CN110873688A - 致密砂岩孔隙结构测定方法以及*** - Google Patents

致密砂岩孔隙结构测定方法以及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种致密砂岩孔隙结构测定方法以及***，所述方法包括：采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值；根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值；根据
Figure DDA0002292975180000011
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。本发明提供的致密砂岩孔隙结构测定方法以及***，能够快速获得致密砂岩的孔隙分布，且不会对样品造成破坏。

Description

致密砂岩孔隙结构测定方法以及***
技术领域
本发明涉及非常规油气勘探技术领域，具体涉及一种致密砂岩孔隙结构测定方法以及***。
背景技术
致密气是指赋存在渗透率小于0.1毫达西的致密砂岩地层中的天然气，与页岩气、煤层气同为世界公认的三大非常规天然气。致密砂岩作为天然气的储集空间，孔隙主要发育为1微米以下的纳米孔，岩心本身的孔隙结构好坏直接影响到后期储层改造效果以及最终的可采储量，因此，对于致密砂岩孔隙结构的表征一直是地质研究中最基础和最重要的工作。目前，对于岩石孔隙结构的研究方法包含了常规的压汞法、低温氮气吸附法以及核磁法，这三种方法各有其适用范围。压汞法主要优势在于能表征大于50纳米到几百个微米的孔隙，但是由于压汞实验为破坏性实验，因此对于样品量较少的情况多采用低温氮气吸附法和核磁法。低温氮气吸附法多用于研究2纳米至50纳米的孔隙，采用二氧化碳作为吸附气体，理论上能够研究小至0.4纳米的孔隙，但无法对较大尺寸的孔隙结构进行表征。由于致密砂岩本身的孔隙较小，采用核磁法对致密砂岩进行研究需要较大的饱和压力才能将水充注到岩心之中，且注水时间较长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种致密砂岩孔隙结构测定方法以及***，能够快速地测定致密砂岩的孔隙结构，对各种尺寸的孔隙结构进行表征，且不会对样品造成破坏。
本发明通过下述技术方案实现：
一种致密砂岩孔隙结构测定方法，包括：
采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，所述总同位素比值为从所述岩心样品中所有孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值，所述单同位素比值为从所述岩心样品中单种孔径的孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
根据
Figure BDA0002292975160000021
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。
可选的，所述特定气体为甲烷、氮气或者二氧化碳。
可选的，所述特定气体为甲烷，所述采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，包括：
将所述岩心样品固定在岩心夹持器中；
使所述岩心夹持器处于真空状态；
将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；
在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力；
在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体；
对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；
测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值。
可选的，所述含有孔径参数的物理模型为DGM模型、Feng-Stewart模型、Arnost-Schneider模型、Shapiro模型或者Altevogt模型。
可选的，所述含有孔径参数的物理模型为DGM模型，所述特定气体为甲烷，所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值根据
Figure BDA0002292975160000022
获得，其中，δins为采样时间为t时对应的半径为R的单同位素比值，δ0为未进行所述饱和岩心解析实验时所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值，
Figure BDA0002292975160000023
为采样时间为t时对应的所述特定气体的压力，μ为气体粘度，φ为所述岩心样品的孔隙度，
Figure BDA0002292975160000024
Rg为理想气体常数，T为绝对温度，M为含有12C的甲烷的摩尔质量，M*为含有13C的甲烷的摩尔质量。
可选的，在所述采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值之前，还包括：
测定所述岩心样品的孔隙度。
可选的，所述采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值包括：
采用所述特定气体对所述岩心样品进行所述饱和岩心解析实验，每隔设定时长获得所述特定气体的压力以及所述总同位素比值，直至所述特定气体的压力不再发生变化。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种致密砂岩孔隙结构测定***，包括：
饱和岩心解析装置，用于采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，所述总同位素比值为从所述岩心样品中所有孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
