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王宝红, 汤克勇, 苏伟明, 许宪金, 郭志强, 李洪飞. 福山凹陷永安构造流二段储层微观孔隙结构二维-三维解析[J]. 录井工程, 2025,36(4): 119-129.
WANG Baohong, TANG Keyong, SU Weiming, XU Xianjin, GUO Zhiqiang, LI Hongfei. 2D-3D analysis on the microscopic pore structures of the reservoirs in the 2nd Member of Liushagang Formation,Yongan structure,Fushan Sag[J]. Mud Logging Engineering, 2025,36(4): 119-129.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2025.04.018  
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福山凹陷永安构造流二段储层微观孔隙结构二维-三维解析
王宝红①,②, 汤克勇①,②, 苏伟明①,②, 许宪金①,②, 郭志强①,②, 李洪飞①,②
①中国石油录井技术研发中心
②中国石油长城钻探录井公司

作者简介：王宝红 工程师,1987年生,2014年毕业于长江大学矿产普查与勘探专业,现在中国石油长城钻探录井公司从事油田开发领域技术研究工作。通信地址：124010 辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街77号。E-mail：wbh20212021@163.com

收稿日期: 2025-08-15
基金: 中国石油集团长城钻探工程公司科技项目“油气产量再提升工程”子课题“剩余油气挖潜系列配套技术研究”（编号：GWDC2024-01-AWQ-05）
摘要

福山凹陷永安构造流二段发育低渗透非常规油气藏,厘清其储层砂岩微观孔隙结构对该类油气藏的开发至关重要。通过多种实验方法对流二段砂岩储层的孔隙结构进行二维-三维精确解析发现：①岩石薄片鉴定、场发射扫描电镜、MaipSCAN（岩矿扫描电镜）、铸体薄片鉴定、环境扫描电镜及高压压汞等实验研究结果表明,流二段砂岩类型以岩屑砂岩及长石岩屑砂岩为主,石英含量高,碎屑组分主要为岩屑及石英,杂基填隙物主要由黏土矿物及少量细粉砂碎屑组成,孔隙类型主要为粒间残余孔、碎屑颗粒溶蚀孔和颗粒裂缝,且以宏孔为主;②恒速压汞实验数据分析表明,研究区储层孔喉类型主要为孔隙主导型、孔喉共控型及喉道主导型;③气体吸附（N2、CO2）实验结果表明,储集空间以平板状宽狭长缝为主,主要发育孔径介于50~55 nm的宏孔;④利用FIB-SEM（聚焦离子束扫描电镜）及微纳米CT三维立体重构表征流二段储层微观孔隙的分布与连通性特征,实验结果表明研究区储层孔隙结构具有较好的连通性。基于以上分析结果,通过多尺度全孔径联合表征,表明研究区砂岩孔隙结构以宏孔为主,微孔、介孔欠发育。通过对永安构造流二段孔隙结构进行二维-三维全面分析,深度剖析研究区储层微观孔隙结构特征,为该地区后期的油田开发提供了更可靠的技术支持。

关键词: 微观孔隙结构; 流二段; 低渗透储层; 二维-三维解析; 福山凹陷; 永安构造
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
2D-3D analysis on the microscopic pore structures of the reservoirs in the 2nd Member of Liushagang Formation,Yongan structure,Fushan Sag
WANG Baohong①,②, TANG Keyong①,②, SU Weiming①,②, XU Xianjin①,②, GUO Zhiqiang①,②, LI Hongfei①,②
①R & D Center for Mud Logging Technology,CNPC,Panjin,Liaoning 124010,China
②GWDC Mud Logging Company,CNPC,Panjin,Liaoning 124010,China
Abstract

