[发明专利]一种不同镁离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的模拟实验方法

权利要求书

1.一种不同镁离子浓度对碳酸盐岩溶蚀影响的模拟实验方法，其特征在于，该模拟实验方法包括以下步骤：

1）测试多个平行的样品光片的物理参数、矿物组成及微形貌；所述样品光片的尺寸为2.5 cm x 1.5 cm x (300-500 μm)，并双面抛光；

2）模拟研究区的地层水一系列配置不同Mg²⁺离子浓度的溶蚀流体；

3）对样品光片进行清洗、烘干及称重；

4）将各个溶蚀流体分别置入封闭体系中，并在其中分别浸入样品光片，设置温度和压力进行水岩反应；所述设置温度和压力时，按照地温梯度及压力梯度设置温度和压力为：40℃/10 MPa、80 ℃/30 MPa、120 ℃/40 MPa、160 ℃/50 MPa；

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；该过程包括：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溶蚀流体，把抽取的反应溶液及原始溶蚀流体进行ICP-MS分析，分析Ca²⁺、Mg²⁺离子含量及pH值测试；

5）反应结束后，对样品光片进行清洗、烘干并称重；之后再次测试样品光片的物理参数、矿物组成及微形貌，以对比反应前后的变化；

6）计算反应前后的溶蚀量及溶蚀速率，结合反应前后样品光片的物理参数、矿物组成及微形貌的变化，以确定Mg²⁺离子浓度对碳酸盐岩溶蚀的影响。

2.根据权利要求1所述的模拟实验方法，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Mg²⁺离子浓度的溶蚀流体。

3. 根据权利要求1或2所述的模拟实验方法，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0.15 M CH₃COOH混合溶液作为溶蚀流体；

其中，按照预设的不同浓度的Mg²⁺离子浓度调节MgCl₂的浓度，同时相应调整CaCl₂的摩尔浓度来确保所述溶蚀流体的离子强度为恒定。

4.根据权利要求1所述的模拟实验方法，其特征在于，所述测试样品光片的物理参数、矿物组成及微形貌的过程包括：

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。

5.根据权利要求4所述的模拟实验方法，其特征在于，利用扫描电子显微镜对岩石样品光片表观微形貌进行观察并对特定区域进行标记；

利用能谱分析确定岩石样品光片中的矿物组成及半定量的化学成分；

利用X射线粉晶衍射进行物相鉴定及各矿物组分含量的定量计算，并根据X射线衍射的衍射峰数据计算矿物的结晶度、有序度及晶胞参数信息；

利用固体表面Zeta电位分析仪对岩石样品光片表面电位进行测定；

对岩石样品光片进行电子计算机断层扫描以获取其反应前后包括孔隙度及渗透率的物理参数。

6.根据权利要求5所述的模拟实验方法，其特征在于，所述测试样品光片的物理参数、矿物组成及微形貌的过程还包括：对样品光片的内部原子排列结构进行观察。

7.根据权利要求6所述的模拟实验方法，其特征在于，利用透射电子显微镜对样品光片的内部原子排列结构进行观察。