判断次生孔隙成因的方法与流程

1.本发明涉及石油勘探技术领域，特别是涉及到一种判断次生孔隙成因的方法。


背景技术：

2.针对对砂岩内次生孔隙的孔隙的成因类型、识别标志及分布特征进行系统的阐释是系统研究是20世纪砂岩储层及相应成岩作用研究的最重要突破。这一认识为石油地质学家寻找深部油气藏提供了理论依据，对未来扩大储量、稳定产量有着非常重要的意义。明确不同类型次生孔隙的成因及水-岩反应过程对含油气盆地内深部有利储层的预测具有重要的意义。
3.现阶段，石油地质学家普遍认为碎屑岩储层中次生孔隙是深部储层重要的储集空间，但对骨架颗粒(尤其易溶长石颗粒)的溶蚀作用能否有效改善储层物性仍存在很大争议，这种争议直接影响着实际工作中次生孔隙发育带(或有效储层)的预测。石油地质学家对于埋藏成岩过程中，骨架颗粒(尤其易溶长石颗粒)的溶蚀作用能否有效改善储层物性产生了三种不同的观点：(1)长石颗粒溶蚀产生了次生溶孔，溶蚀产物能被有效带出储层，长石溶蚀作用可有效改善储层物性。(2)长石溶蚀导致了高岭石等自生黏土矿物和硅质胶结物的沉淀，堵塞了原生孔隙，未能改善储层物性。(3)成岩环境决定了长石的溶蚀及转化能否形成客观的次生孔隙：近地表环境下为开放流体环境，在大气降水的影响下可以形成可观的次生孔隙；埋藏成岩环境下为封闭-半封闭成岩环境，在酸性流体作用下无法形成可观的次生孔隙。实际上，含油气盆地深层可见长石溶蚀孔隙发育，自生高岭石不发育的成岩现象，也可见长石溶蚀与自生高岭石沉淀同时发育的成岩现象，这主要是由于现阶段关于埋藏阶段不同类型孔隙流体环境下长石溶蚀、转化过程认识不清，导致对于埋藏阶段长石溶蚀、转化过程中储层储集物性改造模式认识不清导致的。
4.埋藏成岩过程中，碎屑岩储层中广泛发育的硅铝质矿物发生一系列的成岩改造，其中最主要的成岩产物为自生高岭石及自生石英。自生高岭石及自生石英的形态学及地球化学特征某种程度上可以反应其形成时孔隙流体性质、水-岩反应过程、水-岩反应过程中硅铝质物质的赋存状态及及迁移能力。故而研究可以利用自生高岭石及自生石英物理及化学特征形态学、地球化学特征及其成因机制判断次生孔隙的成因及其水-岩反应过程，该成果对含油气盆地深部有利于深部储层预测具有重要的实际意义。
5.在申请号：cn201510867900.0的中国专利申请中，涉及到一种致密砂岩储层网状裂缝系统有效性评价方法，步骤如下：建立裂缝离散网络地质模型，统计分析裂缝形成期次，统计分析裂缝充填物来源，统计分析裂缝优势充填方向及组系，分析裂缝充填主控地质因素，建立裂缝渗透率与现今主应力的关系，评价网状裂缝系统空间有效性。该专利主要关注致密砂岩储层内的裂缝。基于地质体、岩心观察资料，通过模糊数学及建模技术，建立一种致密砂岩储层裂缝分布预测的模型。但相对来说，砂岩储层内主要的储集空间为保存的原生孔隙及成岩过程中形成的次生孔隙，裂缝可以极大的提高砂岩的渗透能力，但对其储集性的影响并不明显。显然，该专利仅涉及裂缝预测而对沉积盆地深部砂岩储层内主要的
储集空间(次生孔隙)并未进行研究。为此我们发明了一种新的判断次生孔隙成因的方法，解决了以上技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种综合利用自生高岭石及自生石英的物理及化学特征，判断砂岩储层内各类次生孔隙成因及分布的判断次生孔隙成因的方法。
7.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：判断次生孔隙成因的方法，该判断次生孔隙成因的方法包括：步骤1，确定砂岩储层内各类骨架颗粒的纵向分布特征；步骤2，确定砂岩储层内各类成岩产物的产状、接触交代关系、纵向分布特征；步骤3，判断不同成岩产物的地球化学特征，确定不同成岩产物的形成温度及其形成时期；步骤4，判断不同地质条件下砂岩储层水-岩反应过程、酸性流体性质及各类成岩产物的形成过程；步骤5：建立自生高岭石及自生石英的产状及地球化学特征对流体性质及次生孔隙成因的指示模型。
