一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種確定成藏期致密砂巖 古孔隙度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 致密砂巖氣因其具有儲(chǔ)量巨大，分布廣泛的特點(diǎn)而成為非常規(guī)天然氣中最重要的 一種類型，由于氣藏的成藏動(dòng)力學(xué)機(jī)制和成藏過程存在根本差異，因此可將致密砂巖氣藏 的特征分為兩種，一種是流體在剖面上表現(xiàn)為不服從重力分異原理的氣、水倒置關(guān)系，氣藏 的形態(tài)、大小和邊界不受構(gòu)造等高線的控制，即Masters所提出的深盆氣藏；另一種是圈閉 類型主要為背斜型氣藏或地層巖性氣藏，氣藏的形態(tài)和氣水分布通常與構(gòu)造密切相關(guān)的致 密砂巖。目前有"先成型"和"后成型"兩種致密砂巖氣藏的概念來解釋上述兩種特征的 差異。先成型是指儲(chǔ)層先致密化后才發(fā)生大規(guī)模的天然氣聚集，成藏的根本原因是在致密 儲(chǔ)層中氣藏底部缺少自由流動(dòng)的地層水，致使儲(chǔ)層中缺少對(duì)于氣的浮力作用，氣體在低滲 砂巖中上浮受毛細(xì)管力的阻礙而導(dǎo)致對(duì)氣的封閉，這就使得在勘探部署時(shí)需尋找儲(chǔ)層的甜 點(diǎn)；后成型是指天然氣大規(guī)模運(yùn)移發(fā)生在儲(chǔ)層致密化之前，而后期構(gòu)造作用和成巖作用才 導(dǎo)致儲(chǔ)層致密，氣藏的成藏動(dòng)力來自早期儲(chǔ)層物性較好時(shí)的浮力作用，這就使得在勘探部 署時(shí)需同時(shí)兼顧古、今構(gòu)造特征。因此，在對(duì)某一氣藏進(jìn)行勘探部署時(shí)需要先判斷其成因類 型，這就需要研究成藏期致密砂巖氣的古孔隙度是否已達(dá)到致密化儲(chǔ)層的標(biāo)準(zhǔn)，到目前為 止國內(nèi)外學(xué)者提出了多種孔隙演化的預(yù)測(cè)方法和模型。Athy(1930)最早提出根據(jù)儲(chǔ)層埋 藏深度來預(yù)測(cè)孔隙度的關(guān)系式，Maxwell等根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)了溫度和時(shí)間對(duì)孔隙度演化 的影響，Scherer考慮了儲(chǔ)層的埋藏深度、石英顆粒的體積分?jǐn)?shù)、顆粒分選性、地溫梯度和沉 積物年齡。Athy、Maxwell和Scherer等提出的孔隙度預(yù)測(cè)方法均只考慮了壓實(shí)作用的影 響，對(duì)于溶解作用、膠結(jié)作用和自生礦物的生長引起的孔隙度的變化在定量與儲(chǔ)層的孔隙 度變化模型中均沒有加以討論。以上研究均未給出基于成巖演化分析的以地質(zhì)歷史為背景 的孔隙度演化史科學(xué)的定量化模型，很難從地質(zhì)歷史時(shí)期上將致密砂巖氣的成藏期與儲(chǔ)層 孔隙度的演化相匹配起來，因此無法準(zhǔn)確判斷成藏期致密砂巖的古孔隙度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn)確判斷成藏期致密砂巖氣的古孔隙度的問題，提出了 一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，包括：
[0005] 獲取儲(chǔ)層巖性、分選系數(shù)和成巖作用特征；
[0006] 根據(jù)所述成巖序列中不同成巖作用特征的組合，利用初始孔隙度、孔隙度損失模 型、孔隙度增加模型和裂縫孔隙度模型生成儲(chǔ)層的孔隙度綜合演化模型；
[0007] 根據(jù)儲(chǔ)層成巖作用階段，結(jié)合儲(chǔ)層初始孔隙度和儲(chǔ)層孔隙度綜合演化模型建立儲(chǔ) 層孔隙度演化史模型；
