全 文 ：8 8 1 9年
石 油 勘 探 与 开 发
PT ER OL E U M EX PL OR AT I ON AN D DEV L E O PM EN T 第 6 期
麻皮效应对压汞资料的影响
张关根 赖翔友
(长庆石油勘探局勘探开发研究院 )
提要 本文对麻皮效应的产生机理作了阐明 , 并提供了一种测试方法 。 在大量实验
基础上定出了麻皮效应的扣除量的范围 , 结合岩样的渗透率 , 使用更为方便 。
目lJ 青
汞是常见流体中表面张力最大的一种 , 由于这一特点 , 使得汞在岩心样品表面的粗糙坑
凹处 、 拐角处和棱线上形成一些不贴合的汞蒸气空腔 , 这种现象称作 “ 麻皮效应 ” 。 随着压力
逐渐加大 , 空腔逐渐缩小 , 最后消失 。 这样 , 压汞试验时岩样粗孔喉部分的进汞量就被额外
加大了 。
关于对 “麻皮效应 ”扣除量的多寡和标准 , 是大家关心的问题 。 资料介绍 , W · R ·普赛 尔
等人对突破压力 (即排驱压力 ) 下的临界饱和度作过统计 , 约在 4 . 5一巧 . G%之间 。 若 把 排
驱压力前的进汞当作 “ 麻皮效应 ” , 则扣除范围是很大的 。
通过试验 , 确定一个扣除量和标准 , 使之符合实际情况 , 就是本文的 目的 。
二 、 试验原理及方法
“ 麻皮效应 ” 发生机理及模型 , 见图 1 。
模型把砂岩表面的坑凹和孔道开 口处简化为一个圆锥形 。 试验时在真空状态下放汞后 ,
馋钟呱迢圈 1 岩心表面放大
a一岩心粗糙表面坑凹处放大 ; b一岩
心孔道在表面开 口处放大
图 2 岩心表面涂塑放大
a一岩心表面坑凹放大 : b一喉道开口 处放大
第 6 期 一 麻皮效应对压汞资料的影响 / 1 8
汞面在图 1虚线所表示的位置 。 汞面压力等于静压差加真空度 。 静压差大小决定于仪器结构 ,
真空度大小决定于装置的真空系统 。 此两项都是定值。 本试验仪器静压差为 40 毫米汞柱 , 真
空度为 1 . 3 3 P a ; 与静压差相比 , 此真空压力可忽略不计 。 若按静压差功毫米汞 柱 , 用 公 式
, 一 7 . 5 / cP 计算 , 放汞后 , 汞面应处在 , 一 1 4 2 . 5微米处 。 加压后随着压力增大 , 汞面随 之 深
入到更小半径处 ; 当达到图 l a 中“ , z ”处 , 坑凹被填满 。
对图 l a , 这部分进汞量属 “ 麻皮效应 ” , 对 图 J一 b , 这部分进汞量应属粗孔喉的进汞量 。 如
压力再提高 , 汞就突破 r ` 半径孔喉 , 进入与此连通的孔隙 。
根据这一模型 , “ 麻皮效应 ”发生在试验起始压力 , 结束在排驱压力点上 。
测定 “ 麻皮效应 ”的试验方法 :
试验主要针对砂岩 。 将一块圆柱状岩样 , 截成相等二块 , 其 中一块表面涂上塑料 , 另一
块表面不涂塑作为对 照 。 涂塑料时留下一条宽约 2毫米的 “ 十 ” 字状 空白作为进汞的 “ 窗口 ” ,其
面积约占表面积的 13 % 。
涂塑后的岩样表面如图 2。
涂塑岩样在试验时 “麻皮效应 ”减低到最小程度 ; 和另一半岩样对 比 , 二者物 性 基 本 相
同 , 试验条件一样 , 它们之间的毛管压力曲线的差别仅仅在 “ 麻皮效应 ” 的影响了 。
对于棱和角的 “ 麻皮效应 ” 是这样做的 :
用粉细石英砂 , 以环氧树脂胶结做成人造岩心 , 再磨成各种形状 。 例如 : 椭球状— 无棱无角 ; 圆柱体— 两条直角棱 , 无角 ; 三棱锥体— 四个锐角 、 六条锐角 棱 线 , 长 方 体— 八个角 、 抢条直角棱线 。表面涂塑料后做压汞试验 ,起始压力点为 c一 0 . 0 1兆 帕 。 结果 ,各种形状的样品进汞量都为 O。 说明棱线和角的 “ 麻皮效应 ”不大 。
三 、 试验结果讨论
画 出对比岩样的毛管压力曲线如图 3。
共做样品 64 对 1 28 块 , 样品参数及数据 ,
分别画出如图 3的毛管压力曲线 ,求出S , 一 S :列
于表 1中。
1
. 对比样品的毛管压力曲线具有基 本 相
同的排驱压力 , 分别得到它们对应于排驱压力
点时的汞饱和度 S :和 S , 。把 S , 一 S : 作 为 “ 麻 皮
效应 ” 扣除值 。
2
. 涂塑岩样在排驱压力前的汞饱和 度 st
代表粗孔喉的体积 , 它也包括了孔喉向表面开
口端的孔隙体积 。 因此 , 将排驱压力点前的汞
饱和度值统统作为 “ 麻皮效应 ” 扣除的作法是值
得商榷的 。
3
. 扣除 “ 麻皮效应 ” 后的毛管压力曲线将
排驱压力点作为曲线起始点 (见图 4 ) 。
这样 , 排驱压力所对应的喉道半径即为该
岩样的最大连通喉道 , 原曲线中下弯部分代表
了’ `
未涂鲁已入效
访丸
忘 S: 0
叙之% )
图 3 对比岩样的毛管压力曲线
S
t一徐塑岩样在排驱压力下的采饱和度 ;
S ,一未涂塑岩样在排驱压力下的禾饱和度
“ 右 油 勘 探 与 开 发 2 9 5 5年
表 1
渗 透 率
(协m勺 < 0
.
0 0 1 0
.
0 0工一 0 . 0 1 0 0 1— 0 . 0 2 0 5一O 0 . 1一 0 2 0 。 5一 1 . 2八U一nóú一nù一一。0
扣除量 肠一 S : (% )
样品数 (对 )
注 : 剔除反常点 10 个
1 0 0
圈 4
叙 (% )
扣除 `麻皮效应 ” 后的毛管压力曲钱
最大连通喉道所连通的孔隙。
4
. 根据渗透率大小定出扣除量 。
从 “ 麻皮效应 ” 机理看出其大小由样品表面
粗糙程度决定 , 但粗糙程度没有确切定义 , 故
还是用常规物性。
从 K与 ( S , 一 S : ) 的散点图看 , 关系并不太
好 , 说明渗透率与表面粗糙程度不是简单的正
比关系 。 将散点图按渗透率范围分段 , 平均后
列入表 1 。
总的来看 “ 麻皮效应 ”产生影响并不太大 。
在本区样品试验中最大为 3 . 5% 。 定出扣 除标
准如下 :
①K < 0 . 02 协m Z扣 1写 ,
② K 0 . 02 一 0 . 1协m “扣 3% ;
③ K ) 0 . 1件m Z扣 2% 。
此意见是否合适 , 供参考 。
..-.
.
-
结 论
试验共做 64 对 , 其 中 1 0对是反常的 , 为负值 。 “ 麻皮效应 ” 不象原来设想的那样大 。 对于
我区的低渗 、特 低 渗透的岩样 , 就不一定扣除了 。
(收搞日期 1 0 8 7年 7月 2 2日 )
(编辑 象晖 )