8.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
9.在步骤1中，利用铸体薄片、xrd(x射线衍射)全岩分析这些手段，确定砂岩储层内各类骨架颗粒的纵向分布特征。
10.在步骤2中，利用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、xrd粘土矿物分析这些手段，确定砂岩储层内各类成岩产物包括自生高岭石、自生石英、各类碳酸盐胶结物的产状、接触交代关系、纵向分布特征。
11.步骤2还包括，确定各类次生孔隙包括碳酸盐溶孔、长石溶孔及岩屑溶孔的纵向分布特征。
12.在步骤3中，利用微区同位素分析、微区元素分析、包裹体分析这些手段，判断不同成岩产物包括自生高岭石、自生石英及自生碳酸盐胶结物的地球化学特征，确定不同成岩产物的形成温度及其形成时期。
13.在步骤4中，综合利用砂岩储层内地层水化学特征、成岩产物地球化学特征及骨架颗粒含量变化，判断不同地质条件下砂岩储层水-岩反应过程、酸性流体性质及各类成岩产物的形成过程。
14.在步骤5中，确定不同产状自生高岭石、自生石英的形成过程，建立自生高岭石及自生石英的产状及地球化学特征对流体性质及次生孔隙成因的指示模型。
15.在步骤5中，蠕虫状自生高岭石及石英次生加大形成于富含有机酸的酸性孔隙流体环境，该环境中发育长石溶孔及原生孔隙，普遍分布于现今温度80-120摄氏度的砂岩储层中；集合体为长石颗粒形态的自生高岭石及自形石英形成于富含co2的酸性孔隙流体环境中，该环境发育大量的碳酸盐胶结物溶蚀孔隙，普遍分布于现今温度120-140摄氏度的砂岩储层中。
16.本发明中的判断次生孔隙成因的方法，首先，分析砂岩储层内各类骨架颗粒(石英、长石、各类岩屑颗粒)的纵向分布特征；明确各类成岩产物(自生高岭石、自生石英、各类碳酸盐胶结物)的产状、接触代关系、纵向分布特征；确定各类次生孔隙(碳酸盐溶孔、长石溶孔及岩屑溶孔)的纵向分布特征。其次，根据不同成岩产物(自生高岭石、自生石英及自生碳酸盐胶结物)的地球化学特征，确定不同成岩产物的形成温度及其形成时期。再次，判断不同地质条件下砂岩储层水-岩反应过程、酸性流体性质及各类成岩产物的形成过程，确定
不同产状自生高岭石及自生石英的成因及物质来源。最终，建立自生高岭石及自生石英的物理及化学特征对流体性质、次生孔隙成因及分布的指示模型。
17.本发明中的判断次生孔隙成因的方法，可操作性强，从镜下观察结合成岩产物成因及孔隙流体演化过程的角度提供了一种利用成岩产物的物理及化学特征有效判断次生孔隙成因及分布的新方法，为含油气盆地深部储层预测具有重要的指导作用。
附图说明
18.图1为本发明的一具体实施例中东营凹陷砂岩储层各类骨架颗粒的纵向分布图；
19.图2为本发明的一具体实施例中东营凹陷砂岩储层各类胶结物的产状及接触交代关系图；
20.图3为本发明的一具体实施例中东营凹陷不同产状碳酸盐胶结物的纵向分布图；
21.图4为本发明的一具体实施例中东营凹陷不同产状自生石英纵向分布图；
22.图5为本发明的一具体实施例中东营凹陷不同产状自生高岭石纵向分布图；
23.图6为本发明的一具体实施例中东营凹陷不同产状碳酸盐胶结物的同位素特征图；
24.图7为本发明的一具体实施例中东营凹陷不同产状自生石英包裹体均一温度图；
25.图8为本发明的一具体实施例中东营凹陷砂岩储层孔隙类型及含量分布图；
25.图9为本发明的一具体实施例中东营凹陷砂岩储层地层水常量离子的含量分布图；
26.图10为本发明的一具体实施例中自生高岭石及自生石英与次生孔隙类型形成过程的模式图；
27.图11为本发明的判断次生孔隙成因的方法的一具体实施例的流程图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
29.如图11所示，图11为本发明的判断次生孔隙成因的方法的流程图。
30.步骤101，利用铸体薄片、xrd(x射线衍射)全岩分析等手段，确定砂岩储层内各类骨架颗粒(石英、长石、各类岩屑颗粒)的纵向分布特征。
