一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法及应用技术

本发明专利技术提出了一种模拟砂岩碱性溶蚀的实验方法及应用，通过对不同岩性和粒度的砂岩样品进行碱性溶液的实验，分析样品前后的变化，从溶蚀的质量、离子的变化、石英颗粒微观的变化对比、新生成的成岩等方面分析碱性溶蚀对砂岩的影响，为成岩作用分析尤其是碱性溶蚀作用提供新的研究证据，为今后分析砂岩的碱性溶蚀模拟实验提供一种方法，该方法使用不受地区限制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法及应用


[0001]本专利技术涉及石油地质勘探
，尤其涉及一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法及应用。

技术介绍

[0002]在对砂岩进行储层特征分析时，尤其是进行成岩作用研究时，常常会遇到储层发生溶蚀作用，尤其是酸性流体对储层进行的溶蚀作用，比较少见的是碱性溶蚀作用，由于石英颗粒是碱性不稳定矿物，在流体为碱性时石英颗粒会被溶蚀，但是在实验室中对砂岩进行碱性流体的石英溶蚀模拟实验是比较少的。
[0003]田夏荷(2016)《鄂尔多斯盆地东部上古生界致密气储层石英溶蚀及其机理探讨》中对于石英颗粒及硅质胶结物的溶蚀产状进行了分析，认为石英溶蚀会产生颗粒边缘被溶蚀、石英次生加大边被溶蚀及石英颗粒部分或整体被溶蚀三种情况，另外有伴生胶结物特征：一种为以高岭石为主的酸性黏土矿物，一种为富伊利石。韩登林(2011)《库车坳陷白垩系砂岩储层石英溶蚀非均质性特征及其主控因素》认为石英溶蚀主要发育于颗粒内部或者颗粒的边缘，储层内石英颗粒的溶蚀效应呈现出明显的平面非均质性特征，溶蚀增孔量高值区的储层内不仅在胶结物上富集方沸石等胶结物，在黏土矿物组合上表现出富伊利石贫高岭石的特征，通过层间泥岩硼元素含量的测定，对研究层段同沉积地层水体盐度进行恢复，其平面分布规律与石英颗粒溶蚀效应的非均质性特征基本一致。石英溶蚀的特征有是有四类：石英颗粒边缘及内部不同程度溶蚀；石英颗粒内部裂缝溶蚀；次生加大边溶蚀；石英颗粒部分被碳酸盐交代。
[0004]张胜斌(2011)《四川盆地河包场须家河组碱性成岩作用》认为随着流体pH值和温度的增高，二氧化硅的溶解度增大，当PH大于8.5时，溶解度开始快速的增加，在须家河组二段分流河道砂岩中，石英颗粒普遍遭受溶蚀，产生大量的次生孔隙，石英颗粒及次生加大边被溶蚀呈港湾状边、溶蚀残骸等，且发现有粒状铁白云石或铁方解石自生矿物。
[0005]现有技术中主要是进行砂岩中碱性溶蚀特征产状的描述，尚无进行砂岩的模拟实验去证实石英不同温压下的溶蚀产状和特征以及自生矿物情况。因此，亟待需要一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法及应用。
[0007]第一方面，本专利技术提出了一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法，包括以下步骤：
[0008]S1：选取砂岩样品，并对样品的岩性进行定名；
[0009]S2：根据样品的岩性、粒度将样品进行分类分组；
[0010]S3：将每组样品薄片制样，通过薄片分析，初步判断每组样品的微观特征；
[0011]S4：采用碳酸氢钠溶液对每组样品进行溶蚀实验；
[0012]S5：实验结束后，对溶蚀后流出的溶液进行离子含量分析；采用扫描电镜观察溶蚀后样品的微观特征，对比溶蚀前后样品中微观特征变化，以及分析溶蚀后样品中产生的成岩矿物。
[0013]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S1中，所述分组根据岩性分为石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑砂岩，根据粒度分为粗粒、中粒、细粒。
[0014]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S3中，所述微观特征包括孔隙类型、面孔率、成岩作用。
[0015]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S3中，还包括记录每组样品的质量。
[0016]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S4中，所述溶蚀实验的实验时间是100～140小时，所述碳酸氢钠溶液的流速为1～10ml/min，和/或
[0017]所述碳酸氢钠溶液pH＝10，和/或
[0018]所述溶蚀实验分为3
‑
7段，温度为100～180℃，压力为20～60MPa；
[0019]例如但不限于，溶蚀实验设定5段，分别设定五个温度压力，分别为110℃30MPa，125℃35MPa，140℃40MPa，155℃45MPa，170℃50MPa。
[0020]反应方程式如下：
[0021]SiO2+2NaHCO3＝Na2SiO3+2CO2+H2O
[0022]将溶蚀实验分段的目的在于第一，每一个温压点代表不同的地层深度和对应的温度压力，第二，通过温压的增加，分析变化规律。
[0023]溶蚀实验测试数据范围设定是根据真实地质环境的温度压力进行设定的，温度压力符合当前研究的地层真实温压范围。
