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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>低压N2吸附能够获得较为准确的比表面积、孔尺寸、孔体积、孔径分布等参数,是目前页岩气储层纳米孔隙系统表征的常用方法之一。低压N2吸附实验测试条件如样品粒径及脱气温度的选择可能对测试结果造成较大影响,从而影响对页岩储层孔隙的准确评价。前人相关研究中页岩气储层低压N2吸附实验测试条件的选择尚未形成统一标准。笔者通过黑色页岩样品不同粒径和不同脱气温度条件下的低压N2吸 相似文献
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基于静态体积法的低温氮气吸附实验已广泛用于分析致密储集层的孔隙结构。本文探索了脱气温度和样品粒径对松辽盆地高台子致密砂岩低温氮气吸附实验结果的影响。结果显示,110℃的脱气条件并不能清除束缚水而使得孔隙体积、比表面积均偏低,300℃的脱气条件容易破坏样品中黏土矿物的结构令孔隙体积、比表面积减小,200℃是比较合适的脱气温度,既能去除束缚水又不破坏黏土矿物结构。样品粒径从5～10目减小至10～30目,氮气探测的孔隙数量增多使比表面积、孔体积增大。从10～30目减小至180～200目,黏土矿物相对含量降低令比表面积、孔体积显著减小;小于200目的样品中减少的黏土矿物主要集中在大于200目的岩样中,因此大于200目岩样的测定结果最高。因此,10～30目是利用低温氮气吸附实验寻求分析致密砂岩储集层特征的最佳粒径范围。 相似文献
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页岩储层孔隙结构是影响页岩气赋存形式和流动行为的关键因素,有关孔隙结构演化的研究受到越来越多的关注.利用低压氮气吸附、脱附实验分析了不同成熟度龙马溪组页岩地质实际样品的孔隙结构特征.结果表明:随着热成熟度的升高,龙马溪组页岩氮气吸附脱附曲线迟滞环形态由H3型向H2型演变,这说明龙马溪组页岩在成熟阶段以黏土矿物有关的狭缝形孔隙为主、有机质孔不发育的孔隙结构,逐渐转变为过成熟阶段由狭缝形孔和圆柱形孔等不同形态和孔径的多种孔隙类型(有机质孔和矿物基质孔)所构成的具复杂网络效应的孔隙结构(墨水瓶结构).有机质孔隙的形成与发育导致不同成熟度的龙马溪组页岩在孔隙体积、比表面积和孔径分布上存在显著的差异,造成孔隙结构的转变.影响页岩孔隙结构的因素包括成熟度、总有机碳(TOC)含量和矿物组成,其中TOC含量和成熟度共同控制页岩孔隙发育,TOC含量控制页岩孔隙发育程度,成熟度决定页岩孔隙发育阶段,矿物组成对孔隙结构的影响居次要位置.基于以上研究,海相Ⅰ～Ⅱ型富有机质页岩孔隙演化可大致划分为三个阶段:原生孔隙压实和次生孔隙开始形成阶段(Ro,V<2.0％)、次生孔隙大量发育阶段(2.0％≤Ro,V<3.6％)和孔隙消亡阶段(Ro,V≥3.6％). 相似文献
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沁水盆地东部煤系伴生泥页岩广泛发育,页岩气资源潜力大,开展该区泥页岩孔隙结构特征的研究对页岩含气性评价及实现煤层气、页岩气合探共采具有重要意义。本文以盆地内武乡区块Y井二叠系山西组泥页岩为研究对象,通过XRD、高压压汞和低温液氮吸附等实验手段对泥页岩孔隙结构特征及分形特征进行了研究。结果表明,Y井山西组泥页岩的矿物组成以黏土矿物和石英为主;泥页岩中小于50 nm的孔隙大量发育,结构形态上以狭缝平板型孔隙和"细瓶颈"孔隙为主;泥页岩样品吸附曲线呈倒S型,属于Brunauer分类方案中的Ⅱ型曲线,其脱附曲线属于IUPAC分类方案中的H2型(兼具H1型及H3型),属De Boer分类方案中的B型(兼具E型及C型); Y井山西组泥页岩分形维数接近3,非均质性较强,矿物成分、总孔体积、平均孔径和TOC含量是影响泥页岩分形维数的重要因素。 相似文献
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贵州丹寨南皋下寒武统牛蹄塘组黑色页岩孔隙结构特征 总被引：1，自引：0，他引：1
