[发明专利]页岩孔隙结构测试方法

说明书

页岩孔隙结构测试方法。提供来源于不同页岩岩心的待测样品和建模样品组，基于流体注入法对样品组中的多个颗粒样品进行测量，以获得其累计孔体积随孔径变化曲线，基于核磁共振法对待测样品和样品组中的多个柱塞样品进行测量，以获得其累计核磁信号量随横向弛豫时间变化曲线，利用多个颗粒样品的累计孔体积随孔径变化曲线和多个柱塞样品的累计核磁信号量随横向弛豫时间变化曲线和待测样品的累计核磁信号量随横向弛豫时间变化曲线，通过分形几何学方法确定待测样品的孔径与横向弛豫时间之间的关系，利用待测样品的孔径与横向弛豫时间之间的关系和待测样品的横向弛豫时间，将待测样品的横向弛豫时间分段转换为孔径。该方法可以实现准确的Tsubgt;2/subgt;～r转换。

技术领域

本发明属于油气勘探技术领域，具体涉及一种页岩孔隙结构测试方法。

背景技术

孔隙发育特征是页岩储层特征研究的重点和难点，其不仅控制了天然气的赋存模式和含气量，还影响到页岩气开发方式的选取，其中孔隙结构是最为重要的孔隙发育特征参数之一。随着研究深入，页岩孔隙结构定量化测试方法得到了突飞猛进的发展。在这些定量化测试方法中，核磁共振测试技术具有能够提供多尺度连续孔径信息、测试样品规格要求低、测试过程样品无损等优势，因此被广泛应用于页岩孔隙结构表征中。

与常规的孔隙结构测试方法(如压汞法、吸附法)不同，核磁共振技术测量原理是通过测定岩石有效孔隙流体的H¹⁺所具有的横向弛豫信息(下文简称T₂弛豫)，来获得样品中的孔隙分布信息。该技术能够进行孔隙结构表征的前提是：(1)弛豫信号量能够反映有效孔隙流体，与常规方法测量获得的有效孔隙体积具有对应关系；(2)T₂弛豫时间与孔径r间存在一定的相关关系，基于该关系可以显示T₂弛豫时间向孔径r的转换。

在常规储层中，核磁测量信号主要来自各类孔隙流体(包括有效孔隙和无效孔隙)，有效和无效孔隙(主要为毛管束缚水)分别对应于大孔径和小孔径孔隙，因此通过样品在饱和水和离心处理两种状态下的核磁共振测试结果，选定截止值即获得有效孔隙的核磁信号。此外，在常规砂岩储层中，线性转换模型常用来进行核磁共振T₂向孔径r的转换，其形式为r＝C˙T₂，其中，C是由孔隙横向表面弛豫率ρ和孔隙形状因子F_s综合而来常数，对于单个样品其为固定值，对于常规砂岩储层，由于孔隙类型和孔隙形状相对简单，ρ和F_s在整个有效孔隙的孔径范围内变化小，所以可以使用固定的C值用于样品T₂～r的转换。而对于页岩样品，由于其具有多孔隙类型和多孔隙形状的特征，尤其发育有机质孔和无机质孔两种性质截然不同的孔隙，这种特征造成了在整个有效孔隙的孔径范围内，并不存在均一的ρ和F_s值。因此，常规线性转换模型很难实现页岩样品的合理的T₂～r转换。

以上表明简单利用传统方法进行核磁共振的页岩结构表征还存在大量的问题，制约了其在页岩储层孔隙结构表征中的应用。

发明内容

鉴于上述现有技术问题中的一个或多个，本发明的目的是提供一种页岩孔隙结构测试方法，该方法能够有效避免在页岩储层中应用传统孔径转换方法时遇到的多孔隙类型问题，实现准确的T₂～r转换。

为了达到上述目的，本发明提供一种页岩孔隙结构测定方法，所述方法包括以下步骤：

提供来源于不同页岩岩心的待测样品和建模样品组，所述建模样品组包括多个颗粒样品与多个相应柱塞样品的组合；

基于流体注入法对所述多个颗粒样品进行测量，以获得它们各自的累计孔体积随孔径变化曲线；

基于核磁共振法对所述待测样品和所述多个柱塞样品进行测量，以获得它们各自的反映有效孔隙的累计核磁信号量随横向弛豫时间变化曲线；