CN106596375A - 一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，包括以下步骤：S1：确定储层的成岩演化序列并对物性演化阶段进行划分；S2：定量计算各成岩阶段面孔率的变化量；S3：建立面孔率‑孔隙度转化关系式，计算各个成岩阶段孔隙度的变化量；S4：计算各个成岩阶段的压实减孔量；S5：建立孔隙度演化曲线，完成孔隙度的恢复过程。本发明能够定量求取不同成岩作用类型在不同时期造成的储层孔隙度变化值，采用“反演回剥法”恢复储层在地质历史过程中各主要成岩阶段的孔隙度；然后，借助于储层现今的孔隙结构，在成岩作用演化序列约束下，充分考虑不同成岩事件造成的储层孔隙度的贡献量，依次恢复地质历史时期各主要成岩阶段储层的孔隙结构。
Description
技术领域
本发明涉及孔隙度反演技术领域，尤其涉及一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法。
背景技术
随着埋深的逐渐增大，储层经历了压实压溶、胶结交代、溶蚀等各种复杂的成岩作用，形成了现今的孔隙结构特征，但如果想要明确具体地各个地质历史时期的储层孔隙特征和物性定量表征，就需要对储层各个时期的孔隙面貌进行恢复。
因此，我们提出了一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法用于对储层各个时期的孔隙面貌进行恢复。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法。
本发明提出的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，包括以下步骤：
S1：确定储层的成岩演化序列并对物性演化阶段进行划分；
S2：定量计算各成岩阶段面孔率的变化量；
S3：建立面孔率-孔隙度转化关系式，计算各个成岩阶段孔隙度的变化量；
S4：计算各个成岩阶段的压实减孔量；
S5：建立孔隙度演化曲线，完成孔隙度的恢复过程。
优选地，所述S1中，根据岩石薄片中自生矿物的充填顺序、交代关系和包裹体特征，确定储层的成岩共生序列，并结合研究区的埋藏演化史对储层进行成岩演化阶段的划分，并对各个阶段的成岩序列进行详细分析。
优选地，所述S2中，通过对岩石铸体薄片的分析鉴定，选取镜下有典型现象的视域拍摄照片，通过照片拼接和计算机图像处理技术，得到样品选定视域下的孔隙结构状态；根据样品所经历的成岩作用演化阶段，采用反演回剥法和人-机交互的图像分析技术，从现今孔隙状态开始对各个成岩阶段进行依次回剥，得到各种成岩事件发生时的孔隙状态，最终确定各成岩阶段造成的面孔率的变化量。
优选地，所述反演回剥法是以岩石铸体薄片为对象，统计镜下观察到的各种自生矿物和储集空间的面孔率，然后分别计算它们在储集层孔隙演化过程中的变化量的方法。
优选地，所述S3中，采用偏光显微镜和计算机图像分析技术，统计各岩石铸体薄片中相对应的面孔率，最终得到岩石样品面孔率和相应的孔隙度数据；将相对应的面孔率与孔隙度数据做散点交会图，并进行曲线拟合，最终确立面孔率与孔隙度的函数关系式；将从铸体薄片中得到的面孔率转化为孔隙度，从而得出各个成岩阶段孔隙度的变化量。
优选地，所述S4中，将压实作用的总减孔量根据实际情况合理的分配到各期成岩作用中，然后利用储层原始孔隙度和晚期压实减孔的经验来确定早期压实减孔量，其中，计算储层的原始孔隙度的经验公式为Φ原始＝20.91+22.90/So；So为Trask分选系数，So＝P25/P75，P25和P75分别为粒度累积曲线25％和75％处的粒度值；早期压实减孔量的计算公式为Φ早期压实＝Φ原始－Φ胶结－Φ晚期压实－Φ构造挤压﹢Φ溶蚀－Φ现今；其中，Φ原始为储层原始孔隙度，Φ胶结为储层胶结物含量，Φ晚期压实为储层晚期压实减孔量，Φ构造挤压为储层构造压实减孔量，Φ溶蚀为储层溶蚀孔的含量，Φ现今储层现今有效孔隙度。
优选地，所述S5中，确定各成岩阶段开始时的孔隙度以及各阶段孔隙度的变化量，结合研究区的埋藏演化史信息，建立其孔隙度的演化曲线，完成对孔隙度的恢复。