页岩孔隙结构特征研究对页岩含气性评价具有重要意义。以上扬子东南缘南皋剖面下寒武统牛蹄塘组页岩储层为例,应用场发射环境扫描电子显微镜观察了页岩纳米级孔隙微观形态,通过低温氮气吸附法测定了页岩的氮气吸附等温线,并结合X-衍射矿物定量分析和有机碳含量测定,探讨了纳米级孔隙发育的控制因素。研究结果表明:矿物成分主要为黏土矿物(伊利石和少量绿泥石)、石英、长石、重晶石和石膏等。石英含量相对较高且沿剖面向上降低,wB平均为53%;相反,黏土矿物含量较低且沿剖面向上增加,wB平均为34%;碳酸盐矿物较少,仅在顶部可见。页岩主要发育粒内孔、粒间孔、裂缝和有机质孔4种孔隙类型,其中前两者较为常见。根据氮气吸附-脱附曲线、孔径分布特征、孔体积和比表面积可将样品划分为4类黑色页岩,孔隙以似片状颗粒组成的非刚性聚合物的槽状孔为主,前3类黑色页岩的孔径分布呈双峰形态,第4类黑色页岩的孔径分布呈单峰形态,最可几孔径分别为d≈0.9nm和d≈3.5nm。孔体积在0.002 8~0.024 3cm3/g之间,平均为0.014 7cm3/g,比表面积在1.056 8~28.825 0m2/g之间,平均为17.541 8m2/g,4类黑色页岩微孔频率分布依次减小,而介孔和宏孔频率分布逐渐增加,即微孔性逐渐变差,至第4类黑色页岩几乎只有宏孔孔隙。有机质丰度和矿物组分控制丹寨南皋牛蹄塘组黑色页岩的孔隙发育,其中有机质有利于孔隙发育且有机质微孔是孔体积和比表面积的主要贡献者;石英有利于孔隙发育,而黏土矿物则降低黑色页岩的孔隙性;它们均主要通过控制微孔和介孔的发育来控制黑色页岩的孔隙发育。 相似文献
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《地质科技情报》2019,(6)
为揭示潜江凹陷潜江组3_4段第10韵律(Eq3■)页岩中可溶有机质的赋存空间及其影响因素,采用XRD、索氏抽提、低温氮气吸附、高压压汞、扫描电镜、TOC测试、热解等手段,以抽提前后页岩样品的孔隙结构变化特征为基础,揭示页岩中可溶有机质的赋存空间、孔隙类型和孔隙结构,进而探讨影响页岩孔隙结构变化的主要因素。研究表明,研究区页岩孔隙类型主要为粒间孔、黏土矿物层间孔。扫描电镜和能谱分析表明,页岩中可溶有机质主要赋存在粒间孔和黏土矿物层间孔中。低温氮气吸附实验结果显示页岩孔隙结构分为2种类型,一种以四周开放的平板状孔隙为主,孔隙多为宏孔(孔径50 nm),抽提后孔隙结构未发生改变,仅增加了部分介孔-宏孔;另一种孔隙类型较为复杂,多为开放型圆柱状及平板状孔隙,存在较多的宏孔(孔径50 nm),抽提后小孔径(孔径2～10 nm)孔隙增加较多,孔隙结构更为复杂。石英及黏土矿物的存在促进了微孔及介孔的发育,有利于可溶有机质在微孔以及介孔中的赋存,白云石促进了宏孔的发育,有机质主要赋存于生物成因的白云石粒间孔内。 相似文献
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页岩的微观孔隙结构对其甲烷吸附性能及页岩油气潜力具有重要影响,前人研究主要集中在海相页岩。该文以四川
盆地川西坳陷上三叠统须家河组五段为例,开展了陆相页岩的探索研究。首先通过低温氮气吸附实验对页岩样品的微观孔
隙结构特征进行了研究,计算了页岩的比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数;然后通过高压甲烷等温
吸附实验,研究了页岩样品的甲烷吸附特征;最后探讨了页岩微观孔隙结构特征对甲烷吸附性能的影响。结果表明,须五
段页岩平均孔径为7.81~9.49 nm,主体孔隙为中孔,也含有一定量的微孔和大孔,孔隙形状以平行板状孔为主,含有少量
墨水瓶形孔。页岩比表面积高出常规储层岩石许多,有利于气体在页岩表面吸附存储,孔径在2~50 nm的中孔提供了主要
的孔体积,构成了页岩中气体赋存的主要空间。在85℃条件下,页岩甲烷吸附的兰氏体积为1.21~4.99 m3/t,不同页岩样品
之间的吸附性能差异明显。页岩的兰氏体积与比表面积之间呈现良好的正相关关系,比表面积与黏土矿物含量呈正相关,
而与总有机碳含量关系不明显。页岩的兰氏体积与微孔和中孔体积之间都具有良好的正相关关系,微孔体积和中孔体积与
总有机碳含量之间存在一定的正相关关系,但是正相关性的程度没有微孔体积和中孔体积与黏土矿物含量之间的关系强
