第5.2章 储层孔隙结构

毛细管现象
1.润湿现象 1.润湿现象 2.非润湿现象 2.非润湿现象
固体表面
固体表面
液体对固体的分子引力（附着力） 液体对固体的分子引力（附着力）
1.计算孔隙喉道半径公式 计算孔隙喉道半径公式
（1）当给一定的外加压力而将水银注入岩样，则 ）当给一定的外加压力而将水银注入岩样， 可根据平衡压力计算出相应的孔隙吼道半径值。 可根据平衡压力计算出相应的孔隙吼道半径值。 （2）在这个平衡压力下进入岩样孔隙系统中的水 ） 银体积， 银体积，应是这个压力下的相应孔隙喉道的孔隙 体积。 体积。 （3）孔隙喉道越大，毛管阻力将越小，注入水银 ）孔隙喉道越大，毛管阻力将越小， 的压力也小。因此，再注入水银时， 的压力也小。因此，再注入水银时，随注入压力 的增高， 的增高，水银将由大到小逐次进入其相应喉道的 孔隙体系中去。 孔隙体系中去。
J ( Sw) =
pc
K
σ
φ
pc J ( Sw) = σ cos θ
K
φ
上两式称为J函数； 函数与Sw Sw的关系曲线称 函数曲线。 由于J 上两式称为J函数；做J函数与Sw的关系曲线称J函数曲线。 由于 函数中Pc/σcosθ的存在，使J值不受流体的影响。因而同样品用不同流 的存在， 值不受流体的影响。 函数中 的存在 值不受流体的影响 体测得的J函数曲线应该是一样的。这给Pc资料对比带来很大方便。 体测得的 函数曲线应该是一样的。这给 资料对比带来很大方便。 函数曲线应该是一样的 资料对比带来很大方便 Leverett认为：同类岩石J函数具有普遍意义，即同 岩层内各岩样可 认为：同类岩石 函数具有普遍意义 即同—岩层内各岩样可 函数具有普遍意义， 认为 引一条J函数曲线。故可用 曲线来表示某层的平均毛细管压力曲线 曲线来表示某层的平均毛细管压力曲线。 引一条 函数曲线。故可用J曲线来表示某层的平均毛细管压力曲线。 函数曲线
第三节 孔隙结构参数的定量表征
• 一、反映孔喉大小的参数 • （一）孔隙喉道半径及孔隙 喉道大小分布 • 孔喉大小分布 孔喉大小分布——把喉道直 把喉道直 径及该喉道所控制的孔隙体 积占总孔隙体积的百分数
• （二）最大孔隙喉道半径 d及排驱压力 d 最大孔隙喉道半径R 及排驱压力P • 排驱压力Pd是指非润湿相（汞）开始进入 排驱压力 是指非润湿相（ 岩样所需要的最低压力， 岩样所需要的最低压力，它是汞开始进入 岩样最大连通孔喉而形成连续流所需的启 动压力，也称为阀压或门槛压力。 动压力，也称为阀压或门槛压力。 • （三）毛管压力中值（p50） 毛管压力中值（ • 含汞饱和度为 含汞饱和度为50%时所对应的毛管压力值。 时所对应的毛管压力值。 时所对应的毛管压力值 • p50越小，反映岩石渗滤性能越好。 越小，反映岩石渗滤性能越好。
• （1）孔隙线密度： • （2）孔隙截距平均宽度： • （3）分散率： • （4）变异系数： • （5）孔隙度：
三、扫描电子显微镜法
石英具次生加大， 石英具次生加大，粒间孔 分布绿泥石、自生石英。 分布绿泥石、自生石英。
粒间孔分布伊利 绿泥石。 石、绿泥石。
• 扫描电镜主要研究内容
四、数字岩心——孔隙结构三维模型重构技术 数字岩心 孔隙结构三维模型重构技术 • 1.铸体模型法 铸体模型法 • 2.数字岩心孔隙结构三维模型重构技术 数字岩心孔隙结构三维模型重构技术
第二节 孔隙结构的研究方法
一、压汞法
• （一）原理 采用压汞法注入水银时， 采用压汞法注入水银时，因为水银是非润湿相 液体，欲进入孔隙系统， 液体，欲进入孔隙系统，需要克服表面张力所产生 的毛细管阻力。控制水银进入孔隙系统的是喉道大 的毛细管阻力。 小而不是孔隙大小， 小而不是孔隙大小，所以在测量过程中求得与毛细 管阻力平衡的外力的大小， 管阻力平衡的外力的大小，以及压入岩样内的水银 体积，就能求出与注入量对应的喉道大小。 体积，就能求出与注入量对应的喉道大小。