本发明中，所述一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法以“储层成岩作用演化序列-储层孔隙结构”约束下的地质历史时期储层物性恢复方法为指导，以岩石铸体薄片现今的孔隙结构特征为基础，结合储层的埋藏演化史、整个地质历史时期的成岩作用演化序列以及单因素对储层物性的影响，充分利用人工绘制与计算机图像分析技术，定量求取不同成岩作用类型在不同时期造成的储层孔隙度变化值，采用“反演回剥法”恢复储层在地质历史过程中各主要成岩阶段的孔隙度；然后，借助于储层现今的孔隙结构，在成岩作用演化序列约束下，充分考虑不同成岩事件造成的储层孔隙度的贡献量，依次恢复地质历史时期各主要成岩阶段储层的孔隙结构。
附图说明
图1为本发明提出的大23井2798.4m(T2)样品显微镜下孔隙状态图；
图2为本发明提出的大23井2798.4m(T2)样品各个成岩阶段的孔隙状态图；
图3为本发明提出的面孔率与孔隙度之间的函数关系图；
图4为本发明提出的大23井2798.4m(T2)样品地质历史时期孔隙度演化曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参考图1-4，本实施例提出了一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，包括以下步骤：
S1：确定储层的成岩演化序列并对物性演化阶段进行划分；
S2：定量计算各成岩阶段面孔率的变化量；
S3：建立面孔率-孔隙度转化关系式，计算各个成岩阶段孔隙度的变化量；
S4：计算各个成岩阶段的压实减孔量；
S5：建立孔隙度演化曲线，完成孔隙度的恢复过程。
本实施例中，S1中，根据岩石薄片中自生矿物的充填顺序、交代关系和包裹体特征，确定储层的成岩共生序列，并结合研究区的埋藏演化史对储层进行成岩演化阶段的划分，并对各个阶段的成岩序列进行详细分析，S2中，通过对岩石铸体薄片的分析鉴定，选取镜下有典型现象的视域拍摄照片，通过照片拼接和计算机图像处理技术，得到样品选定视域下的孔隙结构状态；根据样品所经历的成岩作用演化阶段，采用反演回剥法和人-机交互的图像分析技术，从现今孔隙状态开始对各个成岩阶段进行依次回剥，得到各种成岩事件发生时的孔隙状态，最终确定各成岩阶段造成的面孔率的变化量，反演回剥法是以岩石铸体薄片为对象，统计镜下观察到的各种自生矿物和储集空间的面孔率，然后分别计算它们在储集层孔隙演化过程中的变化量的方法，S3中，采用偏光显微镜和计算机图像分析技术，统计各岩石铸体薄片中相对应的面孔率，最终得到岩石样品面孔率和相应的孔隙度数据；将相对应的面孔率与孔隙度数据做散点交会图，并进行曲线拟合，最终确立面孔率与孔隙度的函数关系式；将从铸体薄片中得到的面孔率转化为孔隙度，从而得出各个成岩阶段孔隙度的变化量，S4中，将压实作用的总减孔量根据实际情况合理的分配到各期成岩作用中，然后利用储层原始孔隙度和晚期压实减孔的经验来确定早期压实减孔量，其中，计算储层的原始孔隙度的经验公式为Φ原始＝20.91+22.90/So；So为Trask分选系数，So＝P25/P75，P25和P75分别为粒度累积曲线25％和75％处的粒度值；早期压实减孔量的计算公式为Φ早期压实＝Φ原始－Φ胶结－Φ晚期压实－Φ构造挤压﹢Φ溶蚀－Φ现今；其中，Φ原始为储层原始孔隙度，Φ胶结为储层胶结物含量，Φ晚期压实为储层晚期压实减孔量，Φ构造挤压为储层构造压实减孔量，Φ溶蚀为储层溶蚀孔的含量，Φ现今储层现今有效孔隙度，S5中，确定各成岩阶段开始时的孔隙度以及各阶段孔隙度的变化量，结合研究区的埋藏演化史信息，建立其孔隙度的演化曲线，完成对孔隙度的恢复，一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法以“储层成岩作用演化序列-储层孔隙结构”约束下的地质历史时期储层物性恢复方法为指导，以岩石铸体薄片现今的孔隙结构特征为基础，结合储层的埋藏演化史、整个地质历史时期的成岩作用演化序列以及单因素对储层物性的影响，充分利用人工绘制与计算机图像分析技术，定量求取不同成岩作用类型在不同时期造成的储层孔隙度变化值，采用“反演回剥法”恢复储层在地质历史过程中各主要成岩阶段的孔隙度；然后，借助于储层现今的孔隙结构，在成岩作用演化序列约束下，充分考虑不同成岩事件造成的储层孔隙度的贡献量，依次恢复地质历史时期各主要成岩阶段储层的孔隙结构。