烈。陆相页岩有机质热演化程度相对较低,因此有机孔发育有限：但另一方面同时黏土矿物含量较高,所以其内部发育大
量微孔和中孔,从而构成可观的比表面,影响甲烷吸附能力。 相似文献
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页岩孔隙结构及差异性是页岩含气性和产能评价的基础性问题.针对川东南彭水地区五峰组与龙马溪组页岩的孔隙结构已有若干研究成果,然而在页岩孔隙结构差异性和有机孔定量特征方面还缺乏研究.利用低温低压氮气吸附测定和氩离子抛光-场发射扫描电镜（FE-EM）技术,对页岩样品纳米孔隙进行了二维观察与统计以及分形特征计算,研究了3nm至几百nm页岩孔径范围的孔隙结构及其差异性.研究区五峰组-龙马溪组页岩有机孔十分发育;氮气吸附测定页岩孔隙形状包含开放型圆筒状、层状结构狭缝状和墨水瓶状等;扫描电镜观察有机孔形态主要有近圆形、椭圆形和多角形等.五峰组和龙马溪组页岩孔隙结构具有明显的差异性,主要体现在孔径大小、形态和数量上.氮气吸附测定表明,五峰组页岩孔隙比表面积和总孔容较龙马溪组大,微孔所占总孔的比例也较高;五峰组页岩孔径相对龙马溪组更细窄.扫描电镜二维图像观察与统计结果表明,五峰组有机孔径以小于3nm为主,形态以多角形为主;龙马溪组有机孔径以小于0nm为主,形态多呈近圆形和椭圆形.五峰组页岩的分形维值大于龙马溪组页岩,说明前者孔隙复杂程度较高. 相似文献
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储层的孔隙发育对煤系"三气"的赋存和运移有重要的影响,本文利用压汞实验、氮气等温吸附等方法对研究区黔普地1井龙潭组的煤、泥页岩、砂岩系统开展孔隙对比研究。结果表明,煤、泥页岩、砂岩平均孔隙度之比为1∶0.176∶0.249,具有典型的低孔低渗特征。压汞研究发现,煤岩的孔径要大于泥页岩和致密砂岩,渗透性能也更好。液氮等温吸附分析也显示煤岩的孔径明显大于泥岩和致密砂岩,且具有更大的孔隙体积。氮气吸附曲线总体呈现反S型,样品在吸附氮气的过程中发生了毛细孔凝聚现象,样品孔隙呈开放状态,孔隙结构具有一定的无规则孔特征,以两端开口的圆筒孔及四周开放的平行板孔为主,微孔隙内各个孔径阶段的孔隙均比较发育,连通性好,有利于天然气运移。 相似文献
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应用高温甲烷吸附实验研究川东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力 总被引：5，自引：2，他引：3
页岩甲烷吸附能力是决定页岩气井开采方案的重要参数,对评估页岩气藏潜力意义重大。干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、成熟度和孔径等是影响页岩吸附性能的因素,但针对高温高压下过剩吸附现象对页岩甲烷吸附能力影响的研究还需开展进一步的探索。为揭示四川盆地东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力,本文通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压甲烷吸附实验,研究了高温高压下页岩的甲烷吸附能力,并分析了页岩孔隙结构等对页岩吸附能力的影响。结果表明:①五峰组页岩孔隙结构非均质性强,发育有机孔隙、粒(晶)间孔隙、粒(晶)内孔隙和粒(晶)间溶孔等多种孔隙;②比表面积平均为19.1282m^2/g;孔体积平均为0.0195cm^3/g;孔径平均为5.2226nm;③修正后的饱和吸附气量为2.56m^3/t;④五峰组页岩甲烷吸附性能受控于比表面积、孔体积;有机质含量越大、有机质热演化程度越低,其甲烷吸附性能越强;⑤孔隙结构是影响页岩甲烷吸附能力的重要内因。同时指出低压条件下的实验吸附曲线不适合直接评价页岩甲烷吸附能力。 相似文献
