强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法及装置与流程

1.本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.油气勘探过程中烃类的生成、储集层的发育、盖层的封闭能力、圈闭的有效、运移路径以及后期的保存条件是油气勘探领域评价的几个重要内容。针对盖层封闭能力的研究与评价，前人已经从多个方面建立和完善了多种手段和方法。比如通过对盖层岩石的孔隙度、渗透率(覆压渗透率)、喉道大小分布、扩散系数以及突破压力参数的评价及其组合，建立了各种权重参数的评价方法，同时依据这些方法也设计和发明了多种评价盖层封闭能力的设备和装置。但是这些评价方法都是针对静态下盖层岩石封闭能力的评价，这种评价的结果是否与地质演化过程中盖层真实所存在的封闭能力一致，仍然存在着很大的疑问。我国重要的含油气盆地以叠合型改造盆地为主，比如塔里木盆地、四川盆地、准格尔盆地等。叠合盆地普遍经历了多期的构造运动，发生过强烈的构造挤压与张裂作用，使得不论油气的储集层还是盖层普遍发生了强烈的破碎，在这些盆地的野外露头上可以发现大量的沥青，说明油气藏曾经形成过，但后期发生了破坏而泄露。虽然强烈的构造运动能够造成油气藏的破坏，但是构造发育区往往又是构造圈闭的发育、油气运移通道的有利指向区，因此对构造强烈发育区开展盖层封闭油气能力的评价是当前十分迫切的研究内容，目前国内外还未见报道有相关的评价方法与技术。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法，用以对构造强烈发育区开展盖层封闭油气能力进行评价，该方法包括：
5.基于需要判别的盖层岩石样品判断盖层岩石样品是否具备静态下的封闭油气能力；
6.若判断盖层岩石样品具备静态下的封闭油气能力，则通过研究区单井埋藏热演化史获得盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压；
7.以盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压为三轴应力测试条件，对盖层岩石样品进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，获得盖层岩石样品的渗透率变化图和应变图；
8.基于渗透率变化图和应变图，识别渗流状态临界点；
9.基于渗透率变化图、应变图和渗流状态临界点，构建三轴应力测试条件下的盖层封闭有效性判别图；
10.基于所述盖层封闭有效性判别图进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价。
11.本发明实施例还提供一种强烈构造发育区盖层封闭性能评价装置，用以对构造强烈发育区开展盖层封闭油气能力进行评价，该装置包括：
12.静态下封闭油气能力判别模块，用于基于需要判别的盖层岩石样品判断盖层岩石样品是否具备静态下的封闭油气能力；
13.地层温度和围压获得模块，用于若判断盖层岩石样品具备静态下的封闭油气能力，则通过研究区单井埋藏热演化史获得盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压；
14.渗透率和应力获得模块，用于以盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压为三轴应力测试条件，对盖层岩石样品进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，获得盖层岩石样品的渗透率变化图和应变图；
15.渗流状态临界点识别模块，用于基于渗透率变化图和应变图，识别渗流状态临界点；
16.盖层封闭有效性判别图构建模块，用于基于渗透率变化图、应变图和渗流状态临界点，构建三轴应力测试条件下的盖层封闭有效性判别图；
17.盖层封闭性能评价模块，用于基于所述盖层封闭有效性判别图进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价。
18.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法。
19.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法的计算机程序。
20.本发明实施例中，基于需要判别的盖层岩石样品判断盖层岩石样品是否具备静态下的封闭油气能力；若判断盖层岩石样品具备静态下的封闭油气能力，则获得盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压；以盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压为三轴应力测试条件，对盖层岩石样品进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，获得盖层岩石样品的渗透率变化图和应变图；基于渗透率变化图和应变图，识别渗流状态临界点；基于渗透率变化图、应变图和渗流状态临界点，构建三轴应力测试条件下的盖层封闭有效性判别图；基于所述盖层封闭有效性判别图进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价，可以有效的评价盖层质量。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
22.图1为本发明实施例中强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法流程图；