[0008] 將待測(cè)的致密砂巖氣藏的成藏時(shí)期與儲(chǔ)層孔隙度演化模型進(jìn)行匹配進(jìn)而確定成 藏期致密砂巖古孔隙度。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法的一個(gè)進(jìn)一步 的方面，所述成巖作用特征包括，壓實(shí)和壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用、壓實(shí)壓溶產(chǎn)生微 裂縫作用。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法的再一個(gè)進(jìn)一 步的方面，所述孔隙度損失模型中包括壓實(shí)損失和膠結(jié)損失，其中壓實(shí)損失通過以下公式 得到：
[0011] Oc=(D0*e (_c*z) (2)
[0012] 其中，C為壓實(shí)因子，Z為埋藏深度，為初始孔隙度，0^=20.91+ (22.9/S。)，其 中，Stl是Trask分選系數(shù)；
[0013] 膠結(jié)損失是由于膠結(jié)作用所導(dǎo)致的孔隙度損失，其孔隙度損失量大體與膠結(jié) 物的含量相當(dāng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法的另一個(gè)進(jìn)一 步的方面，所述孔隙度增加模型中，溶蝕增加孔隙度Od是指總儲(chǔ)集空間中溶蝕孔所占據(jù)的 那部分儲(chǔ)集空間：
[0015] 溶蝕增加孔隙度Od=溶蝕孔面孔率/總面孔率X實(shí)測(cè)孔隙度 （3)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法的另一個(gè)進(jìn)一 步的方面，所述裂縫孔隙度是指在單位體積的巖石中裂縫體積所占的比例：
[0017]Of=fff*Af*Qf/V (4)
[0018] 式中，Of為裂縫孔隙度；Wf為平均裂縫寬度；Af為平均裂縫面面積；Qf為巖石內(nèi)裂 縫的數(shù)量；V為巖石體積。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法的另一個(gè)進(jìn)一 步的方面，所述儲(chǔ)層孔隙度綜合演化模型如下：
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于包括： 獲取儲(chǔ)層巖性、分選系數(shù)和成巖作用特征； 根據(jù)所述成巖序列中不同成巖作用特征的組合，利用初始孔隙度、孔隙度損失模型、孔 隙度增加模型和裂縫孔隙度模型生成儲(chǔ)層的孔隙度綜合演化模型； 根據(jù)儲(chǔ)層成巖作用階段，結(jié)合儲(chǔ)層初始孔隙度和儲(chǔ)層孔隙度綜合演化模型建立儲(chǔ)層孔 隙度演化史模型； 將待測(cè)的致密砂巖氣藏的成藏時(shí)期與儲(chǔ)層孔隙度演化模型進(jìn)行匹配進(jìn)而確定成藏期 致密砂巖古孔隙度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于，所述 成巖作用特征包括，壓實(shí)和壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用、壓實(shí)壓溶產(chǎn)生微裂縫作用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于，所述 孔隙度損失模型中包括壓實(shí)損失和膠結(jié)損失，其中壓實(shí)損失通過以下公式得到： Φ0=Φ0*θ (_c*z) (2) 其中，C為壓實(shí)因子，Z為埋藏深度，Oci為初始孔隙度，0^=20.91+ (22. 9/\)，其中，Sq 是Trask分選系數(shù)； 膠結(jié)損失是由于膠結(jié)作用所導(dǎo)致的孔隙度損失，其孔隙度損失量Φ&大體與膠結(jié)物的 含量相當(dāng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于，所述 孔隙度增加模型中，溶蝕增加孔隙度Od是指總儲(chǔ)集空間中溶蝕孔所占據(jù)的那部分儲(chǔ)集空 間： 溶蝕增加孔隙度Od=溶蝕孔面孔率/總面孔率X實(shí)測(cè)孔隙度 （3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于，所述 裂縫孔隙度是指在單位體積的巖石中裂縫體積所占的比例： 〇f=Wf*Af*Qf/V (4) 式中，Of為裂縫孔隙度；Wf為平均裂縫寬度；Af為平均裂縫面面積；Q f為巖石內(nèi)裂縫的 數(shù)量；V為巖石體積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于，所述 儲(chǔ)層孔隙度綜合演化模型如下：
