦离子束
(氩离子研磨技术与SEM相结合)
岩石孔隙结构分析技术
开发试验室
-1-
岩石孔隙结构分析技术
提纲
一、引言 二、孔隙结构分析方法 三、孔隙结构的定量表征 四、孔隙结构参数的应用
-2-
引言
孔隙——岩石中未被固体物质所占据的空间，是储层流体的 储集空间和流动通道。
较大空间—孔隙，狭窄部分—喉道
孔隙和喉道的几何形状
孔 孔隙和喉道的大小 隙 结 孔隙和喉道的分布 构
力等于或大于某一喉道的毛管压
管 压
力时，非湿相通过喉道进入孔隙 力
把湿相流体排出，外加压力与喉
道的毛管压力在数值上相等。改
变外加压力，可以改变孔隙内的
湿相流体饱和度。
0
毛管压力曲线：毛管压力是湿
相饱和度函数。计算孔喉半径及 其控制的孔隙体积百分数。
P c f (s)
润湿相的饱和度
100
或非润湿相饱和度
利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的显微切割仪器，可以在亚微米
的级别上对样品进行切割、研磨(刻蚀),并进行2D纳米级扫描成像，重
构获得高分辨率3D图像,可定量获得直径4~80nm间孔隙的大小及分布。 样品在测试过程中被研磨掉,是一种破坏性的技术。
-10-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
特征
构
数字岩心法
CT扫描成像
可视 化
分
核磁共振成像
析
聚焦离子束
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法
参数
化
压汞法
-5-
厚度：0.03mm 直径：25mm
孔隙结构分析—直接观测法
铸体薄片法
向岩石孔隙中注入环氧树脂，与固化剂发生化学固化反应后，孔隙被坚 硬的反应物填充，形成岩石铸体，将岩石铸体研磨薄片。借助显微镜和 图像分析系统获得孔隙结构2D图像。直观反映2D截面上的孔隙的大小、 形状、连通性及孔喉配位数。将孔隙截面看做圆形，基于孔隙面积等效 原则，获得2D孔隙结构参数。
两侧流体的压力是不相等的，其压力差就定义为毛管压力。
油 Pc
油
Pc 2cos
r
水 亲水毛细管
Pc 水 亲油毛细管
毛管压力与孔喉半径成 反比，毛管压力的变化可以
反映孔隙结构的变化。
-15-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
毛管压力法：非湿相驱替非湿
相时，毛管压力是阻力。外加压 毛
-11-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
SPEC-050核磁共振成像分析仪
全直径岩心裂缝扫描图像
核磁共振成像
采用三维线性梯度场,通过测量内建梯度场中的扩散引起的衰减，可以 对岩心进行不同角度的2D切片成像。2D切片图像重构得到岩心3D图像。 无损伤的3D成像技术，可以进行全直径岩心的孔隙结构分析，在裂缝 识别、孔隙分布、孔隙内流体赋存状态的定量研究方面具有优势
-12-
孔隙结构分析方法
铸体薄片法
直接观测法
荧光显示剂注入法
孔
扫描电镜法
孔隙
隙
激光共聚焦
结构
结
特征
构
数字岩心法
CT扫描成像
可视 化
分
核磁共振成像
析
聚焦离子束
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法
参数
化
压汞法
-13-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
原
始
灰
X射线束
度
检测器
图
物件在X射线束
X射线源
中旋转
三
ACTIS微焦点CT机
断 层 CT 图
维
像
建
模
CT扫描成像
依靠岩样内部的密度差别，根据X射线信号的衰减幅度区分岩石骨架和 孔隙，扫描直接获得岩石孔隙截面的2D图像，重构获得3D图像。分辨 率达到孔隙级（微米和亚微米范围），无损伤的3D成像技术，适用于 孔隙的二维截面及空间特征研究。
压汞法
MARAN型核磁共振岩心分析仪
120 100
80 60 40 20
0 0.01 0.1
1
10 100 1000 10000
T2，ms
