一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法，包括以下步骤：1)对多个平行样品‑岩石光片进行测试，包括物理参数、矿物组成及微形貌；2)模拟研究区的地层水配置不同SO

【技术实现步骤摘要】
一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法
本专利技术属于石油勘探领域，具体涉及一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法。
技术介绍
碳酸盐岩一直是国内外油气勘探的重点领域，近年来我国碳酸盐岩油气勘探取得了重要进展，相继发现川东北大气田、塔里木塔河—轮南油田、塔中油气田等。碳酸盐岩作为储层的找藏评价及预测靶区方面有重要的意义，及对于全球气候变暖二氧化碳隔离存储策略方面具有重要的指导意义。对于碳酸盐岩埋藏溶蚀机制、控制因素和有利条件的研究，有助于全面而深刻认识深层海相碳酸盐岩规模储层发育机制这一科学问题。在自然水体中，硫酸盐对于碳酸盐岩反应(溶解或沉淀)动力学也是一个较为普遍的抑制剂(AkinandLagerwer，1965；1978；BuhmannandDreybrodt，1987；Muccietal.，1989；GledhillandMorse，2006)。如GledhillandMorse(2006)实验发现，随着溶液中钙和镁活度的增加，SO42-对于方解石的溶蚀速率的抑制作用明显增强。相似地，(1978)也发现SO42-离子对溶蚀速率的抑制作用随着溶液中Ca2+和Mg2+离子浓度的增加而增强，因此，在含有较高盐度(高钙镁)的卤水中，SO42-离子对于方解石的溶蚀速率的抑制作用会更显著。造成这种现象的原因可能与Ca和Mg表面吸附有关，产生一更具有正电的阳离子表面进而增加了对的SO42-吸附(GledhillandMorse，2006)。由此可见，前人的研究已经指出了SO42-离子浓度对碳酸盐岩的溶蚀速率有重要的影响。因此开展SO42-离子浓度对于碳酸盐岩的溶蚀速率的具体影响的实验是十分具有必要性。
技术实现思路
基于以上
技术介绍
，本专利技术提供一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法。本次实验模拟在特定的温度压力及离子强度下，不同SO42-离子浓度对碳酸盐岩溶蚀的影响。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法，该实验方法包括以下步骤：1)对多个平行样品-岩石光片进行测试，包括物理参数、矿物组成及微形貌；2)模拟研究区的地层水配置一系列不同SO42-离子浓度，且含有乙酸的反应流体；3)将岩石光片清洗、烘干，并称重；4)将一系列反应流体分别置入封闭反应体系中，并在每个反应流体中没入一个岩石光片，设置温度和压力进行水岩反应；反应过程中，以一定时间间隔观测碳酸盐溶蚀台阶的消退速率及微观形貌，并对反应溶液进行成分分析；5)反应结束后，对岩石光片进行清洗、烘干，并称重；之后再次对岩石光片进行测试，包括物理参数、矿物组成及微形貌，以对比反应前后的变化；6)对实验结果进行数值模拟及处理，计算反应前后的溶蚀量及溶蚀速率，结合步骤5)的对比变化，以确定SO42-离子浓度对碳酸盐岩溶蚀的影响。本专利技术的试验方法通过对反应前后的矿物微形貌进行对比，以及反应过程中的例子浓度检测，可以确定SO42-离子浓度对于碳酸盐岩溶蚀的影响，进而可以通过分析储层中水油气的化学组分(SO42-离子浓度)，可以圈定潜在的优质储层区。本专利技术还可以通过矿物微形貌及内部结构的变化了解了溶蚀机理及显微表征。在本专利技术的一个优选方案中，当有研究区地层中碳酸盐岩矿物的包裹体数据时，模拟包裹体的成份配置不同SO42-离子浓度，且含有乙酸的反应流体。在本专利技术的一个优选方案中，模拟研究区的地层水或包裹体配置相应浓度的NaCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4及0.15MCH3COOH混合溶液作为反应流体；其中，按照预设的不同浓度的SO42-离子浓度调节Na2SO4的浓度，同时相应调整NaCl的浓度来确保所述反应流体的离子强度恒定。在本专利技术的一个优选方案中，步骤4)中所述设置温度和压力时，按照地温及压力梯度设置温度和压力为：40℃/10MPa、80℃/30MPa、120℃/40MPa或160℃/50MPa；例如本专利技术实施例中，在一个温度压力条件下，进行一系列不同SO42-离子浓度的平行试验；还可以改变温度压力条件，进行同SO42-离子浓度的平行试验，以进一步考察不同温压条件下，SO42-离子浓度对碳酸盐岩溶蚀的影响。把压力设置分别为P＝10MPa、20MPa、40MPa和60MPa，模拟岩石自地表至6Km深度的压力范围，是考虑到埋深压力梯度为10MPa/Km；不同的深度对应不同的压力和温度。例如在本专利技术实施例中，在每一个温压条件下均设置一系列不同SO42-离子浓度的平行试验，总的平行试验数量为温压条件数量x不同SO42-离子浓度的个数。在本专利技术的一个优选方案中，所述对岩石光片进行测试的过程包括：对岩石光片的表观微形貌进行观察并对特定区域进行标记；确定岩石光片中的矿物组成及半定量的化学成分；对岩石光片进行物相鉴定及各矿物组分含量的定量计算，并计算矿物的结晶度、有序度及晶胞参数信息；对岩石光片表面电位进行测定；测定岩石光片的孔隙度及渗透率的物理参数；优选地，利用扫描电子显微镜对岩石光片表观微形貌进行观察并对特定区域进行标记；利用扫描电子显微镜(SEM)对岩石光片表观微形貌进行观察并对特定区域进行标记；利用能谱分析(EDS)确定岩石光片中的矿物组成及半定量的化学成分；利用X射线衍射(XRD)进行物相鉴定及各矿物组分含量的定量计算，并根据XRD的衍射峰数据计算矿物的结晶度、有序度及晶胞参数等信息；利用固体表面Zeta电位分析仪对岩石光片表面电位进行测定；对岩石光片进行电子计算机断层扫描(CT扫描)以获取其反应前后包括孔隙度及渗透率的物理参数。由于XRD在对个矿物组分含量上还有一定的偏差，在本专利技术的一个优选方案中，对于各矿物组分含量，同时还可以通过主量元素分析计算，并与X射线衍射(XRD)定量计算出的各矿物组分含量进行互相校正，以精确定量；进行主量元素分析时对CaO、MgO和SiO2分析，当岩石光片在偏光显微镜下只见方解石和白云石时，进行主量元素分析时不分析SiO2。XRD与主要元素分析计算出的矿物含量可以互相校正，以求精确定量。优选地，所述对岩石光片进行测试的过程还包括：对岩石光片的内部原子排列结构进行观察；更优选地，利用透射电子显微镜对岩石光片的内部原子排列结构进行观察。以对比反应前后岩石光片的物理参数、矿物组成及微形貌的变化，通过矿物微形貌及内部结构的变化了解了溶蚀机理及显微表征。在本专利技术的一个优选方案中，步骤4)中所述以一定时间间隔观测碳酸盐溶蚀台阶的消退速率及微观形貌，并对反应溶液进行成分分析的过程包括：以一定的时间间隔取出岩石光片，利用原子力显微镜直接观察特定的标定位置碳酸盐溶蚀台阶的消退速率及微观形貌，采用接触模式；同时，抽取一定量的反应溶液，并立即向体系内补充相应量的原始反应流体，把抽取的反应溶液及原始反应流体进行ICP-MS分析，分析Ca2+、Mg2+离子含量及p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法，其特征在于，该实验方法包括以下步骤：/n1)对多个平行样品-岩石光片进行测试，包括物理参数、矿物组成及微形貌；/n2)模拟研究区的地层水配置一系列不同SO

