四川盆地须家河组致密砂岩气藏动态充注模型：多因素耦合控制机制与定量评价

针对致密砂岩气藏充注过程多因素耦合机制不明、定量评价模型缺失的问题，研究人员通过核磁共振(NMR)耦合驱替物理模拟实验，结合SEM/XRD/HPMI等多技术手段，揭示了孔隙结构-充注压力-水膜厚度对充注过程的协同控制规律，建立了考虑储层类型的含气饱和度定量模型，为致密气"甜点区"预测提供了理论依据。

　　

在全球能源需求持续增长的背景下，致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源，其开发潜力备受关注。然而，这类储层的充注过程极其复杂——孔隙结构高度非均质、气水分布规律不明确，且受控于多因素耦合作用。传统研究多聚焦单一参数的影响，缺乏对充注压力、孔隙结构和水膜厚度协同作用的系统认知，导致难以准确预测储层含气性。更棘手的是，现有模型难以定量评价不同品质储层的充注效率，严重制约了"甜点区"的精准定位。

针对这些瓶颈问题，中国某研究团队以四川盆地上三叠统须家河组致密砂岩为研究对象，在《Marine and Petroleum Geology》发表了创新性成果。研究团队运用核磁共振(NMR)耦合驱替物理模拟技术，结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、高压压汞(HPMI)等先进表征手段，首次系统阐明了多因素耦合控制下的致密气充注动力学过程。

关键技术方法包括：采集1926.65–4203.95m井深的岩心样品，通过NMR T₂
谱分析孔隙结构；设计分级加压物理模拟实验再现充注过程；利用SEM观察孔隙形态，XRD鉴定矿物组成，HPMI量化孔喉分布特征。

储层分类与孔隙特征
研究将须家河组储层划分为4类：I类以绿泥石包膜保护的粒间孔为主，T₂
谱呈大孔主导的双峰分布；IV类则以黏土晶间微孔为主，T₂
谱呈单峰分布。这种分类揭示了从I类到IV类，溶蚀作用和绿泥石包膜逐渐减弱，孔隙结构显著劣化的规律。

充注过程三阶段模型
突破性地提出充注三阶段理论：低压快速充注阶段(A)、中高压慢速充注阶段(B)和晚期非连续充注阶段(C)。I类储层主要在A阶段完成充注，II-III类集中于B阶段，而IV类仅能在C阶段缓慢聚气。

多因素耦合机制
发现充注效率受三重控制：充注压力决定突破阈值，孔隙结构影响气相渗流路径，水膜厚度(数十纳米级)占据有效孔隙空间。特别值得注意的是，在相同压力下，孔径减小会导致含气饱和度降低；但随着压力升高，水膜影响逐渐减弱。

定量评价模型创新
建立的含气饱和度模型首次整合了储层类型和压力参数，能精准预测不同类型储层的充注效率。例如，对于孔径>1μm的孔隙，其贡献率可达小微孔的3倍以上。

这项研究不仅揭示了致密气充注的微观动力学机制，更建立了可应用于实际勘探的定量预测工具。其创新性体现在：首次阐明水膜厚度对不同品质储层的差异化影响；提出的三阶段充注模型为开发方案优化提供了理论支撑；所建模型实现了从实验室数据到地层条件的有效外推。这些成果对四川盆地及其他类似盆地的致密气高效开发具有重要指导价值，同时也为CO₂
地质封存靶区优选提供了新思路。