[发明专利]一种致密石英砂岩孔隙度恢复模拟方法

摘要

一种致密石英砂岩孔隙度恢复模拟方法，先建立早成岩阶段致密石英砂岩孔隙压实模型的；再建立致密石英砂岩胶结缩孔模型；然后建立致密石英砂岩酸化增孔模型；最后致密石英砂岩的孔隙恢复模拟，根据成岩作用进行期次划分，找到压实模型和胶结模型的边界条件，设定酸化窗口，输入岩相学数据，设置模拟精度和条件开始求解；最后迭代求解出的三项影响结果，导出模拟结果，获得致密石英砂岩的孔隙演化过程；该方法采用计算石英胶结进度的方法对石英砂岩孔隙度进行模拟研究，结合描述压实过程和酸化过程的孔隙数学模型对剩余孔隙度实时修正，通过对成岩阶段的细致分析对模拟过程分段进行，从而准确描述孔隙度在成岩过程中的变化。

主权项

1.一种致密石英砂岩的孔隙恢复模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一 早成岩阶段致密石英砂岩孔隙压实模型的建立。在成岩过程早期，石英砂岩的孔隙压实数学模型为：式(1)中，为致密石英砂岩成岩阶段的剩余孔隙度，为致密石英砂岩的原始孔隙度，h为深度，a为待定常数；的数学模型为：S0为分选系数，求法：S0＝(P25/P75)1/2  (3)P25、P75分别表示累积曲线上颗粒含量25％和75％处所对应的颗粒直径；待定系数a的求法为其中h_a分别是致密石英砂岩压实减孔作用结束时的孔隙度与埋深；步骤二 致密石英砂岩胶结缩孔模型的建立。通过模拟石英次生加大来还原原生孔隙演化过程：在恒定温度下，石英胶结体积Vq(cm3)沉积在1立方厘米体积砂岩中石英表面积A(cm2)在时间t(s)内被表示为：Vq＝MrAt/ρ     (6)M：石英的摩尔质量(60.09g/mole)r：石英沉积速率在moles/cm2sρ：石英的密度(2.65g/cm3)沉积速率r是温度的函数r＝a10bT       (7)T：温度(℃)a：常数(moles/cm2s)b：常数(℃)常数a和b分别类比阿累尼乌斯方程中的指前因子和活化能。对于线性温度变化，T表示为以下时间函数：r＝a10b(ct+d)     (8)c：加热速率(℃/s)d：初始温度(℃)t：时间(s)对于处于变化中的地温史，t0到tm时间段内的石英胶结量作为一系列积分的和：石英表面积A的减小是由于压实作用或胶结作用，石英或其他胶结填满。为初始沉积孔隙度；Φ为在时间步中的孔隙度。步骤三致密石英砂岩酸化增孔模型的建立。在整个成岩过程中，除了压实作用和胶结作用主导的原生孔隙缩孔作用，还存在酸化导致的次生孔隙发育的增孔作用，酸化增孔的数学模型为：为溶蚀作用产生的孔隙度，为总溶蚀增孔量。t₁为溶蚀开始时刻，t₂为溶蚀结束时刻。Δt＝t2‑t1   (12)；步骤四、致密石英砂岩的孔隙恢复模拟首先根据成岩作用进行期次划分，找到压实模型和胶结模型的边界条件，设定酸化窗口，输入岩相学数据，设置模拟精度和条件开始求解；先求解时先由方程(1)、(2)、(3)、(4)恢复成岩早期压实作用对原生孔隙的影响，然后根据方程(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)恢复后期胶结作用对原生孔隙的影响；最后根据方程(11)和(12)恢复在酸化窗内溶蚀作用对次生孔隙孔隙的影响；最后迭代求解出的三项影响结果，导出模拟结果，获得致密石英砂岩的孔隙演化过程。