The unconventional hydrocarbon reservoirs develop in the 2nd Member of Liushagang Formation,Yongan structure,Fushan Sag. Clarifying the microscopic pore structures within its reservoir sandstones is crucial for the development of such hydrocarbon reservoirs. Through various experimental methods,an accurate 2D-3D analysis on the pore structures of the sandstone reservoirs in the 2nd Member of Liushagang Formation is conducted,the main findings are as follows. First, results from thin section examination of rock,field emission scanning electron microscope,MaipSCAN （rock and mineral scanning electron microscope）,cast thin section identification,environmental scanning electron microscope,and high-pressure mercury injection experiments show that the sandstone types of the 2nd Member of Liushagang Formation are mainly lithic sandstone and feldspathic litharenite,with high quartz content. The detrital components are dominated by rock cuttings and quartz,and the heteroatom fillers mainly consist of clay minerals and a small amount of fine silt debris. The pore types in the reservoir space are primarily composed of intergranular residual pores,clastic grain dissolution pores,and grain fractures,with macropores being predominant. Second,the analysis of the constant speed mercury injection experimental data shows that the pore throat types in the reservoirs of the study area are mainly pore-dominated,pore throat co-controlled, and throat-dominated types. Third,the results of the gas adsorption （N2 and CO2） experiments show that the reservoir space is mainly composed of wide,narrow and long slits in the shape of plates,and macropores with pore radii ranging from 50 to 55 nm are mainly developed. Fourth, the distribution and connectivity characteristics of the microscopic pores in the 2nd Member of Liushagang Formation were characterized by 3D reconstruction using FIB-SEM（Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopy） and micro-nano CT. The experimental results show that the pore structures of the reservoirs in the study area have good connectivity. Based on the above analysis results,a multi-scale and full pore size joint characterization was conducted,indicating that the pore structure of the sandstones in the study area is dominated by macropores,with underdeveloped microscopic pores and mesopores. By conducting a comprehensive 2D-3D analysis on the pore structures in the 2nd Member of Liushagang Formation,Yongan structure,the microscopic pore structure characteristics of the reservoirs in the study area were deeply dissected,providing more reliable technical support for the later stage of oilfield development in this area.

Keyword: microscopic pore structure; the 2nd Member of Liushagang Formation; low permeability reservoir characteristics; 2D-3D analysis; Fushan Sag; Yongan structure
0 引言

低渗透非常规油气藏目前是我国油气勘探的重点, 同时也是勘探难点[1, 2, 3]。福山凹陷永安构造流沙港组二段（简称流二段）发育低渗透非常规油气藏, 是北部湾盆地最具有产能接替潜力的储层, 但其地质构造及油气聚集条件十分复杂, 勘探开发难度大。前人针对福山凹陷流二段储层的沉积构造体系与成藏模式等做了较为深入的研究, 刘恩涛[4]、李媛等[5]、熊绍云等[6]提出福山凹陷流二段为湖相扇三角洲沉积; 秦秋寒等[7]认为流沙港组具备发育致密油藏的有利条件, 指出“ 甜点” 储层分布为源储叠置组合模式; 罗群等[8]、王观宏等[9]从断裂控藏的角度探讨了油气运聚成藏特征, 认为流二段沉积时期发育多个透镜型岩性油气藏, 油气储量规模可观。上述研究从不同层面开展了福山凹陷流二段储层特征分析, 但对其微观孔隙特征的整体研究程度较低, 制约了此类油气藏的效益开发。

在低渗透储层中, 油气的运移与聚集受制于微观孔隙结构, 而对微观孔隙的表征可分为单一手段和多手段联合的方式。针对福山凹陷流沙港组储层, 廖飞燕等[2]通过铸体薄片测试方法, 分析了储层孔隙结构特征; 汪新光等[10]对储层压汞参数进行分析, 选取孔隙度、渗透率和最大孔喉半径等参数建立了储层分类标准, 并应用到流二段储层评价中; 黄娅等[11]提出综合反映储层孔隙结构的压汞因子, 利用压汞因子对储层产能进行了分级预测。

以上针对福山凹陷流二段储层微观孔隙的研究, 主要采用场发射扫描电镜、铸体薄片鉴定或压汞等较为单一的技术手段, 方法不够完善, 不足以全面表征储层微观孔隙结构特征。为此, 本文在岩石薄片鉴定、镜下观测分析、压汞等常规测试技术的基础上, 首次利用气体吸附（N2、CO2）、FIB-SEM（聚焦离子束扫描电镜）及微纳米CT等非常规测试技术, 采取多手段联合的方式, 从毫米级到纳米级、从二维到三维、从宏观到微观对永安构造流二段低渗透储层微观孔隙结构进行深入分析, 全方位表征储集空间类型, 明确储层岩石学特征、孔隙结构特征及三维结构特征。这将有利于识别优质储层, 降低油田勘探开发的风险, 并对研究区后期资源潜力评价和油气勘探指导具有重要现实意义。