3.最小非饱和孔隙体积百分数 min% 最小非饱和孔隙体积百分数S 最小非饱和孔隙体积百分数 表示最高压力所对应的以及比它更小的喉道半 表示最高压力所对应的以及比它更小的喉道半 径对应的孔隙体积占整个岩样体积的百分数， Smin 径对应的孔隙体积占整个岩样体积的百分数， 值与岩石的润湿性有关。可能代表残余油， 值与岩石的润湿性有关。可能代表残余油，也可能 代表束缚水。 代表束缚水。
三、应用毛管压力-饱和度曲线确定孔隙、喉道大小和分布 饱和度曲线确定孔隙、 应用毛管压力 饱和度曲线确定孔隙
（1）孔隙喉道的频率直方图 ） （2）孔隙喉道的频率分布曲线及累计频率分布曲线 ）
二、薄片法
• （一）铸体薄片法 • 1.面积法测定孔隙结构 面积法测定孔隙结构 • 所谓面积法是指在显微镜下测定岩石孔隙 结构系统时，不单测量孔隙的直径， 结构系统时，不单测量孔隙的直径，同时 也测量其所占面积的一种统计分析研究方 法。 • 参数： 参数： • 最大与最小孔径值 • 孔径中值：累积频率曲线上 孔径中值：累积频率曲线上50%处的孔径 处的孔径
1. 毛细管曲线特征
压汞曲线形态主要受孔隙分布的歪度及分选 性两个因素控制。 性两个因素控制。 歪度
指孔、 指孔、喉大小分布偏于粗孔喉或细孔 偏于粗孔喉的称粗歪度， 喉，偏于粗孔喉的称粗歪度，反之称 为细歪度。 为细歪度。
指孔喉大小、分布的均一程度。大小、 指孔喉大小、分布的均一程度。大小、分布愈集
• （四）孔隙喉道平均值（Rm）和孔隙喉道 孔隙喉道平均值（ 半径中值（ 半径中值（R50）
• （五）主要流动孔喉半径平均值（Rz） 主要流动孔喉半径平均值（ • 指累积渗透率贡献值达95%以上的孔喉半 指累积渗透率贡献值达 以上的孔喉半 径值。 径值。 • Rz越大，储集物性越好。 越大，储集物性越好。
4. 平均毛管压力和“J”函数 平均毛管压力和“ 函数 在毛细管压力曲线上， 在毛细管压力曲线上，注入压力从零至最大值可以确 定对应的平均毛管压力，用来说明岩样的平均性质。 定对应的平均毛管压力，用来说明岩样的平均性质。平均 毛管压力的表达式： 毛管压力的表达式：
S max
Pc =
简化表达式
∫
0
百度文库
PcidSi
S max
× ∆Si ~ i + 1
Pc =
∑P
i =0
9
c ( i ~ i + 1)
S max
4. 平均毛管压力和“J”函数 平均毛管压力和“ 函数
1941年 Leverett首先通过测未胶结砂子的毛细管力 研究了C 首先通过测未胶结砂子的毛细管力， 1941 年 Leverett 首先通过测未胶结砂子的毛细管力 ， 研究了 C 之间的关系。Leverett在平均曲率 上乘上一个岩性系数， 在平均曲率C 与S之间的关系。Leverett在平均曲率C上乘上一个岩性系数，得一个 无因次函数： 无因次函数：
分选
中，表明分选性愈好，毛管曲线上就会出现一平 表明分选性愈好， 台；当孔喉分选差时，毛管曲线是倾斜的。 当孔喉分选差时，毛管曲线是倾斜的。
毛细管压力曲线的形态分 析
2. 毛管压力曲线的定量特征
1.入口压力Pd 入口压力Pd Pd 定义、取法不同 定义、取法不同 Pd评价储集岩 Pd为二 评价储集岩、 Pd 评价储集岩 、 Pd 为二 次运移的最小压力。 次运移的最小压力。 饱和度中值压力P 2. 饱和度中值压力 PC50 、 中 值半径r 值半径r50 及 h50 r50: 可视为岩石的平均喉 道半径 道半径 h50 ： 相对渗透率曲线时 这样计估计， 这样计估计，有相对渗透率 曲线未必一定是h 曲线未必一定是 h50 ， 可能 为 h30 、 h40 ， 即是临界含水 饱和度所对应的油柱高度。 饱和度所对应的油柱高度。
• 孔径平均值：
• 孔径分散率：
• 面孔率：薄片中孔隙喉道 • 面积占薄片总面积的百分数。
• 2.直线法测定孔隙结构 直线法测定孔隙结构 • 直线法测定孔隙是在载物台上安装机械台 以使薄片沿侧线而移动， 以使薄片沿侧线而移动，在一定移动过程 中用目镜微尺测量侧线通过每个孔隙的交 切点的长度（截距）来测量孔径的大小。 切点的长度（截距）来测量孔径的大小。