23.图2为本发明实施例中软岩扩容点与膨胀点的位置图；
24.图3为本发明实施例中灰岩35℃、10mpa围压，室温下三轴应力全过程中渗透率与轴向应变、体积应变的对应关系；
25.图4为本发明实施例中灰岩35℃、10mpa围压下声发射响应与气测渗透率值叠置图
(跳跃点与图3中跳跃点对应)；
26.图5为本发明实施例中膏岩渗流状态边界划分示意图；
27.图6为本发明实施例中盐岩渗流状态边界划分示意图；
28.图7为本发明实施例中白云岩渗流状态边界划分示意图；
29.图8为本发明实施例中灰岩渗流状态边界划分示意图；
30.图9为本发明实施例中塔里木盆地寒武系膏岩渗透率边界判别图；
31.图10为本发明实施例中塔里木盆地寒武系盐岩渗透率边界判别图；
32.图11为本发明实施例中四川盆地寒武系白云岩渗透率边界判别图；
33.图12为本发明实施例中四川盆地寒武系灰岩渗透率边界判别图；
34.图13为本发明实施例中强烈构造发育区盖层封闭性能评价装置结构框图。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
36.图1为本发明实施例中强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法流程图，如图1所示，该方法包括：
37.步骤102：基于需要判别的盖层岩石样品判断盖层岩石样品是否具备静态下的封闭油气能力；
38.步骤104：若判断盖层岩石样品具备静态下的封闭油气能力，则通过研究区单井埋藏热演化史获得盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压；
39.步骤106：以盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压为三轴应力测试条件，对盖层岩石样品进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，获得盖层岩石样品的渗透率变化图和应变图；
40.步骤108：基于渗透率变化图和应变图，识别渗流状态临界点；
41.步骤110：基于渗透率变化图、应变图和渗流状态临界点，构建三轴应力测试条件下的盖层封闭有效性判别图；
42.步骤112：基于所述盖层封闭有效性判别图进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价。
43.在本发明实施例中，在步骤102之前首先需要采集研究区油气藏盖层的岩石样品，按照预设的三轴应力测试仪器要求的尺寸，将盖层岩石样品制作成柱状样品(标准的圆柱状)。
44.在本发明实施例中，步骤102是通过常规的测试方法(sy/t 5748-2013岩石气体突破压力测定方法、页岩孔隙度与渗透率测定国家标准“gb/t 34533-2017”)对样品开展各类参数的测试与评价，得出在静态下该岩石是否为有效的油气盖层，即判别是否具备静态下的封闭油气能力。
45.静态下有效的油气盖层并不代表在强烈的挤压或者张裂环境下盖层就一定具备有效的封闭能力。因此需要判断在地层条件下盖层岩石是否具备抗剪切能力或者在构造应力和地层覆压条件下岩石不会发生破裂而使得油气在其内发生渗流漏失。如果选取的盖层
marquardt拟合方法，拟合出“渗流活跃边界带”与“渗流稳定边界带”。
62.实施例1
63.本实施例以塔里木盆地中寒武统膏岩和盐岩盖层，四川盆地震旦-寒武系的灰岩和白云岩为例进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价。
64.s1：采集需要判别的盖层岩石样品，制作成符合三轴应力测试仪器要求的尺寸。本实施例以塔里木盆地中寒武统膏岩和盐岩盖层为例，判别中寒武统阿瓦提供组和沙依里克组的膏盐岩盖层是否为有效的封闭盖层；以四川盆地震旦-寒武系的灰岩和白云岩为例，判别古老碳酸盐岩在深埋条件下是否具备盖层的封闭能力。
65.s2：通过常规的测试方法(sy/t 5748-2013岩石气体突破压力测定方法、页岩孔隙度与渗透率测定国家标准“gb/t 34533-2017”)判别采集的膏岩和盐岩是否具备静态下的封闭油气能力。如果不能则该盖层为无效盖层，无需再开展后面实验流程；如果能，则将样品开展进一步的分析测试。塔里木盆地采集的膏岩常规分析显示孔隙度为0.75％、渗透率为0.34824
×
10-15
m2，岩石致密，扫描电镜下显示无明显的微裂缝，具有较好的封闭性能。盐岩孔隙率在0.395％范围内，渗透率为10-19
m2，部分完整纯盐岩孔隙率极低，无法测得渗透率，因此无明显裂隙、致密完整的盐岩封闭性能极佳。两者在静态下都具备封闭油气的能力。四川盆地野外采集的灯四段完整的白云岩块体，岩石致密肉眼无孔隙，实验室分析孔渗分别为1.2％和2
×
10-17
m2；灰岩致密无孔隙，实验室分析测得孔隙度小于0.5％，渗透率为10-18
m2。静态条件下致密白云岩和致密灰岩都具备封闭油气的能力。
66.s3：对两个研究区开展单井埋藏热演化史的恢复，预测盖层在不同埋藏深度下所对应的地层温度(tn)和对应的覆压(ph)(参考公式1)。得出一组盖层埋藏深度的围压与温度对应表2、表3。
67.表2塔里木盆地中寒武统膏岩和盐岩盖层埋藏深度的围压与温度对应表
[0068][0069]
表3四川盆地震旦-寒武系的灰岩和白云岩埋藏深度的围压与温度对应表
[0070][0071]
硬岩可以通过表3中数据拟合出一条曲线，在拟合曲线上选取感兴趣的点，以该点为三轴应力实验的围压和温度条件，进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，得到样品的应变和渗透率变化图(图2)。软岩由于具有特殊性，虽然符合埋藏深度与温度、围压的关系，但是由于自身性质的原因，在围压较小的时候，盐岩已经达到应力的临界围压，因此在三轴实验过程中无需设置过大的围压条件，选取的实验条件如表2。