1 区域沉积特征

福山凹陷位于海南省北部, 为北部湾盆地中次级负向构造单元, 是在古生界及中生界白垩系变质岩基底上, 受燕山运动的影响而发育起来的一个呈北断南超的北东向箕状凹陷。其南侧以定安断裂为界与海南凸起相接, 北入琼州海峡, 东以长流断裂为界与云龙凸起相邻, 西以临高断裂为界与临高凸起相连[12]。按构造和沉积特征, 可将福山凹陷划分为白莲次凹、海口次凹与皇桐次凹3个次级构造单元（图1）。永安构造位于花场断鼻构造的西倾末端, 为受美台断裂作用形成的断块构造, 整体从下至上发育白垩系, 古近系长流组、流沙港组、涠洲组, 以及新近系和第四系地层。流沙港组是福山凹陷重要的产油层系之一, 其中流二段内部既发育烃源岩也发育储层; 流一段广泛发育半深湖相暗色泥岩沉积, 湖侵持续至流二段早期, 受物源等多种因素影响, 研究区流二段逐渐发育湖控扇三角洲相沉积。

图1 福山凹陷地质构造图

2 实验项目及方法
2.1 实验项目

为了进一步全面分析流二段储层微观孔隙结构发育特征, 本次研究选取了福山凹陷Y 24x、Y 27x及Y 801x共3口井流二段175块岩心样品进行实验分析, 项目主要包括：岩石薄片鉴定、场发射扫描电镜、铸体薄片鉴定、环境扫描电镜、MaipSCAN（岩矿扫描电镜）、压汞实验（高压压汞和恒速压汞）、气体吸附（N2、CO2）实验、FIB-SEM及微纳米CT。

2.2 实验方法

基于研究目的, 结合研究区的沉积特征资料, 确定了如下实验方法。

通过岩心观察、岩石薄片鉴定及场发射扫描电镜确定区域岩石学特征; 根据铸体薄片鉴定、环境扫描电镜、MaipSCAN等技术手段的观察结果, 结合高压压汞数据, 从宏观二维空间上定性分析流二段储层孔隙空间类型、大小及特征; 采用恒速压汞、气体吸附（N2、CO2）实验, 从微观二维空间上定量分析流二段储层孔喉类型、大小及特征; 采用FIB-SEM与微纳米CT在三维重构表征方面对流二段储层孔隙内部立体空间进行精细刻画, 分析其孔隙连通情况; 最后综合二维、三维分析技术联合表征流二段储层微观孔隙结构发育特征。

3 储层微观孔隙特征分析
3.1 区域岩石学特征

选取3口井56块岩心样品进行区域岩石学特征研究。通过岩心观察发现, 流二段岩性主要为灰色细砂岩、灰黑色含砾砂岩、深灰色泥岩。含砾砂岩中发现搅混构造, 泥岩层段可见水平层理。岩石薄片鉴定及场发射扫描电镜下岩心分析表明：碎屑组分主要为岩屑及石英, 少量长石, 其中岩屑以变质岩岩屑为主, 少量岩浆岩、泥化粒、沉积岩、钙化粒岩屑（图2a）; 矿物成分以石英为主, 含有少量长石、菱铁矿、云母、方解石等（图2b、图2c）; 流二段岩性以岩屑砂岩及长石岩屑砂岩为主, 碎屑颗粒形状以次棱-次圆状为主, 接触方式为点、线接触（图2d）, 分选以中-差为主, 胶结类型为孔隙式与压嵌式, 结构成熟度中等; 填隙物中的杂基主要由黏土矿物及少量细粉砂碎屑组成, 黏土矿物主要为伊蒙混层、高岭石、伊利石、绿泥石（图2e、图2f）。综合分析认为, 研究区流二段处于早期成岩阶段。

图2 研究区流二段储层镜下岩石学特征

根据物性资料分析, 孔隙度平均值为7.30%, 渗透率平均值为0.835 mD, 为低孔低渗储层, 且孔隙度与渗透率呈明显的正相关。

3.2 孔隙类型、大小及特征

3.2.1 镜下微观孔隙特征分析

为了全面分析研究区流二段储层的岩石微观孔隙结构特征, 选取研究区3口井中具有代表性的87块岩心样品, 其中46块样品用于铸体薄片鉴定、7块样品用于环境扫描电镜分析、34块样品用于MaipSCAN分析。观察结果分析表明, 研究区流二段储层主要孔隙类型为粒间残余孔、碎屑颗粒溶蚀孔和颗粒裂缝。粒间残余孔是指在沉积形成之后未经溶蚀或胶结等重大成岩作用改造的孔隙, 属于原生孔隙, 而碎屑颗粒溶蚀孔与颗粒裂缝则是在沉积形成之后, 经过溶蚀或胶结等重大成岩作用改造的孔隙, 属于次生孔隙。