本实施例中，以大23井2798.4m(T2)样品为例进行详细阐述：
(1)首先，确定储层的成岩演化序列并对物性演化阶段进行划分：前面已经根据岩石薄片中的成岩现象，以及扫描电镜、阴极发光、流体包裹体等分析资料，并结合研究区的埋藏演化史对储层进行了成岩演化阶段的划分，整体划分为了四个阶段：Ⅰ-快速压实阶段、Ⅱ-酸碱交替阶段、Ⅲ-致密化阶段和Ⅳ-致密后四个阶段，并对各个阶段的成岩序列进行了详细分析；
(2)定量计算各成岩阶段的面孔率的变化量：通过对岩石铸体薄片的分析鉴定，选取镜下有典型现象的视域拍摄照片，通过照片拼接和计算机图像处理技术，得到样品选定视域下的孔隙结构状态；
根据样品所经历的成岩作用演化阶段(早期压实、早期胶结减孔→酸碱交替溶蚀作用和胶结作用→晚期胶结、压实减孔等)，由于压实作用伴随整个地质历史过程，所以在不考虑压实作用的情况下，采用“反演回剥法”和人-机交互的图像分析技术，从现今孔隙状态开始对各个成岩阶段进行依次回剥，得到各种成岩事件发生时的孔隙状态，最终确定各成岩阶段(胶结、溶解作用)造成的面孔率的变化量。
大23井2798.4m(T2)样品现今胶结物和溶蚀孔的面孔率为：
大23井2798.4m(T2)样品各成岩阶段结束时的面孔率为：
(3)建立面孔率-孔隙度转化关系式，计算各个成岩阶段孔隙度的变化量：“反演回剥”是以岩石铸体薄片为对象，统计镜下观察到的各种自生矿物及储集空间的面孔率，分别计算它们在储集层孔隙演化过程中的变化量，我们知道面孔率并不完全等同于孔隙度，其空间概念不同，孔隙度是三维概念，而利用铸体薄片统计的面孔率是二维概念，因此要想精确恢复储层孔隙度的演化过程，就需要根据研究区实测孔隙度与对应实测面孔率数据，建立面孔率-孔隙度转化关系式，将从铸体薄片中得到的面孔率转化为孔隙度，从而得出各个成岩阶段孔隙度的变化量。
本次研究过程中，针对研究区50余块样品进行了孔隙度测试，并采用偏光显微镜及计算机图像分析技术，统计各岩石铸体薄片中相对应的面孔率，将相对应的面孔率与孔隙度数据做散点交会图，并进行曲线拟合，最终确立面孔率(S面孔率)与孔隙度(Φ)的函数关系式，即：Φ＝0.9223×S面孔率+0.4969，R2＝0.8528，根据此关系式即可得出各成岩阶段的孔隙度变化量，大23井2798.4m(T2)样品各成岩阶段孔隙度的变化量：
(4)计算各个成岩阶段的压实减孔量：大牛地气田致密砂岩储层经历了复杂的埋藏演化过程，但研究区没有强烈的构造挤压运动，所以压实作用阶段可大致分为早期快速压实阶段和晚期再埋藏压实阶段，由埋深(压实)单因素的分析，仅可得出整个成岩过程中压实作用损失的总孔隙度，但压实(埋深)作用贯穿整个成岩作用始终，想要恢复各期成岩作用开始前的孔隙度，需要将压实作用的总减孔量根据实际情况合理的分配到各期成岩作用中，因此可利用不同沉积环境中的纯压实条件下孔隙度演化曲线对研究区储层反演回剥孔隙度的压实作用进行校正；
但也可以根据储层原始孔隙度和晚期压实减孔的经验来确定早期压实减孔量：
①储层原始孔隙度
根据Beard等提出的经验公式计算储层的原始孔隙度：Φ原始＝20.91+22.90/So；其中，So为Trask分选系数，So＝P25/P75，P25和P75分别为粒度累积曲线25％和75％处的粒度值(单位：mm)。由碎屑颗粒的粒度累积曲线求得，大23井2798.4m样品的分选系数为2.05，由公式(2)计算得出其原始孔隙度为32.08％；
②晚期压实减孔
根据储层埋藏演化史可知，大牛地气田目的层段致密砂岩储层早期最大埋深均超过2000m，现今埋藏深度也均已超过2500m，由于早期的埋藏压实作用，储层在再埋藏阶段埋藏深度未超过早期最大埋深之前，一般不会发生垂向压实作用，即再埋藏阶段，压实作用主要发生在埋藏深度超过早期最大埋深(约2000m)之后，根据前人的经验一般认为，储层在埋深超过2000m之后，由于之前的压实胶结，压实减孔率减小，400m～500m减孔约1％，以此压实减孔率为基础，结合储层早期压实、胶结和正常压实校正，即可得到晚期压实减孔量；
