【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油与天然气勘探开发，尤其涉及一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法。
技术介绍
0、技术背景
1、流体是页岩中物质和能量传递的重要载体，有效的流体活动评价方法是讨论储层成岩作用和烃类运聚的基础。随着碎屑岩勘探开发目标向页岩的转移，纹层、裂缝、孔隙等结构的表征进入微米阶段，形成了尺度微小、类型多样、结构复杂的页岩储层系统。准确合理的微米尺度流体评价方法对开展页岩精细储层的形成及演化研究具有十分重要的意义。
2、目前，页岩成岩流体研究对象主要为mm-cm级尺度裂缝(构造缝、超压缝、页理缝等)中的充填矿脉。而μm级尺度裂缝、纹层结构中的流体活动缺乏基于定量分析的评价标准。方沸石作为页岩主要组成成分之一，具备纹层、裂缝充填、生物介壳充填、透镜体等多种赋存形态，可在多种地质条件下作为成岩流体示踪的有效载体。其当前成因识别方案主要延用coombs&whetten(1967)年的si/al比值分类标准。存在的主要问题如下：
3、（1）si/al比值分类标准的尺度不适用于微米尺度的定量分析。在页岩中纹层厚度通常小于200μm，层内矿物粒径通常小于20μm，而si/al比值分类标准的分析对象多为mm-cm级颗粒，颗粒大小、颗粒元素含量等难以满足测试要求；
4、（2）si/al比值分类标准的分析指标过于单一，在主导方沸石形成的火山物质转化、碱性水体沉淀和矿物变质等过程中易受干扰，存在较大的偶然性。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法，对页岩微米-亚微米级纹层、裂缝中的同期、多期流体活动强度进行定量分析评价，以解决现有技术中因实验精度不够、分析指标单一且易受干扰等限制导致无法准确评估的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术在充分考虑方沸石结构特性和阳离子吸附-交换习性下，提出一种实际地质条件约束下的基于原位元素定量分析的流体活动强度评价方法。该方法综合方沸石产状和主量元素参数(10k/(10k+na))确定微米级结构方沸石形成环境中的流体活动强度。具体方法如下：
3、步骤s1：样品处理
4、将样品制备为厚度大于100μm的薄片样品，薄片最长方向不超过5cm，表面禁止涂胶、粘贴胶质标签和放置盖玻片，样品满足显微镜、场发射扫描电镜和原位激光剥蚀测试实验要求。
5、步骤s2：方沸石产状分类-基于显微镜分析测试
6、根据显微镜下观察对方沸石产状进行初步分类，将构造充填流体型方沸石(裂缝充填、脉体等)和具有沉积结构的流体影响型方沸石(纹层型)分组归类。
7、步骤s3：方沸石组分校验-基于场发射扫描电镜分析测试
8、由于需满足激光剥蚀实验要求，样品厚度需大于100μm，该范围超过了正常光学薄片的厚度范围（30-50μm），方沸石光学特性无法对照标准图版进行识别分析，因此需根据场发射扫描电镜能谱信息对步骤s2中的分类结果进行校验以保证后续实验结果的可靠性。
9、在此步骤中，需对步骤s2中使用的样品进行镀膜处理（选用碳靶材）并用导电胶连接样品表面和靶台，校验测试位置选取单矿物中心，实验电压根据样品平整度和镀膜厚度在5-20kv范围内进行合理选择，束流强度在2-10na范围内进行合理选择，实验结束后需使用纯度高于99.7%的实验用无水乙醇洗去表面镀层以满足后续实验要求。
10、步骤s4：方沸石定量元素分析-基于原位激光剥蚀分析测试
11、使用geolaspro 193nm arf准分子激光器、agilent 7900电感耦合等离子体质谱进行主量元素测定。测试前使用srm610对icp-ms性能进行优化，并使用多外标、总归一化方法计算其含量，使用icpms data cal对数据进行分析处理，得到样品主量元素含量(na2o,al2o3, sio2, k2o)。
12、步骤s5：流体活动强度参数计算
13、根据相对原子质量将步骤s4得到的氧化物含量换算为元素含量并带入10k/(10k+na)计算方程，具体换算公式为10k/(10k+na)=12090*k2o/(12090*k2o+1081*na2o)；
14、步骤s6：建立定量评价方案
15、s61确立流体型方沸石参数范围
16、该过程需要借助步骤s2产状分类结果和步骤s4、s5中的参数计算结果，以构造结构中的裂缝充填型和脉体型方沸石作为流体活动的直接作用结果，将其10k/(10k+na)值的范围作为流体活动最强值的范围，归为流体型方沸石fa，后续分类以此为标准，越接近这个范围表明流体活动强度越大。
17、s62计算流体影响型方沸石参数
18、借助步骤s2产状分类结果和步骤s4、s5中的参数计算结果，将具有纹层结构的方沸石作为受流体影响的方沸石fia，将每类纹层的10k/(10k+na)值与流体型方沸石fa值的范围进行对比并计算流体差异活动指数。
19、流体差异活动指数：ave流体影响型方沸石(10k/(10k+na)-max流体型方沸石(10k/(10k+na)
20、s63流体差异活动指数对比
21、对比不同类型流体活动指数，指数越大表明流体活动强度越低。
22、本专利技术具有以下收益效果：
23、充分结合当下先进的表征及测试技术，提出以方沸石(10k/(10k+na)作为指示微米尺度流体活动的指标，解决了页岩层系亚微米-微米级尺度中异源、不同期次流体定量区分及活动强度对比难题，专利技术相较于传统方法做出的主要改进如下：
24、（1）基于显微镜观察完成产状分类，大幅度提升了元素分析的可靠性，将传统分类尺度由mm-cm级提升至μm级尺度。
25、（2）基于原位激光剥蚀技术对页岩纹层、裂缝中的μm级方沸石进行原位定量元素分析，排除了同结构共生矿物的干扰，大幅增强了测试结果对特定结构中流体活动分析的制约性。
26、（3）基于方沸石阳离子交换特性补充k、na作为流体活动识别指标，提升识别指标中元素信息的丰富性，有效提高了分析方法的抗环境干扰能力和精度。si/al比值传统分析方法仅能定性指示流体活动的存在，本专利技术则能够有效区分页岩储层系统微米级结构中的异源流体活动并对流体活动强度进行对比。
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1.一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法，其特征在于，在步骤S3中，需对步骤S2中使用的样品进行镀膜处理选用碳靶材并用导电胶连接样品表面和靶台，校验测试位置选取单矿物中心，实验电压根据样品平整度和镀膜厚度在5-20kV范围内进行合理选择，束流强度在2-10nA范围内进行合理选择，实验结束后需使用纯度高于99.7%的实验用无水乙醇洗去表面镀层以满足后续实验要求。
3.根据权利要求1所述的一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法，其特征在于，在步骤S5中，具体换算公式为10K/(10K+Na)=12090*K2O/(12090*K2O+1081*Na2O)。
【技术特征摘要】
1.一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于方沸石定量元素分析的页岩储层系统微米尺度流体活动评价方法，其特征在于，在步骤s3中，需对步骤s2中使用的样品进行镀膜处理选用碳靶材并用导电胶连接样品表面和靶台，校验测试位置选取单矿物中心，实验电压根据样品平整度和镀膜厚度在5-20kv范...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁超，王俊然，操应长，刘可禹，韩豫，高园明，秦天佑，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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