研究区发育大量的粒间残余孔及碎屑颗粒溶蚀孔, 从样品铸体薄片鉴定、环境扫描电镜照片中可清楚地观察到砂岩中的粒间残余孔, 以及岩屑碎屑、黏土杂基经不同程度溶蚀形成的碎屑颗粒溶蚀孔（图3a-图3d）, 直至完全溶蚀形成铸模孔; 孔隙半径平均值7.10 μ m, 面孔率平均值6.50%。个别样品发育有颗粒裂缝, MaipSCAN镜下观察可见储层微观上孔隙、裂缝发育（图3e、图3f）, 连通性较好。整体研究表明, 研究区储层储集空间遭后期改造居多, 这也使得储集空间得到一定程度上的增大。

图3 研究区流二段储层镜下微观孔隙特征

3.2.2 高压压汞实验结果分析

选取研究区3口井流二段储层8块岩心样品进行不同孔隙类型的高压压汞实验分析, 根据其高压压汞曲线特征（图4）及实验数据（表1）分析表明, 研究区主要发育粒间残余孔、碎屑颗粒溶蚀孔、裂缝3类孔隙。粒间残余孔的毛管压力曲线下降平滑段较长且较低, 接近于平行横坐标, 孔隙大小分布集中, 分选较好, 平均孔喉半径较大, 介于1.133~1.671 μ m, 排驱压力较小, 介于0.069~0.118 MPa（均小于0.120 MPa）, 平均为0.101 MPa, 孔喉分选系数介于2.808~3.518（平均为3.105）, 最大进汞饱和度为87.40%~96.05%, 退汞效率均小于36.00%, 该类孔隙的储集性能和连通性均较好（图4a）; 碎屑颗粒溶蚀孔的毛管压力曲线显示平滑段位置要高于粒间残余孔, 平滑段长度中等且偏离横、纵坐标轴的原点, 该类孔隙平均孔喉半径约为0.23 μ m, 平均排驱压力为0.675 MPa, 平均孔喉分选系数约为2.90, 最大进汞饱和度为65.00%~74.15%, 退汞效率为40.68%~44.06%, 该类孔隙的储集性能一般, 但是连通性较好（图4b）; 裂缝的毛管压力曲线下降平滑段较短且最高, 曲线整体远离横、纵坐标轴的原点, 孔隙分选较差, 该类孔隙平均孔喉半径< 0.20 μ m, 排驱压力> 0.50 MPa, 孔喉分选系数> 3.0, 最大进汞饱和度为51.37%~51.83%, 退汞效率为38.01%~39.03%, 孔隙内黏土矿物含量较高, 储集性能及连通性均较差（图4c）。

图4 研究区流二段不同孔隙高压压汞曲线特征及孔隙进汞量占比

表1 研究区流二段储层高压压汞实验数据

从进汞量占比分析可见, 粒间残余孔孔喉半径> 1 μ m的孔隙进汞量占22.4%~42.5%, 孔喉半径> 0.05 μ m的孔隙进汞量占70.5%~82.5%, 孔喉半径> 0.01 μ m的孔隙进汞量占83.5%~89.9%（图4d）; 碎屑颗粒溶蚀孔孔喉半径> 1 μ m的孔隙进汞量占4.1%~5.3%, 孔喉半径> 0.05 μ m的孔隙进汞量占50.1%~51.3%, 孔喉半径> 0.01 μ m的孔隙进汞量占52.0%~61.0%（图4e）; 裂缝孔喉半径> 1 μ m的孔隙进汞量占4.4%~15.1%, 孔喉半径> 0.05 μ m的孔隙进汞量占34.3%~40.8%, 孔喉半径> 0.01 μ m的孔隙进汞量占44.1%~45.1%（图4f）。3类孔隙中以粒间残余孔及碎屑颗粒溶蚀孔发育宏孔（> 0.05 μ m）居多, 裂缝发育微孔、介孔, 但在研究区此类孔隙仅个别发育, 总体上研究区致密砂岩储层较小孔隙（以宏孔为主）分布居多。