31.步骤102，利用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、xrd粘土矿物分析等手段，确定砂岩储层内各类成岩产物(自生高岭石、自生石英、各类碳酸盐胶结物)的产状、接触交代关系、纵向分布特征；确定各类次生孔隙(碳酸盐溶孔、长石溶孔及岩屑溶孔)的纵向分布特征。
32.步骤103，利用微区同位素分析、微区元素分析、包裹体分析等手段，判断不同成岩产物(自生高岭石、自生石英及自生碳酸盐胶结物)的地球化学特征，确定不同成岩产物的形成温度及其形成时期。
33.步骤104，综合利用砂岩储层内地层水化学特征、成岩产物地球化学特征及骨架颗粒含量变化，判断不同地质条件下砂岩储层水-岩反应过程、酸性流体性质及各类成岩产物的形成过程。
34.步骤105：确定不同产状自生高岭石、自生石英的形成过程，建立自生高岭石及自
生石英的产状及地球化学特征对流体性质及次生孔隙成因的指示模型。即蠕虫状自生高岭石及石英次生加大形成于富含有机酸的酸性孔隙流体环境，该环境中发育长石溶孔及原生孔隙，普遍分布于现今温度80-120摄氏度的砂岩储层中；集合体为长石颗粒形态的自生高岭石及自形石英形成于富含co2的酸性孔隙流体环境中，该环境发育大量的碳酸盐胶结物溶蚀孔隙，普遍分布于现今温度120-140摄氏度的砂岩储层中。
35.在应用本发明的一具体实施例中，在图1中，确定研究区砂岩储层各类骨架颗粒纵向变化规律。
36.在图2中，利用铸体薄片及扫描电镜，初步判断研究区砂岩储层中的成岩产物类型、产状及其形成的先后关系，为下一步准确判断不同产状自身高岭石的形成温度做准备。
37.在图3中，判断不同产状碳酸盐胶结物的纵向分布范围，为下一步判断其成因做准备。
38.在图4中，判断不同产状自生石英的纵向分布范围，为下一步判断其成因做准备。
39.在图5中，判断不同产状自生高岭石的纵向分布范围，为下一步判断其成因做准备。
40.在图6中，对不同产状碳酸盐胶结物的同位素特征进行测试，利用氧同位素特征计算其形成温度，利用c同位素特征判断其形成过程中的物质来源。
41.在图7中，对不同产状自生石英包裹体均一温度进行测试，判断其形成温度；并结合不同产状自生高岭石、自生石英及碳酸盐均一温度的接触交代关系、自生石英形成温度、碳酸盐胶结物形成温度，判断不同产状自生高岭石的形成温度。
42.在图8中判断不同类型孔隙的形成及分布特征。
43.在图9中判断地层水内不同类型常量离子的纵向分布特征，进而综合不同类型成岩产物、次生孔隙的分布特征，不同类型成岩产物的分布特征、形成温度、物质来源分析结果，地层水中不同类型离子的纵向分布，判断不同次生孔隙形成时期的地质条件、该过程的水岩反应过程及次生孔隙形成过程中的伴生矿物类型及产状，建立利用自生高岭石及自生石英判断次生孔隙成因及分布的方法。
44.图10为自生高岭石及自生石英与次生孔隙类型形成过程的模式图，研究表明：即蠕虫状自生高岭石及石英次生加大形成于富含有机酸的酸性孔隙流体环境，该环境中发育长石溶孔及原生孔隙，普遍分布于现今温度80-120摄氏度的砂岩储层中；集合体为长石颗粒形态的自生高岭石及自形石英形成于富含co2的酸性孔隙流体环境中，该环境发育大量的碳酸盐胶结物溶蚀孔隙，普遍分布于现今温度120-140摄氏度的砂岩储层中。
45.本发明的判断次生孔隙成因的方法，解决了埋藏阶段长石溶蚀、转化过程中硅铝质物质的赋存状态及迁移能力水-岩反应过程及次生孔隙成因认识不清的问题，从而确定了不同酸性孔隙流体环境下长石溶蚀、转化过程中对储层储集物性改造模式。该方法可操作性强，为含油气盆地深部储层预测具有重要的指导作用。
46.该发明有利于石油勘探工作中次生孔隙发育带的预测，解决了埋藏阶段长石溶蚀、转化过程中硅铝质物质的赋存状态及迁移能力认识不清的问题，从而确定了长石溶蚀、转化过程中储层储集物性改造模式。含油气盆地深层次生孔隙发育，有效储层是深部能否形成具有商业价值油气富集带的主控因素之一，亟需该类方法来指导油气的勘探工作，因此，该方法具有广阔的应用前景。