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

Pc?2?cos? （1） r式中，

Pc——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，cosθ=0.765； r——孔隙半径，μm。

可得孔隙半径r所对应的毛管压力为

r?0.735 （2）

Pc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。

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Irreducible Water Saturation, Swiropep SlSteeCapillary Pressure, PcSwanson'sPapexDisplacementPressure,PdPc50PlateauThresholdPressure,Pt EntryPressure,Pe1000Smax5050SR0100 MercurySaturation (%)Wetting PhaseSaturation (%)SminPore-Throat Radius, r

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. Pd 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. rmax 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Pd一起是表示岩石渗透性好坏的重要参数。

3. P50 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P50，它越小反映岩石渗滤性越好，产能越高。

4. r50 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r50，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

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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/Drφp 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. SKP 偏态（又称歪度）：表示孔喉大小分布对称性的参数，当SKP=0时为对称分布；SKP>0时为正偏（粗歪度）；SKP<0时为负偏（细歪度）。

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

14. Dr 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. Kj 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）rmax?0.7354

Pd（2）r50?0.7354

P50（3）r??(ri?1?ri)(si?si?1)

2?(si?si?1)（4）We?Smax?Smin?100%

Smax

4

（5）

???ri?1nri??Sii??Si?1maxn1?rmax?Smax

?Smax0r(s)?dS（6）

F?K0.0000111333??0.5Smax0

r(2S)dsp?k?J(sw)?c????????（7）

Skp?

i?3Sp??(ri?r)3??Si（8）（9）

??S

Kp??4Sp??(ri?r)4??Si??Si（10）

?p??8K(r)2Sj?1

Kj???SjSmaxr(2S)dSr(2S)dS2（11）

Sp0

i（12）

1Dr??rr?(r?r)??S??S

ii式中：

r—平均孔喉半径μm；

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

ΔSi—对应于ri的某一区间的汞饱和度%； rmax—最大孔喉半径，μm

F —岩性系数(无因次量)；

K —空气渗透率μm2； 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%；

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