一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法和装置。该模拟实验方法包括：确定储层样品的岩石矿物组成和元素含量；根据储层地质演化过程中经历的流体特征，确定溶蚀的反应溶液；依据储层埋藏演化过程中经历的地层温度与压力，确定模拟实验的溶蚀反应的温度和压力；依据埋藏演化过程中储层的溶蚀方式，确定模拟实验的溶蚀方式；进行溶蚀模拟实验，完成对高温高压储层的溶蚀的模拟。本发明专利技术还提供了一种可以用于上述方法的模拟实验装置。本发明专利技术的模拟实验方法和装置可以真实地模拟储层条件。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法和装置
本专利技术涉及一种实验方法和装置，尤其涉及一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法和装置，属于石油勘探

技术介绍
油气勘探目前已经从浅层向深层钻探，由此面临的问题是深层钻探成本的增加和勘探风险的增大。其中最大的风险是含油气盆地的深层是否具备有效的储层。储层的岩石类型有多种多样，包括碳酸盐岩、碎屑岩、火山岩和变质岩，一切能够满足油气存储的岩石介质都能够作为油气储集层。这需要我们判断这些能够作为油气存储的介质在深埋条件下是否发育储集空间。对碎屑岩来说，随着埋藏深度的增大，碎屑岩受到上覆岩层的压实作用增强，孔隙度逐渐减小。埋藏越深，碎屑岩的孔隙度越小，然而在世界上很多含油气盆地都发现深部仍然存在着较高孔隙度的储层，其中一个重要的原因就是深部碎屑岩的颗粒发生了溶蚀，产生了次生孔隙，从而提高了岩石的孔隙度，扩展了深层油气勘探的领域。对火山岩油气藏来说，不同相带、不同岩性的火山岩都可能存在着有效的油气储集空间。中国西部地区火山岩储层的发育主要受风化淋滤作用影响，不论是早期时的浅部淋滤，还是晚期时深部流体的溶蚀都可以将火山岩中易溶的矿物溶蚀形成溶蚀孔隙，为油气的储集提供空间。碳酸盐岩的溶蚀作用被认为是形成深部有利储层的主要因素。因此开展油气储层的溶蚀实验，特别是模拟深层高温高压条件下储层溶蚀的实验，是评价和预测高风险、低勘探程度地区油气潜力的重要研究手段。目前国内对溶蚀实验的研究很多，不光在油气地质领域，在建筑工程领域也应用十分广泛，已经研发了很多的碳酸盐岩溶蚀实验装置(一种溶蚀试验装置及其实现方法，申请号201510969903.5；耐压多层空腔溶蚀试验装置及其试验方法，申请号201210015034.9；高压低温三轴溶蚀实验装置及其实验方法，申请号201210135924.3)，以及确实岩石溶蚀成因类型的方法(一种确定岩石溶蚀成因类型的方法及装置，申请号201710234603.1；一种碳酸盐岩溶蚀作用与溶蚀效应的分析方法，201410717934.7)。但是，现有的装置主要是基于实验室条件下或者是中低温压条件下进行的单一模拟实验，实验的环境无法达到真实地层条件并且溶蚀方式无法选择，实验设备只能针对一种溶蚀方式进行。而且现有的方法更多的是通过实验前后图像的比对定性地判别溶蚀的矿物，由于图像选择的局限性导致更多的溶蚀矿物无法识别，从而影响了最终的实验结论。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种可以真实模拟储层条件的储层溶蚀的模拟实验方法和装置。