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为揭示陆相页岩微观孔隙结构特征,应用低温氮气吸附-解吸实验,结合扫描电镜分析、有机碳测定及X射线衍射等手段,分析页岩有机质和矿物组成,厘清孔隙结构和分形特征,并探究其影响因素。结果表明:沙河子组陆相页岩矿物组成以黏土矿物、石英和长石为主。储集空间类型主要为黏土矿物粒内孔、长石溶蚀孔和颗粒边缘孔,有机孔隙不发育。氮吸附曲线主要呈现为Ⅳ类吸附曲线,发育H2和H3两类迟滞回线,其中H3型比表面积较低,平均孔径较大,宏孔含量较高。页岩孔体积主要由介孔和宏孔贡献,比表面积主要由介孔贡献。孔径分布呈现双峰态,左峰约为2.7 nm,右峰分布在20~70 nm。页岩发育两段分形特征,分形维数显示H3型页岩孔隙结构非均质性及复杂性较弱。孔隙结构主要受矿物组成控制,与TOC无明显相关性,微孔含量与比表面积越高,宏孔含量与平均孔径越高,页岩孔隙结构越复杂,越不利于页岩气的运移及产出。陆相页岩因沉积环境控制下赋存的腐殖型有机质,从本质上影响了其孔隙空间、孔隙结构及页岩气富集特征,与海相页岩区别显著。 相似文献
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龙马溪组页岩作为贵州页岩气的主要储气层位，勘探及钻井均证实其具有良好的页岩气成藏条件和资源开发潜力。为揭示贵州龙马溪组页岩微观孔隙结构及其物性对酸化作用的响应规律，基于X射线衍射分析（XRD）、压汞、低温氮吸附及核磁共振（NMR）等实验手段，定量表征页岩酸化作用前后的孔隙体积、孔隙率、比表面积、孔径分布等页岩微观结构物性参数的差异性，分析酸化作用前后页岩孔裂隙的结构特征。研究表明:酸化作用增大了页岩的孔隙体积、孔隙率、比表面积和孔径，酸化作用后页岩进-退汞曲线及低温氮吸/脱附曲线的滞后环明显增大，酸化作用增大了墨水瓶孔的孔隙体积；受到酸化作用影响，页岩优势孔隙由介孔和110 nm左右大中孔向介孔与2 800 nm左右宏孔发展，介孔数量减少，宏孔数量增加，页岩孔隙的连通性明显变好；酸化对页岩孔裂隙中矿物质及黏土成分具有明显的化学溶解和刻蚀作用，对页岩孔裂隙体积的改造效果显著，增加了页岩储层的渗透性，进而提高了页岩气的运移与渗流能力；酸化作用下伴随的水化作用对页岩孔裂隙沿层理面起裂、扩展延伸起促进作用，但是页岩酸化作用下的水化作用机制尚需进一步研究。 相似文献
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基于扫描电镜和JMicroVision图像分析软件的泥页岩孔隙结构表征研究 总被引：5，自引：3，他引：2
孔隙发育特征是泥页岩储集能力评价的关键参数之一。扫描电镜观察法已普遍用于描述泥页岩的孔隙发育特征,但是目前文献中对泥页岩微孔隙类型划分比较混乱,孔隙结构特征参数的表征以定性描述为主,缺乏定量表征手段。本文选取了18个泥页岩样品为研究对象,通过氩离子抛光和高分辨率扫描电子显微镜图像观察,基于孔隙发育形态、位置及成因,对样品中不同孔隙进行类型划分;结合JMicroVision图像分析软件,应用泥页岩微孔隙描述技术和孔隙尺度分类统计技术,统计不同类型孔隙发育数量、孔径大小、面孔率、形状系数、概率熵等参数,对其分布特征进行评价。研究表明,晶(粒)间孔隙和有机孔隙比较发育,其次为晶(粒)内孔和晶间隙。不同类型孔隙其孔径分布以纳米级为主,不同类型孔隙分布较无序,其概率熵主要分布在0.5～0.7之间,对应的形状系数分布差异也较大。有机质孔隙的形状系数主要分布在0.6～0.7范围内,形状分布以椭圆形或近似圆形为主,晶(粒)间孔隙和晶(粒)内孔隙的形状系数主要分布在0.3～0.7,分析晶(粒)间孔隙和晶(粒)内孔隙形状系数分布特征主要是受原始孔隙形态、压实作用和溶蚀作用的影响。研究认为,SEM与JMicroVision相结合是定量研究不同类型微孔发育特征的有效手段,为研究微孔的形成和演化奠定了基础。 相似文献
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场发射扫描电镜及PerGeos系统在安页1井龙马溪组页岩有机质孔隙研究中的联合应用 总被引：3，自引：3，他引：0
