前陸盆地砂巖儲層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種前陸盆地砂巖儲層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法，屬于石油開采技術領域。
【背景技術】
[0002]前陸盆地是石油和天然氣富集的一個重要場所。目前國內外對前陸盆地砂巖儲層的成巖過程與孔隙演化過程的評價技術較多，如對四川盆地川西龍門山前三疊系須家河低孔低滲砂巖儲層，準噶爾盆地西北緣二疊系、三疊系中低孔、中低滲砂巖儲層，柴達木盆地西北緣古近系-新近系低孔低滲砂巖儲層等，前人都展開過大量研究。但這幾個前陸盆地中的砂巖儲層的沉積和埋藏過程都比較簡單，孔隙相對發(fā)育，物性也相對較好，具體表現在:(1) 一般都是砂巖在沉積時盆地就處于前陸構造背景，沉積之后達到一定埋深，然后逐漸抬升，后來再沒有經歷再埋藏，再抬升過程；(2)在其抬升前的最大埋深一般小于4000m;
[3]砂巖的孔隙較大，一般為10-30微米，孔隙度和滲透率都較大，孔隙度大部分在6-12%，滲透率在I X 10 3-50 X 10 3 μ m2。目前針對上述這幾個前陸盆地砂巖儲層的成巖過程與孔隙演化的研究常常采用常規(guī)思路與方法就可以解決。大多數研究者的做法是首先分析砂巖的巖石學特征，比如巖石顆粒和填隙物的成份與結構等，然后分析這種砂巖在埋藏過程中曾經發(fā)生過的成巖作用類型及特征，然后再分析各種成巖作用的先后順序以及每一種成巖作用對孔隙的損失量與增加量就可以解決其成巖過程與孔隙演化，采用常規(guī)偏光顯微鏡、孔隙鑄體、陰極發(fā)光、X衍射及掃描電鏡等技術手段就可以解決這類問題。
[0003]具體而言，常規(guī)的前陸盆地砂巖成巖作用研究一般是利用普通透射光偏光顯微鏡簡單分析砂巖的成巖作用類型、各種成巖作用的特征，然后根據這些特征分析各種成巖現象的先后順序。具體可以是:(I)進行砂巖的埋藏史研究，繪制砂巖儲層在地質歷史時期的埋藏曲線，分析砂巖儲層的埋藏、抬升過程；(2)利用常規(guī)顯微鏡進行薄片鑒定分析砂巖的碎肩與雜基、膠結物的成份、含量及巖石結構特征，確定砂巖巖石類型；(3)偏光鏡下觀察砂巖的顆粒接觸關系、粒間體積大小、塑性巖肩變形情況確定壓實特征，觀察膠結類型、膠結程度、膠結物產狀研究膠結作用，估計溶蝕對象、溶蝕面孔率確定溶蝕特征；(4)依據鏡下巖石礦物結構關系確定成巖序次，并將成巖作用按照鏡下確定出的成巖序次放入埋藏史圖，得出砂巖在埋藏不同時期不同深度時發(fā)生的成巖作用；(5)鑄體薄片下觀察不同時期各成巖作用下孔隙發(fā)育情況，通過面孔率的估算，分析孔隙演化過程。
[0004]然而，常規(guī)的前陸盆地砂巖成巖作用的研究存在很多缺點。首先是普通顯微及普通的孔隙鑄體及掃描技術難以觀察捕捉到一些微弱的成巖現象，常常會遺漏有些成巖作用，如常忽略顆粒邊緣與普遍發(fā)育的粒間方解石膠結物之間微弱的石英、長石加大，或者忽略粒間微孔中少量的殘余碳酸鹽膠結物，從而不能得到砂巖完整的成巖作用概貌；其次是普通顯微及普通鑄體難以區(qū)分不同期次的成巖作用，如不同期次的方解石在普通顯微或染色薄片下表現出相同的特征，因而不能區(qū)分不同期次形成的方解石，或者不能區(qū)分埋藏壓實與構造壓實過程，而籠統(tǒng)定為壓實，因此，使用上述技術，常缺乏將不同的成巖作用分配到不同的埋藏過程，或將同一種成巖作用分配于不同的埋藏階段。
[0005]此外，現有技術對砂巖中的孔隙研究都是采用真空條件下將紅色或藍色環(huán)氧樹脂或液態(tài)膠注入砂巖孔隙中，在一定的溫度和壓力下使樹脂或液態(tài)膠固結，然后磨制成巖石薄片，進而在偏光顯微鏡下識別孔隙成因類型，并通過點計法統(tǒng)計面孔率，最后，結合前面成巖特征與成巖過程確定孔隙演化過程。
[0006]然而，常規(guī)鑄體薄片主要針對微米級及以上孔隙進行研究，而對于孔隙非常小、孔滲極低的致密砂巖，孔隙直徑普遍在幾微米至幾納米級，彩色環(huán)氧樹脂注入納米級孔隙后，由于其量極少，即使是在高倍顯微鏡也難以識別出孔隙。
[0007]因此，研發(fā)出一種新的前陸盆地砂巖儲層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法，仍是本領域亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內容】