③早期压实减孔量
在综合上述研究的基础上，通过如下公式计算早期压实减孔量：Φ早期压实＝Φ原始－Φ胶结－Φ晚期压实－Φ构造挤压﹢Φ溶蚀－Φ现今，其中，Φ原始为储层原始孔隙度，Φ胶结为储层胶结物含量，Φ晚期压实为储层晚期压实减孔量，Φ构造挤压为储层构造压实减孔量，Φ溶蚀为储层溶蚀孔的含量，Φ现今储层现今有效孔隙度。研究区构造运动不发育，因此可近似认为Φ构造挤压≈0。
(5)建立孔隙度演化曲线，完成孔隙度的恢复过程：根据以上研究分析，可以确定各成岩阶段开始时的孔隙度以及各阶段孔隙度的变化量，结合研究区的埋藏演化史信息，建立其孔隙演化史和孔隙度的演化曲线，完成对孔隙度的恢复。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定储层的成岩演化序列并对物性演化阶段进行划分；
S2：定量计算各成岩阶段面孔率的变化量；
S3：建立面孔率-孔隙度转化关系式，计算各个成岩阶段孔隙度的变化量；
S4：计算各个成岩阶段的压实减孔量；
S5：建立孔隙度演化曲线，完成孔隙度的恢复过程。
2.根据权利要求1所述的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，所述S1中，根据岩石薄片中自生矿物的充填顺序、交代关系和包裹体特征，确定储层的成岩共生序列，并结合研究区的埋藏演化史对储层进行成岩演化阶段的划分，并对各个阶段的成岩序列进行详细分析。
3.根据权利要求1所述的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，所述S2中，通过对岩石铸体薄片的分析鉴定，选取镜下有典型现象的视域拍摄照片，通过照片拼接和计算机图像处理技术，得到样品选定视域下的孔隙结构状态；根据样品所经历的成岩作用演化阶段，采用反演回剥法和人-机交互的图像分析技术，从现今孔隙状态开始对各个成岩阶段进行依次回剥，得到各种成岩事件发生时的孔隙状态，最终确定各成岩阶段造成的面孔率的变化量。
4.根据权利要求3所述的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，所述反演回剥法是以岩石铸体薄片为对象，统计镜下观察到的各种自生矿物和储集空间的面孔率，然后分别计算它们在储集层孔隙演化过程中的变化量的方法。
5.根据权利要求1所述的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，所述S3中，采用偏光显微镜和计算机图像分析技术，统计各岩石铸体薄片中相对应的面孔率，最终得到岩石样品面孔率和相应的孔隙度数据；将相对应的面孔率与孔隙度数据做散点交会图，并进行曲线拟合，最终确立面孔率与孔隙度的函数关系式；将从铸体薄片中得到的面孔率转化为孔隙度，从而得出各个成岩阶段孔隙度的变化量。
6.根据权利要求1所述的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，所述S4中，将压实作用的总减孔量根据实际情况合理的分配到各期成岩作用中，然后利用储层原始孔隙度和晚期压实减孔的经验来确定早期压实减孔量，其中，计算储层的原始孔隙度的经验公式为Φ原始＝20.91+22.90/So；So为Trask分选系数，So＝P25/P75，P25和P75分别为粒度累积曲线25％和75％处的粒度值；早期压实减孔量的计算公式为Φ早期压实＝Φ原始－Φ胶结－Φ晚期压实－Φ构造挤压﹢Φ溶蚀－Φ现今；其中，Φ原始为储层原始孔隙度，Φ胶结为储层胶结物含量，Φ晚期压实为储层晚期压实减孔量，Φ构造挤压为储层构造压实减孔量，Φ溶蚀为储层溶蚀孔的含量，Φ现今储层现今有效孔隙度。
7.根据权利要求1所述的一种地质历史时期储层孔隙度恢复的方法，其特征在于，所述S5中，确定各成岩阶段开始时的孔隙度以及各阶段孔隙度的变化量，结合研究区的埋藏演化史信息，建立其孔隙度的演化曲线，完成对孔隙度的恢复。
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