测定的最小孔隙直径为2nm
信号幅度 频率，%
3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00
10
100 r,um
1000
r cT2 c0T2
基本原理
含H流体在孔隙中的横向弛豫时间T2与孔隙半径成正比。通过测定100% 饱水岩心的T2谱，即可获得不同半径孔隙的分布情况。
-14-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
毛管压力：当不互溶的两相流体在岩石孔隙内相互接触时，流体之间
有一弯月形的分界面，由于界面张力和润湿性的作用，使得在分界面上
-6-
孔隙结构分析—直接观测法
扫描电镜法
利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制获得 孔隙结构图像。可观察孔隙充填和发育情况，区分孔隙类型，研究粘土矿 物对孔隙的影响。
-7-
孔隙结构分析方法
铸体薄片法
直接观测法
荧光显示剂注入法
孔
扫描电镜法
孔隙
隙
激光共聚焦
结构
结
特征
构
数字岩心法
Pc 2cos
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
半渗透 隔板法
离心法
压汞法
毛管压力法
孔隙和喉道间的配置关系
白色部分：岩石颗粒
黑色部分：孔隙（粗：孔隙，细：喉道）
-3-
岩石孔隙结构分析技术
提纲
一、引言 二、孔隙结构的分析方法 三、孔隙结构的定量表征 四、孔隙结构参数的应用
-4-
孔隙结构分析方法
铸体薄片法
直接观测法
荧光显示剂注入法
孔
扫描电镜法
孔隙
隙
激光共聚焦
结构
结
聚焦离子束
可视 化
分
CT扫描成像
析
核磁共振成像
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法
参数
化
压汞法
-8-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
激光共聚焦
向岩石孔隙中灌注掺合萤光物质的环氧树脂，荧光被照相设备检测并 将光信号转换为电信号获取孔隙结构信息。在平面上对样品逐点或逐 线扫描，得到2D图像。在纵向上以一定的间距扫描出不同轴位置的2D 图像，通过三维重建技术，还原样品的三维空间状态。能提供亚微米 级的分辨率，可以识别微孔、微缝，观察孔隙内流体赋存状态。
-9-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
电
子
离子束
束
成像平面
切片方向
52O倾角
黑色：干酪根 红色：干酪根孔隙 灰色：基质矿物
Barrnet页岩3D SEM体视图
(高：5 μm ，宽：5 μm ，深：2.5 μm)
孔隙分布柱状图
聚焦离子束
(氩离子研磨技术与SEM相结合)
岩石孔隙结构分析技术
开发试验室
-1-
岩石孔隙结构分析技术
提纲
一、引言 二、孔隙结构分析方法 三、孔隙结构的定量表征 四、孔隙结构参数的应用
-2-
引言
孔隙——岩石中未被固体物质所占据的空间，是储层流体的 储集空间和流动通道。
较大空间—孔隙，狭窄部分—喉道
孔隙和喉道的几何形状
孔 孔隙和喉道的大小 隙 结 孔隙和喉道的分布 构
力等于或大于某一喉道的毛管压
管 压
力时，非湿相通过喉道进入孔隙 力
把湿相流体排出，外加压力与喉
道的毛管压力在数值上相等。改
变外加压力，可以改变孔隙内的
湿相流体饱和度。
0
毛管压力曲线：毛管压力是湿
相饱和度函数。计算孔喉半径及 其控制的孔隙体积百分数。
P c f (s)
润湿相的饱和度
100
或非润湿相饱和度
利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的显微切割仪器，可以在亚微米
的级别上对样品进行切割、研磨(刻蚀),并进行2D纳米级扫描成像，重
构获得高分辨率3D图像,可定量获得直径4~80nm间孔隙的大小及分布。 样品在测试过程中被研磨掉,是一种破坏性的技术。
-10-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