[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種前陸盆地砂巖儲層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法。本發(fā)明的方法能夠對前陸盆地超深層致密砂巖儲層的成巖過程與孔隙演化過程進行有效分析。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種前陸盆地砂巖儲層成巖過程與孔隙演化過程的確定方法，其包括以下步驟:
[0010]步驟一:確定儲層成因及巖石學特征
[0011](I)獲取砂巖巖石分析樣品，包括砂巖巖芯、砂巖碎肩、陰極發(fā)光片、激光共聚焦樣品、微區(qū)礦物定量分析樣品(這些巖石分析樣品的制作方法均是本領域常規(guī)的，例如可以參考:中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《SY/T 5913-2004巖石制片方法》；應鳳祥，楊式升，張敏，等.激光掃描共聚焦顯微鏡研究儲層孔隙結構[J].沉積學報，2002，40 (I):75-79)以及熒光鑄體薄片中的一種或幾種；
[0012](2)根據對砂巖巖芯的觀察依據相標志等進行微相分析(其中，對砂巖巖芯的觀察方法可以參考中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《SY/T 5336-1996巖心常規(guī)分析方法》，依據相標志進行微相分析是本領域的常規(guī)相分析方法，其具體內容在本文中不再贅述)；
[0013](3)利用陰極發(fā)光顯微鏡和/或微區(qū)礦物定量分析(QEMScan)分別觀察和統(tǒng)計陰極發(fā)光片和/或微區(qū)礦物定量分析樣品的成分、大小，以及確定雜基和所有膠結物的含量(可以面孔率表示含量)、和/或它們的類型，以確定巖石類型及結構特征；
[0014](4)利用陰極發(fā)光顯微鏡隨機選取大量砂巖碎肩進行碎肩顆粒粒度測定，計算砂巖分選系數及砂巖初始孔隙度Φ<:(計算砂巖分選系數及砂巖初始孔隙度的方法可以參見:Scherer M.Parameters influencing porosity in sandstones:A model forsandstone porosity predict1n[J].AAPG Bulletin，1987，71(5):485-491 ;Beard D C，Weyl P K.1nfluence of texture on porosity and permeability of unconsolidatedsand[J].AAPG Bulletin，1973，57(2)349-369)；
[0015](5)利用熒光顯微鏡觀察熒光鑄體薄片中粒間孔隙所占面孔率)，即為粒間孔隙度;
[0016]步驟二:確定埋藏過程及構造抬升與沉降時期
[0017]利用構造演化平衡剖面(該構造演化平衡剖面可以參考:漆家福，楊橋，王子煜，等.關于編制盆地構造演化剖面的幾個問題的討論[J].地質論評，2001，47(4):388—392 ;Ell1tt D， The construct1n of balanced cross sect1ns.J.Struct.Geol.1983，5(1):101)劃分儲層埋藏階段，并確定地層垂向厚度變化與橫向縮短，以及確定構造抬升與沉降時期及構造擠壓期，也就是確定垂向上地層缺失與沉積特征和橫向上地層縮短對應的時期；
[0018]步驟三:確定儲層成巖作用類型、特征及強度，恢復成巖過程
[0019](I)利用陰極發(fā)光顯微鏡和/或微區(qū)礦物定量分析(QEMScan)分別觀察步驟一
(I)中的陰極發(fā)光片和/或微區(qū)礦物定量分析樣品的壓實特征，結合步驟二中的構造演化及埋藏過程，區(qū)分埋藏壓實與構造壓實，確定埋藏壓實與構造壓實發(fā)生時期，并對應構造擠壓期，其中埋藏壓實主要發(fā)生于長期緩慢埋藏時期，構造壓實發(fā)生于深埋藏構造強擠壓階段;
[0020]計算上述進行壓實特征觀察的砂巖樣品的壓實損失孔隙度)，壓實損失孔隙度)=初始孔隙度Φ<:(即為步驟一(4)中確定的砂巖初始孔隙度Φ。)(% ) 一壓實