一种表征成岩相特征的定量参数分析方法技术

一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，属于储层地质学和地震沉积学技术领域。收集整理研究区目标层位砂岩的铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料，建立成岩演化序列，以成岩作用和成岩矿物为划分依据建立成岩相分类方案；根据成岩相分类统计图像资料，进行矿物学描述和接触类型判别；然后，在铸体薄片和阴极发光薄片上定量统计出不同接触类型的数量和长度数据，建立颗粒接触参数的计算公式并且计算出颗粒接触参数，分析颗粒接触参数的影响因素，本发明专利技术提出表征成岩相特征的颗粒接触参数的计算公式，分析了颗粒接触参数的影响因素，调查了颗粒接触参数对成岩相的表征效果；满足了低渗

【技术实现步骤摘要】
一种表征成岩相特征的定量参数分析方法


[0001]本专利技术涉及一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，属于储层地质学和地震沉积学


技术介绍

[0002]胶结类型是由填隙物(胶结物和杂基)在岩石中的分布、自身的结构差异及其与颗粒间的关系所表现的特征。按颗粒和填隙物的相对含量，碎屑结构的胶结类型可以分为基底胶结、孔隙胶结、接触胶结和镶嵌胶结。它首先和碎屑颗粒与胶结物或填隙物的相对数量有关，其次和碎屑颗粒之间的接触关系有关。按碎屑和杂基的相对含量，碎屑结构的支撑类型可划分为两类，即杂基支撑结构和颗粒支撑结构。一般来讲，基底胶结属杂基支撑类型，孔隙胶结和接触胶结属颗粒支撑类型。在杂基支撑结构中，杂基含量高，颗粒在杂基中呈漂浮状。在颗粒支撑结构中，杂基含量较少(多小于15％)，颗粒之间可有不同的接触性质，包括点接触、线接触、凹凸接触和缝合接触。这种接触方式的变化不仅是胶结形式上的差别，从成因上看，上述顺序即从点接触至缝合接触反映了沉积物在埋藏成岩过程中经受压固、压溶等成岩作用的强度和进程，颗粒间缝合接触是成岩程度很深的特征。孔隙、喉道的大小和形状主要取决于砂岩颗粒的接触类型和胶结类型，以及砂粒本身的大小和形状。
[0003]一些研究集中在颗粒接触大小以及颗粒接触面积如何影响速度(Digby,1981；Walton,1988；Anstey,1991；Dvorkin et al.,1991；Nur et al.,1991)，并且，指出了砂岩中颗粒接触与声速的关系(Love 1927；Mindlin 1949；Digby 1981；Walton 1988；Anstey 1991；Dvorkin et al.1991；Nur et al.1991)，其基本思想是完全胶结砂岩具有许多且较大的颗粒接触；因此，完全胶结砂岩是更加硬化和更高的声波速度，而少量胶结砂岩具有少量的胶结物、更少的接触和少量的接触面积。Taylor(1950)定义了接触类型，包括漂浮结构、点接触、线接触、凹凸接触和缝合接触。Tamrakar et al.(2007)利用尼泊尔喜马拉雅山麓的Siwalik群中新世
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更新世砂岩序列的几个岩石样品，分析了力学和物理指标与组成和结构之间的关系，该研究提出了强胶结物/基质指数(Strong cement over matrix index)、强胶结物/总胶结物指数(Strong cement over total cement)、强/弱接触(Strong over weak contact)、固结系数(Consolidation factor)、堆积密度(Packing density)和堆积接近度(Packing proximity)，并且该研究将颗粒
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基质接触归类为弱接触类。低渗
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致密砂岩中矿物颗粒的颗粒接触参数的影响因素主要包括埋藏速度、孔隙压力、粘土薄膜的存在、孔隙流体以及颗粒尺寸和形状、接触类型和成岩作用。其中，颗粒尺寸和形状通过堆积充填影响着颗粒接触参数；接触类型是颗粒接触参数的岩相学表现，主要是受机械压实作用和颗粒间压溶作用控制的；成岩作用主要是作用于颗粒
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颗粒上或颗粒接触点处/周围，对颗粒接触参数的影响很大。
[0004]低渗
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致密砂岩储层具有埋藏深度大、成岩作用强、非均质性强的特点；成岩相空间分布研究是低渗
