前陸盆地砂巖儲(chǔ)層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種前陸盆地砂巖儲(chǔ)層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法，屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]前陸盆地是石油和天然氣富集的一個(gè)重要場(chǎng)所。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)前陸盆地砂巖儲(chǔ)層的成巖過程與孔隙演化過程的評(píng)價(jià)技術(shù)較多，如對(duì)四川盆地川西龍門山前三疊系須家河低孔低滲砂巖儲(chǔ)層，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系、三疊系中低孔、中低滲砂巖儲(chǔ)層，柴達(dá)木盆地西北緣古近系-新近系低孔低滲砂巖儲(chǔ)層等，前人都展開過大量研究。但這幾個(gè)前陸盆地中的砂巖儲(chǔ)層的沉積和埋藏過程都比較簡(jiǎn)單，孔隙相對(duì)發(fā)育，物性也相對(duì)較好，具體表現(xiàn)在:(1) 一般都是砂巖在沉積時(shí)盆地就處于前陸構(gòu)造背景，沉積之后達(dá)到一定埋深，然后逐漸抬升，后來再?zèng)]有經(jīng)歷再埋藏，再抬升過程；(2)在其抬升前的最大埋深一般小于4000m;
[3]砂巖的孔隙較大，一般為10-30微米，孔隙度和滲透率都較大，孔隙度大部分在6-12%，滲透率在I X 10 3-50 X 10 3 μ m2。目前針對(duì)上述這幾個(gè)前陸盆地砂巖儲(chǔ)層的成巖過程與孔隙演化的研究常常采用常規(guī)思路與方法就可以解決。大多數(shù)研究者的做法是首先分析砂巖的巖石學(xué)特征，比如巖石顆粒和填隙物的成份與結(jié)構(gòu)等，然后分析這種砂巖在埋藏過程中曾經(jīng)發(fā)生過的成巖作用類型及特征，然后再分析各種成巖作用的先后順序以及每一種成巖作用對(duì)孔隙的損失量與增加量就可以解決其成巖過程與孔隙演化，采用常規(guī)偏光顯微鏡、孔隙鑄體、陰極發(fā)光、X衍射及掃描電鏡等技術(shù)手段就可以解決這類問題。
[0003]具體而言，常規(guī)的前陸盆地砂巖成巖作用研究一般是利用普通透射光偏光顯微鏡簡(jiǎn)單分析砂巖的成巖作用類型、各種成巖作用的特征，然后根據(jù)這些特征分析各種成巖現(xiàn)象的先后順序。具體可以是:(I)進(jìn)行砂巖的埋藏史研究，繪制砂巖儲(chǔ)層在地質(zhì)歷史時(shí)期的埋藏曲線，分析砂巖儲(chǔ)層的埋藏、抬升過程；(2)利用常規(guī)顯微鏡進(jìn)行薄片鑒定分析砂巖的碎肩與雜基、膠結(jié)物的成份、含量及巖石結(jié)構(gòu)特征，確定砂巖巖石類型；(3)偏光鏡下觀察砂巖的顆粒接觸關(guān)系、粒間體積大小、塑性巖肩變形情況確定壓實(shí)特征，觀察膠結(jié)類型、膠結(jié)程度、膠結(jié)物產(chǎn)狀研究膠結(jié)作用，估計(jì)溶蝕對(duì)象、溶蝕面孔率確定溶蝕特征；(4)依據(jù)鏡下巖石礦物結(jié)構(gòu)關(guān)系確定成巖序次，并將成巖作用按照鏡下確定出的成巖序次放入埋藏史圖，得出砂巖在埋藏不同時(shí)期不同深度時(shí)發(fā)生的成巖作用；(5)鑄體薄片下觀察不同時(shí)期各成巖作用下孔隙發(fā)育情況，通過面孔率的估算，分析孔隙演化過程。
[0004]然而，常規(guī)的前陸盆地砂巖成巖作用的研究存在很多缺點(diǎn)。首先是普通顯微及普通的孔隙鑄體及掃描技術(shù)難以觀察捕捉到一些微弱的成巖現(xiàn)象，常常會(huì)遺漏有些成巖作用，如常忽略顆粒邊緣與普遍發(fā)育的粒間方解石膠結(jié)物之間微弱的石英、長(zhǎng)石加大，或者忽略粒間微孔中少量的殘余碳酸鹽膠結(jié)物，從而不能得到砂巖完整的成巖作用概貌；其次是普通顯微及普通鑄體難以區(qū)分不同期次的成巖作用，如不同期次的方解石在普通顯微或染色薄片下表現(xiàn)出相同的特征，因而不能區(qū)分不同期次形成的方解石，或者不能區(qū)分埋藏壓實(shí)與構(gòu)造壓實(shí)過程，而籠統(tǒng)定為壓實(shí)，因此，使用上述技術(shù)，常缺乏將不同的成巖作用分配到不同的埋藏過程，或?qū)⑼环N成巖作用分配于不同的埋藏階段。
[0005]此外，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)砂巖中的孔隙研究都是采用真空條件下將紅色或藍(lán)色環(huán)氧樹脂或液態(tài)膠注入砂巖孔隙中，在一定的溫度和壓力下使樹脂或液態(tài)膠固結(jié)，然后磨制成巖石薄片，進(jìn)而在偏光顯微鏡下識(shí)別孔隙成因類型，并通過點(diǎn)計(jì)法統(tǒng)計(jì)面孔率，最后，結(jié)合前面成巖特征與成巖過程確定孔隙演化過程。
[0006]然而，常規(guī)鑄體薄片主要針對(duì)微米級(jí)及以上孔隙進(jìn)行研究，而對(duì)于孔隙非常小、孔滲極低的致密砂巖，孔隙直徑普遍在幾微米至幾納米級(jí)，彩色環(huán)氧樹脂注入納米級(jí)孔隙后，由于其量極少，即使是在高倍顯微鏡也難以識(shí)別出孔隙。