[0072]
本次实施例塔里木盆地选取的盖层岩性为膏岩和盐岩，均为软岩，扩容点代表渗透率稳定的临界点，膨胀点代表渗透率活跃临界点。因此通过实验测试得出对应点的参数见表2。硬岩以岩石起裂点为渗流稳定点，以扩容点所对应的渗透率曲线突然大幅增加点为渗流活跃点。分别通过表2和表3得到的参数，建立图5-图8的判别图版。
[0073]
本实例中塔里木盆地中寒武统阿瓦塔格组和沙依里克组膏岩和盐岩的埋藏深度在6000m-7500m之间，根据公式计算盖层的上覆压力对应为91mpa-120mpa之间，膏岩和盐岩的覆压渗透率测试结果显示，膏岩的上覆围压大于25mpa、盐岩的上覆围压大于10mpa以后，它们的渗透率值不再变化，保持为一个稳定的值。本研究区膏岩大于25mpa后的渗透率值2.3
×
10-17
m2，盐岩上覆围压大于10mpa以后渗透率值为1
×
10-20
m2。四川盆地灯影组灯四段白云岩埋深在5000m-6500m之间，实际井下岩心样品在最大覆压60mpa下渗透率值为2
×
10-16
m2，灰岩埋深在4000m-5500m之间，实际井下岩心渗透率值为3.5
×
10-19
m2。将覆压条件下(或井下真实条件下)的渗透率值以及对应的平均主应力σm,2投影到各自岩性的判别图上，如图9-图12。
[0074]
通过以上不同岩性覆压或者地层条件下的渗透率值投影图可以看出，塔里木盆地中寒武统膏岩的渗透率值比较活跃，膏岩作为盖层的封闭有效性减弱不适合作为有效的盖层；盐岩的渗透率值位于渗流稳定边界以下，是十分优质的盖层。四川盆地寒武系白云岩渗透率值位于稳定和活跃渗流带之间，也反应出白云岩作为储层的特点；灰岩的渗透率值位于稳定渗流边界之下，因此深埋条件下灰岩可以作为有效的盖层。
[0075]
本发明实施例中还提供了一种强烈构造发育区盖层封闭性能评价装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法相似，因此该装置的实施可以参见强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法的实施，重复之处不再赘述。
[0076]
图13为本发明实施例中强烈构造发育区盖层封闭性能评价装置结构框图，如图13所示，该强烈构造发育区盖层封闭性能评价装置包括：
[0077]
静态下封闭油气能力判别模块02，用于基于需要判别的盖层岩石样品判断盖层岩
石样品是否具备静态下的封闭油气能力；
[0078]
地层温度和围压获得模块04，用于若判断盖层岩石样品具备静态下的封闭油气能力，则通过研究区单井埋藏热演化史获得盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压；
[0079]
渗透率和应力获得模块06，用于以盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压为三轴应力测试条件，对盖层岩石样品进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，获得盖层岩石样品的渗透率变化图和应变图；
[0080]
渗流状态临界点识别模块08，用于基于渗透率变化图和应变图，识别渗流状态临界点；
[0081]
盖层封闭有效性判别图构建模块10，用于基于渗透率变化图、应变图和渗流状态临界点，构建三轴应力测试条件下的盖层封闭有效性判别图；
[0082]
盖层封闭性能评价模块12，用于基于所述盖层封闭有效性判别图进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价。
[0083]
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法。
[0084]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述强烈构造发育区盖层封闭性能评价方法的计算机程序。
[0085]
本发明实施例中，基于需要判别的盖层岩石样品判断盖层岩石样品是否具备静态下的封闭油气能力；若判断盖层岩石样品具备静态下的封闭油气能力，则获得盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压；以盖层不同埋藏深度下对应的地层温度和围压为三轴应力测试条件，对盖层岩石样品进行气-固耦合下样品气测渗透率值的测定，获得盖层岩石样品的渗透率变化图和应变图；基于渗透率变化图和应变图，识别渗流状态临界点；基于渗透率变化图、应变图和渗流状态临界点，构建三轴应力测试条件下的盖层封闭有效性判别图；基于所述盖层封闭有效性判别图进行强烈构造发育区盖层封闭性能评价，可以有效的评价盖层质量。
[0086]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0087]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0088]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
[0089]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0090]
以上所述的具体实施例，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例而已，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。