第一获取模块，用于根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值，所述单同位素比值为从所述岩心样品中单种孔径的孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
第二获取模块，用于根据
Figure BDA0002292975160000031
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。
可选的，所述特定气体为甲烷，所述饱和岩心解析装置包括：
岩心夹持器，用于固定所述岩心样品；
真空泵，用于使所述岩心夹持器处于真空状态；
储气罐，用于存储所述特定气体，并将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；
调压阀，用于在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力；
色谱柱，用于在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体；
氧化池，用于对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；
同位素光谱仪，用于测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值。
可选的，所述饱和岩心解析装置还包括：
气瓶，用于存储所述特定气体；
增压泵，用于对所述特定气体进行增压后充注到所述储气罐中。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的致密砂岩孔隙结构测定方法以及***，利用了在主要组成成分为石英的致密砂岩中，同位素分馏效应可以认为仅存在Knudsen扩散和粘性流所导致的同位素分馏，进而通过求取不同压力条件下不同大小的孔径对扩散分馏的影响系数，将同位素分馏曲线的变化影响视做致密砂岩岩心中不同比例的不同大小的孔隙对分馏的综合影响，通过联立多因子方程的方式，对岩心中不同孔隙所占的比例进行求取。本发明采用特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，气体分子较小，能迅速地通过整个岩心样品，同时也避免了采用压汞法对样品造成破坏，能与现场同位素录井所产生的数据较好地结合，是对现有孔隙测量方法的创新和补充。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明实施例的饱和岩心解析装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的饱和岩心解析实验的数据图；
图3是本发明实施例的致密砂岩的孔径分布图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种致密砂岩孔隙结构测定方法，所述致密砂岩孔隙结构测定方法包括：
采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，所述总同位素比值为从所述岩心样品中所有孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值，所述单同位素比值为从所述岩心样品中单种孔径的孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
根据
Figure BDA0002292975160000051
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。
具体地，所述岩心样品是在工区内取得的能够代表该地区产气层位的样品。在本实施例中，所述岩心样品为圆柱形。当然，所述岩心样品的形状和尺寸可根据实验装置的结构参数进行选取，本实施例对此不进行限定。
采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，即将所述岩心样品置于所述特定气体中，求取不同压力条件下所述岩心样品中每种孔径的孔隙对同位素元素扩散分馏的影响。所述特定气体可以为包含碳同位素的甲烷、包含氮同位素的氮气或者包含碳同位素的二氧化碳，只要包含同位素元素的气体，均可以作为所述特定气体。采用不同的气体作为所述特定气体，进行饱和岩心解析实验的方法和装置也不相同。以所述特定气体为甲烷为例，采用所述特定气体对所述岩心样品进行饱和岩心解析实验包括：将所述岩心样品固定在岩心夹持器中；使所述岩心夹持器处于真空状态；将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力；在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体；对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值。
图1是本实施例的饱和岩心解析装置的结构示意图，所述饱和岩心解析装置包括岩心夹持器、真空泵、储气罐、调压阀、色谱柱、氧化池以及同位素光谱仪。所述岩心夹持器用于固定所述岩心样品；所述真空泵与所述岩心夹持器的输入端或者所述岩心夹持器的输出端连接，用于使所述岩心夹持器处于真空状态；所述储气罐与所述岩心夹持器的输入端连接，用于存储所述特定气体，并将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；所述色谱柱的输入端与所述岩心夹持器的输出端连接，用于在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体，所述预设质量可根据实际需求选取；所述调压阀设置在所述岩心夹持器的输出端和所述色谱柱的输入端之间，用于在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力，获得所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力；所述氧化池的输入端与所述色谱柱的输出端连接，用于对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；所述同位素光谱仪连接所述氧化池的输出端，用于测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值，获得所述各个采样时刻对应的总同位素比值。
