[发明专利]一种岩石渗透率标准物质及其制备方法

说明书

本发明属于油气藏地质与开发领域，公开了一种岩石渗透率标准物质及其制备方法。所述方法通过建立岩石气体渗透率的计算方法，得到计算岩石气体渗透率的公式，进一步得到计算制备岩石渗透率标准物质的通孔直径的公式，进而得到通孔直径，再对非渗透性柱体钻孔或钻孔后植入毛细管，然后在毛细管与柱体之间采用环氧树脂等材料进行胶结密封，最后在柱体两端安装金属滤网。依据本方法制备的渗透率标准物质，具有较宽的渗透率范围，既能测得高渗渗透率，也能测得低渗渗透率，尤其是可测纳达西级别渗透率，特别适用于致密砂岩及页岩渗透率测量标定。

技术领域

本发明属于油气藏地质与开发领域，更具体地，涉及一种岩石渗透率标准物质及其制备方法。

背景技术

目前用于油气藏开发领域的商业标准物质可标定孔隙度和渗透率，其中测试孔隙度范围在3％-30％，渗透率测试范围为0.1mD到上千mD。当下国内外油气藏研究对象已经扩展到了致密砂岩、泥页岩等低孔特低渗储层，孔隙度通常不超过10％，而最低渗透率已经达到了几个纳达西级别，已有的孔隙度标准物质依然能够满足需求，而渗透率标准物质测试下限已经远远不能满足致密岩石渗透率校验的需要。国内外常用的脉冲衰减法气体渗透率仪可测得最低10^-5mD渗透率，但是由于没有相应的标准物质，对测得渗透率的准确程度难以直接评价。

渗透率标准物质不同于人造岩心，人造岩心不适用于作为渗透率标准物质。人造岩心通常采用石英砂、粘土以及有机/无机胶结剂以一定配比比例在特定压力下压制成型，其目的是获得与储层岩石物理性质相似的岩样，尽可能使人造岩心在非均质性、骨架性质、孔隙结构及孔隙性、渗透率以及力学性质等方面与天然岩心一致，从而在进行各种物理模拟实验时可以代替天然岩心。而渗透率标准物质只需要所测渗透率在储层岩石渗透率范围内，即从储层岩石最低渗透率到最高渗透率区间都可进行校验。此外渗透率标准物质要求重复性好，在反复使用的情况下所测渗透率不能发生变化，在这一点上人造岩心难以满足要求，人造岩心采用石英砂胶结，多次受压卸压条件下测试后渗透率值会发生变化。另外现有的人造岩心能测得的最低渗透率不低于0.1mD，也无法满足特低渗透性评价的要求，因此人造岩心不适用于作为标准物质。

现有文献公开了一种用于渗透率测定的标准物质的制备方法。采用紫砂泥、石英砂和滑石粉按照一定比例配比，通过制坯、烧结等方式制作出稳定性较好的低渗样品，在实施例中所得样品渗透率达到了0.008mD。该专利方法所测最低渗透率比已有方法进步了很多，但是仍然不低于10^-4mD。

因此研发并制备低渗透率、特低渗透率标准物质成为当下亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有渗透率标准物质不能满足致密砂岩、页岩等特低渗储层渗透率标定的要求，提供一种岩石渗透率标准物质及其制备方法。依据该方法制备的标准物质所测渗透率范围广，既能测得高渗渗透率，也能测得低渗渗透率，尤其是可测纳达西级别渗透率，特别适用于致密砂岩及页岩渗透率测量标定。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种岩石渗透率标准物质的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：通过建立岩石气体渗透率的计算方法，得到计算岩石气体渗透率的公式；

S2：根据所述计算岩石气体渗透率的公式，得到计算制备岩石渗透率标准物质的通孔直径的公式；

S3：根据目标气体渗透率、柱状岩心直径、目标通孔数量，计算制备岩石渗透率标准物质的通孔直径；

S4：所述通孔的制备包括直接依据步骤S3得到的所述通孔直径对非渗透性柱体钻孔，或者，对所述非渗透性柱体钻孔后，在每个孔内植入毛细管，所述毛细管内径与所述通孔直径相同，胶结密封所述毛细管与所述非渗透性柱体之间的空隙；

S5：在经过步骤S4处理的非渗透性柱体两端安装金属滤网，得到所述岩石渗透率标准物质。