一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法和裝置，涉及地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決測定砂巖儲層中自生碳酸鹽礦物形成溫度的難題，降低測定碳酸鹽礦物形成溫度的難度，進(jìn)而提高測定碳酸鹽礦物形成溫度的準(zhǔn)確性，為地質(zhì)勘探過程中砂巖儲層的研究奠定了基礎(chǔ)。該方法包括：獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18O的數(shù)值；獲取所述碳酸鹽礦物與水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素18O的數(shù)值；獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18O的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25℃相平衡的二氧化碳中的同位素18O的數(shù)值的差值；根據(jù)所述同位素18O的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。
【專利說明】
一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明實施例涉及地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油工業(yè)中，往往通過地質(zhì)勘探技術(shù)中的砂巖儲層成巖機(jī)理和砂巖儲層成巖特 征分析，得到砂巖儲層中自生礦物質(zhì)的成巖共生序列和砂巖儲層的埋藏演化過程中掩埋物 的物性演化過程，最終實現(xiàn)石油資源的勘探和開發(fā)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，通常分析砂巖儲層中自生碳酸鹽礦物的形成溫度及其在成巖共生序 列中的次序，來獲得砂巖儲層中自生礦物的成巖共生序列和砂巖儲層的埋藏演化過程中掩 埋物的物性演化過程，最終確定砂巖的成巖階段。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，如何獲得砂巖儲層 中自生碳酸鹽礦物的形成溫度一直都是一個亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例提供一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法和裝置，用于測定砂巖儲 層中自生碳酸鹽礦物的形成溫度。
[0005] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法，包括：
[0006] 獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值；
[0007] 獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值；
[0008] 獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與 水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值；
[0009] 根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而 根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。
[0010] 如上所述的方法，所述獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù) 值，包括：
[0011] 根據(jù)公式
：獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素 18〇的 數(shù)值，其中，<^為25°(：時通過磷酸法獲得的所述碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的平衡分餾系數(shù)， 8、為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，心為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳的同位 素18〇的數(shù)值。
[0012] 如上所述的方法，所述獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同 位素18〇的數(shù)值，包括：
[0013] 根據(jù)公式
1獲取與所述碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位 素18〇的數(shù)值，其中，s ' :為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，s ' 2為所述碳酸鹽礦物相平 衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，To2為所述碳酸鹽礦物采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度；
[0014] 根據(jù)公式
獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中 的同位素18〇的數(shù)值，其中，〇2為25°(：時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，5'2為所述碳酸鹽礦 物相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，S2為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳 中的同位素 18〇的數(shù)值。
[0015] 如上所述的方法，所述獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù) 值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值，包括：
[0016] 根據(jù)公式8 = 8^82獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與 所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值，其中，S為所述 碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的 二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值的差值，Si為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳的同位素180的 數(shù)值，S2為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值。
[0017] 如上所述的方法，所述根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀 時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度，包括：
[0018] 根據(jù)公式T'=16.9-4.28+0.13S2獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，其 中，T '為所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，S為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同 位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差 值；
[0019] 根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽礦物的形 成溫度，T '為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。
[0020] 如上所述的方法，所述根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀 時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度，包括：
[0021] 根據(jù)公式T ' = 16.9-4.38S+0.10S2獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，其 中，T '為所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，S為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同 位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差 值；
