[發明專利]一種恢復深層碳酸鹽巖構造-流體壓力的方法

有效

• 申請號: 202011475228.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112696196B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 劉嘉慶;李忠;宋一帆;梁裳恣
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京華專卓海知識產權代理事務所(普通合伙) 11664
• 代理人: 王一

本發明提供了一種恢復深層碳酸鹽巖構造?流體壓力的方法，該方法包括：首先通過詳細的構造分析厘定不同斷裂充填脈體形成的相對時間和成巖序列；然后通過測定脈體內膠結物的團簇同位素值(Δ₄₇)獲得脈體形成時的溫度和流體的氧同位素值(δ¹⁸O_w)；分析流體包裹體獲得流體的鹽度和烴類充注；根據流體包裹體鹽度建立等容線；將團簇同位素分析的溫度和流體包裹體等容線相結合限定脈體形成時的流體絕對壓力，從而可以應用到盆地模擬等研究中。本發明主要通過流體包裹體和團簇同位素分析相結合獲取流體壓力信息，對于研究深層海相碳酸鹽巖儲層成因機理具有重要指導意義。

技術領域

本發明涉及石油地質勘探開發技術領域，具體涉及利用團簇同位素和流體包裹體相結合恢復構造-流體壓力的方法。

背景技術

在沉積盆地中，構造-流體活動始終貫穿于包括膠結、溶蝕、重結晶和白云巖化等成巖改造過程，對儲層的質量具有重要的影響，因此約束構造-流體活動的性質對儲層研究至關重要。然而，對于深層油氣儲層，由于后期經歷了多期次的埋藏-構造作用的疊加改造，導致其流體活動復雜多變，因此盆地構造-流體活動的重塑和預測具有非常大的挑戰。深層-超深層儲集層是國家油氣勘探的重點領域，近年來在中國西部塔里木盆地的塔北、塔中的寒武-奧陶系地層中均發現了多套規模海相碳酸鹽巖有效儲集體，然而我們目前對深層構造-流體活動及深層古壓力分布等問題認識甚少。

壓力是地下流體動力場的最直接表達。與淺層相比，含油氣盆地深層處于相對高溫高壓環境，經歷了多期構造過程疊加與演化，因而其壓力分布特征及發育規模與淺層存在較大區別。超壓是指地層壓力明顯高于同深度靜水壓力，而超壓并不意味著絕對的高壓力，地層(流體)壓力絕對值的大小才是影響儲層發育的關鍵，如超壓的存在利于儲層的保存。

團簇同位素是指自然出現的、包含2個或多個重同位素(稀有同位素)的同位素體。團簇同位素體的相對豐度非常低，但是具有非常獨特的物理和化學性質。比如碳酸鹽礦物中¹³C¹⁸O¹⁶O的豐度對溫度具有敏感性，而與礦物的全巖同位素以及礦物形成時期的流體性質無關，因此可以通過對碳酸鹽晶格離子團中¹³C和¹⁸O相互成鍵程度的測量來獲得礦物形成時的溫度信息，再利用礦物的氧同位素(δ¹⁸O_carb)，根據傳統的氧同位素溫度計原理，可以進一步獲得礦物的生長流體的氧同位素(δ¹⁸O_w)。碳酸鹽團簇同位素溫度計的度量參數Δ₄₇定義為碳酸鹽酸解生成的CO₂分子中質量數為47的分子豐度相對于隨機狀態下該分子豐度的差異程度。T(Δ₄₇)是指由質量數⁴⁷CO₂得出的Δ₄₇值所獲取的溫度。基于碳酸根中¹³C-¹⁸O鍵的相對豐度與溫度的關系，碳酸鹽團簇同位素(Δ₄₇)具有獨特的溫度指示特征，而且不受碳酸鹽沉淀時流體的化學和同位素組成的影響，是成巖流體研究中很好的溫度指標。

傳統的技術手段主要通過測定礦物內捕獲的流體包裹體獲得溫度信息，然后結合礦物的氧同位素(δ¹⁸O_carb)計算流體的氧同位素(δ¹⁸O_w)。但是隨著地層到深層(埋深＞4500m)-超深層(埋深＞6000m)，流體包裹體易發生泄漏或再平衡，所測溫度不能真實反映捕獲溫度，因此導致所獲得的流體信息準確度較低。

古壓力是盆地模擬一個重要的參數，而且到深層地層可能存在超壓狀態，從而對儲層分布預測產生重要影響。目前獲取古壓力的方法主要利用烴類包裹體的相態計算(PVTx)來計算古流體的形成壓力，其中的溫度值是由流體包裹體測試獲得，而流體包裹體的均一溫度代表的是最小捕獲溫度，因此軟件計算出的是最小捕獲壓力，而非代表真實壓力。

發明內容