一种致密岩心孔隙连通性分析方法技术

本申请提出了一种致密岩心孔隙连通性分析方法，包括以下步骤：S1、对岩心进行饱和处理，使得岩心的孔隙中渗入标记元素；S2、对饱和处理后的岩心进行标记元素的微观追踪分析，确定岩心中孔隙的连通性。本发明专利技术通过对致密岩心进行加压饱和处理，再对孔隙结构及元素分布开展表征，借助于标记元素的分布来有效分析孔隙联通性，操作简单易行，有效解决了纳‑微米级孔隙连通性分析存在的问题。

A Method for Analyzing Pore Connectivity of Dense Cores

This application proposes a method for pore connectivity analysis of compact cores, which includes the following steps: S1, saturation treatment of cores to infiltrate marker elements into the pore of cores; S2, micro-tracing analysis of marker elements in saturated cores to determine the pore connectivity of cores. By saturating compact cores under pressure, and then characterizing pore structure and element distribution, the method can effectively analyze pore connectivity by means of the distribution of labeled elements, which is easy to operate and effectively solves the problems existing in nano-micron pore connectivity analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种致密岩心孔隙连通性分析方法
本专利技术涉及油气勘探
，尤其是涉及一种致密岩心孔隙连通性分析方法。
技术介绍
致密砂岩气、页岩油气等非常规油气已对世界能源格局产生了重大影响，并且将在未来能源供给中占有重要的地位。这类资源主要储存在致密岩心纳-微米尺度的孔隙结构中，有效表征其孔隙形态及连通性对其内部油气资源储集和渗流行为研究具有重要意义。目前，针对致密岩心多尺度储集空间表征的手段已经非常丰富，主要有图像法(光学电镜、电子显微镜、X射线计算机断层扫描技术等)、谱图法(核磁共振、中子散射等)、流体注入法(高压汞、液氮吸附等)，但对纳-微米级孔隙连通性分析尚缺乏有效手段。前人虽然已在此方面做了一些探索，但仍然存在较大挑战。Hildenbrand在2003年提出利用低温熔融合金注入法，并借助镜下观察合金分布特征来分析致密岩心孔隙联通性，Hu在2012年、及Klaver在2015对该技术做了进一步探讨，该方法可以借助X射线计算机断层扫描技术(XCT)、扫描电镜等手段直接观察孔隙联通性，但缺点在于这种方法需要借助于高压，300MPa高压下理论上能注入的最小孔直径约为4m，而且注入的孔仅分布在离边缘1mm左右的范围内，仅适用于mm级样品分析。Hu在2012年利用示踪剂自吸-激光剥蚀微区元素分析技术来研究孔隙联通性，但该方法仅能根据示踪剂元素面分布来研究，难以直接观察连通孔隙的图像特征。如何通过简易有效的手段来分析孔隙连通性是较大的挑战。实验室常用的扫描电镜具有分辨率高(＜2nm)，直接观察的优点，如果致密岩心连通孔隙中经过流体后残留下的痕迹能够被扫描电镜识别出来，这将非常有利于孔隙联通性的研究。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种致密岩心孔隙连通性分析方法，本专利技术通过对致密岩心进行加压饱和处理，再对孔隙结构及元素分布开展表征，借助于标记元素的分布来有效分析孔隙联通性，操作简单易行，有效解决了纳-微米级孔隙连通性分析存在的问题。本申请提出了一种致密岩心孔隙连通性分析方法，包括以下步骤：S1、对岩心进行饱和处理，使得岩心的孔隙中渗入标记元素。其中，进行饱和处理时一般选用金属氯化物溶液，通过将岩心浸入金属氯化物溶液中，进行加压饱和处理，使得化学溶液中的金属分子浸入岩心的孔隙中。S2、对饱和处理后的岩心进行标记元素的微观追踪分析，确定岩心中孔隙的连通性。饱和处理后的岩心孔隙中分布有金属颗粒，一般通过显微镜进行放大处理来观察岩心孔隙中金属颗粒的分布情况，从而确定岩心孔隙的连通情况。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S1具体包括：S11、配制氯金酸溶液。一般情况下，配置的氯金酸溶液的质量分数根据岩心的致密程度进行调整。岩心越致密，也即岩心中孔隙越少，需配置的氯金酸溶液的浓度越高。S12、将岩心放入氯金酸溶液中进行加压饱和处理，使得氯金酸能够进入岩心的孔隙中。对岩心进行加压饱和处理的压力和时间根据岩心的致密程度进行调整。一般的，岩心越致密，也即岩心中孔隙越少，加压饱和处理的压力越高，时间越长。S13、将加压饱和处理后的岩心进行低温真空干燥处理。一般采用烘箱进行低温真空干燥处理。S14、将低温真空干燥处理后的岩心进行真空热处理，使得岩心孔隙中的氯金酸分解为纳米金颗粒。进行热处理的温度为氯金酸分解为纳米金颗粒的温度，进行热处理的目的是为了使岩心孔隙中的氯金酸分解为纳米金颗粒，以便进行显微镜观察和分析。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S2具体包括：S21、将真空热处理后的岩心进行切割抛光预处理以制备试样。切割抛光预处理为扫描电子显微镜常用的预处理手段，将要观察的岩心区域进行切割，切割后进行研磨抛光处理。