[发明专利]碎屑岩储层埋藏过程中成岩相演化的恢复方法

摘要

本发明提供了一种碎屑岩储层埋藏过程中成岩相演化的恢复方法，该方法确定不同类型成岩相的空间分布，定量预测有利成岩相的分布区域，进而确定有利储集层分布。通过对研究区目标层沉积相研究、原始组构研究、成岩环境研究以及埋藏史研究，进而恢复碎屑岩储层在埋藏过程中不同阶段成岩相类型以及展布。

主权项

1.一种碎屑岩储层埋藏过程中成岩相演化的恢复方法，其特征在于：包括以下步骤：1)原始资料数据库建立原始资料数据库包括以下数据库：(1)沉积相类型数据库Fi沉积相决定储层原始物质分布，按碎屑岩沉积时沉积环境建立沉积相类型数据库Fi，(2)矿物类型数据库Mi碎屑成岩过程中，以矿物类型分类并建立数据库，得到矿物类型数据库Mi；(3)成岩相类型数据库Di成岩相类型数据库Di包括压实相数据库D1、胶结相数据库D2和溶蚀相数据库D3(4)刚性颗粒强度数据库Vi根据岩石的刚性颗粒比大小将岩石的刚性强度分类并建立刚性颗粒强度数据库Vi；2)建立基础模型(1)沉积相与碎屑岩原始组构模型基于不同沉积环境下不同碎屑岩原始组成，建立“沉积相—碎屑岩原始物质”模型；沉积相决定储层原始物质分布，建立“沉积相—原始物质”模式，为地质历史时期成岩相演化提供基础资料；f(Sedimentary facies)＝f(Vi，Mi)其中：Vi刚性颗粒，Mi矿物类型；(2)压实相模型a.根据地质参数R的强弱大小即刚性颗粒强度、胶结作用强度、溶蚀类型强度与压实之间关系，建立压实级别系数Gi模型：强溶蚀作用Y1，Gi＝‑3；中溶蚀作用Y2，Gi＝‑2；弱溶蚀作用Y3，Gi＝‑1；强胶结作用Y4，Gi＝5；中胶结作用Y5，Gi＝3；弱胶结作用Y6，Gi＝1；异常低压Y7，Gi＝1；正常压力Y8，Gi＝3；异常高压Y9，Gi＝5；超强刚性V1，Gi＝‑2；强刚性V2，Gi＝‑1；中刚性V3，Gi＝‑0.5；弱刚性V4，Gi＝0；b.根据储层在埋藏过程中，压实作用的强度与地质参数刚性颗粒、胶结作用、溶蚀类型有密切的关系，通过计算压实级别系数总和来判断碎屑岩储层压实作用的强弱；压实级别系数总和计算公式：其中，Gi为不同地质参数R的压实级别系数，EI为碎屑岩储层压实级别系数；当10≥EI＞5，Di＝机械弱压实相D1‑3；当5≥EI＞2，Di＝机械中压实相D1‑2；当2≥EI，Di＝机械强压实相D1‑1；(3)胶结相模型B根据流体的条件和温度，确定胶结相模型B；a.淡水‑半咸水条件下当25＜T≤65℃，当65＜T≤85℃，当85＜T≤140℃，Di∈(D12‑2，D13‑2，D14‑2，D15‑2)；当140＜T≤175℃，当175＜T≤200℃，b.酸性水条件下当25＜T≤65℃，当65＜T≤85℃，当85＜T≤140℃，Di∈(D12‑2，D13‑2，D14‑2)；当140＜T≤175℃，当175＜T≤200℃，c.碱性水条件下当25＜T≤65℃，Di＝D11‑2；当65＜T≤85℃，Di∈(D11‑2，D13‑3，D14‑3，D15‑1)；当85＜T≤140℃，Di∈(D12‑3，D13‑2，D14‑2，D15‑2)；当140＜T≤175℃，Di∈(D12‑2，D13‑2，D14‑2)；当175＜T≤200℃，Di＝D12‑2；(4)溶蚀相模型E根据流体的条件和温度，确定溶蚀相模型E；a.淡水‑半咸水条件下当25＜T≤65℃，Di＝D5‑3；当65＜T≤85℃，Di∈D3‑1，D4‑1，D5‑2，D7，D8，D11‑2，D15‑3)；当85＜T≤140℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D7，D8，D9，D11‑2，D15‑2)；当140＜T≤175℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D8，D9，D11‑1，D15‑2)；当175＜T≤200℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D9，D11‑1，D15‑2)；b.酸性水条件下当25＜T≤65℃，Di＝D5‑3；当65＜T≤85℃，Di∈(D5‑2，D7，D8，D11‑2)；当85＜T≤140℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D7，D8，D9，D11‑2，D15‑2)；当140＜T≤175℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D8，D9，D11‑1，D15‑2)；当175＜T≤200℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D6，D9，D11‑1，D15‑2)；c.碱性水条件下当25＜T≤65℃，Di∈(D4‑2，D5‑3，D6，D15‑2)；当65＜T≤85℃，Di∈(D4‑2，D5‑2，D6，D15‑3)；当85＜T≤140℃，Di∈(D3‑3，D4‑2，D5‑2，D6，D11‑2，D15‑3)；当140＜T≤175℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D11‑2)；当175＜T≤200℃，Di∈(D3‑2，D4‑2，D5‑2，D6，D11‑2)；(5)地层埋深模型(a)确定演化期次根据目的层上覆地层发育情况划分目标层在地质历史时期所经历的演化阶段，目的层L上覆地层有i层，即从上到下依次标记为：L1、L2、L3……Li‑1、Li，则目的层在地质历史时期演化阶段共有i个，按照时间演化的目的层L演化期次先后顺序依次计为Li、Li‑1、Li‑2……L2、L1；(b)确定不同期次埋深在(a)的基础下，计算目的层L不同演化期次的埋深，其计算公式如下：Dep(Li)＝H(L)‑H(Li)；Dep(Li‑1)＝H(L)‑H(Li‑1)；Dep(Li‑2)＝H(L)‑H(Li‑2)；……Dep(L2)＝H(L)‑H2；Dep(L1)＝H(L)‑H1；其中：H(L)为目的层L顶界面，H(Li)为上覆层Li顶界面，Dep(Li)为目的层Li阶段埋深；(6)地层温度模型地质体在埋藏的过程中，温度的大小表示为与深度的线性函数关系，通过该模型，计算目的层L在不同时期、不同深度、不同位置地层温度；温度计算模型公式：T＝T0+c*(D(Ti)‑H0)其中T0为常温带温度，c为常数，Dep(Ti)为目的层Ti阶段埋深，H0为恒温带埋深，为常数，T为目标层古地温；(7)压力模型a.