基于多尺度孔喉结构分析的致密砂岩毛管吸入动力学模型研究
《Processes》:Spontaneous Imbibition Characteristics and Kinetic Modeling of Tight Sandstones in the Qingshen Block, Sichuan Basin
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时间:2026年10月25日
来源:Processes 3.4
摘要
本研究针对四川盆地青神区块东坡1井沙溪庙组和须家河组的6块致密砂岩岩心,采用微CT成像、核磁共振监测的自发毛管吸入实验以及互补的高压压汞孔隙度分析(HPMI)数据,探究了孔喉结构与吸入行为之间的关系,并建立了吸入高度演化的动力学模型。通过对HPMI和核磁共振数据进行累积频率匹配,为一块岩心提供了等效尺寸标定,从而实现了在不同标定尺寸区间内核磁共振信号变化的对比。基于毛管吸入理论,该模型引入了孔喉尺寸分布参数、毛管压力校正系数以及基于经验的高度相关压力修正项。岩心呈现出多尺度结构特征,即相对较大的孔隙通过更细的喉道相连,且孔隙连通性差异显著。吸入前缘的推进在早期阶段通常较快,随后逐渐减慢,但吸入高度、吸水体积和基于质量的孔隙空间利用率并不呈比例变化。在这6块岩心的数据集内,最终相对吸入高度和核磁共振信号分数与气体渗透率呈正相关。在所采用的标定方案下,小等效尺寸区间表现出更快的早期归一化核磁共振信号增长,且最终值更接近其饱和参考值。所提出的模型能够捕捉到前缘推进的整体减缓趋势,并且在全部6块岩心上的时间留出预测误差均低于卢卡斯-沃什本模型和毛管-重力模型,尽管在若干岩心中低估了后期的持续推进程度。这些发现区分了所研究致密砂岩中的前缘推进与内部孔隙填充过程,并提供了一种定量描述吸入高度演化的模型。
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