由于进行所述饱和岩心解析实验所需的气体初始压力较高，所述储气罐中的特定气体通常通过对气瓶中的气体进行增压获得，因而所述饱和岩心解析装置还可以包括气瓶和增压泵。所述气瓶连接所述储气罐，用于存储所述特定气体；所述增压泵连接在所述气瓶和所述储气罐之间，用于对所述特定气体进行增压后存储到所述储气罐中。进一步，所述饱和岩心解析实验通常在恒定温度条件下进行，因而所述饱和岩心解析装置还可以包括循环加热装置，所述循环加热装置用于对所述岩心夹持器进行。所述恒定温度可以为室温或者某一设定温度值，本发明实施例对此不进行限定。此外，为了保证所述岩心夹持器处于稳定的压力环境中，所述饱和岩心解析装置还可以包括维压泵，所述维压泵用于维持所述岩心夹持器中的压力。
以下结合图1说明具体如何对所述岩心样品进行饱和岩心解析实验：
打开设置在所述增压泵和所述储气罐之间的第一阀门，关闭设置在所述储气罐和所述岩心夹持器之间的第二阀门，将所述气瓶中的特定气体注入所述储气罐中；在所述特定气体注入所述储气罐的过程中，采用所述增压泵对所述特定气体进行增压；待所述储气罐充满所述特定气体后，关闭第一阀门；将所述岩心样品固定在所述岩心夹持器中；固定好所述岩心夹持器之后，采用所述真空泵对所述岩心夹持器进行抽真空处理，使所述岩心夹持器处于真空状态；抽好真空之后，打开第二阀门，关闭调压阀，使所述储气罐中的特定气体充注到所述岩心夹持器中；在压力表显示的压力值稳定后，关闭第二阀门，记录压力表显示的压力值，该压力值为所述岩心夹持器中的初始饱和压力P0；在各个采样时刻打开所述调压阀，通过所述调压阀在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力，获得所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力；通过所述调压阀的所述特定气体进入所述色谱柱，所述色谱柱采集预设质量的所述特定气体；预设质量的所述特定气体进入所述氧化池，所述氧化池对预设质量的所述特定气体进行氧化，在本实施例中，即对甲烷进行氧化，获得二氧化碳；所述同位素光谱测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值，获得所述各个采样时刻对应的总同位素比值。所述初始饱和压力P0只要不超过高压容器的技术参数即可，通常情况下所述初始饱和压力P0为8-10MPa。针对不同的特定气体，所述初始饱和压力P0的大小会有所不同，本实施例对此不进行限定。
所述各个采样时刻之间的时间间隔可以相同，也可以不同。在本实施例中，采用所述特定气体对所述岩心样品进行饱和岩心解析实验时，每隔设定时长获得所述特定气体的压力以及所述总同位素比值，直至所述特定气体的压力不再发生变化。也就是说，等时间间隔记录所述特定气体的压力以及所述总同位素比值，直至所述特定气体的压力不变时实验停止，记录时间设为t1、t2、t3、t4……，各个记录时间对应的所述特定气体的压力为P1、P2、P3、P4……，各个记录时间对应的所述总同位素比值为δ1、δ2、δ3、δ4……。所述设定时长的大小只要满足在所述设定时长内获得的所述特定气体的气量能够进行同位素分析即可，与所述初始饱和压力P0和所述特定气体的性质有关，通常取5-10分钟，本实施例对此不进行限定。
假设岩心的孔径分布是相同孔径间隔的球形孔且按一定比例的组合，采用含孔径参数的物理模型解得所述同位素元素的同位素比值，任一时间检测到的同位素比值是从岩心所有孔隙中流出的气体混合后的结果。本发明实施例采用含孔径参数的物理模型为DGM模型，也可以为其他含孔径参数的物理模型，如Feng-Stewart模型、Arnost-Schneider模型、Shapiro模型或者Altevogt模型等。考虑致密砂岩中气体赋存状态和纳米孔隙中同时存在的努森扩散和粘性流，半径为R的球形孔DGM模型为：
Figure BDA0002292975160000071
φ为所述岩心样品的孔隙度，Dk为努森扩散系数，μ为气体粘度，
Figure BDA0002292975160000072
为采样时间为t时对应的所述特定气体的压力。含有12C的甲烷和含有13C的甲烷在圆柱形孔隙中的流动都符合DGM模型，即
Figure BDA0002292975160000081
按球形扩散方程求解以上方程获得
Figure BDA0002292975160000082
由p(t)和p*(t)可以获得所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值：
Figure BDA0002292975160000083
Rg为理想气体常数，T为绝对温度，M为含有12C的甲烷的摩尔质量，M*为含有13C的甲烷的摩尔质量，含有12C的甲烷的摩尔质量为16g/mol，含有13C的甲烷的摩尔质量为17g/mol。所述岩心样品的孔隙度φ在进行饱和岩心解析实验之前测定，测定所述岩心样品的孔隙度φ的具体方法可参考国家标准GB/T 29172-2012《岩心分析方法》，在此不再赘述。
根据
Figure BDA0002292975160000084
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。求解以下方程组：
Figure BDA0002292975160000091
其中，d1、…、dN为所述岩心样品中各种孔隙对应的直径。同位素分馏的依据是在纳米孔隙中轻碳甲烷和重碳甲烷与孔壁碰撞的概率不同，引起扩散速率的差异，越小孔隙中分馏越明显，所以同位素分馏方法主要测量微孔及小介孔。因此，所述岩心样品的初始孔径d1可以选择较小孔径，而孔径间隔则是根据实验数据及计算要求来确定：实验数据越多，孔径表征要求高；反之，实验数据越少，孔径表征要低，可以选择大间隔。根据上述方程解得的f1、f2、f3、f4、…、fN，分别为所述岩心样品中直径为d1、d2、d3、d4、…、dN的孔隙所占的比例。