特征
构
数字岩心法
CT扫描成像
可视 化
分
核磁共振成像
析
聚焦离子束
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法
参数
化
压汞法
-5-
厚度：0.03mm 直径：25mm
孔隙结构分析—直接观测法
铸体薄片法
向岩石孔隙中注入环氧树脂，与固化剂发生化学固化反应后，孔隙被坚 硬的反应物填充，形成岩石铸体，将岩石铸体研磨薄片。借助显微镜和 图像分析系统获得孔隙结构2D图像。直观反映2D截面上的孔隙的大小、 形状、连通性及孔喉配位数。将孔隙截面看做圆形，基于孔隙面积等效 原则，获得2D孔隙结构参数。
两侧流体的压力是不相等的，其压力差就定义为毛管压力。
油 Pc
油
Pc 2cos
r
水 亲水毛细管
Pc 水 亲油毛细管
毛管压力与孔喉半径成 反比，毛管压力的变化可以
反映孔隙结构的变化。
-15-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
毛管压力法：非湿相驱替非湿
相时，毛管压力是阻力。外加压 毛
-11-
激光共聚焦
孔隙结构分析—数字岩心法
聚焦离子束 CT扫描成像 核磁共振成像
SPEC-050核磁共振成像分析仪
全直径岩心裂缝扫描图像
核磁共振成像
采用三维线性梯度场,通过测量内建梯度场中的扩散引起的衰减，可以 对岩心进行不同角度的2D切片成像。2D切片图像重构得到岩心3D图像。 无损伤的3D成像技术，可以进行全直径岩心的孔隙结构分析，在裂缝 识别、孔隙分布、孔隙内流体赋存状态的定量研究方面具有优势
-12-
孔隙结构分析方法
铸体薄片法
直接观测法
荧光显示剂注入法
孔
扫描电镜法
孔隙
隙
激光共聚焦
结构
结
特征
构
数字岩心法
CT扫描成像
可视 化
分
核磁共振成像
析
聚焦离子束
方 法
间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
孔隙 结构 特征
离心法
参数
化
压汞法
-13-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
原
始
灰
X射线束
度
检测器
图
物件在X射线束
X射线源
中旋转
三
ACTIS微焦点CT机
断 层 CT 图
维
像
建
模
CT扫描成像
依靠岩样内部的密度差别，根据X射线信号的衰减幅度区分岩石骨架和 孔隙，扫描直接获得岩石孔隙截面的2D图像，重构获得3D图像。分辨 率达到孔隙级（微米和亚微米范围），无损伤的3D成像技术，适用于 孔隙的二维截面及空间特征研究。
压汞法
MARAN型核磁共振岩心分析仪
120 100
80 60 40 20
0 0.01 0.1
1
10 100 1000 10000
T2，ms
测定的最小孔隙直径为2nm
信号幅度 频率，%
3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00
10
100 r,um
1000
r cT2 c0T2
基本原理
含H流体在孔隙中的横向弛豫时间T2与孔隙半径成正比。通过测定100% 饱水岩心的T2谱，即可获得不同半径孔隙的分布情况。
-14-
孔隙结构分析—间接测定法
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
毛管压力：当不互溶的两相流体在岩石孔隙内相互接触时，流体之间
有一弯月形的分界面，由于界面张力和润湿性的作用，使得在分界面上
-6-
孔隙结构分析—直接观测法
扫描电镜法
利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制获得 孔隙结构图像。可观察孔隙充填和发育情况，区分孔隙类型，研究粘土矿 物对孔隙的影响。
-7-
孔隙结构分析方法
铸体薄片法
直接观测法
荧光显示剂注入法
孔
扫描电镜法
孔隙
隙
激光共聚焦
结构
结
特征
构
数字岩心法
Pc 2cos
核磁共振波谱法 半渗透隔板法
离心法
压汞法
半渗透 隔板法
离心法
压汞法
毛管压力法