地层压力地质体在埋藏的过程中，地层压力大小表示为深度的非线性函数关系；通过该模型，计算目的层L在不同时期、不同深度、不同位置的地层压力；地层压力计算模型公式：Pf＝a*Dep(Li)^2+b*Dep(Li)+c其中a、b、c为常数，通过井上实测地层压力数据进行数据拟合得到，Dep(Li)为目的层Li阶段埋深；Pf为地层压力b.静水压力大小与液体的密度和液柱的高度有关，而与液体的形状和大小无关；PH＝h*PW*g其中，PH为静水压力，h为静水柱高度，PW为水的密度，g为重力加速度；c.异常压力当压力系数小于0.8时，为异常低压Y7；当压力系数介于0.8～1.2时，为正常压力Y8；当压力系数大于1.2时，为异常高压Y9；压力系数αp计算公式如下：其中，Pf为地层压力，PH为静水压力；4)确定成岩相(1)储层网格化将研究区储层进行网格化，研究区储层的每个网格用Wi(X，Y)表示；(2)确定沉积相根据研究区地质资料建立起每个网格的沉积相属性即为：W(x，y)＝f(Sedimentary facies)；(3)确定原始组构根据研究区已知井沉积相与原始组构关系，确定每个空间网格原始组构数据，即：f(Sedimentary facies)＝f(V0，Mi)W(x，y)＝f(V0，Mi)(4)确定演化期次根据目的层上覆地层发育情况划分目标层在地质历史时期所经历的演化阶段，如果目的层(L)上覆地层有i层(从上到下依次标记为：L1、L2、L3……Li‑1、Li)，则目的层在地质历史时期演化阶段共有i个，按照时间演化的先后顺序依次计为Li、Li‑1、Li‑2……L2、L1；(5)确定不同期次埋深根据确定研究区储层的每个网格的演化期次，确定不同期次的地层埋深；埋深计算公式如下：Dep(Li)＝H(L)‑H(Li)；Dep(Li‑1)＝H(L)‑H(Li‑1)；Dep(Li‑2)＝H(L)‑H(Li‑2)；……Dep(L2)＝H(L)‑H2；Dep(L1)＝H(L)‑H1；其中：H(L)为目的层L顶界面，H(Li)为上覆层Li顶界面，Dep(Li)为目的层Li阶段埋深；(6)确定不同期次温度将研究区目的层L的每个网格W(x，y)的参数代入温度计算模型公式中：T＝T0+c*(Dep(Ti)‑H0)计算得到目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置地层温度；(7)确定不同期次压力将研究区目的层L的每个网格W(x，y)的参数代入地层压力计算模型公式：Pf＝a*Dep(Li)^2+b*Dep(Li)+cPH＝h*PW*g计算得到目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置异常压力，其中压力包括静水压力、地层压力、异常压力；(8)计算溶蚀相将目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置地层温度代入上述溶蚀相模型E中，确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置溶蚀相；(9)计算胶结相将目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置地层温度代入上述胶结相模型B中，确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置胶结相；(10)计算压实相a.根据步骤4)第(8)小步的溶蚀相确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置的溶蚀相；b.根据步骤4)第(9)小步的胶结相确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置的胶结相；c.确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置的压力地质参数；压力系数αp计算公式如下：其中，Pf为地层压力，PH为静水压力；d.确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置的刚性地质参数；刚性地质参数根据研究区“沉积相—原始物质”来确定；f(Sedimentary facies)＝f(Vi，Mi)其中：Vi刚性颗粒，Mi矿物类型；e.根据a、b、c、d确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置的压实相；压实级别系数总和计算公式：其中，Gi为不同地质参数R的压实级别系数，EI为碎屑岩储层压实级别系数；当10≥EI＞5，Di＝机械弱压实相D1‑3；当5≥EI＞2，Di＝机械中压实相D1‑2当2≥EI，Di＝机械强压实相D1‑1；(11)确定成岩相根据上述计算的压实相、胶结相和溶蚀相，确定目的层L的每个网格W(x，y)在不同时期、不同深度、不同位置的成岩相；成岩相＝压实相+胶结相+溶蚀相。