[0022]根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽礦物的形 成溫度，T '為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。
[0023] 第二方面，本發(fā)明實施例提供一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置，包括：
[0024] 第一獲取模塊，用于確定所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值； [0025]第二獲取模塊，用于確定所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位 素 18〇的數(shù)值；
[0026] 計算模塊，用于計算所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值與所述 碳酸鹽礦物與水在25 °C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值的差值；
[0027] 第三獲取模塊，用于根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀 時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。
[0028] 如上所示的裝置，所述第一獲取模塊具體用于：
[0029] 根據(jù)公式
獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的 數(shù)值，其中，<^為25°(：時通過磷酸法獲得的所述碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的平衡分餾系數(shù)， 8、為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，心為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳的同位 素18〇的數(shù)值。
[0030] 如上所示的裝置，所述第二獲取模塊具體用于：
[0031] 根據(jù)公式
1獲取與所述碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位 素18〇的數(shù)值，其中，S ' :為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，S ' 2為所述碳酸鹽礦物相平 衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，To2為所述碳酸鹽礦物采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度；
[0032] 根據(jù)公式
獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中 的同位素18〇的數(shù)值，其中，〇2為25°(：時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，5'2為所述碳酸鹽礦 物相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，S2為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳 中的同位素 18〇的數(shù)值。
[0033]如上所示的裝置，所述第三獲取模塊具體用于：
[0034]根據(jù)公式T ' = 16.9-4.2S+0.13S2獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，其 中，T '為所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，S為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同 位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差 值；
[0035]根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽礦物的形 成溫度，T '為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。
[0036] 本發(fā)明實施例提供的測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法，首先獲得碳酸鹽礦物釋放 的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位 素 18〇的數(shù)值的差值;進(jìn)而根據(jù)該同位素18〇的數(shù)值差值獲取碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫 度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì)溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，由于碳酸鹽礦物是在水介質(zhì) 中形成的，因此，碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度就是碳酸鹽礦物的形成溫度。碳酸鹽礦物 在沉淀的過程中，碳酸鹽礦物和水介質(zhì)間存在同位素 18〇交換，由于同位素16〇比同位素18〇 輕，因此，當(dāng)水介質(zhì)溫度升高時，同位素 16〇比同位素18〇更容易迀移，即碳酸鹽礦物與水在25 °(：相平衡時，同位素160首先進(jìn)入碳酸鹽礦物中，從而使得碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的 二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值降低，當(dāng)水介質(zhì)溫度降低時，上述過程相反。而水介質(zhì)溫度對 碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值的影響較小，所以根據(jù)碳酸鹽礦物的氧同 位素組成與溫度變化的關(guān)系，可以獲得碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì) 溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度，即本發(fā)明實施例提供了一種根據(jù)碳酸鹽礦物的氧同位素 組成與溫度變化的關(guān)系，解決了獲得碳酸鹽礦物形成溫度的難題，降低了測定碳酸鹽礦物 形成溫度的難度，提高了測定碳酸鹽礦物形成溫度的準(zhǔn)確性，為地質(zhì)勘探過程中砂巖儲層 的研究奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1為本發(fā)明提供的測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法的流程示意圖；
[0039]圖2為本發(fā)明提供的步驟200的流程示意圖；
[0040]圖3為本發(fā)明提供的步驟400的一種流程示意圖；
[0041 ]圖4為本發(fā)明提供的步驟400的另一種流程示意圖；
[0042] 圖5為本發(fā)明提供的測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044] 本發(fā)明實施例提供了一種根據(jù)碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系，解 決了獲得砂巖儲層中自生碳酸鹽礦物形成溫度的難題，降低了測定碳酸鹽礦物形成溫度的 難度，提高了測定碳酸鹽礦物形成溫度的準(zhǔn)確性，為地質(zhì)勘探過程中砂巖儲層的研究奠定 了基礎(chǔ)。下面，采用具體實施例，對本發(fā)明實施例所示的測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法和 裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0045] 圖1為本發(fā)明提供的測定砂巖儲層中自生碳酸鹽礦物形成溫度的方法的流程示意 圖，該方法的執(zhí)行主體為測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置，請參照圖1，該方法可以包括：
[0046] 步驟S100:獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值。
