恒速压汞实验测试

恒速压汞实验所用的最高进汞压力通常为900psi，与之对应的喉道半径大小约为0.12μm。通常我们可以将半径小于0.12μm 的喉道及其所控制的孔隙称为渗流过程中的无效喉道和无效孔隙，因此恒速压汞实验所分析的喉道与孔隙可以认为是渗流过程中的有效喉道和有效孔隙。

图3.3 与图3.4 是岩心恒速压汞实验的结果。图3.3 显示了喉道半径的分布规律，表明油藏储层喉道半径分布范围为0～5μm，分布的峰值半径在1μm以内，大部分岩心的喉道半径峰值对应数量比例在30%以下。峰值半径越小，相对比例越高，表明小喉道的数量越多，储层的有效渗流空间越小。不同渗透率的岩心喉道半径分布规律不同，主要表现在喉道大小、展布范围和峰值半径所占百分数不同。图3.3 中渗透率接近的几块岩心，喉道展布规律存在较大的差异，表明储层在微观孔隙结构上有差异。图3.4 是孔道大小分布规律曲线，测试结果表明不同渗透率的岩心孔道半径分布规律基本接近。对比研究喉道分布百分数曲线与孔隙分布百分数曲线可见：不同渗透率级别的岩心，其孔道大小及分布形态差别并不大，接近于正态分布，孔隙基本分布在70～220μm 之间；而喉道的大小及分布形态却有很大的差别，不同岩心的喉道展布范围明显不同，不同级别喉道的含量差异也非常大，喉道分布从0.2μm到5μm跨度很大，主要喉道大体分布在0.5～2μm 之间。对比结果表明，喉道是储层渗流能力的主要控制因素，孔道是主要的存储空间，储层的差别主要体现在喉道分布上。

图3.3 孔隙分布百分数曲线

图3.4 喉道分布百分数曲线

图3.5 与图3.6 是储层平均喉道半径和孔道半径与渗透率的关系曲线。对比研究平均喉道半径与平均孔隙半径与渗透率的关系可见：气测渗透率与孔道半径关系不明显，无论渗透率怎么变化，平均孔隙半径基本保持不变；气测渗透率与平均喉道半径存在明显的相关关系，随着气测渗透率的增加平均喉道半径也在增加。结合孔隙与喉道的分布特征，说明储层性质主要受喉道控制而不是受孔道控制。对于低渗透砾岩来说，喉道是储层物性的控制性因素，对于储层微观孔隙结构的研究应该主要集中于喉道特征。

图3.5 平均孔隙半径与渗透率关系

图3.6 平均喉道半径与渗透率关系

图3.7 平均喉道半径和主流喉道半径与渗透率关系

研究平均喉道半径、主流喉道半径与渗透率的关系可见：平均喉道半径与主流喉道半径均与渗透率存在一定的规律性变化，大体随渗透率增加而增大 (图3.7)。主流喉道半径高于平均喉道半径，并且随着渗透率的增加，这种差别逐渐变大，这是因为主流喉道半径代表了对整个岩心渗透率起主要贡献的渗流空间。主流喉道半径越大，饱和流体后，储层允许流体通过的有效渗流能力就越大。对于储层的认识来说，主流喉道半径比平均喉道半径更有意义。从图3.7 可以看出：该储层的主流喉道半径分布在0.3～5μm之间。根据多年研究和国内外对比证明，0.5μm以下的喉道流体流动非常困难。本次测试用18块样品中，有6块样品主流喉道小于0.5μm，也就是说有1/3(33%)的样品内的流体是难以流出的。考虑到B1井取心位置普遍偏低，根据其他两口井的统计认为，至少有近20%的岩心所代表的储层是难以开采的。

研究平均喉道半径与主流喉道半径的关系(图3.8)可见：平均喉道半径越大，主流喉道半径越大，平均喉道半径与主流喉道半径存在良好的线性关系。

阈压是样品孔隙开始启动的门限压力，表征渗流启动的难易程度。研究主流喉道半径与阈压的关系 (图3.9 )可见：主流喉道半径与阈压呈现良好的反比例关系，主流喉道半径越大，阈压越小，渗流就越容易启动，储层开发需要的宏观启动压力也就越小。

图3.8 平均喉道半径与主流喉道半径关系

图3.9 主流喉道半径与阈压的关系

① 1psi=6.895kPa，下标a表示此为绝对压力。

从图3.10 可以看出：当主流喉道半径大于1μm 时，渗透率大于1×10^-3μm²；当主流喉道半径小于0.5μm时，渗透率大概小于0.5×10^-3μm²。如果以喉道0.5μm为界限，那么也就是说，渗透率在0.5×10^-3μm²到1×10^-3μm²的储层还是有开采价值的，当然这取决于其可动流体百分数的多少。

图3.10 主流喉道半径与渗透率关系 (局部放大图)

根据喉道分布测试结果，在泊谡叶公式的基础上，推导出单个喉道对整个岩心的渗透率贡献公式

低渗透油藏渗流机理及应用

式中：

r_i——喉道半径，μm。

利用该公式可计算单个喉道对测试样品的渗透率贡献和累计渗透率贡献，结果如图3.11 所示。岩心渗透率越高，大喉道的渗透率贡献也就越大，1×10^-3μm²以上的岩心渗透率主要由 1μm以上的喉道提供，渗透率贡献占到80%以上，凸现了大喉道对储层渗流能力的重要作用。

图3.11 喉道半径与渗透率累计贡献关系