下面通过一种具体实施例说明本方案：
在工区内取得能够代表该地区产气层位的岩心柱状样品，测定样品的孔隙度为6.3％。
将岩心切割成3cm长度，采用图1所示的装置先对储气罐充注13Mpa的甲烷，再由第二阀门控制岩心夹持器中的饱和压力为10MPa，实验用甲烷中碳的同位素比值为-30‰，实验温度为室温300K。
从饱和压力为10MPa的岩心夹持器中流出的甲烷通过色谱柱进入氧化池，氧化池温度为850℃，将甲烷氧化为二氧化碳，采用同位素光谱仪测定二氧化碳中碳的同位素比值。实验数据每隔5分钟记录一次，记录的采样点时间t、岩心夹持器中甲烷的压力p和碳的同位素比值δ如图2所示，实验时间共计6小时，记录72个数据点。
以2nm为致密砂岩初始直径径、3nm等间隔递增，共计72个特征孔径值，表示为d2、d5、d8、……、d215，各孔径对应的比例表示为f2、f5、f8、…、f215。将已知实验参数代入DGM模型求得的各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值的表达式后，获得以下公式：
Figure BDA0002292975160000092
结合实验记录数据可联立以下方程组：
Figure BDA0002292975160000101
根据以上方程组解得f2、f5、f8、…、f215，获得岩心的孔径分布如图3所示。
本实施例提供的致密砂岩孔隙结构测定方法，利用了在主要组成成分为石英的致密砂岩中，同位素分馏效应可以认为仅存在Knudsen扩散和粘性流所导致的同位素分馏，进而通过求取不同压力条件下不同大小的孔径对扩散分馏的影响系数，将同位素分馏曲线的变化影响视做致密砂岩岩心中不同比例的不同大小的孔隙对分馏的综合影响，通过联立多因子方程的方式，对岩心中不同孔隙所占的比例进行求取。本实施例采用特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，气体分子较小，能迅速地通过整个岩心样品，同时也避免了采用压汞法对样品造成破坏，能与现场同位素录井所产生的数据较好地结合，是对现有孔隙测量方法的创新和补充。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种致密砂岩孔隙结构测定***，所述致密砂岩孔隙结构测定***包括：
饱和岩心解析装置，用于采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，所述总同位素比值为从所述岩心样品中所有孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
第一获取模块，用于根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值，所述单同位素比值为从所述岩心样品中单种孔径的孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
第二获取模块，用于根据
Figure BDA0002292975160000102
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。
在一种可选实现方式中，所述特定气体为甲烷、氮气或者二氧化碳。
在一种可选实现方式中，所述特定气体为甲烷，所述饱和岩心解析装置包括：
岩心夹持器，用于固定所述岩心样品；
真空泵，用于使所述岩心夹持器处于真空状态；
储气罐，用于存储所述特定气体，并将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；
调压阀，用于在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力；
色谱柱，用于在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体；
氧化池，用于对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；
同位素光谱仪，用于测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值。
在一种可选实现方式中，所述饱和岩心解析装置还包括：
气瓶，用于存储所述特定气体；
增压泵，用于对所述特定气体进行增压后充注到所述储气罐中。
在一种可选实现方式中，所述含有孔径参数的物理模型为DGM模型、Feng-Stewart模型、Arnost-Schneider模型、Shapiro模型或者Altevogt模型。
在一种可选实现方式中，所述含有孔径参数的物理模型为DGM模型，所述特定气体为甲烷，所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值根据
Figure BDA0002292975160000111
获得，其中，δins为采样时间为t时对应的半径为R的单同位素比值，δ0为未进行所述饱和岩心解析实验时所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值，
Figure BDA0002292975160000112
为采样时间为t时对应的所述特定气体的压力，μ为气体粘度，φ为所述岩心样品的孔隙度，
Figure BDA0002292975160000113
Rg为理想气体常数，T为绝对温度，M为含有12C的甲烷的摩尔质量，M*为含有13C的甲烷的摩尔质量。
在一种可选实现方式中，所述的致密砂岩孔隙结构测定***还包括：
孔隙度测定装置，用于测定所述岩心样品的孔隙度。
在一种可选实现方式中，所述饱和岩心解析装置每隔设定时长获得所述特定气体的压力以及所述总同位素比值，直至所述特定气体的压力不再发生变化。
所述致密砂岩孔隙结构测定***的工作原理与前述致密砂岩孔隙结构测定方法类似，在此不再赘述。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，包括：