[0047] 具體的，在步驟S100的執(zhí)行過程中，首先獲取一定量的砂巖儲層中的自生碳酸鹽 礦物，進(jìn)而將該碳酸鹽礦物與磷酸在25°C下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并收集上述化學(xué)反應(yīng)過程中所 示釋放的二氧化碳，進(jìn)而獲得該二氧化碳中所包含的同位素 18〇的數(shù)值，即該目標(biāo)碳酸鹽礦 物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值。示例的，該目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的 同位素 18〇的數(shù)值可以通過如下公式(1)獲得：
(1)
[0049] 其中，公式（1)中aiS25°C時通過磷酸法獲得的所述碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的 平衡分餾系數(shù)，S ' :為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，心為所述碳酸鹽礦物釋放的二 氧化碳的同位素18〇的數(shù)值。
[0050] 示例的，25°C磷酸法獲得的碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的平衡分餾系數(shù)ai等于 1.01025，當(dāng)然此處僅是舉例說明，并不代表本發(fā)明實施例的碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的平 衡分餾系數(shù)W的數(shù)值局限于此。
[0051] 進(jìn)一步的，目標(biāo)碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值5、可以通過碳酸鹽礦物的25°C 磷酸法分餾方程獲得。示例的，以目標(biāo)碳酸鹽礦物為碳酸鈣為例，碳酸鈣的25°C磷酸法分餾 方程如下：
[0052] "cei} -?>' = 2.78 x 10('/7〇- -- 2.89 (2)
[0053] 其中，公式(2)中為碳酸鈣中的同位素180的數(shù)值，# 為現(xiàn)今海水中 的同位素18〇的數(shù)值，示例的，= 〇，為該碳酸鈣樣品采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度，可以 通過現(xiàn)今地表溫度加上遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度梯度與現(xiàn)今埋深的乘積獲取。
[0054]步驟S200:獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù) 值。
[0055] 具體的，參考圖2所示，步驟S200的執(zhí)行過程可以分為步驟S201和步驟S202執(zhí)行。
[0056] 步驟S201:根據(jù)公式
獲取與所述碳酸鹽礦物相平衡的水 介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，其中，8、為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，S'2為所述碳酸 鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，垃為所述碳酸鹽礦物采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫 度。
[0057] 步驟S202:根據(jù)公式
獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二 氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值，其中，〇2為25°(：時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，S' 2為所述 碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，S2為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的 二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值。
[0058] 示例的，下面以目標(biāo)碳酸鹽為碳酸鈣為例詳細(xì)的說明上述步驟S201和步驟S202。
[0059]首先用研缽將碳酸鈣樣品破碎成20目左右的粉末，然后將破碎后的碳酸鈣樣品粉 末在60°C下烘干12h，然后將烘干后的碳酸鈣樣品粉末在110°C焙烤3h;最后將烘干的碳酸 鈣樣品粉末200mg置于主反應(yīng)管內(nèi)，用塑料彎頭玻璃注射器將5ml~8ml的無水磷酸注入反 應(yīng)管支管;將該反應(yīng)管真空脫水1~2h，使真空度達(dá)到2xl(T 5T〇rr，將已抽好真空的反應(yīng)管置 入恒溫水浴槽(25 °C ± 0.1°C)中，恒溫20min后，將反應(yīng)管傾斜，使支管中磷酸流入主反應(yīng)管 與碳酸鈣樣品反應(yīng);恒溫反應(yīng)24h后，提取碳酸鈣釋放的二氧化碳，進(jìn)而獲得碳酸鈣與水在 25°C下相平衡所生成的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值，進(jìn)而可以通過以下公式獲?。?br>[0061] 其中，公式(3)中《~^貨為25°C時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，為碳 酸鈣相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值為碳酸鈣與水在25°C相平衡的二氧 化碳中的同位素 18〇的數(shù)值。
[0062] 進(jìn)一步的，25°C時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)的數(shù)值為1.04120。當(dāng)然 此處僅是舉例說明，并不代表本發(fā)明實施例的水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)^的數(shù)值局限 于此。
[0063] 步驟S300:獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值與所述碳酸 鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值。
[0064] 具體的，在步驟S100中獲取到目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù) 值心，在步驟S200中獲取到目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的 數(shù)值S2,進(jìn)而，在步驟S300中，根據(jù)公式8 = 8^82獲取目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的 同位素18〇的數(shù)值Si與目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值 S2的差值。
[0065]步驟S400:根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì) 溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。
[0066] 具體的，步驟S400可以分為步驟S401和步驟S402執(zhí)行，或者步驟400分為步驟S403 和步驟S404執(zhí)行。
[0067]步驟S401:根據(jù)公式!'' = 16.9-4.26+〇.1362獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì) 溫度，其中，T'為所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，S為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化 碳中的同位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25 °C相平衡的二氧化碳中的同位素180的 數(shù)值的差值。
[0068]步驟S402:根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽 礦物的形成溫度，T'為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。