[0007]因此，研發(fā)出一種新的前陸盆地砂巖儲(chǔ)層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法，仍是本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種前陸盆地砂巖儲(chǔ)層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法。本發(fā)明的方法能夠?qū)η瓣懪璧爻顚又旅苌皫r儲(chǔ)層的成巖過程與孔隙演化過程進(jìn)行有效分析。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種前陸盆地砂巖儲(chǔ)層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法，其包括以下步驟:
[0010]步驟一:確定儲(chǔ)層成因及巖石學(xué)特征
[0011](I)獲取砂巖巖石分析樣品，包括砂巖巖芯、砂巖碎肩、陰極發(fā)光片、激光共聚焦樣品、微區(qū)礦物定量分析樣品(這些巖石分析樣品的制作方法均是本領(lǐng)域常規(guī)的，例如可以參考:中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 5913-2004巖石制片方法》；應(yīng)鳳祥，楊式升，張敏，等.激光掃描共聚焦顯微鏡研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)[J].沉積學(xué)報(bào)，2002，40 (I):75-79)以及熒光鑄體薄片中的一種或幾種；
[0012](2)根據(jù)對(duì)砂巖巖芯的觀察依據(jù)相標(biāo)志等進(jìn)行微相分析(其中，對(duì)砂巖巖芯的觀察方法可以參考中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 5336-1996巖心常規(guī)分析方法》，依據(jù)相標(biāo)志進(jìn)行微相分析是本領(lǐng)域的常規(guī)相分析方法，其具體內(nèi)容在本文中不再贅述)；
[0013](3)利用陰極發(fā)光顯微鏡和/或微區(qū)礦物定量分析(QEMScan)分別觀察和統(tǒng)計(jì)陰極發(fā)光片和/或微區(qū)礦物定量分析樣品的成分、大小，以及確定雜基和所有膠結(jié)物的含量(可以面孔率表示含量)、和/或它們的類型，以確定巖石類型及結(jié)構(gòu)特征；
[0014](4)利用陰極發(fā)光顯微鏡隨機(jī)選取大量砂巖碎肩進(jìn)行碎肩顆粒粒度測(cè)定，計(jì)算砂巖分選系數(shù)及砂巖初始孔隙度Φ<:(計(jì)算砂巖分選系數(shù)及砂巖初始孔隙度的方法可以參見:Scherer M.Parameters influencing porosity in sandstones:A model forsandstone porosity predict1n[J].AAPG Bulletin，1987，71(5):485-491 ;Beard D C，Weyl P K.1nfluence of texture on porosity and permeability of unconsolidatedsand[J].AAPG Bulletin，1973，57(2)349-369)；
[0015](5)利用熒光顯微鏡觀察熒光鑄體薄片中粒間孔隙所占面孔率)，即為粒間孔隙度;
[0016]步驟二:確定埋藏過程及構(gòu)造抬升與沉降時(shí)期
[0017]利用構(gòu)造演化平衡剖面(該構(gòu)造演化平衡剖面可以參考:漆家福，楊橋，王子煜，等.關(guān)于編制盆地構(gòu)造演化剖面的幾個(gè)問題的討論[J].地質(zhì)論評(píng)，2001，47(4):388—392 ;Ell1tt D， The construct1n of balanced cross sect1ns.J.Struct.Geol.1983，5(1):101)劃分儲(chǔ)層埋藏階段，并確定地層垂向厚度變化與橫向縮短，以及確定構(gòu)造抬升與沉降時(shí)期及構(gòu)造擠壓期，也就是確定垂向上地層缺失與沉積特征和橫向上地層縮短對(duì)應(yīng)的時(shí)期；
[0018]步驟三:確定儲(chǔ)層成巖作用類型、特征及強(qiáng)度，恢復(fù)成巖過程
[0019](I)利用陰極發(fā)光顯微鏡和/或微區(qū)礦物定量分析(QEMScan)分別觀察步驟一
(I)中的陰極發(fā)光片和/或微區(qū)礦物定量分析樣品的壓實(shí)特征，結(jié)合步驟二中的構(gòu)造演化及埋藏過程，區(qū)分埋藏壓實(shí)與構(gòu)造壓實(shí)，確定埋藏壓實(shí)與構(gòu)造壓實(shí)發(fā)生時(shí)期，并對(duì)應(yīng)構(gòu)造擠壓期，其中埋藏壓實(shí)主要發(fā)生于長(zhǎng)期緩慢埋藏時(shí)期，構(gòu)造壓實(shí)發(fā)生于深埋藏構(gòu)造強(qiáng)擠壓階段;
[0020]計(jì)算上述進(jìn)行壓實(shí)特征觀察的砂巖樣品的壓實(shí)損失孔隙度)，壓實(shí)損失孔隙度)=初始孔隙度Φ<:(即為步驟一(4)中確定的砂巖初始孔隙度Φ。)(% ) 一壓實(shí)