本發(fā)明涉及油氣藏精細(xì)描述技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超深層儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化定量評(píng)價(jià)方法。

技術(shù)背景

隨著我國(guó)對(duì)能源需求的日益增加，需要針對(duì)超深層儲(chǔ)層開(kāi)展深入研究，迫切需要量化盆地成巖流體對(duì)自生礦物形成和次生孔隙演化的影響，定量評(píng)價(jià)儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型、含量、孔徑大小、孔徑、喉徑等物性參數(shù)及其演化特征。由于現(xiàn)今研究分析的儲(chǔ)層巖石樣品是經(jīng)歷了各種地史演化和成巖作用疊加后的樣品，對(duì)于超深層儲(chǔ)層成巖、孔隙演化等特征不能清晰地觀察，就不能更好地定量評(píng)價(jià)有利儲(chǔ)層。另外，目前國(guó)內(nèi)外孔隙演化模型選取儲(chǔ)層原始孔隙度較高，這與國(guó)內(nèi)的情況不相符。在選取超深層儲(chǔ)層進(jìn)行儲(chǔ)層孔隙演化研究工作開(kāi)展的較少。

現(xiàn)有研究主要是儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化定量評(píng)價(jià)方法，存在的主要問(wèn)題是：大多數(shù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于儲(chǔ)層成巖過(guò)程中孔隙度參數(shù)的演化問(wèn)題在建立孔隙度參數(shù)演化模型時(shí)，基本都是基于儲(chǔ)層原始孔隙度為40％，但我國(guó)大部分陸相砂巖儲(chǔ)層，其原始孔隙度基本達(dá)不到40％，這必將產(chǎn)生一定偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種超深層儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化定量評(píng)價(jià)方法，該方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到了深層儲(chǔ)層孔隙度演化的定量模型，克服了儲(chǔ)層原始孔隙度設(shè)定過(guò)高而引起的偏差。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種超深層儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化定量評(píng)價(jià)方法，包括下述步驟：

步驟一、分析研究區(qū)地質(zhì)背景，包括：區(qū)域地質(zhì)背景、構(gòu)造特征、油氣藏儲(chǔ)層埋藏深度，并要求埋深達(dá)4000m以上；

步驟二、根據(jù)油氣藏儲(chǔ)層埋藏深度，確定儲(chǔ)層埋深界限，分析研究區(qū)儲(chǔ)層巖石學(xué)特征，包括：碎屑成分特征和填隙物特征，填隙物包括雜基和膠結(jié)物，根據(jù)薄片資料分析，得到碎屑成分的特征參數(shù)；根據(jù)X衍射粘土分析掃描電鏡資料統(tǒng)計(jì)，得到膠結(jié)物、雜基的組分及含量；

步驟三、成巖作用分析，依據(jù)多項(xiàng)成巖序列劃分指標(biāo)，根據(jù)碎屑巖成巖階段劃分標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5477-2003)劃分研究區(qū)儲(chǔ)集層巖成巖階段，逐一分析儲(chǔ)層所經(jīng)歷的成巖作用包括：壓實(shí)、壓溶、膠結(jié)、交代、溶蝕作用；

步驟四、分析物性分布規(guī)律，根據(jù)巖心物性分析數(shù)據(jù)劃分物性發(fā)育帶，根據(jù)儲(chǔ)層所經(jīng)歷的沉積、成巖演化過(guò)程，探究?jī)?chǔ)層物性分布的受控因素；

步驟五、通過(guò)研究孔隙度參數(shù)的演化探討儲(chǔ)層孔隙度的定量演化規(guī)律；根據(jù)孔隙類(lèi)型、孔隙含量、自生礦物的形成序列及演化特征來(lái)分析評(píng)價(jià)儲(chǔ)層成巖演化過(guò)程；

步驟六、誤差分析，以物性分析方法得到的孔隙度參數(shù)為依據(jù)，探討孔隙度參數(shù)計(jì)算法的誤差，分析影響誤差的主要因素；

誤差率＝︱計(jì)算目前孔隙度-物性分析孔隙度︱/物性分析孔隙度×100％。

所述步驟五的具體方法為：

根據(jù)儲(chǔ)層所經(jīng)歷的成巖演化過(guò)程，分析成巖過(guò)程中儲(chǔ)層孔隙度參數(shù)的變化規(guī)律，其成巖過(guò)程包括沉積初期，未固結(jié)砂巖未進(jìn)入成巖階段，初始孔隙度(φ₁)：φ₁＝20.91+22.90/S₀