式中，Φ為某一時(shí)期孔隙度；Otl為初始孔隙度；C為壓實(shí)因子；Z為埋藏深度；ZA為成 巖演化階段初始埋藏深度；Zb為成巖演化階段最大埋藏深度為巖石中綠泥石含量導(dǎo)致 的儲(chǔ)層的孔隙度增加；Φ&為膠結(jié)作用損失的孔隙度；O d為溶蝕增加孔隙度；Of為裂縫孔 隙度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，其特征在于，在根 據(jù)儲(chǔ)層成巖作用階段，結(jié)合儲(chǔ)層初始孔隙度和儲(chǔ)層孔隙度綜合演化模型建立儲(chǔ)層孔隙度演 化史模型中具體包括： 針對(duì)早成巖作用的A期的儲(chǔ)層孔隙度演化史模型為： Φ = Φ 0*e (謂)+Z/1500* Φ! (6) 其中，Z :0-1500m ;ZB=1500m ; 針對(duì)早成巖作用的B期的儲(chǔ)層孔隙度演化史模型為： Φ = Φ〇*θ(^*ζ)+Φ1- (Ζ-1500)/ (2500-1500)*Φ0+ (Ζ-1500)/ (2500-1500)*Φ(1 (8) 其中，Z :1500-2500m ;ZB=2500m ; 針對(duì)晚成巖作用的A期的儲(chǔ)層孔隙度演化史模型為： Φ = Φ〇*θ (^Ζ)+ΦΧ- (Ζ-2500)/ (4800-2500)*Φ0+ (Ζ-2500)/ (4800-2500)*Φ(1- (Ζ-2500) / (4800-2500) *ΦΑ (9) 其中，Z :2500-4800m ;ZB=4800m ; 針對(duì)晚成巖作用的B期的儲(chǔ)層孔隙度演化史模型為： Φ = Φ0*Θ (_ε*ζ) + Φ1-Φ0+Φ(1-ΦΑ+Φ? (10) 其中，Z=ZB>4800m ; Φ為某一埋藏深度下的巖石的初始孔隙度；為初始孔隙度；Z為埋藏深度；ZB為成 巖作用階段的最大埋藏深度；C為壓實(shí)因子；O1為巖石中綠泥石含量導(dǎo)致的儲(chǔ)層的孔隙度 增加；Φ0為巖石中石英次生加大和自生石英的含量導(dǎo)致的孔隙度的減低量；O d為溶蝕增 加孔隙度；Of為裂縫孔隙度；ΦΑ為巖石中晚期碳酸鹽膠結(jié)物的含量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種確定成藏期致密砂巖古孔隙度方法，獲取儲(chǔ)層巖性、分選系數(shù)和成巖作用特征；根據(jù)所述成巖序列中不同成巖作用特征的組合，利用初始孔隙度、孔隙度損失模型、孔隙度增加模型和裂縫孔隙度模型生成儲(chǔ)層的孔隙度綜合演化模型；根據(jù)儲(chǔ)層成巖作用階段，結(jié)合儲(chǔ)層初始孔隙度和儲(chǔ)層孔隙度綜合演化模型建立儲(chǔ)層孔隙度演化史模型；將待測(cè)的致密砂巖氣藏的成藏時(shí)期與儲(chǔ)層孔隙度演化模型進(jìn)行匹配進(jìn)而確定成藏期致密砂巖古孔隙度。通過上述本發(fā)明實(shí)施例的方法，在地質(zhì)歷史時(shí)期上與致密砂巖氣藏的成藏期相匹配進(jìn)而獲得成藏期致密砂巖確切的古孔隙度，解決了目前不能準(zhǔn)確獲得成藏期致密砂巖古孔隙度的難題。
【IPC分類】G01N15-08
【公開號(hào)】CN104655540
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310585613
【發(fā)明人】陳冬霞, 龐雄奇, 郭迎春, 劉暢
【申請(qǐng)人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月19日