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致密砂岩储层预测的重点和难点；成岩相是对沉积物和成岩环境及成岩矿物组合综合特征的归纳，不仅能反映不同类型成岩事件的相对强度，更是对不同成岩
环境下最终成岩产物组合状态的综合表现。成岩相能更深层次的反映储层在地下温压条件下的真实状态，可作为储层评价的主要依据；国内学者对成岩相的划分基本包括了成岩作用，或者只根据成岩作用来划分，或者将成岩作用与成岩产物、成岩环境、孔渗特征相结合，也有利用局部水动力单元的差异划分的；国外关于成岩相的划分依据和侧重点包括成岩环境、成岩作用、结合地震和测井、岩石物理及岩相学资料、岩石矿物成分等方面；当前成岩相研究的定量表征参数主要包括视压实率、视胶结率、视微孔隙率、视溶蚀率、视杂基充填率、视填隙率和成岩综合指数；然而，视压实率、视胶结率、视微孔隙率、视溶蚀率、视杂基充填率、视填隙率多是从成岩相的某一成岩作用考虑的，而成岩综合指数又是面孔率、视压实率、视胶结率和视微孔隙率的函数，需要统计的参数多；因而，已有的成岩相的定量表征参数无法根据单一参数表征成岩相特征，而成岩综合指数的计算又涉及多个参数，这给成岩相研究的定量表征参数带来了不确定性、计算复杂性，无法满足低渗
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致密砂岩储层中成岩相空间分布和有利的成岩相评价的需求。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足,本专利技术提供一种表征成岩相特征的定量参数分析方法。
[0006]一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，含有以下步骤；
[0007]收集整理研究区目标层位砂岩的铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料，建立成岩演化序列，以成岩作用和成岩矿物为划分依据建立成岩相分类方案；根据成岩相分类统计图像资料，进行矿物学描述和接触类型判别；然后，在铸体薄片和阴极发光薄片上定量统计出不同接触类型的数量和长度数据，建立颗粒接触参数的计算公式并且计算出颗粒接触参数，分析颗粒接触参数的影响因素，调查颗粒接触参数与孔隙度、密度的关系，包括以下步骤：
[0008]步骤1)、收集研究区目标层位砂岩的图像资料，获取目标层位低渗
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致密砂岩的取芯砂岩样品，制作铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜样品块；通过图像分析系统、阴极发光分析仪、扫描电镜和能谱仪分别获取铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜样品块的图像资料；并且，收集整理目标层位低渗
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致密砂岩的铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜图像资料。
[0009]步骤2)、成岩演化序列的建立，充分利用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光薄片和扫描电镜矿物定量评价数据分析压实作用、石英胶结作用、方解石胶结作用、粘土矿物转化和溶蚀作用，通过自生矿物结构关系建立目标层位低渗
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致密砂岩的成岩演化序列。
[0010]步骤3)、低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案，在步骤2)基础上，以成岩作用和成岩矿物为划分依据，建立目标层位低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案，这些成岩相包括绿泥石膜胶结相、方解石胶结相、不稳定组分溶蚀相、石英次生加大胶结相和压实致密相。
[0011]步骤4)、图像资料分类统计，在步骤3)的低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案基础上，统计分析每种成岩相的铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料；
[0012]步骤5)、矿物学描述和接触类型判别，在开始颗粒接触长度测量之前，首先需要对低渗