安页1井是中国地质调查局在我国南方盆地外围武陵山复杂构造区实施并取得页岩气突破的一口地质调查参数井。本文以安页1井龙马溪组富有机质页岩为研究对象,利用场发射扫描电镜,研究了上扬子地区盆地外围龙马溪组富有机质页岩储集空间类型,并将Per Geos数字岩石处理系统引入有机质孔隙定量分析,定量刻画了有机质微纳米孔隙结构及发育特征。研究认为:有机质孔隙是安页1井龙马溪组富有机质页岩最主要的储集空间,形态上表现为填隙于自生硅质中的有机质发育着均匀海绵状孔隙结构,或与黏土矿物交互生长的有机质发育着气泡状孔隙结构,这两类不同赋存形态的有机质的孔隙均极为发育。通过Per Geos数字岩石系统处理,揭示了两类有机质孔隙孔径发育呈现双众数分布,其中海绵状结构的有机质孔隙孔径众数为5~10 nm,气泡状结构的有机质孔隙孔径众数为51~100 nm,有机质孔隙主要介于中孔~宏孔范畴。安页1井龙马溪组有机质孔隙的大量发育,指示了盆地外围的龙马溪组页岩经历了较强烈的生烃过程并具有较好的储集能力,具备良好的开发潜力。 相似文献
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《China Geology》2020,3(4):545-557
The composition of gas released under vacuum by crushing from the gas shale of Longmaxi Formation in Upper Yangtze Plate, Southern China was systematically investigated in this study. The effect of residual gas release on pore structures was checked using low-pressure nitrogen adsorption techniques. The influence of particle size on the determination of pore structure characteristics was considered. Using the Frenkel-Halsey-Hill method from low-pressure nitrogen adsorption data, the fractal dimensions were identified at relative pressures of 0−0.5 and 0.5−1 as D1 and D2, respectively, and the evolution of fractal features related to gas release was also discussed. The results showed that a variety component of residual gas was released from all shale samples, containing hydrocarbon gas of CH4 (29.58% −92.53%), C2H6 (0.97% −2.89%), C3H8 (0.01% −0.65%), and also some non-hydrocarbon gas such as CO2 (3.54% − 67.09%) and N2 (1.88%−8.07%). The total yield of residual gas was in a range from 6.1 μL/g to 17.0 μL/g related to rock weight. The geochemical and mineralogical analysis suggested that the residual gas yield was positively correlated with quartz (R2=0.5480) content. The residual gas released shale sample has a higher surface area of 17.20−25.03 m2/g and the nitrogen adsorption capacity in a range of 27.32−40.86 ml/g that is relatively higher than the original samples (with 9.22−16.30 m2/g and 10.84−17.55 ml/g). Clearer hysteresis loop was observed for