[0069] 具體的，碳酸鹽礦物在沉淀的過程中，碳酸鹽礦物和水介質(zhì)間存在同位素 180交換， 由于同位素16〇比同位素18〇輕，因此，當(dāng)水介質(zhì)溫度升高時，同位素 16〇比同位素18〇更容易迀 移，即碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡時，同位素160首先進(jìn)入碳酸鹽礦物中，從而使得碳酸鹽 礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值降低，當(dāng)水介質(zhì)溫度降低時，上述 過程相反。而水介質(zhì)溫度對碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值的影響較小， 所以根據(jù)碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系，可以獲得碳酸鹽礦物沉淀時的水 介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì)溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度。因此，在步驟S300中獲取到目 標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值~與目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平 衡的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值S 2的差值S之后，將S的數(shù)值帶入目標(biāo)碳酸鹽礦物的氧同 位素組成與溫度變化的關(guān)系T ' = 16.9-4.2S+0.13S2，進(jìn)而獲得目標(biāo)碳酸鹽礦物形成時的 水介質(zhì)溫度。
[0070] 進(jìn)而，由于目標(biāo)碳酸鹽礦物是在水介質(zhì)中沉淀形成的，因此，目標(biāo)碳酸鹽礦物沉淀 形成時的水介質(zhì)溫度與目標(biāo)碳酸鹽礦物的形成溫度相同，即在步驟402中，根據(jù)公式T = T' 獲取到碳酸鹽礦物的形成溫度T。
[0071] 另一方面，步驟S403:根據(jù)公式T ' = 16.9-4.38S+0.10S2獲取所述碳酸鹽礦物形成 時的水介質(zhì)溫度，其中，T'為所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，S為所述碳酸鹽礦物釋 放的二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的 同位素18〇的數(shù)值的差值。
[0072]步驟S404:根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽 礦物的形成溫度，T'為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。
[0073]具體的，碳酸鹽礦物在沉淀的過程中，碳酸鹽礦物和水介質(zhì)間存在同位素 180交換， 由于同位素16〇比同位素18〇輕，因此，當(dāng)水介質(zhì)溫度升高時，同位素16〇比同位素 18〇更容易迀 移，即碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡時，同位素160首先進(jìn)入碳酸鹽礦物中，從而使得碳酸鹽 礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值降低，當(dāng)水介質(zhì)溫度降低時，上述 過程相反。而水介質(zhì)溫度對碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值的影響較小， 所以根據(jù)碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系，可以獲得碳酸鹽礦物沉淀時的水 介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì)溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度。因此，在步驟S300中獲取到目 標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值Si與目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平 衡的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值S2的差值S之后，在步驟S403中，將S的數(shù)值帶入目標(biāo)碳 酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系的修正后的公式T' =16.9-4.385+0.10S2中， 進(jìn)而獲得目標(biāo)碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度。
[0074] 進(jìn)而，由于目標(biāo)碳酸鹽礦物是在水介質(zhì)中沉淀形成的，因此，目標(biāo)碳酸鹽礦物沉淀 形成時的水介質(zhì)溫度與目標(biāo)碳酸鹽礦物的形成溫度相同，即在步驟404中，根據(jù)公式T = T' 獲取到碳酸鹽礦物的形成溫度T。
[0075] 本發(fā)明實施例提供的測定砂巖中自生碳酸鹽礦物形成溫度的方法，首先獲得碳酸 鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與碳酸鹽礦物與水在25 °C相平衡的二氧化碳 中的同位素18〇的數(shù)值的差值;進(jìn)而根據(jù)該同位素18〇的數(shù)值差值獲取碳酸鹽礦物沉淀時的 水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì)溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度。其中，由于碳酸鹽礦物是在 水介質(zhì)中沉淀形成的，因此，碳酸鹽礦物沉淀時的周圍水介質(zhì)溫度可以認(rèn)為是碳酸鹽礦物 的形成溫度。碳酸鹽礦物在沉淀的過程中，碳酸鹽礦物和水介質(zhì)間存在同位素 18〇交換，由于 同位素16〇比同位素18〇輕，因此，當(dāng)水介質(zhì)溫度升高時，同位素 16〇比同位素18〇更容易迀移，即 碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡時，同位素160首先進(jìn)入碳酸鹽礦物中，從而使得碳酸鹽礦物 與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值降低，當(dāng)水介質(zhì)溫度降低時，上述過程 相反。而水介質(zhì)溫度對碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值的影響較小，所以 根據(jù)碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系，可以獲得碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì) 溫度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì)溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度，即本發(fā)明實施例提供了一種根據(jù) 碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系，解決了獲得碳酸鹽礦物形成溫度的難題， 降低了測定碳酸鹽礦物形成溫度的難度，提高了測定碳酸鹽礦物形成溫度的準(zhǔn)確性，為地 質(zhì)勘探過程中砂巖儲層的研究奠定了基礎(chǔ)。
[0076] 基于上述測定砂巖儲層中自生碳酸鹽礦物形成溫度的方法，本發(fā)明實施例提供一 種測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置，用于執(zhí)行上述測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法。具體 的，參考圖5所示，該測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置包括：
[0077]第一獲取模塊501，用于確定所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180的數(shù) 值;第二獲取模塊502,用于確定所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位 素18〇的數(shù)值;計算模塊503，用于計算所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素 180的數(shù) 值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值的差值;第三獲取 模塊504,用于根據(jù)所述同位素 180的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度， 進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。