3.3 孔喉类型、大小及特征

3.3.1 恒速压汞实验结果分析

在压汞实验方面, 高压压汞测试周期短, 速度快, 能快速刻画研究区储层孔隙总体特征, 但与恒速压汞相比, 不能区分孔隙与喉道, 且恒速压汞测得的喉道半径更接近于真实的喉道半径。通过对恒速压汞实验数据的分析, 能够得到研究区流二段储层孔喉类型、大小及特征。

选取研究区3口井流二段储层10块岩心样品进行恒速压汞实验, 根据恒速压汞曲线特征（图5）和实验数据（表2）分析得出, 研究区流二段储层孔喉类型有孔隙主导型、孔喉共控型和喉道主导型。孔隙主导型的样品, 进汞主要受控于孔隙, 总体毛管压力曲线与孔隙毛管压力曲线趋势保持一致, 喉道毛管压力曲线在早期直线上升, 中期略趋于平稳而后迅速上翘（图5a）; 该类样品排驱压力较小, 为0.242 MPa, 最大连通喉道半径较大, 为3.534 μ m, 总孔隙体积与喉道体积比最大, 为1.460, 说明储层中孔隙发育并占主导地位。孔喉共控型的样品, 在进汞初期总体毛管压力曲线与孔隙毛管压力曲线趋势保持一致, 说明汞先进入大孔隙中, 而后孔隙毛管压力曲线上升, 总体毛管压力曲线和喉道毛管压力曲线趋势保持一致, 说明汞随后进入小喉道中, 导致最后孔隙与喉道的进汞饱和度相近（图5b）; 其平均喉道半径介于0.942~3.083 μ m, 最大连通喉道半径介于1.317~3.037 μ m, 喉道分选系数均大于1.300, 总孔隙体积与喉道体积比介于0.473~0.881, 说明储层中孔隙与喉道分布均匀。喉道主导型的样品, 在进汞初期, 总体毛管压力曲线与喉道毛管压力曲线趋势保持一致, 最终喉道进汞饱和度远高于孔隙进汞饱和度（图5c）; 该类样品排驱压力较高, 介于0.475~1.291 MPa, 平均0.807 MPa, 喉道分选系数介于0.530~1.467, 总孔隙体积与喉道体积比较小, 均低于0.450, 说明储层喉道发育并占主导地位。

图5 研究区流二段储层恒速压汞曲线特征

表2 研究区流二段储层恒速压汞实验数据

3.3.2 气体吸附实验结果分析

在气体吸附实验方面, 基于N2、CO2的气体吸附实验研究已很多[13, 14], 且根据吸附和脱附曲线的形状对孔喉进行了分类, 即圆筒状孔喉（图6a）、平板状宽狭长缝（图6b）、锥形瓶状孔喉（图6c）及墨水瓶型孔喉（图6d）。选取研究区Y 24x井流二段4块岩心样品分别进行N2、CO2吸附实验, 获得的气体吸附实验曲线及孔径分布曲线分别如图7、图8所示。

图6 迟滞回环的分类及其对应的孔喉形状

图7 研究区Y 24x井流二段储层N2吸附实验曲线及孔径分布曲线

图8 研究区Y 24x井流二段储层CO2吸附实验曲线及孔径、累计吸附分布曲线

N2吸附实验主要用于测量孔径2~50 nm的介孔孔隙结构。从图7可以看出, 吸附曲线表现出不同程度的滞后现象, 在相对压力（实验过程中的平衡压力与饱和压力的比值）较低处（0~0.4）, 4块样品的N2吸附曲线与脱附曲线基本重叠, 不产生迟滞回环, 说明较小孔径范围内的孔隙多为一端封闭的不透气孔; 而在相对压力较高处（0.4~1.0）, 4块样品的N2吸附分支曲线与脱附分支曲线不重合, 形成明显的迟滞回环。在相对压力接近0.5时, Y 24x-3号样与Y 24x-22号样的脱附分支曲线出现吸附量下降的拐点（图7a、图7b）, 表明此类样品存在孔径较大的孔隙; 而Y 24x-14号样与Y 24x-29号样的脱附分支曲线较为平滑, 没有出现吸附量下降的拐点（图7c、图7d）, 表明此类样品的孔径较小。整体上4块样品的N2吸附曲线表现为在相对压力接近1.0时吸附分支曲线急剧升高, 脱附分支曲线则缓慢下降, 说明4块样品的孔隙均以平板状宽狭长缝为主, 孔径在50~55 nm的孔隙（宏孔）贡献最大（图7e-图7h）。