【技术特征摘要】
1.一种模拟硫酸根离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的实验方法，其特征在于，该实验方法包括以下步骤：
1)对多个平行样品-岩石光片进行测试，包括物理参数、矿物组成及微形貌；
2)模拟研究区的地层水配置一系列不同SO42-离子浓度，且含有乙酸的反应流体；
3)将岩石光片清洗、烘干，并称重；
4)将一系列不同SO42-离子浓度的反应流体分别置入封闭反应体系中，并在每个反应流体中没入一个岩石光片，设置温度和压力进行水岩反应；
反应过程中，以一定时间间隔观测碳酸盐溶蚀台阶的消退速率及微观形貌，并对反应溶液进行成分分析；
5)反应结束后，对岩石光片进行清洗、烘干，并称重；之后再次对岩石光片进行测试，包括物理参数、矿物组成及微形貌，以对比反应前后的变化；
6)对实验结果进行处理，计算反应前后的溶蚀量及溶蚀速率，结合步骤5)的对比变化，以确定SO42-离子浓度对碳酸盐岩溶蚀的影响。


2.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，当有研究区地层中碳酸盐岩矿物的包裹体数据时，模拟包裹体的成份配置不同SO42-离子浓度，且含有乙酸的反应流体。


3.根据权利要求1或2所述的实验方法，其特征在于，模拟研究区的地层水或包裹体配置相应浓度的NaCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4及0.15MCH3COOH混合溶液作为反应流体；
其中，按照预设的不同浓度的SO42-离子浓度调节Na2SO4的浓度，同时相应调整NaCl的浓度来确保所述反应流体的离子强度恒定。


4.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，步骤4)中所述设置温度和压力时，按照地温及压力梯度设置温度和压力为40℃/10MPa、80℃/30MPa、120℃/40MPa或160℃/50MPa。


5.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述对岩石光片进行测试的过程包括：
对岩石光片的表观微形貌进行观察并对特定区域进行标记；
确定岩石光片中的矿物组成及半...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光有，杜佰松，
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