[0078]具體的，第一獲取模塊501根據(jù)公式
獲取目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的 二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值，其中，<^為25°(：時通過磷酸法獲得的目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放 二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，S ' :為目標(biāo)碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，心為目標(biāo)碳酸鹽礦 物釋放的二氧化碳的同位素18〇的數(shù)值。其中，25 °C磷酸法獲得的碳酸鹽礦物釋放二氧化碳 的平衡分餾系數(shù)^等于1.01025;目標(biāo)碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值5、可以通過碳酸鹽 礦物-水體系的磷酸法分餾方程獲得。目標(biāo)碳酸鹽礦物中的同位素 18〇的數(shù)值S ' ：的具體獲 取，在前面已經(jīng)詳細(xì)敘述，在此不再累述。
[0079] 具體的，第二獲取模塊502首先根據(jù)公式
獲取與目標(biāo)碳酸 鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，其中，S ' :為所述碳酸鹽礦物目標(biāo)碳酸鹽礦物中 的同位素18〇的數(shù)值，S'2為目標(biāo)碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素180的數(shù)值，拉為目標(biāo) 碳酸鹽礦物采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度;然后根據(jù)公式
獲取目標(biāo)碳酸鹽礦物 與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值，其中，a2為25°C時水與二氧化碳的平 衡分餾系數(shù)，S ' 2為目標(biāo)碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素180的數(shù)值，S2為目標(biāo)碳酸鹽礦 物與水在25 °C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值。
[0080] 具體的，計算模塊503將第一獲取模塊501獲取到目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳 中的同位素18〇的數(shù)值Si，以及第二獲取模塊502獲取到目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡 的二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值S2,帶入公式5 = 8^82獲取目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化 碳中的同位素18〇的數(shù)值~與目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180 的數(shù)值心的差值8。
[0081 ]具體的，第三獲取模塊504將計算模塊503獲得的目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳 中的同位素18〇的數(shù)值Si與目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的 數(shù)值S 2的差值S的數(shù)值帶入目標(biāo)碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系廠二"』-4.2S+0.13S2，獲得目標(biāo)碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度。由于目標(biāo)碳酸鹽礦物是在水介質(zhì) 中沉淀形成的，因此，目標(biāo)碳酸鹽礦物沉淀形成時的水介質(zhì)溫度與目標(biāo)碳酸鹽礦物的形成 溫度相同，即第三獲取模塊504,根據(jù)公式T = T'獲取到碳酸鹽礦物的形成溫度T。
[0082]或第三獲取模塊504將計算模塊503獲得的目標(biāo)碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的 同位素18〇的數(shù)值Si與目標(biāo)碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值 S2的差值S的數(shù)值帶入目標(biāo)碳酸鹽礦物的氧同位素組成與溫度變化的關(guān)系的修正后的公式 T ' = 16.9-4.38S+0.10S2，獲得目標(biāo)碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度。由于目標(biāo)碳酸鹽礦物 是在水介質(zhì)中沉淀形成的，因此，目標(biāo)碳酸鹽礦物沉淀形成時的水介質(zhì)溫度與目標(biāo)碳酸鹽 礦物的形成溫度相同，即第三獲取模塊504,根據(jù)公式T = T'獲取到碳酸鹽礦物的形成溫度 T〇
[0083]本發(fā)明實施例提供的測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置，首先計算模塊503獲得碳 酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與碳酸鹽礦物與水在25 °C相平衡的二氧化 碳中的同位素18〇的數(shù)值的差值;進(jìn)而第三獲取模塊根據(jù)該同位素18〇的數(shù)值差值獲取碳酸 鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)水介質(zhì)溫度得到碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，由于 碳酸鹽礦物是在水介質(zhì)中形成的，因此，碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度就是碳酸鹽礦物 的形成溫度。解決了獲得碳酸鹽礦物形成溫度的難題，降低了測定碳酸鹽礦物形成溫度的 難度，提高了測定碳酸鹽礦物形成溫度的準(zhǔn)確性，為地質(zhì)勘探過程中砂巖儲層的研究奠定 了基礎(chǔ)。
[0084]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通 過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程 序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟;而前述的存儲介質(zhì)包括:R〇M、RAM、磁碟或 者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0085]最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡 管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依 然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù) 方案的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種測定碳酸鹽礦物形成溫度的方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值； 獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°c相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值； 獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在 25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值的差值； 根據(jù)所述同位素18〇的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù) 所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中 