摘　要：孔隙是巖石中未被固體充填的部分，自然界的中巖石都含有一定量的孔隙。孔隙可以影響巖石的多種物理性質，特別是孔隙提供了碳氫化合物的儲存空間，是形成油氣藏的必要條件。不同性質的巖石其孔隙度各不相同，一般而言沉積巖的孔隙度最高。深入研究巖石的孔隙結構特征可以更好地發揮油氣層的產能和提高油氣采收率。

　　關鍵詞：巖石 孔隙 儲層

　　1 什么是孔隙

　　盡管巖石看起來堅硬又致密，但在顯微鏡下觀察巖石時，可以看到絕大多數巖石都發育大量的孔隙。從材料力學來看，巖石是一種天然的多孔材料。巖石內部有大量形態各異、不同大小和成因的空隙，這些空隙就稱為巖石的孔隙。巖石中的孔隙對巖石各個方面的物理性質產生重要的影響。例如：隨著孔隙的增多，巖石的強度可能會下降，流體更容易通過巖石;更重要的是巖石孔隙的多少，決定了巖石儲存流體的能力。廣義的孔隙是指巖石中未被固體物質充填的空間部分，即儲集空間，有人亦稱其為空隙，包括各種類型的孔隙(狹義的)、裂縫和溶洞。其中狹義的孔隙是指巖石中顆粒(晶粒)間、顆粒(晶粒)內和填隙物內的空隙。自然界中所有的巖石或多或少都具有孔隙。

　　2 巖石中孔隙的類型

　　巖石中存在各種各樣的孔隙，根據不同的方案可以將孔隙劃分為不同的類型。按照成因來講主要可以分為原生孔隙、次生孔隙和裂縫。原生孔隙指沉積物沉積后，成巖作用之前或同時所形成的孔隙，形狀規則，大小相近，分布均勻。次生孔隙指成巖作用后，各種流體可能會增強巖石的總孔隙度，作用可能包含溶蝕、重結晶等。裂縫指成巖作用或構造作用下形成的孔隙。

　　按照孔隙的大小又可以分為大孔、介孔和微孔。大孔是指直徑大于50nm的孔;介孔是指直徑大于2nm且小于 50nm的孔;微孔是指直徑小于2nm的孔，如圖1、圖2所示[1]。

　　在石油天然氣勘探中分為有效孔隙和無效孔隙。有效孔隙的孔隙間互相連通，流體在自然條件下可在其中流動的孔隙空間。無效孔隙指巖石中那些孤立而互不連通的孔隙及微毛細管孔隙。在石油天然氣開采中，只有相互連通的孔隙才具有實際生產意義[2]。而那些孤立的互不連通的孔隙，油氣無法運移到其中的空間，即使其中儲存有一定量的油氣，一般也不能被開采出來，所以這類孔隙是沒有實際意義的，稱為無效孔隙。

　　3 絕對孔隙度和有效孔隙度

　　巖石中未被碎屑物質或填隙物充填的空間與巖石總體積之比，稱為巖石的絕對孔隙度。孔隙度是表征巖石的孔隙部分的物理量，定義為孔隙的體積與巖石總體積的比率，用百分數表示為0%~100%之間。

　　不同類型巖石的孔隙度具有較大的差異性。我們見到的巖石按照成因分類可以分為三大類：火成巖、沉積巖和變質巖。簡單來說，火成巖是由熔巖或巖漿冷卻后凝固而成的巖石。沉積巖是在地表不太深的地方，將其他巖石的風化產物和一些火山噴發物，經過水流或冰川的搬運、沉積、成巖作用形成的巖石。變質巖是原巖受到熱和壓力的作用，改變其內部的物理和化學性質形成的巖石。相對來說火成巖往往具有低孔隙度，而變質巖和沉積巖則具有較高的孔隙度。由于大部分火成巖在高溫高壓下形成，花崗巖和玄武巖等火成巖的孔隙空間非常有限。然而，在冷卻過程中，某些火成巖顆粒會收縮而導致開裂。如花崗巖的孔隙度在0.4%~1.5%之間。但像砂巖這樣的沉積巖具有較高孔隙度，因為沙粒不能很緊密的挨在一起，所以砂巖可以有高達20%的孔隙度。這意味著只有80%是堅硬的巖石，20%是含有石油、天然氣或水的開放空間。因此，即使我們日常生活中感受到砂巖非常堅硬，看起來非常致密，它實際上非常像海綿(是非常堅硬，不可壓縮的海綿)。在沙粒之間，存在足夠的空間儲存像石油或天然氣這樣的流體。

　　4 結語

　　看似堅硬致密的巖石中的孔隙在現代石油天然氣勘探中具有重要的意義。特別是21世紀以來，頁巖氣的迅猛發展促進了一大批研究孔隙與孔隙結構的新方法和技術，使得對泥頁巖中的孔隙結構和類型有了新的認識。

　　參考文獻

　　[1] Guo H, He R, Jia W, et al. Pore characteristics of lacustrine shale within the oil window in the Upper Triassic Yanchang Formation, southeastern Ordos Basin, China[J ]. Marine and Petroleum Geology,2018(91):279-296.

　　[2] 陳杰,周改英,趙喜亮,等.儲層巖石孔隙結構特征研究方法綜述[J].特種油氣藏,2005(4):11-14.

　　[3] 紀友亮.油氣儲層地質學[M].東營:中國石油大學出版社, 2016:1-313.

　　相關論文推薦：不同溫度作用下油頁巖內部孔隙結構精細表征