为了实现上述技术问题，本专利技术首先提供了一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法，该模拟实验方法包括以下步骤：步骤一：确定储层样品的岩石矿物组成和元素含量；步骤二：根据储层地质演化过程中经历的流体特征，确定溶蚀的反应溶液；其中，如果是近地表发生风化淋滤溶蚀的地区，反应溶液选择碳酸溶液；如果是深部与烃源岩层接触，受有机酸溶蚀的地区，反应溶液选择乙酸溶液；如果是含硫化氢储层发生过硫酸盐热化学反应的地区，反应溶液选择硫化氢溶液；步骤三：依据储层埋藏演化过程中经历的地层温度与压力，确定模拟实验的溶蚀反应的温度和压力；步骤四：依据埋藏演化过程中储层的溶蚀方式，确定模拟实验的溶蚀方式；步骤五：进行溶蚀模拟实验，完成对高温高压储层的溶蚀模拟。在本专利技术的模拟实验方法中，优选地，采用的储层样品为柱塞样或颗粒样品。根据本专利技术的具体实施方式，通过X衍射或其他方法确定储层样品的岩石矿物组成和主量元素含量。在本专利技术的模拟实验方法中，对储层样品进行烘干。如果是柱塞样，则要求样品的规格为标准柱塞样，直径为2.5cm，长度为直径的1.5-3倍，柱塞样两端磨平，端面与柱体垂直，用卡尺精确计量岩样的直径与长度，计算体积；如果是颗粒样品则需要用微量体积测定仪进行颗粒体积的测定。在本专利技术的模拟实验方法中，优选地，在步骤四中，根据储层中地层水的性质或者不同时期矿物形成的包裹体中所包含的水型确定埋藏演化过程中储层的溶蚀方式。在本专利技术的模拟实验方法中，优选地，在步骤四中，当水型为CaCl2或者MgCl2型时，选择封闭不循环的溶蚀方式；当水型为NaHCO3型时，选择封闭循环的溶蚀方式；当水型为CaSO4型时，选择开放不循环的溶蚀方式。根据本专利技术的具体实施方式，通过样品的形式(柱塞样或颗粒样品)和控制回压进行不同溶蚀方式的溶蚀模拟实验。在本专利技术的模拟实验方法中，优选地，在步骤三中，通过Petromod盆地模拟软件模拟单井储层的演化史，确定所述储层埋藏演化过程中经历的地层温度与压力。在本专利技术的模拟实验方法中，采用的Petromod盆地模拟软件是本领域常规的模拟储层单井演化史的软件，其按照本领域的常规操作进行即可。在本专利技术的模拟实验方法中，进行溶蚀模拟实验时，溶蚀时间根据储层溶蚀的结束时间的确定方法和装置(申请号为201810096178.9)中的方法进行确定。本专利技术的模拟实验方法，可以模拟深层多种岩石类型的溶蚀实验，包括碳酸盐岩、碎屑岩、火山岩和变质岩；不仅能够模拟高温高压(温度为0℃-250℃；压力为0MPa-100MPa)地层条件，还能实现对柱塞样和颗粒样品的溶蚀实验，解决了现有的方法不能模拟真实地层条件以及对岩石样品类型限制的问题。同时，本专利技术的模拟实验方法能够依据地层埋藏演化过程中地层内流体的流动方式选择相应的溶蚀试验方式来模拟真实地层条件下岩石溶蚀的环境(包括封闭不循环方式、封闭循环方式、开放不循环方式)，更贴近真实的储层环境。本专利技术还提供了一种高温高压储层的溶蚀情况的确定方法，该确定方法包括以下步骤：进行本专利技术的高温高压储层溶蚀的模拟实验方法；实验结束后，采集数据，通过对比溶蚀模拟实验前后岩石矿物组成或元素含量的差异，确定发生溶蚀的矿物颗粒；通过对比溶蚀模拟实验前后的质量的差异、体积的差异，确定溶蚀形成的孔隙体积。根据本专利技术的高温高压储层的溶蚀情况的确定方法，针对柱塞样品还可以通过对柱塞样品进行孔隙度测定，得出溶蚀后的孔隙度，对比溶蚀前后的柱塞样品的孔隙度，得出溶蚀后孔隙体积的增量，确定溶蚀形成的孔隙体积。