S22、对试样进行微观观察和分析，通过追踪纳米金颗粒获取岩心图像中孔隙的连通性。将抛光后的岩心试样放在显微镜下进行放大，观察金颗粒在试样中的分布情况，研究不同尺度，不同类型孔隙之间的连通特征。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S22具体包括：S221、采用扫描电子显微镜追踪观察视域内米金颗粒的分布图像；S222、采用能谱仪获取视域内金元素的分布图像；S223、结合扫描电子显微镜观察到的纳米金颗粒的分布图像和能谱仪扫描到的金元素的分布图像，获取视域内岩心孔隙的连通性。能谱仪是用来对材料微区成分元素种类与含量进行分析，配合扫描电子显微镜使用。本方法中，一方面，通过扫描电子显微镜观察孔隙中纳米金颗粒的分布，研究不同尺度、不同类型孔隙之间的连通特征；另一方面借助于能谱面扫描技术来分析视域内金颗粒的分布，并对比该视域图像结构来分析连通性。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S11中配制的氯金酸溶液的质量分数为1％-5％。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S12中对岩心进行加压饱和处理时，所施加的压力为20MPa-30MPa范围内的恒定压力，所施加压力的时间为4-8小时。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S13中对岩心进行温度范围为60-80摄氏度，时间为24小时的低温真空干燥处理。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S14中对岩心进行温度为250-300摄氏度，时间为4-6小时的真空热处理。作为对本方法的进一步改进，所述步骤S12中，采用由哈氏合金制成的抗腐蚀能力强的带活塞的加压容器对岩心进行加压饱和处理。利用流体泵对活塞容器下部加压，从而逐渐增加氯金酸溶液压力来饱和岩心。与现有技术相比，本专利技术的优点在于，本专利技术通过对致密岩心进行加压饱和处理，再对孔隙结构及元素分布开展表征，借助于标记元素的分布来有效分析孔隙联通性，操作简单易行，有效解决了纳-微米级孔隙连通性分析存在的问题。附图说明下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述。在图中：图1显示了根据本专利技术的实施例所述的致密岩心孔隙连通性分析方法的流程图。图2显示了根据本专利技术的实施例所述的致密岩心孔隙连通性分析方法中对岩心进行饱和处理的流程图。图3显示了根据本专利技术的实施例所述的致密岩心孔隙连通性分析方法中对岩心进行标记元素的微观追踪分析的流程图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式以下结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以互相结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。如图1所示，本专利技术公开了提出了一种致密岩心孔隙连通性分析方法，包括以下步骤：S1、对岩心进行饱和处理，使得岩心的孔隙中渗入标记元素。其中，进行饱和处理时一般选用金属氯化物溶液，通过将岩心浸入金属氯化物溶液中，进行加压饱和处理，使得化学溶液中的金属分子浸入岩心的孔隙中。S2、对饱和处理后的岩心进行标记元素的微观追踪分析，确定岩心中孔隙的连通性。饱和处理后的岩心孔隙中分布有金属颗粒，一般通过显微镜进行放大处理来观察岩心孔隙中金属颗粒的分布情况，从而确定岩心孔隙的连通情况。在一个实施例中，如图2所示，所述步骤S1具体包括：S11、配制氯金酸溶液。一般情况下，配置的氯金酸溶液的质量分数根据岩心的致密程度进行调整。岩心越致密，氯金酸分子越难进入，需配置的氯金酸溶液的浓度越高。S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致密岩心孔隙连通性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对岩心进行饱和处理，使得岩心的孔隙中渗入标记元素；S2、对饱和处理后的岩心进行标记元素的微观追踪分析，确定岩心中孔隙的连通性。

【技术特征摘要】
1.一种致密岩心孔隙连通性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对岩心进行饱和处理，使得岩心的孔隙中渗入标记元素；S2、对饱和处理后的岩心进行标记元素的微观追踪分析，确定岩心中孔隙的连通性。2.根据权利要求1所述的致密岩心孔隙连通性分析方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11、配制氯金酸溶液；S12、将岩心放入氯金酸溶液中进行加压饱和处理，使得氯金酸能够进入岩心的孔隙中；S13、将加压饱和处理后的岩心进行低温真空干燥处理；S14、将低温真空干燥处理后的岩心进行真空热处理，使得岩心孔隙中的氯金酸分解为纳米金颗粒。3.根据权利要求2所述的致密岩心孔隙连通性分析方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S21、将真空热处理后的岩心进行切割抛光预处理以制备试样；S22、对试样进行微观观察和分析，通过追踪纳米金颗粒获取岩心图像中孔隙的连通性。4.根据权利要求3所述的致密岩心孔隙连通性分析方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括：S221、采用扫描电子显微镜追踪观察视域内纳米金颗粒的分布图像；S222...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞凌杰，腾格尔，张文涛，范明，刘伟新，陈红宇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11