的同位素18〇的數(shù)值，包括：-獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù) 值，其中，<^為25 °C時通過磷酸法獲得的所述碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，δ ' ： 為所述碳酸鹽礦物中的同位素18〇的數(shù)值，δι為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳的同位素180 的數(shù)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡 的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值，包括：1獲取與所述碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素 18〇 的數(shù)值，其中，S ' :為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，δ ' 2為所述碳酸鹽礦物相平衡的 水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，To為所述碳酸鹽礦物采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度；獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同 位素18〇的數(shù)值，其中，〇2為25 °C時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，δ ' 2為所述碳酸鹽礦物相 平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，S2為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的 同位素 18〇的數(shù)值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳 中的同位素18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù) 值的差值，包括： 根據(jù)公式獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與所述碳 酸鹽礦物與水在25 °C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值的差值，其中，δ為所述碳酸鹽 礦物釋放的二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25 °C相平衡的二氧化 碳中的同位素18〇的數(shù)值的差值，心為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳的同位素180的數(shù)值， 心為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所 述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成 溫度，包括： 根據(jù)公式T ' = 16.9-4.2δ+〇. 13δ2獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，其中，T '為 所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，δ為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180 的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值； 根據(jù)公式τ=τ'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽礦物的形成溫 度，Τ '為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述同位素180的數(shù)值的差值獲取所 述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成 溫度，包括： 根據(jù)公式Τ' = 16·9_4·38δ+〇.1〇δ2獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，其中，Τ'為 所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，δ為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素180 的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值； 根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，τ為所述碳酸鹽礦物的形成溫 度，Τ '為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。7. -種測定碳酸鹽礦物形成溫度的裝置，其特征在于，包括： 第一獲取模塊，用于確定所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值； 第二獲取模塊，用于確定所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180 的數(shù)值； 計算模塊，用于計算所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù)值與所述碳酸 鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素180的數(shù)值的差值； 第三獲取模塊，用于根據(jù)所述同位素18〇的數(shù)值的差值獲取所述碳酸鹽礦物沉淀時的水 介質(zhì)溫度，進(jìn)而根據(jù)所述水介質(zhì)溫度得到所述碳酸鹽礦物的形成溫度。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊具體用于：-獲取所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素18〇的數(shù) 值，其中，<^為25 °C時通過磷酸法獲得的所述碳酸鹽礦物釋放二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，δ ' ： 為所述碳酸鹽礦物中的同位素18〇的數(shù)值，δι為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳的同位素180 的數(shù)值。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊具體用于：獲取與所述碳酸鹽礦物相平衡的水介質(zhì)的同位素18〇 的數(shù)值，其中，S ' :為所述碳酸鹽礦物中的同位素180的數(shù)值，δ ' 2為所述碳酸鹽礦物相平衡的 水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，To2為所述碳酸鹽礦物采樣區(qū)域的遠(yuǎn)古地質(zhì)溫度；獲取所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同 位素18〇的數(shù)值，其中，〇2為25 °C時水與二氧化碳的平衡分餾系數(shù)，δ ' 2為所述碳酸鹽礦物相 平衡的水介質(zhì)的同位素18〇的數(shù)值，S2為所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的 同位素 18〇的數(shù)值。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述裝置，其特征在于，所述第三獲取模塊具體用于： 根據(jù)公式Τ'= 16.9-4.2δ+〇.13δ2獲取所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，其中，Τ' 為所述碳酸鹽礦物形成時的水介質(zhì)溫度，δ為所述碳酸鹽礦物釋放的二氧化碳中的同位素 18〇的數(shù)值與所述碳酸鹽礦物與水在25°C相平衡的二氧化碳中的同位素 180的數(shù)值的差值； 根據(jù)公式T = T'確定所述碳酸鹽礦物的形成溫度，其中，T為所述碳酸鹽礦物的形成溫 度，τ '為所述碳酸鹽礦物沉淀時的水介質(zhì)溫度。
【文檔編號】G06F19/00GK105930658SQ201610250604
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】李福來, 李文帥
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)