[發明專利]一種定量表征碳酸鹽巖孔隙演化貢獻的方法

有效

• 申請號: 201410444443.X
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104181092B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 肖佃師;陳紅麗;盧雙舫;張魯川;郭思祺
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明涉及機械壓實作用、顆粒壓溶作用以及膠結作用對孔隙度降低的相對比例的方法，尤其涉及一種定量表征碳酸鹽巖孔隙演化貢獻的方法。

背景技術

砂巖的孔隙演化一般由機械壓實作用為主導，再加一定量的膠結作用。相比之下，碳酸鹽巖的孔隙演化較砂巖孔隙演化要復雜很多，除了上述兩種影響孔隙作用外，顆粒壓溶作用在碳酸鹽巖孔隙演化上占據了不可或缺的地位，多因素影響著碳酸鹽巖孔隙演化導致其孔隙演化貢獻的定量表征就變得相對困難。

碳酸鹽巖孔隙度隨深度成指數遞減。孔隙度的降低是機械壓實作用、粒間壓溶作用(IPS)以及膠結作用共同作用的結果。機械壓實作用是指由于上覆壓力的增加，骨架顆粒重新排列而造成的孔隙體積減小；粒間壓溶作用是指壓力誘導接觸顆粒之間發生溶蝕，導致的孔隙體積減少；壓溶作用存在的假說以及控制因素前人已經做過大量研究(Weyl，1959；Tada?and?Siever，1986；Houseknecht?and?Hathon，1987；Moore，1989；Bathurst，1995；，1996)，此處不再詳述。膠結作用是指礦物在孔隙空間中發生的沉淀作用。

最早試圖定量研究灰巖孔隙度演化過程的是Coogan(1970年)，應用充填密度以及充填指數來度量碳酸鹽巖的壓實程度，盡管應用充填密度以及充填指數度量了碳酸鹽巖的壓實程度，但沒有區分出機械壓實作用、粒間壓溶作用以及膠結作用分別作用的相對強度。

Rittenhouse(1971年)對研究方法進行了改進，Manus和Coogan(1974年)計算了由于顆粒由方型以及斜方形充填排列導致體積減少而造成的孔隙度降低。

Coogan?and?Manus(1975年)提供了一種對粗顆粒碳酸鹽巖壓實最為全面的計算方法，并且測試出了控制孔隙度的三種因素：(1)動態因素(上覆地層壓力，溫度，埋藏壓力的持續時間，孔隙流體壓力以及孔隙流體)；(2)內部因素(顆粒大小，顆粒形狀，顆粒的分選，顆粒的充填以及礦物成分)；(3)抑制性因素(埋藏前膠結)。

Vinopal和Coogan(1978年)計算了不同形狀顆粒組成的灰巖的體積。

Meyers和Hill(1983年)研究了新墨西哥lake?valley地層的孔隙度演化過程，認為38％的原始孔隙度損失受壓實作用控制，剩下的則受膠結作用控制。

Moore(1989年)通過公開數據以及Rittenhouse(1971年)理論上的樣品詳細分析了機械壓實作用、粒間壓溶作用以及膠結作用在孔隙度降低過程中所起的作用。

Gregg等(1993年)通過成巖作用階段的劃分定量的研究了Bonneterre地區白云巖的孔隙度演化。

盡管前人進行了大量的研究，但是對機械壓實作用、粒間壓溶作用以及膠結作用在碳酸鹽巖孔隙度減少的定量表征還處于研究的空白。

發明內容

本發明是為了解決上述不足，提供了一種定量表征碳酸鹽巖孔隙演化貢獻的方法。

本發明的上述目的通過以下的技術方案來實現：一種定量表征碳酸鹽巖孔隙演化貢獻的方法，

第一，預測原始孔隙度；

第二，求取膠結作用損失的孔隙度；

第三，求取粒間壓溶作用損失的孔隙度；

第四，求取機械壓實作用損失的孔隙度；

第五，重復步驟1～4，計算不同位置處的碳酸鹽巖機械壓實作用、粒間顆粒壓溶作用以及膠結作用對孔隙度降低的量。

孔隙的總損失量(PL_TOT)為機械壓實作用損失量(PL_MC)、粒間壓溶作用損失量(PL_IPS)以及膠結作用損失量(PL_CEM)之和。

PL_TOT＝PL_MC+PL_IPS+PL_CEM?????(1)

損失的總孔隙度(PL_TOT)與殘余孔隙度之和應該等于原始孔隙度(PO)：

PO＝PL_MC+PL_IPS+PL_CEM+P_LO???(2)

其中，P_LO剩余粒間孔隙度。

具體包括以下步驟：

步驟1：預測原始孔隙度(PO)