the original shale sample in nitrogen adsorption-desorption isotherms than residual gas released sample. Pore structure analysis showed that the proportions of micro-, meso- and macropores were changed as micropores decreased while meso- and macropores increased. The fractal dimensions D1 were in range from 2.5466 to 2.6117 and D2 from 2.6998 to 2.7119 for the residual gas released shale, which is smaller than the original shale. This factor may indicate that the pore in residual gas released shale was more homogeneous than the original shale. The results indicated that both residual gas and their pore space have few contributions to shale gas production and effective reservoir evaluation. The larger fragments samples of granular rather than powdery smaller than 60 mesh fraction of shale seem to be better for performing effective pore structure analysis to the Longmaxi shale. 相似文献
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页岩油实验测试分析在页岩油地质评价中发挥着重要作用,目前页岩油储层矿物组成、有机质类型、丰度、物性以及岩石脆性等诸多方面的评价参数均需要通过实验测试来获取。本文评述了页岩油储层评价中烃源岩特性、储层储集性、含油性、可动性及可压性等各项实验测试技术研究现状和趋势,重点阐述了各项实验测试技术的目的及方法。页岩油烃源岩特性要综合有机质类型,丰度,成熟度,生物标志化合物,主量、微量和稀土元素等进行全面准确的评价;储集性与页岩矿物组成、孔隙、裂缝等储集空间分布特征密切相关,结合页岩含油饱和度、页岩油黏度、密度等评价页岩含油性和可动性;页岩可压性评价需综合考虑页岩的矿物组成、岩石力学特征参数等因素。同时探讨了页岩油储层地质评价实验测试技术未来发展方向,指出多种方法联合表征页岩油储层储集空间分布特征、不同赋存状态页岩油的分布特征、天然裂缝发育分析等是页岩油储层地质评价技术的关键攻关方向。 相似文献
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孔喉分布是控制低渗-致密砂岩储层物性的关键因素,其评价依托于各种储层微观特征测试方法,需要综合多方法各自优势进行孔喉分布定量表征。本文提出基于核磁共振标定的高压压汞孔喉分布定量评价的方法,即通过核磁共振离心前后横向弛豫时间T_2谱图对比,依据流体赋存状态重新划分三孔隙度组分百分比法的T_2值界限T_(21)和T_(22),对应将孔喉划分为束缚流体孔喉、过渡流体孔喉和可动流体孔喉,再结合T_2值与孔喉半径的关系将T_2值界限转化为孔喉半径界限r_1和r_2,最终依据高压压汞统计的不同流体赋存状态的孔喉含量S_1、S_2和S_3进行孔喉分布定量评价。该方法综合了核磁共振有效表征孔喉流体赋存状态和高压压汞有效表征孔喉大小的优势。将此方法应用于西湖凹陷花港组低渗-致密砂岩储层孔喉分布评价,建立了T_2值与孔喉半径平均转化系数C为0.0079,求取r_1和r_2为60 nm和160 nm,依据各类孔喉含量及其相互关系将孔喉分布划分为四类,从而为储层评价提供新的参数和思路。 相似文献