CO2吸附实验主要用于测量孔径< 2 nm的微孔孔隙结构。从图8a可以看出, Y 24x-14号样与另外3块样品吸附曲线有明显差异, 但4块样品的吸附曲线趋势基本一致, 整体上样品的吸附量较少, 低于0.07 cm3/g。通过样品孔径分布曲线（图8b）分析可见, 4块样品的分布曲线波峰出现位置不同, 其中Y 24x-3、Y 24x-14及Y 24x-22号样的孔径分布曲线出现单峰, 波峰出现的位置分别在0.55、1.05、0.75 nm左右, Y 24x-29号样出现双峰, 波峰位置在0.65、0.85 nm左右。4块样品中Y 24x-14号样的微孔占比较其他3块样品的稍大, 但整体上4块样品的微孔对总孔贡献率较低, 微孔发育较差。通过4块样品的累计吸附分布曲线（图8c）分析可见, Y 24x-3号样在孔径0.5 nm附近快速增长, 在0.6~1.0 nm出现平台, 说明微孔孔隙占比较少, Y 24x-22及Y 24x-29号样前期缓慢增长, 在孔径0.8 nm附近快速增长并进入平台, 而后在1 nm附近又呈现上升趋势, 说明储层中孔径< 1 nm的孔隙不发育, Y 24x-14号样仅在孔径1 nm后急剧上升, 曲线斜率较大, 也同样说明储层微孔占整体孔隙体积较少, 显示微孔欠发育。

综合以上研究分析认为, 研究区流二段储层主要是宏孔发育, 微孔、介孔欠发育。

3.4 孔隙连通性分析

常规的镜下观察及压汞实验对于孔隙连通性表征有局限性, 为了进一步获取储集空间立体孔隙结构的连通性特征, 选取Y 24x井具代表性的岩心样品开展了FIB-SEM微纳米CT及三维重构分析。

3.4.1 FIB-SEM三维重构分析

FIB-SEM可用于研究纳米级孔隙结构, 识别孔隙的三维空间展布特征, 该技术主要是使用镓离子束对样品进行连续切割, 同时在电子束下成像, 经过对齐剪裁、去窗帘效应等图像处理, 获得了相应的三维空间模型。该模型不仅具有较高的分辨率, 还避免了制样过程中的人造孔隙影响, 可更加真实地展现孔隙三维结构特征。本次实验中用于FIB-SEM三维重构分析的3块样品尺寸均为10 000 nm× 10 000 nm× 5 000 nm（表3）, 其中蓝色代表有机质含量分布, 红色代表次生孔隙分布, 绿色代表原生孔隙分布, 其他颜色为矿物含量。Y 24x-3号样岩性为含砾细砂岩, 有机质含量为56.35%, 矿物含量约为26.77%, 次生孔和原生孔均有发育, 以次生孔为主, 次生孔占比为16.4%, 孔径介于21.22~5 136.48 nm之间, 平均值85.85 nm; 原生孔占比为0.49%, 孔径介于12.41~709.80 nm之间, 平均值53.01 nm。Y 24x-19号样岩性为砂砾岩, 有机质几乎不发育, 矿物含量高达83.33%, 只发育原生孔, 未见次生孔, 原生孔占比为16.67%, 孔径介于19.70~3 912.71 nm之间, 平均值79.31 nm。Y 24x-24号样岩性为含砾细砂岩, 有机质含量为57.00%, 矿物含量为41.99%, 原生孔和次生孔均有发育, 以次生孔为主, 次生孔占比为0.99%, 孔径介于12.41~2 093.03 nm之间, 平均值78.5 nm; 原生孔占比为0.02%, 孔径介于12.41~445.23 nm之间, 平均值50.43 nm。