本专利技术的高温高压储层的溶蚀情况的确定方法，具体包括以下步骤：进行本专利技术的高温高压储层溶蚀的模拟实验方法；实验结束后，回收全部的反应液，并收集反应后的溶液，将反应后的储层样品烘干再次称重，对比前后的重量差异；颗粒样品可以通过微量体积测定仪再次进行总体积的测定，柱塞样品可以测量孔隙度；将收集的溶液进行离子成分和浓度分析；比如，依据溶液离子成分和浓度，对比溶蚀前岩石矿物组成和元素，判定哪些矿物发生了溶蚀，并利用矿物化学式和实验前后重量的变化计算出溶蚀矿物所占的重量百分含量。本专利技术的高温高压储层的溶蚀情况的确定方法，判断结果准确，能够指出深层地质条件下次生孔隙是否发育，能否形成油气的储层体，并能够定量判断何种矿物发生了溶蚀。为了可以真实模拟储层条件下的储层溶蚀，本专利技术又提供了一种高温高压储层溶蚀的模拟实验装置，该模拟实验装置包括：注入设备、恒温箱、围压设备、回压设备、回收设备；其中，注入设备与恒温箱连接；恒温箱与回压设备连接，恒温箱与回压设备的连接管线上设置有计量泵；恒温箱中设置有岩心夹持器和颗粒样品釜；围压设备用于控制岩心夹持器的围压。根据本专利技术的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法，其特征在于，该模拟实验方法包括以下步骤：步骤一：确定储层样品的岩石矿物组成和元素含量；步骤二：根据储层地质演化过程中经历的流体特征，确定溶蚀的反应溶液；其中，如果是近地表发生风化淋滤溶蚀的地区，反应溶液选择碳酸溶液；如果是深部与烃源岩层接触，受有机酸溶蚀的地区，反应溶液选择乙酸溶液；如果是含硫化氢储层发生过硫酸盐热化学反应的地区，反应溶液选择硫化氢溶液；步骤三：依据储层埋藏演化过程中经历的地层温度与压力，确定模拟实验的溶蚀反应的温度和压力；步骤四：依据埋藏演化过程中储层的溶蚀方式，确定模拟实验的溶蚀方式；步骤五：进行溶蚀模拟实验，完成对高温高压储层的溶蚀模拟。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压储层溶蚀的模拟实验方法，其特征在于，该模拟实验方法包括以下步骤：步骤一：确定储层样品的岩石矿物组成和元素含量；步骤二：根据储层地质演化过程中经历的流体特征，确定溶蚀的反应溶液；其中，如果是近地表发生风化淋滤溶蚀的地区，反应溶液选择碳酸溶液；如果是深部与烃源岩层接触，受有机酸溶蚀的地区，反应溶液选择乙酸溶液；如果是含硫化氢储层发生过硫酸盐热化学反应的地区，反应溶液选择硫化氢溶液；步骤三：依据储层埋藏演化过程中经历的地层温度与压力，确定模拟实验的溶蚀反应的温度和压力；步骤四：依据埋藏演化过程中储层的溶蚀方式，确定模拟实验的溶蚀方式；步骤五：进行溶蚀模拟实验，完成对高温高压储层的溶蚀模拟。2.根据权利要求1所述的模拟实验方法，其特征在于，采用的储层样品为柱塞样或颗粒样品。3.根据权利要求1所述的模拟实验方法，其特征在于，在所述步骤四中，根据储层中地层水的性质或者不同时期矿物形成的包裹体中所包含的水型确定埋藏演化过程中储层的溶蚀方式。4.根据权利要求3所述的模拟实验方法，其特征在于，在所述步骤四中，当水型为CaCl2或者MgCl2型时选择封闭不循环的溶蚀方式；当水型为NaHCO3型时选择封闭循环的溶蚀方式；当水型为CaSO4型时选择开放不循环的溶蚀方式。5.根据权利要求1所述的模拟实验方法，其特征在于，在所述步骤三中，通过Petromod...

【专利技术属性】
技术研发人员：林潼，李志生，王东良，李剑，王蓉，孙建虎，马成华，张光武，王岚，谢增业，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11