[发明专利]一种纳米级孔隙结构变化的判断方法及应用

说明书

本发明涉及致密储层结构判断技术领域，具体公开一种纳米级孔隙结构变化的判断方法和应用。所述判断方法包括：a、将真空脱气后的纳米级孔隙结构样品置于液氮中，获得样品的氮气吸附量随相对压力P/P₀变化的等温吸附曲线；b、根据等温吸附曲线，利用BET比表面积公式计算样品的比表面SSA；c、根据NLDFT密度函数理论法，得到样品中不同尺度孔隙的孔体积之和PV；d、根据SSA/PV的值随粉碎目数的变化情况判断粉碎过程对纳米级孔隙结构的影响。本发明可准确判断出制样损伤过程对致密储层纳米级孔隙结构影响，并可用于判断传统的致密储层纳米级孔隙定性与定量研究方法中由于制样过程中孔隙结构变化对研究结果产生的误差影响。

技术领域

本发明涉及孔隙结构判断技术领域，尤其涉及一种纳米级孔隙结构变化的判断方法及应用。

背景技术

随着全球能源需求的不断增长以及油气开发技术的不断提高，致密油气资源逐渐成为许多国家勘探和开发的重点。石油和天然气主要在致密储层(例如钻井开采过程中获得的页岩岩心)中的纳米级孔缝系统赋存与渗流，因此对致密储层的孔缝系统进行有效合理的评价和判断对于致密油气的勘探和开发具有重要意义。

多孔介质是由许多孔隙和固体基质组成的，孔隙发育在固体基质中。多孔介质的比表面积是单位质量的多孔介质所具有的总面积；孔容即单位质量多孔介质所具有的细孔总容积；孔径分布是指多孔介质中存在的各级孔径按数量或体积计算的百分率。多孔介质的微观孔隙可以划分为三类：微孔(2nm)，介孔(2-50nm)，宏孔(50nm的孔缝)。现有的多孔介质中孔隙表征实验方法包括低温氮气吸附法和压汞法等，主要通过其测得的比表面积、孔容以及孔径分布等参数可以直接反映多孔介质中微观孔隙的一些特征。致密储层即为一种多孔介质，在现有的孔隙表征实验方法的基础上，通常通过改变不同实验条件，如测量不同岩性、不同目数、不同温压等条件下致密储层微观孔隙的表征参数，进行横纵向对比，来间接反映不同的实验条件对致密储层微观孔隙结构产生的影响。目前我们常用一些典型的岩石力学参数，如杨氏模量、泊松比来评价致密储层中裂缝发育的难易程度。但是，上述方法均存在忽略了制样损伤过程所造成的孔隙结构变化对致密储层微观孔隙的定性与定量研究产生的误差影响。因此，建立一种可以判断致密储层纳米级孔隙在结构损伤过程中产生的微观孔隙结构变化的方法具有重要意义。

发明内容

针对现有对致密储层纳米级孔隙结构表征实验方法对岩石微观孔隙的定性与定量研究存在误差影响的问题，本发明提供一种纳米级孔隙结构变化的判断方法和应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种纳米级孔隙结构变化的判断方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、将真空脱气后的纳米级孔隙结构的样品置于液氮中，在预先设定的多个压力值P下检测所述样品的氮气吸附量，获得所述样品的氮气吸附量随相对压力P/P₀变化的等温吸附曲线，其中，P₀为吸附温度下氮气的饱和蒸气压；

b、选取0.05P/P₀0.35范围内的等温吸附曲线，通过斜率s和截距i求得单层吸附需要的氮气体积V_m；利用BET比表面积公式计算样品的比表面SSA；所述BET比表面积公式为式中：σ为被吸附气体的截面积；W为真空脱气后的样品质量；

c、根据NLDFT密度函数理论法，分别计算出微孔、介孔和宏孔的孔体积，进而得到样品中所述微孔、介孔和宏孔的孔体积之和PV以及PV随粉碎目数的变化趋势；

d、计算样品不同粉碎粒径下SSA/PV的值，根据所述SSA/PV的值随粉碎目数增加的变化趋势判断粉碎过程对样品中纳米级孔隙结构变化的影响。