表3 研究区流二段储集空间FIB-SEM三维重构特征

通过以上研究发现, 流二段储层发育原生孔及次生孔, 平均孔径分布在50~90 nm之间, 整体上反映储层孔隙连通性较好。

3.4.2 微纳米CT三维重构分析

利用微纳米CT扫描岩心样品, 提取相应孔隙模型, 定量表征微观孔隙结构。选取Y 24x井流二段储层3块岩心样品进行孔隙空间可视化分析, 通过微纳米CT扫描技术, 调节岩石骨架或者孔隙的透明度, 进而得到岩石内部的三维空间展布特征（表4）。三维模型中红色为孔隙分布, 黄色为重矿物分布, 透明的则是骨架。从模型中可以看出, 整体重矿物分布较均匀, 孔隙连通性通常较好。通过测定可知（表5）, 平均孔隙半径分布在59.88~113.61 μ m之间, 平均喉道半径分布在29.51~82.78 μ m之间, 平均喉道体积分布在285 273.14~606 990.46 μ m3之间, 平均配位数在1.15~1.75之间, 平均喉道长度主要分布区间为46.17~56.93 μ m, 整体上反映出研究区储层孔隙连通性较好。

表4 研究区流二段储集空间微纳米CT孔隙结构三维空间展布特征
表5 研究区流二段储集空间微纳米CT扫描实验数据
3.5 储层孔径联合表征

利用研究区流二段孔隙结构的各种实验分析数据, 从镜下特征、纳米-微米级特征等方面进行深入剖析。以高压压汞确定岩石中孔喉直径的分布, 以恒速压汞确定储层孔喉的类型, 以气体吸附实验表征微孔和介孔的分布, 以FIB-SEM、微纳米CT三维重构分析确定致密储层从纳米到微米尺度的三维结构及其连通性。

压汞实验与气体吸附实验均属于流体侵入实验, 是利用不同压力条件下的进汞量和进气量, 获得不同孔径下的孔喉分布及连通特征。压汞实验的结果是以进汞饱和度表征孔径的分布, 而气体吸附实验的结果是以单位质量下岩样的气体吸附量来表征孔径的分布。各项实验结果的单位不同, 不能直接进行对比, 需要进行单位间转换处理, 将压汞数据中不同孔径对应的分布频率乘以岩样的孔隙体积, 再除以岩样的质量, 可以得到不同孔径对应的单位质量岩样的孔隙体积。基于以上处理后的实验结果, 可通过压汞实验和气体吸附实验, 进行不同尺度孔径下的孔隙体积对比分析。

参照相关行业标准, 借鉴相关致密砂岩储层孔喉空间的分类方法[15, 16, 17], 结合研究区孔隙空间类型、孔喉大小及孔隙间连通性特征, 将研究区流二段孔隙结构空间划分为微孔（< 2 nm）、介孔（2~50 nm）、宏孔（> 50 nm）3类。利用气体吸附实验与压汞数据拼接联合表征, 获得了研究区孔径分布总体特征（图9）, 表明流二段以发育宏孔为主, 微孔、介孔欠发育。

图9 研究区流二段储层孔隙全孔径联合表征

4 结 论

（1）永安构造流二段岩石碎屑组分主要为岩屑及石英, 含少量长石。岩屑以变质岩岩屑为主, 矿物成分以石英为主, 杂基填隙物主要由黏土矿物及少量细粉砂碎屑组成。黏土矿物主要为伊蒙混层、高岭石、伊利石、绿泥石。岩石类型以岩屑砂岩及长石岩屑砂岩为主, 接触方式以点、线接触为主, 分选中-差, 呈次棱-次圆状, 成熟度中等。结合物性资料反映研究区储层为低孔低渗储层, 总体上孔隙度与渗透率呈正相关。

（2）研究区储集空间以粒间残余孔、岩屑颗粒溶蚀孔为主, 其次为颗粒裂缝, 整体显示储集空间遭后期改造居多, 孔隙连通性变好的特点。高压压汞数据显示, 研究区致密砂岩储层较小孔隙（以宏孔为主）分布居多。恒速压汞数据分析结果显示, 研究区主要发育3种孔喉类型, 即孔隙主导型、孔喉共控型及喉道主导型。气体吸附（N2、CO2）实验研究结果表明, 孔隙类型以平板状宽狭长缝为主。FIB-SEM三维重构显示储层发育原生孔与次生孔, 孔径分布介于宏孔范围内。微纳米CT扫描显示孔隙连通性较好。

（3）基于直接观察、镜下分析、压汞研究、气体吸附（N2、CO2）实验分析, 以及FIB-SEM、微纳米CT三维重构等技术手段对研究区流二段致密砂岩储层微观孔隙结构进行系统评价, 进而实现储层孔隙全孔径联合表征。评价结果表明, 研究区流二段主要发育宏孔, 微孔、介孔欠发育。

（编辑 唐艳军）

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