微米級X射線斷層成像技術對四川元壩地區頁巖微裂縫的定量表征

李磊， 郝景宇， 肖繼林， 李平平， 張正辰， 鄒華耀

(1.中國石油大學(北京) 地球科學學院， 北京 102249；2.中國石油化工股份有限公司勘探分公司， 四川 成都 610041)

微裂縫是頁巖的重要孔隙類型[1-3]，可以形成良好的滲流網絡從而改善儲層質量[4-6]，對其進行定量研究有利于認識頁巖儲層類型與頁巖氣勘探潛力評價。對于宏觀裂縫，國內外主要通過線、面等維度去描述裂縫的條數與密度等信息[7-9]，而頁巖中微裂縫尺度較小，縫寬約在0.1mm以下，長約在50mm以下[10-12]，分析微裂縫對孔隙度的影響為進一步研究的難點。國外學者主要采用高分辨率的成像與測試技術對微裂縫進行定性觀察評價[3,13-14]，如Loucks等[14]通過大量的薄片與掃描電鏡觀察并記載了頁巖中的天然微裂縫，探討了微裂縫的重要性。我國學者嘗試采用雙孔隙介質模型法[15-16]、高壓壓汞[17-19]以及微米級X射線斷層成像(微米CT)[20-24]等方法對微裂縫進行定量研究。雙孔隙介質模型法通過建立物理模型定量計算頁巖中的基質孔隙度與微裂縫孔隙度[16]，由于需要大量配套的巖石氦氣孔隙度與礦物組成的資料，大大限制了其在資料較少井區的使用。高壓壓汞法可對頁巖中的微裂縫進行研究，微裂縫在高壓壓汞曲線中表現為進汞速率較高的斜線段，將該段的孔容與滲透率值累積可分析微裂縫對總孔與滲透率的貢獻[17]。由于高壓壓汞難以探測頁巖的部分中-微孔隙，故其方法可能存在一定誤差。

微米CT技術能夠直觀地展示微米級孔隙的三維狀態，統計出其孔徑分布以及孔隙度[25-31]，為頁巖中微裂縫的精細刻畫提供了良好的技術手段。……