[发明专利]一种泥页岩储层成岩演化过程的模拟和分析方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，特别涉及一种泥页岩储层成岩演化过程的模拟和分析方法及系统。

背景技术

目前国内外拥有用于成岩模拟类装置的单位较少，一般只是根据某一方面实验要求进行组装的小型装置，且大多数为砂岩的酸溶实验。如成都理工大学与长庆油田的模拟实验选择了五种矿物（钙长石、普通辉石、透辉石、阳起石及角闪石）、四种不同的温度及压力条件进行乙酸溶解试验。结果表明：长石类铝硅酸盐矿物的溶解过程是缓慢进行的，离子迁移量甚微，铝硅酸盐矿物离子的溶出量只有离子总量的3.4%。但是铝硅酸矿物的溶解提供了接近2%的次生孔隙度，占孔隙度增值的大部分；中国石油大学（华东）通过砂岩机械压实作用模拟实验，证实在压实作用过程中孔隙度和渗透率随深度的变化具有早期速变阶段和晚期缓变阶段，并认为深度与孔隙度和渗透率之间存在着良好的指数与乘幂关系。中国石油大学（北京）进行了中砂级纯净石英碎屑为介质的压实作用模拟实验研究。结果表明：①在压实过程中,砂体孔隙度和渗透率的变化具有明显的二分性，即压实初期的陡变带和随后出现的缓变带。②系统流体的实时取样测试表明，压实作用不仅是一个物理作用的过程，同时也会发生化学变化，在较浅的埋藏条件下石英砂体也发生了压溶现象；中国石化无锡所开展了不同温度（常温-200℃）、不同浓度二氧化碳条件下6种岩性样品（鲕粒白云岩、鲕粒灰岩、微晶白云岩、微晶灰岩、微晶灰质云岩、微晶云质灰岩）进行溶蚀对比实验。结果表明：任何温度条件下，鲕粒白云岩始终是最难溶蚀，最易溶蚀的是微晶灰岩和鲕粒灰岩；所有样品的溶蚀率从常温到200℃均存在较强→强→弱变化趋势，溶蚀率最大是在60℃到90℃之间；中国石油廊坊分院开展的酸岩反应与次生孔隙成因模拟实验表明：样品经有机酸处理后不稳定矿物溶解，微孔隙及微裂隙扩大，储层物性得到改善，地层有机酸对不稳定矿物的溶解作用是储层次生孔隙形成的主要原因；酸溶蚀前条片状伊利石溶蚀后条片状伊利石明显减少；美国新奥尔良大学Ronald K.Stoessell还开展了长石矿物溶蚀过程中Al的迁移活性及钾长石、钠长石蚀变的实验研究，并获得了专利：美国专利---Phillips Petroleum Company(Bartlesville)Apparatus and method for simulating diagenesis，专利号:United States Patent4606227。前人有关泥页岩的成岩模拟主要应用于烃源岩的生烃模拟领域，中国石油勘探开发研究院的米敬奎等将生烃模拟实验方法分为开放、半开放和封闭3种体系，认为温度是影响泥页岩生烃模拟实验最主要的因素。前人有关泥页岩成岩演化过程方面的地质研究成果比较少，国外学者C.A.Connolly根据粘土矿物和镜质体反射率资料，结合泥岩压实和古地温梯度重建了加拿大阿尔伯达Deep盆地Spirit河组WiLrich段泥岩和相邻地层的成岩作用和热史；H.F.Shaw采用扫描电镜及X-射线粘土分析方法，明确了美国德克萨斯海湾第三系超压带中泥岩的成岩演化史。国内学者主要探讨了泥岩成岩作用对砂岩储层中胶结作用和物性的影响，并借鉴砂岩储层的成岩指数初步实现对泥岩成岩阶段的确定。以上的实例表明，目前国内外开展的成岩模拟实验大多数为砂岩的酸溶实验，以及泥页岩的生烃模拟实验，而在模拟接近实际地质条件的压实作用下，判定泥页岩储层成岩阶段划分、脆性矿物含量变化、自生矿物形成温度与压力等实验研究工作开展的很少。

发明内容

本发明提出了一种泥页岩储层成岩演化过程的模拟和分析方法及系统，利用成岩模拟系统进行泥页岩的演化和分析，以实现模拟在接近实际地质条件的压实作用下，判定泥页岩储层成岩阶段划分、脆性矿物含量变化、自生矿物形成温度与压力。

为达到上述目的，本发明提供了一种泥页岩储层成岩演化过程的模拟和分析方法，包括以下步骤：

获取实际地质参数，所述实际地质参数包括：地温梯度与压力、地层埋藏方式及储层成岩流体特征、泥质中粘土矿物种类及含量、岩石矿物组分及含量和砂岩储层岩石碎屑组分；

根据所述泥质中粘土矿物种类及含量、岩石矿物组分及含量制备泥质样品；

根据所述砂岩储层岩石碎屑组分制备砂质样品；

根据所述储层成岩流体特征，制备多种流体溶液；

根据所述地层埋藏方式，将多个所述砂质样品和所述泥质样品分别置入多个反应釜内；

根据所述地层埋藏方式、地温梯度与压力，将所述多种流体溶液通过液体供给系统分别压入所述多个反应釜内，进行成岩模拟，得到多个泥页岩样品；

分析所述多个泥页岩样品，得到泥页岩储层分析结果。