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砂岩润湿性受沉积-成岩作用控制,影响到致密砂岩气产能释放及最终采收率,但就煤系致密砂岩而言,目前知之甚少。为此,本文以临兴-神府地区石炭-二叠纪煤系致密砂岩为研究对象,利用野外露头、岩心编录、测井资料和样品测试等资料,重点针对煤系砂岩润湿性的沉积微相控制开展研究,取得如下创新认识。 通过固液间表面力分析,发现砂岩矿物组成决定煤系致密砂岩润湿性均为亲水,流体性质及地层温度直接影响砂岩的润湿性。砂岩的亲水性与石英含量、表面粗糙度、pH(>5)、地层温度均呈正相关关系,与粘土及碳酸盐填隙物含量、流体盐度、离子价态均呈负相关关系。 发现沉积微相和成岩作用通过控制砂岩成分结构而间接控制砂岩润湿性。水下分流河道上下部、砂坪、障壁砂坝等水动力强的沉积微相中的致密砂岩多亲水、强亲水,多为气层-差气层,天然气采收率高;水下分流河道顶部、水下天然堤、混合坪、河口坝、分流间湾等水动力弱的沉积微相中的致密砂岩常弱亲水,多为干层-差气层,天然气采收率低。由此,进一步揭示了层序地层格架对致密砂岩润湿性分布的控制规律。强亲水、亲水砂岩集中分布在SQ2的砂坪、障壁砂坝及SQ4、SQ7、SQ8、SQ10的水下分流河道主体段。LST致密砂岩厚砂体中部主体多为亲水、强亲水,顶底部多为弱亲水,TST和HST致密砂岩薄砂体多为弱亲水。 发现致密砂岩样品以纳米-亚微米级孔隙为主,束缚水饱和度高,气水相互干扰强烈,气水过渡带长。润湿性对其流体的赋存渗流影响较大,在0.05-1um孔喉中,亲水性增强使水膜厚度增大、毛细管力增大和有效喉道半径减小,导致砂岩束缚水饱和度上升,可动水饱和度下降。基于上述认识,选取与润湿性密切相关的特征参数,建立了致密砂岩润湿性评价预测模型。