2.3界面張力γ、潤濕角θ與孔半徑r關(guān)系

界面張力γ和潤濕角θ與孔半徑r存在函數關(guān)系，公式(3)為汞的界面張力γ與孔半徑r的函數關(guān)系式；公式(4)為汞的潤濕角θ與孔半徑r的函數關(guān)系式。由公式(3)、(4)建立界面張力γ、潤濕角θ與孔半徑r的變化曲線(xiàn)(圖1)，可以明顯地看出γ、θ與r存在非線(xiàn)性關(guān)系，且在孔半徑小于10 nm時(shí)，曲線(xiàn)變化幅度非常大，說(shuō)明界面張力γ和潤濕角θ在孔半徑小于10 nm時(shí)是隨著(zhù)孔半徑的變化而變化的，因此在Washburn方程中不能簡(jiǎn)單地將界面張力γ和潤濕角θ視為定值。

圖1界面張力γ、潤濕角θ與孔半徑r變化曲線(xiàn)

2.4應用校正前后的Washburn方程處理數據結果對比

2.4.1參數校正前后累積孔體積的變化

應用參數校正前后的Washburn方程對松遼盆地青山口組JL-1、JL-3、SL1-9、SL1-13井的泥頁(yè)巖樣品壓汞數據處理得到累積孔體積的孔半徑分布曲線(xiàn)，分析發(fā)現:參數校正后的方程對于微小孔的影響較大，在孔半徑小于4 nm時(shí)，校正前后的兩條曲線(xiàn)出現明顯的不重合(圖2)。

但對比樣品JL-1、JL-3與樣品SL1-9、SL1-13的孔半徑分布曲線(xiàn)發(fā)現:樣品JL-1、JL-3的曲線(xiàn)在孔半徑小于4 nm以下時(shí)出現了明顯的不重合，而樣品SL1-9、SL1-13的曲線(xiàn)在孔半徑小于4 nm以下時(shí)并未出現明顯的不重合現象，原因在于樣品JL-1、JL-3小于4 nm的孔較發(fā)育，而樣品SL1-9、SL1-13小于4 nm的孔不發(fā)育。

圖2校正前后累積孔體積孔徑分布曲線(xiàn)

圖3校正前后孔半徑分布曲線(xiàn)

2.4.2參數校正前后孔半徑分布的變化

同樣應用參數校正前后的Washburn方程對松遼盆地青山口組JL-1、JL-3、SL1-9、SL1-13井的泥頁(yè)巖樣品的數據處理、對比發(fā)現——參數校正后的方程對于半徑為4 nm以下的孔有較大的影響，對于半徑為4 nm以上的孔基本上沒(méi)有影響(圖3)。

其原因主要是由于半徑小于4 nm的孔，汞的界面張力和潤濕角受孔半徑的影響比較大，因此該范圍孔的進(jìn)汞量較原始方程得到的結果不同(圖3)。

應用參數校正前后的Washburn方程處理數據，得到不同孔徑的孔體積占比的變化關(guān)系(圖4、圖5)。

用參數校正后的方程處理數據發(fā)現樣品微孔孔體積占比增加，較原始方程處理得到的結果增加了118%；而中孔孔體積占比減小，較原始方程處理得到的結果減小了7%；大孔孔體積占比不變。用改進(jìn)后的Washburn方程對松遼盆地青山口組JL-1、JL-3、SL1-9、SL1-13井的泥頁(yè)巖樣品的數據處理得出：該地區主要以微孔、中孔為主，發(fā)育有小部分大孔。統計壓汞實(shí)驗數據發(fā)現微孔占比平均12%左右，中孔占比平均為86%，大孔占比平均為2%。依據實(shí)驗數據評估，松遼盆地青山口組地區油氣主要儲集在中孔里面。因此，提高微小孔(<50 nm)烴源巖儲集層的勘探開(kāi)發(fā)有十分重要的意義。

據李占東等人(2015)對松遼盆地青山口組泥頁(yè)巖的儲集特征研究發(fā)現得出該地區頁(yè)巖油儲集層中主要發(fā)育納米級孔隙，其孔徑主要分布在50～300 nm范圍，發(fā)育小部分微米級孔隙，孔隙度較低，為1.20%～3.87%，平均2.17%。據柳波等人(2014)對同一區域泥頁(yè)巖研究發(fā)現，他們得出該地區單位總孔體積為0.110 43～0.143 24 cm3/g，平均孔徑為6.254～9.254 nm。據黃振凱等人(2013)對松遼盆地青山口組泥頁(yè)巖微觀(guān)孔隙特征得出青山口組泥頁(yè)巖孔隙主要以微孔、中孔為主，兩者占總孔體積的75%～90%，大孔占比較小。

因此根據前人大量研究得出松遼盆地青山口組泥頁(yè)巖孔徑主要發(fā)育微孔和中孔，其孔體積占比為75%～90%，發(fā)育小部分大孔。本人實(shí)驗得出的結論:該研究區泥頁(yè)巖主要發(fā)育微孔和中孔，兩者占總孔體積的80%～96%，發(fā)育有少部分的大孔，前人的研究結論與本人研究結論基本吻合。其中與前人結論的不同主要在微孔占比上，前人的微孔占比為5%左右，而參數校正后計算得到的微孔占比增大為12%左右，增大了2.4倍，顯然校正后的Washburn方程對于微孔的影響十分大。

2.5用低溫N2吸附實(shí)驗數據驗證Washburn方程校正后的準確性

低溫N2吸附是分析泥頁(yè)巖中孔、微孔孔徑分布和孔隙結構特征常用的一種實(shí)驗方法，本次將采用同一樣品，按照N2吸附實(shí)驗要求將樣品進(jìn)行處理，然后在77.5K溫度下進(jìn)行N2吸附實(shí)驗，獲得吸附數據，將同一樣品的吸附數據和校正前后的壓汞數據進(jìn)行對比發(fā)現，N2吸附數據與校正后的數據更為接近(圖6)。

3結論

(1)在Washburn方程中界面張力γ、潤濕角θ是孔半徑r的函數，是隨著(zhù)孔半徑r的變化而變化的，因此在處理分析數據的時(shí)候必須考慮。

(2)參數校正后的Washburn方程處理泥頁(yè)巖樣品數據結果顯示，對于8 nm以下的孔徑有較大的影響。

(3)參數校正后的Washburn方程對不同孔徑影響程度不同:對微孔影響較大，使計算的微孔孔體積占比增加；對中孔孔體積占比影響較小，對大孔孔體積占比基本沒(méi)有影響。

(4)基于改進(jìn)后Washburn方程對松遼盆地青山口組烴源巖孔徑分布研究發(fā)現，該地區微孔占比平均12%左右，中孔占比平均為86%，大孔占比平均為2%。