[發明專利]一種識別碳酸鹽巖古巖溶儲層垂向分帶性的方法

有效

• 申請號: 201910585999.3
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110261467B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 曾偉;朱聯強;林雪梅;徐云強
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都理工大學
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 何紅信

本發明涉及地質巖層分析技術領域，公開了一種識別碳酸鹽巖古巖溶儲層垂向分帶性的方法。通過本發明創造，提供了一種基于人工神經網絡的且能夠快速準確識別碳酸鹽巖古巖溶儲層垂向分帶性的新方法，即通過應用已完成碳酸鹽巖古巖溶儲層垂向分帶屬性識別訓練的人工神經網絡預測模型來對待識別垂向分帶屬性的巖心粉末進行垂向分帶屬性預測，不但可以快速準確地獲取巖心粉末的垂向分帶屬性識別結果，還可以基于獲取結果繪制得到反映碳酸鹽巖古巖溶儲層垂向分帶性的垂向分帶屬性豎直分布圖，為儲層預測和鉆井作業等提供技術支持，從而可以解決傳統識別方式所存在的經驗要求豐富、識別速度慢、識別精度低和易人工出錯等問題。

技術領域

本發明屬于地質巖層分析技術領域，具體地涉及一種識別碳酸鹽巖古巖溶儲層垂向分帶性的方法。

背景技術

碳酸鹽巖為化學沉積巖，成分為CaCO₃或MgCaCO₃，易于遭受溶蝕和侵蝕，在漫長的地質歷史演化過程中易遭受構造破裂作用和成巖流體的改造。已沉積的碳酸鹽巖抬升到近地表，主要在大氣滲濾水和淺部地下水(包括上升水)的影響下發生一系列的水-巖反應，包括碳酸鹽巖中的溶蝕(化學溶解及伴隨的物理侵蝕等)、充填和交代作用，以及洞穴和次生孔隙的形成。這種溶蝕作用稱為巖溶作用或喀斯特作用，指水與重力對以碳酸鹽巖為主的可溶巖石的溶蝕與侵蝕作用、搬運作用與沉積作用的總體。“喀斯特”過去多用于特定的地貌形態，而現在，“喀斯特”多指的是巖溶作用，是不同演化階段一系列復雜地質過程(氣候條件、構造活動、土壤層、水文條件、巖石)的結果，巖溶是在大氣水環境中碳酸鹽巖的溶解和流失造成的，可形成于多種氣候條件和構造背景下，通常產生可以識別的地貌特征。

碳酸鹽巖儲層由于長期暴露于地表環境，易于遭受大氣淡水的改造，在碳酸鹽巖儲層中形成復雜的孔、洞、縫網絡系統。碳酸鹽巖儲層當中，與古巖溶有關的油氣藏是最為重要的油氣藏類型之一，如中國塔里木盆地奧陶系油氣藏、鄂爾多斯盆地奧陶系氣藏以及四川盆地二疊系茅口組氣藏等。

地質學工作者面對的不是發生在今天的巖溶作用，而是地質歷史過程中發生的古巖溶作用。巖溶作用具有以下表現特征：(1)巖溶地形、地貌(溶溝、鈣質結殼、非沉積凹槽、非沉積角礫；溶溝、巖溶漏斗、落水洞、無河流沉積物的洼地、坡立谷)；(2)不整合面之下被剝蝕的地層以及超覆在隆起上的地層；(3)地下巖溶：洞穴、溶解孔隙和管道；塌陷構造；溶解擴大的裂隙；洞穴堆積物(鐘乳石、垮塌角礫、機械沉積物等)；不規則的角礫巖體；(4)鉆井過程中發生放空，鉆井液漏失；(5)地球化學躍變帶：與上覆巖層相比，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值的突變增大，Sr含量信息、δ¹³C和δ¹⁸O值的變化、微量元素的變化、碳酸鹽巖基質的陰極發光性的變化；(6)微觀特征：小孔隙或裂縫中的淋濾土壤；巖石顯微薄片上的滲流粉砂；明顯遭受過侵蝕作用的碳酸鹽巖膠結物；變紅色(與氧化作用有關)和微晶化的顆粒；新月形狀的膠結物；懸垂狀和針狀-纖維狀滲濾膠結物；分布廣泛的、溶解擴大的、組構選擇的溶蝕孔隙。

當碳酸鹽巖經構造抬升裸露至地表或近地表環境后，將遭受以含CO₂為主的巖溶水的溶解和侵蝕，進入表生成巖期的巖溶階段。由于大氣水在不同深度面的活動性、所飽和的CO₂濃度的不同，受重力驅動的巖溶水也因此具有水動力學的分帶性，在垂向(即豎直方向)剖面上，各巖溶帶的巖溶作用特征有明顯的區別。根據現代巖溶的發育特征的實地考察(四川華鎣山天池、李子埡等地的野外露頭)，并重點結合四川盆地二疊系茅口組油氣勘探開發的效果和鉆井的實際情況，在垂向上可將巖溶系統從上之下分為地表巖溶帶(也稱表層巖溶帶)、滲流巖溶帶(也稱垂直滲流帶)和地下水平徑流帶。