[发明专利]含油气盆地不整合风化粘土层压实装置和封盖强度计算方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气勘探领域，具体涉及到一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置和封盖强度计算方法。

背景技术

不整合是地层间的一种非连续接触关系，与断裂、褶皱构成含油气盆地三大常见控油气构造。不整合不仅是构造运动或海（湖）平面变动事件的记录者，而且还代表了后期地质作用对前期沉积岩（物）不同程度的改造（刘波，1997），这种改造程度的不均一性以及后期水进形成的上覆岩石使得不整合具有了空间层次结构（吴孔友等，2002；付广等，2005；ErikssonPGetal.,2014）。

张克银等（1996）在研究塔北隆起碳酸盐岩顶部间断面时，将不整合在纵向上自上而下分为残积层、渗流层和潜流层。其实不论是渗流层还是潜流层，均属于基岩风化淋滤的产物，何发歧（2002）进一步将这种基岩风化带在纵向上分为地表岩溶带、垂直渗流岩溶带及水平潜流岩溶带。实际上，长期的风化作用，尤其是生物风化作用能在基岩之上形成一层粘土层（ＮＰ詹姆斯等，1992）即古土壤层，同时当后期水进或水侵时在不整合之上常形成水进砂体或底砾岩（LevorsenAI，1934；艾华国等，1996；汤良杰等，2002；Lorilleuxetal.,2002）。因此，不整合在纵向上可划分为三层结构：不整合之上岩石（水进砂体或底砾岩）、风化粘土层及半风化岩石（吴孔友等，2002；隋风贵等，2006；宋国奇等，2010；LeszczynskiSetal.，2015），亦可将不整合称为结构体，分为结构体上层、中层和下层（吴孔友等，2012；徐怀民等，2013）。目前，对不整合控藏作用的研究主要集中在不整合结构的上层和下层对油气的输导与储集作用方面（赵文智等，2001；牟中海等，2005；曹剑等，2006；何登发，2007；隋风贵等，2010；ZouCN.，2012；张善文，2013;LeszczynskiSetal.，2015），而对不整合结构中层即风化粘土层的研究较少。

不整合风化粘土层是物理风化细粒残积物再经生物、化学风化作用堆积的结果，又称古土壤，往往内含有机质，导致该层经上覆地层压实成岩后，致密而有韧性，可构成上覆圈闭的底板、下伏圈闭的顶板，是不整合相关油气藏形成的关键控制因素（潘钟祥，1983；査明等，2008；宋国奇等，2010；邹才能等，2011；KongyouWU,2013）。

宋国奇等（2008）、李晓燕等（2009）通过样品测试分析，认为风化粘土层中长石、云母等原生矿物蚀变强烈，而高岭石、伊利石及蒙脱石等次生粘土矿物明显增多，且Ca、Na元素含量减少,Fe、Al元素富集。

刘海涛等（2008）利用物理实验，模拟了不整合结构与隐蔽油气藏成藏的关系，指出风化粘土层是下伏油气藏的封盖层。

吴孔友等（2009）通过模拟实验证实，油气沿不整合纵向结构运移受控于岩石物性、坡度,容易在风化粘土层薄弱环节突破,进行窜层运移。

但目前，受不整合遮挡的油气藏规模或油柱高度究竟与风化粘土层有何定量关系，风化粘土层的封盖强度受何因素控制，至今未能开展详细研究，更没有相应的物理模拟实验系统和方法进行验证。

不整合是含油气盆地中常见的地质现象，对油气运聚成藏起重要控制作用，而不整合纵向上又普遍发育三层结构，其中中层结构风化粘土层是基岩长期风化的细粒残积物，经上覆地层压实成岩后，致密而有韧性，是良好的封盖层。由于该层是在地表长期堆积而成，与正常沉积的泥岩有着根本的区别，且其厚度一般较薄，很少有该层位取心资料，其封盖强度难以评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，解决了对风化粘土层封盖油气能力研究时，无法模拟风化粘土层封盖强度的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种含油气盆地不整合风化粘土层封盖强度计算方法，实现了精确计算风化粘土层封盖强度的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种含油气盆地不整合风化粘土层压实装置，所述压实装置包括框架子系统、动力子系统、压实子系统和测量子系统；所述框架子系统包括支架及位于支架上的横梁；所述压实子系统包括压实容器、压实器和压实螺杆；所述测量子系统包括压力检测单元；所述压实容器位于所述横梁的下方，所述压实螺杆与所述横梁螺纹连接，所述压实容器内设置有压实器，所述压实器与所述压实螺杆接触，所述压实器的下方设置有压力检测单元，所述压力检测单元检测压力信号并输出显示；所述动力子系统为所述压实螺杆提供压实动力。