酸性流体参与的成岩过程中水岩化学作用及对砂岩储层孔隙度的影响

发布时间：2017-04-07 11:08

  本文关键词：酸性流体参与的成岩过程中水岩化学作用及对砂岩储层孔隙度的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：油气资源已日益成为与国民经济、社会发展和国家安全息息相关的战略资源,油气储层物性的评价和预测在油气勘探中至关重要。油气藏形成的六大要素(生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存)均与成岩作用有关,也就是说,成岩作用决定了储层的物性条件和油气藏的运移规律,通过成岩作用研究,可以为油气勘探查明方向,提高油气田开发效果。水岩化学作用基本贯穿于整个成岩过程,尤其是在酸性流体参与时,引发矿物的溶蚀、胶结和转化等,是储层孔隙度的主要决定性因素。成岩过程复杂,地质因素和成岩条件较多,地球化学反应类型多样,导致孔隙度的改变差异较大,因此,研究成岩过程中不同埋藏成岩条件下的水岩化学作用及对储层孔隙度的影响,至关重要。目前,许多先进技术已成功应用于油气勘探与开发,但随着人们对油气储层认识的不断深入,如今亟需在对含油气系统要素和过程认识的基础上,更加深入的定量化揭示油气储层形成、富集、分布和演化特征。本文基于岩石学测试数据,运用室内实验、数值模拟和理论计算相结合的方法,从地球化学反应溶质运移的角度,深入探讨酸性流体参与的成岩过程中水岩化学作用及对储层孔隙度的影响。首先,选取两大地质和成岩因素(矿物非均质和有机酸),通过多组数值模拟和室内实验的敏感性分析,查明CO2-水-岩、长石-有机酸反应的主控因素。在此基础之上,根据研究区的岩石学及流体包裹体测试数据,将成岩过程概化为6个连续的成岩阶段,分别进行室内实验和数值模拟,校正参数后,将数值模型扩展至地质时间尺度(30 Ma-至今),再现储层的成岩演化过程,定量恢复孔隙度随时间的演变曲线。最后,针对致密砂岩储层低孔低渗的特点,选取地层水化学类型、原生矿物种类和酸性流体注入量共3个因素,采用敏感性模拟分析的方法,确定储层致密化的形成条件,并通过区域上三维(3-D)模拟,研究孔隙度在空间上的分布,评价有利储层。本次研究涉及到沉积学、石油地质学和地球化学多学科的理论知识,运用岩石学测试分析、室内实验、数值模拟、理论计算和天然类比多种研究手段,相互结合和验证,不仅查明了成岩作用的主控因素,再现了成岩演化过程,解决了沉积盆地致密化等典型问题,而且实现了储层孔隙度在空间和时间上的定量评价,能为寻找有利储层指明方向,提高油气勘探和开发的效率。
【关键词】：含油气沉积盆地 砂岩储层 成岩过程 水岩化学作用 孔隙度
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 内容提要5-6
• 摘要6-9
• abstract9-19
• 第1章 绪论19-27
• 1.1 研究背景及选题依据19-21
• 1.1.1 研究背景19-20
• 1.1.2 选题依据20-21
• 1.2 研究目的及意义21-22
• 1.2.1 研究目的21
• 1.2.2 研究意义21-22
• 1.3 研究内容及拟解决的问题22-23
• 1.3.1 研究内容22
• 1.3.2 研究难点22
• 1.3.3 拟解决的问题22-23
• 1.4 研究方法及技术路线23-25
• 1.4.1 研究方法23-24
• 1.4.2 技术路线24-25
• 1.5 论文创新点25
• 1.6 论文工作量25-27
• 第2章 成岩作用的研究进展及现状27-51
• 2.1 沉积盆地成岩作用27-33
• 2.1.1 储层成岩演化过程27-29
• 2.1.2 成岩作用类型29-32
• 2.1.3 成岩作用研究进展32-33
• 2.2 成岩过程中的水岩相互作用33-35
• 2.2.1 水岩相互作用的研究进展33-34
• 2.2.2 成岩过程中水岩作用的研究现状34-35
• 2.3 成岩作用的定量研究方法35-37
• 2.3.1 成岩作用数值模拟35-36
• 2.3.2 成岩过程中水岩作用数值模拟36-37
• 2.4 反应溶质运移理论及模拟程序37-51
• 2.4.1 化学反应38-41
• 2.4.2 反应溶质运移41-42
• 2.4.3 反应溶质运移模拟程序42-51
• 第3章 成岩作用中储层孔隙度的影响因素51-91
• 3.1 矿物非均质对储层孔隙度的影响52-71
• 3.1.1 不同碎屑矿物条件下CO_2-水-岩作用53-63
• 3.1.2 不同矿物含量条件下CO_2-水-岩作用63-66
• 3.1.3 矿物非均质条件下CO_2-水-岩作用66-71
• 3.2 有机酸对次生孔隙的影响71-89
• 3.2.1 实验目的72
• 3.2.2 设备和材料72-74
• 3.2.3 实验设置和过程74-76
• 3.2.4 实验结果分析76-86
• 3.2.5 实验对应的数值模拟86-89
• 3.3 本章小结89-91
• 第4章 成岩演化过程中的水岩化学作用及孔隙度演变91-121
• 4.1 研究区地质背景及成岩条件92-101
• 4.1.1 地质概况92-93
• 4.1.2 沉积演化及沉积相93-95
• 4.1.3 地层岩性和物性特征95-98
• 4.1.4 成岩作用及演化98-101
• 4.2 成岩过程中水岩化学作用的室内实验101-115
• 4.2.1 实验目的101
• 4.2.2 设备和材料101-104
• 4.2.3 实验设置和过程104-106
• 4.2.4 实验结果分析106-115
• 4.3 成岩过程中水岩化学作用的数值模拟115-118
• 4.3.1 实验对应的模型115-116
• 4.3.2 地质时间尺度的模型116-118
• 4.4 流体化学的主控因素分析118-119
• 4.5 本章小结119-121
• 第5章 CO_2参与下致密砂岩储层孔隙度的形成及分布121-155
• 5.1 研究区地质背景及成岩演化122-131
• 5.1.1 地质概况及地层划分122-124
• 5.1.2 储层岩性和物性特征124-126
• 5.1.3 成岩演化过程126-129
• 5.1.4 成岩与成藏的关系129-131
• 5.2 致密化形成条件的敏感性模拟131-141
• 5.2.1 概念模型131-132
• 5.2.2 初始条件设置132-135
• 5.2.3 模拟方案135-136
• 5.2.4 结果分析与讨论136-141
• 5.3 区域成岩作用及孔隙度分布141-154
• 5.3.1 概念模型145
• 5.3.2 初始非均质条件145-151
• 5.3.3 结果分析与讨论151-154
• 5.4 本章小结154-155
• 第6章 结论与建议155-158
• 6.1 结论155-157
• 6.2 建议157-158
• 参考文献158-176
• 作者简介、科研成果及所获奖励176-178
• 致谢178-179

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