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致密砂岩样品进行矿物学定量分析和描述，估计大约有多少胶结物以及存在哪些类型的胶结物，以及使用光学显微镜测量矿物颗粒的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，其特征在于,含有以下步骤；收集整理研究区目标层位砂岩的铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料，建立成岩演化序列，以成岩作用和成岩矿物为划分依据建立成岩相分类方案；根据成岩相分类统计图像资料，进行矿物学描述和接触类型判别；然后，在铸体薄片和阴极发光薄片上定量统计出不同接触类型的数量和长度数据，建立颗粒接触参数的计算公式并且计算出颗粒接触参数，分析颗粒接触参数的影响因素，调查颗粒接触参数与孔隙度、密度的关系，包括以下步骤：步骤1)、收集研究区目标层位砂岩的图像资料，获取目标层位低渗
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致密砂岩的取芯砂岩样品，制作铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜样品块；通过图像分析系统、阴极发光分析仪、扫描电镜和能谱仪分别获取铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜样品块的图像资料；并且，收集整理目标层位低渗
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致密砂岩的铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜图像资料；步骤2)、成岩演化序列的建立，充分利用铸体薄片、扫描电镜、阴极发光薄片和扫描电镜矿物定量评价数据分析压实作用、石英胶结作用、方解石胶结作用、粘土矿物转化和溶蚀作用，通过自生矿物结构关系建立目标层位低渗
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致密砂岩的成岩演化序列；步骤3)、低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案，在步骤2)基础上，以成岩作用和成岩矿物为划分依据，建立目标层位低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案，这些成岩相包括绿泥石膜胶结相、方解石胶结相、不稳定组分溶蚀相、石英次生加大胶结相和压实致密相；步骤4)、图像资料分类统计，在步骤3)的低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案基础上，统计分析每种成岩相的铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料；步骤5)、矿物学描述和接触类型判别，在开始颗粒接触长度测量之前，首先需要对低渗
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致密砂岩样品进行矿物学定量分析和描述，估计大约有多少胶结物以及存在哪些类型的胶结物，以及使用光学显微镜测量矿物颗粒的接触类型；步骤6)、成岩相特征定量参数的提取，表征成岩相特征的定量参数是颗粒接触参数；颗粒接触参数不仅是一个数值来表示表征成岩相特征的定量参数，而且是要通过表征成岩相特征的定量参数来建立成岩相与弹性参数之间的联系；每个铸体薄片取两张显微照片，统计每张显微照片的点接触、线接触、凹凸接触、缝合接触、颗粒与孔隙接触、颗粒与基质接触的数量和长度数据，直到这些数据具有统计学意义，然后求取每个铸体薄片的两张显微照片的总和；其中，总接触类型表示点接触、线接触、凹凸接触、缝合接触、颗粒与孔隙接触、颗粒与基质接触的总和；强接触表示缝合接触、凹凸接触、颗粒与基质接触的总和，在测量了颗粒接触类型的数量和长度数据基础上，建立了强/弱接触类型指数、强/总接触类型指数、强/弱接触长度指数、强/总接触长度指数的计算公式，获取表征成岩相特征的定量参数；步骤7)、颗粒接触参数的影响因素分析，依据颗粒尺寸和形状、接触类型和成岩作用3个影响因素，分析其对颗粒接触参数的影响；颗粒尺寸和形状通过堆积充填影响着颗粒接触参数；接触类型是颗粒接触参数的岩相学表现，主要是受机械压实作用和颗粒间压溶作用控制的；成岩作用主要是作用于颗粒
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颗粒上或颗粒接触点处/周围，对颗粒接触参数的影响很大；步骤8)、调查颗粒接触参数与孔隙度、密度的关系，为了检查提出的颗粒接触参数能够准确反映成岩相特征，调查孔隙度、密度与颗粒接触参数之间的相关关系，分析颗粒接触参数对成岩相的表征效果。