式中，So為特拉斯克分選系數(shù)(Trask＝(Q₁/Q₃)^1/2)；Q₁為25％處的粒徑大小；Q₃為75％處的粒徑大小；

壓實(shí)后剩余粒間孔隙度(φ₂)，根據(jù)儲(chǔ)層所經(jīng)歷的具體成巖演化過(guò)程，根據(jù)膠結(jié)物類(lèi)型、各類(lèi)型膠結(jié)物含量、殘余粒間孔含量、溶蝕孔含量與現(xiàn)存孔隙度的關(guān)系求得：

其中壓實(shí)損失孔隙度＝φ₁-φ₂；壓實(shí)孔隙度損失率＝(φ₁-φ₂)/φ₁×100％；

沉積物經(jīng)歷成巖作用中的壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用后的剩余粒間孔隙度(φ₃)通過(guò)該式求得：

其中膠結(jié)-交代損失孔隙度＝φ₂-φ₃；膠結(jié)-交代孔隙度損失率＝(φ₂-φ₃)/φ₁×100％；

次生孔隙度(φ₄)，即指總儲(chǔ)集空間中溶蝕孔所占據(jù)的那部分儲(chǔ)集空間，通過(guò)該式求得：

本發(fā)明通過(guò)步驟三的成巖作用序列劃分，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推演孔隙度參數(shù)演化過(guò)程(詳見(jiàn)步驟四、五)，并給出計(jì)算孔隙度與目前實(shí)測(cè)孔隙度的誤差(詳見(jiàn)步驟六)，即完成了成巖序列劃分、孔隙度演化定量評(píng)價(jià)方法。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

大多數(shù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于儲(chǔ)層成巖過(guò)程中孔隙度參數(shù)的演化問(wèn)題在建立孔隙度參數(shù)演化模型時(shí)，基本都是基于儲(chǔ)層原始孔隙度為40％，但我國(guó)大部分陸相砂巖儲(chǔ)層，其原始孔隙度基本達(dá)不到40％，本發(fā)明通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到了深層儲(chǔ)層孔隙度演化的定量模型，有效克服這一缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法的流程框圖。

圖2為儲(chǔ)層砂巖類(lèi)型及填隙物組成圖；圖2(a)是儲(chǔ)層砂巖類(lèi)型，圖2(b)是填隙物組成圖。

圖3為儲(chǔ)層物性分布規(guī)律圖，圖3(a)孔隙度與深度關(guān)系；圖3(b)滲透率與深度關(guān)系；圖3(c)碳酸鹽含量與深度關(guān)系；圖3(d)滲透率與孔隙度關(guān)系。

圖4為成巖演化階段孔隙度演化模式圖。

圖5為壓實(shí)作用與膠結(jié)作用對(duì)孔隙度演化影響評(píng)價(jià)圖。

具體實(shí)施方式

下面選取某油田樣品結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)敘述。

本發(fā)明定量評(píng)價(jià)深層高壓低滲砂巖儲(chǔ)層微觀孔隙特征的方法,見(jiàn)圖1所示，包括下述步驟：

步驟一、分析研究區(qū)地質(zhì)背景，包括：區(qū)域地質(zhì)背景、構(gòu)造特征、油氣藏儲(chǔ)層埋藏深度，并要求埋深達(dá)4000m以上；

步驟二、根據(jù)油氣藏儲(chǔ)層埋藏深度，確定儲(chǔ)層埋深界限，分析研究區(qū)儲(chǔ)層巖石學(xué)特征，包括：碎屑成分特征和填隙物特征。從圖2中可以看出，儲(chǔ)層巖石的碎屑組分以石英和長(zhǎng)石為主，巖屑含量略少；填隙物以雜基為主，膠結(jié)物中硫酸鹽、硅質(zhì)和碳酸鹽含量高，填隙物包括雜基和膠結(jié)物，根據(jù)薄片資料分析，得到碎屑成分的特征參數(shù)；根據(jù)X衍射粘土分析掃描電鏡資料統(tǒng)計(jì)，得到膠結(jié)物、雜基的組分及含量；

步驟三、成巖作用分析，依據(jù)多項(xiàng)成巖序列劃分指標(biāo)，根據(jù)碎屑巖成巖階段劃分標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5477-2003)劃分研究區(qū)儲(chǔ)集層巖成巖階段，逐一分析儲(chǔ)層所經(jīng)歷的成巖作用包括：壓實(shí)、壓溶、膠結(jié)、交代、溶蝕作用；