[0024]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S5中，还包括记录溶蚀后的每组样品的质量。
[0025]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S5中，所述离子含量分析的离子包括铝离子、铁离子、镁离子、钙离子、钾离子、硅离子。
[0026]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S5中，所述离子含量分析包括通过无机元素测试方法，对流体中的离子含量进行分析。
[0027]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S5中，通过对样品进行薄片观察和电子探针扫描来分析溶蚀后样品中产生的成岩矿物。
[0028]第二方面，本专利技术提供了所述模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法在碎屑岩成岩作用领域的应用。
[0029]作为本专利技术的具体实施方式，模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法可以确定分析储层的经历过哪些成岩作用，以及分析储层的成岩阶段，还能分析确定是否发生过碱性溶蚀作用及溶蚀程度。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0031]1、本专利技术的模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法，根据溶蚀前后石英颗粒的溶蚀对比情况，分析砂岩对于碱性溶蚀的发育情况，可以探讨在不同的岩性和粒度情况下，砂岩产生碱性溶蚀孔隙的情况，可以对砂岩在地质情况下发生碱性溶蚀储层的分布进行预测，该专利技术不受地区限制，应用效果良好。
[0032]2、本专利技术可以观察和分析在不同温度和压力下溶蚀产生的离子含量，实时分析溶
蚀的进行程度以及被溶蚀矿物情况，提供了精准的溶蚀数据，通过试验后扫描电镜分析可以分析是否有新矿物生成，为后期勘查提供充足的证据。
[0033]3、本专利技术可以广泛应用于各类碎屑岩储层的成岩作用分析，且实验方便快捷可操作性强，实施效率比较高，可以快速深化研究地区储层的成岩作用和成岩演化的分析。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提供的模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法流程图；
[0035]图2为本专利技术实施例1中样品薄片镜下微观结构图(单偏光)；
[0036]图3为本专利技术实施例1中薄片镜下微观结构图(正交偏光)；
[0037]图4为本专利技术实施例1石英在碱性溶蚀实验后，产生大量的溶蚀孔隙，在石英晶体的各个晶面，都产生了溶蚀微孔；
[0038]图5为本专利技术实施例中3号样品中粒岩屑石英砂岩不同温压条件下碱性溶蚀特征图；
[0039]图6为本专利技术实施例1中石英颗粒被溶蚀而残余粒间方解石胶结物；
[0040]图7a为本专利技术实施例1中BK8
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1样品110℃30MPa溶蚀后扫描电镜图；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟砂岩石英碱性溶蚀的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取砂岩样品，并对样品的岩性进行定名；S2：根据样品的岩性、粒度将样品进行分类分组；S3：将每组样品薄片制样，通过薄片分析，初步判断每组样品的微观特征；S4：采用碳酸氢钠溶液对每组样品进行溶蚀实验；S5：实验结束后，对溶蚀后流出的溶液进行离子含量分析；采用扫描电镜观察溶蚀后样品的微观特征，对比溶蚀前后样品中微观特征变化，以及分析溶蚀后样品中产生的成岩矿物。2.根据权利要求1所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述分类分组包括：根据岩性分为石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑砂岩，根据粒度分为粗粒、中粒、细粒。3.根据权利要求1或2所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述步骤S3中，所述微观特征包括孔隙类型、面孔率、成岩作用。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括记录每组样品的质量。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的实验方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述溶蚀实验的实验时间是1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永东，姚威，余晓露，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：