2.如权利要求1所述的一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，其特征在于步骤2)中成岩演化序列的建立，其特征在于,具体评价流程如下；(1)压实作用的岩相学证据包括矿物颗粒之间缝合接触、凹凸接触、点接触、线接触、韧性颗粒变形、刚性颗粒破裂和云母弯曲；(2)石英胶结物的沉淀作用主要是由于石英颗粒的压溶作用、不稳定矿物颗粒的溶蚀作用、蒙脱石的伊利石化和石英颗粒的碱性溶蚀作用；石英胶结物主要包括石英次生加大和自生石英微晶；(3)方解石胶结物的沉淀作用主要来源于局部碎屑碳酸盐颗粒、生物碎屑、来自邻近泥岩或烃源岩等等；方解石胶结物主要包括早期方解石胶结物和晚期铁方解石胶结物；(4)粘土矿物主要包括绿泥石、伊利石和伊利石/蒙脱石混合层；绿泥石和伊利石是砂岩中两类主要的自生粘土，自生绿泥石主要包括绿泥石膜和孔隙充填绿泥石；绿泥石膜与石英颗粒之间没有其他胶结物，说明绿泥石膜形成时间早于早期方解石胶结物和溶蚀作用，孔隙充填绿泥石是以分散片状或与伊利石共生的绒球状绿泥石存在粒间孔隙和溶蚀孔隙中，说明孔隙充填绿泥石可能与自生伊利石同时形成或形成在自生伊利石之后，自生伊利石包括片状伊利石、蜂窝状伊利石、丝状伊利石和毛发状伊利石；弯曲片状、蜂窝状伊利石与自生微晶石英共生，说明片状和蜂窝状伊利石可能是蒙脱石向伊利石转化的结果；而丝状和毛发状伊利石可能是直接从孔隙水中沉淀出来的，丝状伊利石与石英次生加大共生，说明丝状伊利石形成在石英次生加大之后，(5)溶蚀作用通过生成次生孔隙改善储层物性，目标层位低渗
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致密砂岩中长石、岩屑和方解石胶结物的溶蚀作用主要发生在长石解理面、双晶缝或岩屑和碳酸盐胶结物边缘，形成粒间溶孔、粒内溶孔和铸膜孔，在成岩作用过程中，伴随着大量有机酸和CO2酸性流体进入到目标层位砂岩中，长石和岩屑发生溶蚀作用，形成次生孔隙、高岭石和石英胶结物，当目标层位砂岩储层温度达到120℃
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160℃，有机酸开始脱羧基形成烃类和CO2，导致了长石和岩屑的溶蚀作用，在长石的解理上可以观察到局部溶蚀作用，随着溶蚀作用的逐渐增强，长石中溶蚀孔隙逐渐沿着解理方向发育，从而形成粒内溶孔和铸模孔，碱性长石和碎屑的溶蚀作用形成次生孔隙，粒内溶孔中分布少量的丝状伊利石；早期的方解石胶结物被溶蚀，说明早期方解石胶结物的形成早于溶蚀作用，最后，基于来自铸体薄片、阴极发光薄片和扫描电镜检测的矿物结构关系、流体包裹体均一温度、埋藏史
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热史和先前的成岩演化序列，建立成岩演化序列；成岩演化序列的早成岩作用包括(1)伴随着沉积作用的原生碱性孔隙水条件下初始压实作用、绿泥石膜和早期方解石胶结物的形成和(2)由于渐新世末期大气淡水淋滤事件长石和岩屑的溶蚀作用；成岩演化序列的中成岩作用包括(1)由于中新世早期中期有机酸和CO2酸性流体长石、岩屑和方解石胶结物的溶蚀作用、高岭石和石英胶结物的沉淀作用、次生孔隙的形成；(2)在中新世晚期抬升剥蚀阶段自生微晶石英的沉淀作用；(3)中新世晚期至现今区域稳定沉降阶段伊利石、绿泥石和晚期铁方解石胶结物的形成。3.如权利要求2所述的一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，其特征在于步骤3)中低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案，其特征在于,在低渗
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致密砂岩的成岩演化序列研究基础上，以成岩作用和成岩矿物为划分依据，建立目标层位低渗
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致密砂岩的成岩相分类方案，这些成岩相包括绿泥石膜胶结相、方解石胶结相、不稳定组分溶蚀相、石英次生加大胶
结相和压实致密相。4.如权利要求3所述的一种表征成岩相特征的定量参数分析方法，其特征在于步骤5)中矿物学描述和接触类型判别，其特征在于,通过铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片，对低渗
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致密砂岩样品进行矿物学描述和接触类型判别；在开始颗粒接触长度测量之前，首先需要对低渗
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致密砂岩样品进行矿物学定量分析和描述，估计大约有多少胶结物以及存在哪些类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文广，林承焰，董春梅，张宪国，任丽华，林建力，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：