步驟四、分析物性分布規(guī)律，根據(jù)巖心物性分析數(shù)據(jù)劃分物性發(fā)育帶：表1為儲(chǔ)層物性及孔隙類(lèi)型，從表1中可以看出：相對(duì)于以往中高滲儲(chǔ)層及低滲儲(chǔ)層，超深層儲(chǔ)層溶蝕孔比例高達(dá)44.97％，原生孔比例為55.03％。根據(jù)儲(chǔ)層所經(jīng)歷的沉積、成巖演化過(guò)程，探究?jī)?chǔ)層物性分布的受控因素：從圖3中可以看出，隨埋深增加，有孔隙度減小，滲透率降低，碳酸鹽含量增加的趨勢(shì)。

表1

步驟五、通過(guò)研究孔隙度參數(shù)的演化探討儲(chǔ)層孔隙度的定量演化規(guī)律；根據(jù)孔隙類(lèi)型、孔隙含量、自生礦物的形成序列及演化特征來(lái)分析評(píng)價(jià)儲(chǔ)層成巖演化過(guò)程；從圖4中可以看出各成巖作用階段儲(chǔ)層孔隙度參數(shù)的大小及孔隙度的變化過(guò)程。

所述步驟五具體為：

根據(jù)儲(chǔ)層所經(jīng)歷的成巖演化過(guò)程，分析成巖過(guò)程中儲(chǔ)層孔隙度參數(shù)的變化規(guī)律，其成巖過(guò)程包括沉積初期，未固結(jié)砂巖未進(jìn)入成巖階段，初始孔隙度(φ₁)：φ₁＝20.91+22.90/S₀

式中，So為特拉斯克分選系數(shù)(Trask＝(Q₁/Q₃)^1/2)；Q₁為25％處的粒徑大??；Q₃為75％處的粒徑大??；

壓實(shí)后剩余粒間孔隙度(φ₂)，根據(jù)儲(chǔ)層所經(jīng)歷的具體成巖演化過(guò)程，根據(jù)膠結(jié)物類(lèi)型、各類(lèi)型膠結(jié)物含量、殘余粒間孔含量、溶蝕孔含量與現(xiàn)存孔隙度的關(guān)系求得。從圖5中可以看出目前儲(chǔ)層的剩余粒間孔隙含量、壓實(shí)作用造成的原生孔隙損失量、膠結(jié)作用造成的原生孔隙損失量等參數(shù)；

其中壓實(shí)損失孔隙度＝φ₁-φ₂；壓實(shí)孔隙度損失率＝(φ₁-φ₂)/φ₁×100％；

沉積物經(jīng)歷成巖作用中的壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用后的剩余粒間孔隙度(φ₃)通過(guò)該式求得：

其中，膠結(jié)-交代損失孔隙度＝φ₂-φ₃；膠結(jié)-交代孔隙度損失率＝(φ₂-φ₃)/φ₁×100％。

次生孔隙度(φ₄)即指總儲(chǔ)集空間中溶蝕孔所占據(jù)的那部分儲(chǔ)集空間通過(guò)該式求得：

步驟六、誤差分析，以物性分析方法得到的孔隙度參數(shù)為依據(jù)，表2為成巖過(guò)程中孔隙度演化，探討孔隙度參數(shù)計(jì)算法的誤差，分析影響誤差的主要因素；

誤差率＝︱計(jì)算目前孔隙度-物性分析孔隙度︱/物性分析孔隙度×100％。

表2

實(shí)驗(yàn)方法的原理說(shuō)明：

未固結(jié)砂巖具有初始孔隙度。依據(jù)巖石顆粒粒度組成累積分布的曲線特征得到評(píng)價(jià)指標(biāo)特拉斯克分選系數(shù)S_o，進(jìn)而計(jì)算出初始孔隙度。隨著埋藏深度的增加，原生孔隙在成巖演化過(guò)程中，由于成長(zhǎng)壓實(shí)、膠結(jié)及交代作用，孔隙空間減少，但骨架顆粒之間未受到明顯的溶解作用。在巖石形成后，由次生作用如溶解作用、交代作用、重結(jié)晶作用等可形成次生孔隙。分別計(jì)算作用前后的孔隙度并構(gòu)建孔隙度演化的定量模型。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定專利保護(hù)范圍。