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砂岩铸体酸溶样品扫描电镜研究及地质应用

2014-4-18 11:18| 发布者: 娜美| 查看: 615| 评论: 0|来自: 中国电镜网

摘要: 砂岩铸体酸溶样品扫描电镜研究及地质应用 沈光政,王成,王殿滨,张民志,于笠,刘彤彦 (大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆) 摘要:研究孔隙类型通常采用铸体薄片方法,研究孔隙结构则较多地应用压汞 ...

砂岩铸体酸溶样品扫描电镜研究及地质应用

沈光政,王成,王殿滨,张民志,于笠,刘彤彦

(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆)

摘要:研究孔隙类型通常采用铸体薄片方法,研究孔隙结构则较多地应用压汞资料。根据扫描电镜具有放大倍率高、景深大,可以获得十分清晰的高分辨率立体图象的特点,探讨了利用扫描电镜研究较低孔渗砂岩铸体酸溶样品的方法。结果表明,该方法不但可以直接定量测量孔隙直径大小、喉道长度和宽度,并可以直观观察孔隙全貌,研究孔隙和喉道的立体形态及配置关系。同时,对孔隙类型也可以做到比较可靠的区分。

关键词:扫描电镜;铸体;酸溶;孔隙;喉道;配位数

引言

由于扫描电子显微镜具有各种电子信息( 如:二次电子、背散射电子、透射电子、阴极发光、X射线等)、放大倍率高、景深大的特点,可以获得十分清晰的高分辨率立体图象,已被广泛地应用于岩石样品的微观形貌特征观察分析、孔隙类型的划分、粘土矿物产状与充填类型、次生石英和长石以及长石溶蚀等现象的观察分析。

研究孔隙结构通常应用压汞资料1-5,但扫描电镜铸体分析6,特别是储层铸体酸溶样品扫描电镜方法则是其它方法无法替代的直观研究孔隙结构的一种非常有效的手段7-8。但主要针对高孔、高渗的样品,对于有关中低孔、中低渗( 孔隙度小于15%,渗透率小于50×10-3μm2)样品的研究报道很少。采用铸体酸溶扫描电镜研究孔隙结构,可以避免普通方法中砂岩颗粒之间的孔隙宽度确定的难题,从而获得理想的孔隙空间立体图像,比较真实地反映原岩的孔隙结构。

2 低渗透砂岩铸体酸溶样品扫描电镜分析

采用酸溶样品扫描电子显微镜,首先将岩心注入环氧树脂,经过固化后,用强酸使岩石颗粒溶解,剩下孔喉骨架(环氧树脂),再经扫描电子显微镜的二次电子信息或背散射电子信息来观察环氧树脂的形貌特征,并通过该特征研究样品的孔、喉形态及匹配关系,测量孔喉的大小,确定孔隙类型。

2.1 砂岩孔隙全貌研究

在高压情况下,砂岩孔隙基本被环氧树脂铸满,在碎屑颗粒基本被溶蚀后,仅剩下孔隙中铸体。按上述检测方法观察样品,可以看清砂岩孔隙全貌。当孔隙度约为10%,渗透率为(10~50×10-3μm2时,颗粒间孔隙小,孔隙间喉道具有比较好的连通性,喉道宽度比较均匀,一般为10~40μm(图1),最窄处2~5μm。当孔隙度约为8%~10%、渗透率(1~10×10-3μm2 时,颗粒间孔隙小,孔隙间喉道仍具有连通性,喉道宽度不均匀,厚度一般为5~30μm(图2),局部呈薄层或断续状(图3),厚度1~3μm。当孔隙度低于8%,渗透率小于1×10-3μm2时,颗粒间孔隙小,孔隙间喉道连通性较差(图4),喉道宽度很不均匀,一般为5~20μm,局部呈断断续续的薄层状连通。




2.2砂岩孔隙类型研究

正常粒间孔隙的铸体边缘通常比较圆滑,孔隙空间相对较大。缩小粒间孔隙通常表现为铸体孔隙空间很小,或局部铸体边缘平直( 图1)。溶蚀扩大粒间孔与正常粒间孔隙的差别在于,碎屑颗粒由于受到部分溶蚀,使颗粒边缘常呈锯齿状,所反映的铸体孔隙边部不平整,通常也为锯齿状。粒内溶孔在铸体酸溶样品上表现为类似于伊利石向孔隙生长或在颗粒部位铸体呈网格状的形态( 图5)。粒内裂缝类似与伊利石在粒间搭桥,一般比较平直。胶结物溶孔在铸体酸溶样品上主要有以下特征:当胶结物有少量溶蚀时,位于孔隙部位的铸体呈凹槽状,槽底和边部形状类似于伊利石向孔隙中生长( 图6);当胶结物有部分溶蚀时,位于孔隙部位的铸体呈网格状;当胶结物有大量溶蚀时,位于孔隙部位的铸体形态比较完整,但在胶结物残留部位会出现不规则的小坑。粘土矿物晶间微孔在铸体酸溶样品中表现为铸体呈非常细小的网格状,网格大小、分布不均,形状多样。


2.3 孔隙结构研究

由于孔隙结构的级别是评价储集层优劣的重要依据,因此,人们在研究储集层时,一般都要进行孔隙结构级别的划分。目前通常采用压汞实验资料研究孔隙结构,并根据储层孔隙和喉道大小进行分级。应用砂岩铸体酸溶扫描电镜方法研究储层孔隙结构,即孔喉配置的空间关系,特点是不但可以直接测量孔隙直径大小、喉道长度和宽度,而且孔隙和喉道的立体形

态也一目了然。当细砂岩孔隙度约为10% 左右,渗透率为(10~50 ×10-3μm2 时,孔隙与喉道相连性较好,吼道宽度比较均匀(图1)。孔隙直径和喉道的长度与碎屑颗粒的粒度关系比较密切。图像分析该类细粒砂岩储层的孔隙直径通常介于15~180μm之间,平均孔隙直径约为100~110μm,喉道宽度一般为10~40μm,孔喉配位数约为0.4

当细砂岩( 含个别粗粒) 孔隙度约为8%~10%,渗透率(1~10×10-3μm2 时,孔隙与喉道基本可以相连。孔隙直径和喉道的长度与碎屑颗粒的粒度关系比较密切。孔隙直径通常介于15~150μm之间,平均孔隙直径约为70~120μm,喉道宽度一般为5~30μm(图2)。图像分析该类储层的孔喉配位数约为0.1~0.6

当孔隙度低于8%,渗透率小于1×10-3μm2  时,孔隙直径通常很小,仅表现为三个喉道的汇聚点,孔隙一般与三个喉道相连,喉道常呈断续状( 图),宽度一般介于5~20μm之间,孔隙直径与碎屑颗粒的粒度基本没有明显关系。图像分析该类储层的孔喉配位数低于0.01

3 结  论

1)此方法适用于孔隙之间具有一定的连通性,渗透率一般大于0.1×10-3μm2  的样品。对于岩性致密,孔、渗较低,环氧树脂难以铸入的岩样则该方法不适用。

2)应用该方法观察孔隙全貌效果较好,对于大多数孔隙类型也可以做到比较可靠的区分。

3)该方法不但可以直接定量测量孔隙直径大小、喉道长度和宽度,对孔隙和喉道的立体形态及配置关系也一目了然,优点非常明显。


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