采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，所述总同位素比值为从所述岩心样品中所有孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值，所述单同位素比值为从所述岩心样品中单种孔径的孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
根据
Figure FDA0002292975150000011
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。
2.根据权利要求1所述的致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，所述特定气体为甲烷、氮气或者二氧化碳。
3.根据权利要求2所述的致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，所述特定气体为甲烷，所述采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，包括：
将所述岩心样品固定在岩心夹持器中；
使所述岩心夹持器处于真空状态；
将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；
在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力；
在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体；
对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；
测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值。
4.根据权利要求1所述的致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，所述含有孔径参数的物理模型为DGM模型、Feng-Stewart模型、Arnost-Schneider模型、Shapiro模型或者Altevogt模型。
5.根据权利要求4所述的致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，所述含有孔径参数的物理模型为DGM模型，所述特定气体为甲烷，所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值根据
Figure FDA0002292975150000021
获得，其中，δins为采样时间为t时对应的半径为R的单同位素比值，δ0为未进行所述饱和岩心解析实验时所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值，
Figure FDA0002292975150000023
为采样时间为t时对应的所述特定气体的压力，μ为气体粘度，φ为所述岩心样品的孔隙度，
Figure FDA0002292975150000022
Rg为理想气体常数，T为绝对温度，M为含有12C的甲烷的摩尔质量，M*为含有13C的甲烷的摩尔质量。
6.根据权利要求5所述的致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，在所述采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值之前，还包括：
测定所述岩心样品的孔隙度。
7.根据权利要求1所述的致密砂岩孔隙结构测定方法，其特征在于，所述采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值包括：
采用所述特定气体对所述岩心样品进行所述饱和岩心解析实验，每隔设定时长获得所述特定气体的压力以及所述总同位素比值，直至所述特定气体的压力不再发生变化。
8.一种致密砂岩孔隙结构测定***，其特征在于，包括：
饱和岩心解析装置，用于采用包含同位素元素的特定气体对岩心样品进行饱和岩心解析实验，获得各个采样时刻对应的所述特定气体的压力以及所述各个采样时刻对应的总同位素比值，所述总同位素比值为从所述岩心样品中所有孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
第一获取模块，用于根据含有孔径参数的物理模型和所述各个采样时刻对应的所述特定气体的压力，获取所述各个采样时刻对应的每种孔径的单同位素比值，所述单同位素比值为从所述岩心样品中单种孔径的孔隙流出的所述特定气体中所述同位素元素的同位素比值；
第二获取模块，用于根据
Figure FDA0002292975150000031
获取所述岩心样品中每种孔径的孔隙所占比例，其中，δi为第i个采样时刻对应的总同位素比值，i∈[1,N]，N为采样次数，fj为所述岩心样品中第j种孔径的孔隙所占比例，δij为第i个采样时刻对应的第j种孔径的单同位素比值。
9.根据权利要求8所述的致密砂岩孔隙结构测定***，其特征在于，所述特定气体为甲烷，所述饱和岩心解析装置包括：
岩心夹持器，用于固定所述岩心样品；
真空泵，用于使所述岩心夹持器处于真空状态；
储气罐，用于存储所述特定气体，并将所述特定气体充注到所述岩心夹持器中；
调压阀，用于在所述各个采样时刻测量所述特定气体的压力；
色谱柱，用于在所述各个采样时刻采集预设质量的所述特定气体；
氧化池，用于对所述预设质量的所述特定气体进行氧化；
同位素光谱仪，用于测量氧化后的气体中所述同位素元素的同位素比值。
10.根据权利要求9所述的致密砂岩孔隙结构测定***，其特征在于，所述饱和岩心解析装置还包括：
气瓶，用于存储所述特定气体；
增压泵，用于对所述特定气体进行增压后充注到所述储气罐中。
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