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巖心孔隙度檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 07:16:22 更新時(shí)間：2025-08-17 07:16:22

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

巖心孔隙度檢測(cè)：原理、方法與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)詳解

巖心孔隙度是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性的重要參數(shù)之一，直接關(guān)系到油氣儲(chǔ)集能力、滲透性以及開發(fā)方案的制定。在石油天然氣勘探與開發(fā)過程中，巖心孔隙度的準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)于評(píng)估儲(chǔ)層質(zhì)量、預(yù)測(cè)產(chǎn)能以及優(yōu)化壓裂和注水策略具有至關(guān)重要的作用。巖心孔隙度檢測(cè)是指通過實(shí)驗(yàn)手段測(cè)定巖心樣本中孔隙體積占總體積的百分比，其結(jié)果通常以百分?jǐn)?shù)（%）表示。在實(shí)際應(yīng)用中，孔隙度的大小受巖石類型、成巖作用、沉積環(huán)境及后期改造等多種因素影響，因此必須借助科學(xué)、規(guī)范的檢測(cè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)方法來確保數(shù)據(jù)的可靠性與可比性。現(xiàn)代巖心孔隙度檢測(cè)已發(fā)展成為一套集物理測(cè)量、儀器設(shè)備與數(shù)據(jù)處理于一體的系統(tǒng)工程，廣泛采用氣體膨脹法、汞注入法、水銀法、核磁共振法等多種技術(shù)手段，配合高精度檢測(cè)儀器，如全自動(dòng)孔隙度測(cè)定儀、壓汞儀和核磁共振測(cè)孔儀，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同孔隙結(jié)構(gòu)特征的全面分析。同時(shí)，各類國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO、ASTM）及行業(yè)規(guī)范（如SY/T 5336、GB/T 19140等）為檢測(cè)流程、儀器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果報(bào)告提供了統(tǒng)一依據(jù)，確保檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性、可重復(fù)性和權(quán)威性。因此，掌握巖心孔隙度的檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，是地質(zhì)、油藏工程及實(shí)驗(yàn)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)基礎(chǔ)。

巖心孔隙度檢測(cè)項(xiàng)目

巖心孔隙度檢測(cè)的主要項(xiàng)目包括：總孔隙度、有效孔隙度、連通孔隙度、微孔隙度、大孔隙度等。其中，總孔隙度指巖心樣品中所有孔隙（包括連通與非連通孔隙）的總體積與樣品總體積之比；有效孔隙度則僅計(jì)算彼此連通、能參與流體流動(dòng)的孔隙體積，是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層產(chǎn)能的關(guān)鍵指標(biāo)；連通孔隙度則通過特定方法測(cè)定孔隙之間的連通性。此外，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)方法還可獲得孔隙結(jié)構(gòu)分布、孔徑大小頻率、孔隙分形維數(shù)等輔助參數(shù)，為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供更全面的信息。

常用檢測(cè)儀器

巖心孔隙度檢測(cè)依賴多種高精度儀器設(shè)備，主要包括：

全自動(dòng)氣體膨脹孔隙度測(cè)定儀：基于氣體（如氮?dú)?、氦氣）在樣品中膨脹的原理，通過壓力變化計(jì)算孔隙體積，具有非破壞性、高精度、快速等優(yōu)點(diǎn)，適用于大多數(shù)巖石樣品。
壓汞儀（Mercury Intrusion Porosimetry, MIP）：利用汞在高壓下進(jìn)入孔隙的特性，測(cè)定孔徑分布與孔隙體積，特別適用于分析中到小孔隙結(jié)構(gòu)，但對(duì)樣品有壓損風(fēng)險(xiǎn)。
核磁共振測(cè)孔儀（NMR Porosimeter）：基于巖石中流體核磁共振信號(hào)的弛豫時(shí)間，間接推算孔隙大小與孔隙度，可區(qū)分自由流體與束縛流體，適合復(fù)雜儲(chǔ)層。
CT掃描儀（X-ray Computed Tomography）：提供巖心三維孔隙結(jié)構(gòu)圖像，結(jié)合圖像分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)孔隙度量化，尤其適用于非均質(zhì)性強(qiáng)的巖心。

主流檢測(cè)方法

巖心孔隙度檢測(cè)主要采用以下幾種方法：

氣體膨脹法（氦氣法）：將巖心樣品置于密閉容器中，通過測(cè)量氣體在不同壓力下的體積變化，計(jì)算孔隙體積。該方法廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，精度高，對(duì)樣品無損。
壓汞法：利用高壓將汞注入巖心孔隙，根據(jù)注入壓力與體積關(guān)系計(jì)算孔徑分布與孔隙度。適用于微孔與中孔分析，但需注意汞的毒性與樣品破壞性。
核磁共振法：通過測(cè)量巖心中水分或烴類流體的弛豫時(shí)間，反演孔隙大小與孔隙度，可實(shí)現(xiàn)原位、連續(xù)、無損檢測(cè)。
液體飽和法：將巖心完全飽和水或油，通過質(zhì)量差或體積差計(jì)算孔隙體積。該方法操作簡(jiǎn)單，但易受吸附與毛細(xì)管效應(yīng)影響，精度相對(duì)較低。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

為確保巖心孔隙度檢測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性與可比性，國(guó)內(nèi)外制定了多項(xiàng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：

ISO 15907:2019《石油和天然氣工業(yè)——巖石物理性質(zhì)測(cè)定——孔隙度測(cè)定》：規(guī)定了氣體膨脹法、壓汞法等方法的技術(shù)要求與實(shí)驗(yàn)流程。
ASTM D4540-17《Standard Test Method for Determination of Porosity of Rock Core Samples Using the Mercury Intrusion Method》：明確壓汞法的實(shí)驗(yàn)條件、儀器校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)處理規(guī)范。
SY/T 5336-2017《巖石孔隙度測(cè)定方法》：中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋氣體法、壓汞法、核磁共振法等方法，適用于陸相與海相儲(chǔ)層巖心。
GB/T 19140-2008《巖石孔隙度測(cè)定方法》：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了孔隙度測(cè)定的基本術(shù)語、方法選擇與結(jié)果報(bào)告格式。

上述標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)環(huán)境、樣品處理、儀器校準(zhǔn)、重復(fù)性要求、數(shù)據(jù)記錄與報(bào)告格式等均做出嚴(yán)格規(guī)定，是保障檢測(cè)質(zhì)量的重要依據(jù)。