CN112528226B - 一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法。该方法包括：获取工区代表性岩样；明确其中碳酸盐胶结物期次，对各期次碳酸盐胶结物进行同位素测年及团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物绝对年龄和形成温度；获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物绝对年龄和形成温度，结合工区古地温模型，对埋藏史模型进行校正获取矫正后埋藏史模型，在此基础上结合各期次碳酸盐胶结物绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度；基于岩样统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的孔隙演化史。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气地质勘探中碳酸盐岩油气储层评价方法技术领域，特别涉及一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法。
背景技术
深层碳酸盐岩已成为中国油气勘探非常重要的接替领域，但由于深层高温高压等复杂的地质条件，叠加深层碳酸盐岩的高化学活动性，导致深层碳酸盐岩随深度变化孔隙演化过程认识不清，储层分布规律认识不清，深层碳酸盐岩储层评价已成为深层油气勘探的瓶颈之一。因此，需要开展深层碳酸盐岩孔隙演化史恢复，为深层碳酸盐岩储层评价提供依据。
碳酸盐岩储层的孔隙演化主要受溶蚀和胶结作用控制，前人在碳酸盐岩成岩-孔隙演化方面做了大量的研究工作，但主要是基于显微镜下成岩作用(主要是溶蚀作用和胶结作用)和成岩序列研究，定性地建立成岩-孔隙演化史。由于没有U-Pb同位素绝对年龄数据和团簇同位素(Δ47)温度数据的相互佐证，无法保证埋藏史模型的可靠性，无法确定胶结和溶解作用发生的埋藏深度，难以实现碳酸盐岩随埋藏深度变化孔隙演化过程的重建。况且并不是所有的胶结物、溶蚀孔洞之间都存在明确的相互交割关系，有时胶结、溶蚀作用期次和成岩序列都难以建立，即使是定性的成岩-孔隙演化史也存在很大的不确定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决深层碳酸盐岩储层孔隙演化史恢复的方法，该方法实现了深层碳酸盐岩随埋藏深度变化孔隙定量演化史重建，为深层碳酸盐岩储层评价提供依据。
为了实现上述目的，本发明提供了一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法，其中，该方法包括：
获取工区代表性岩样，所述工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
明确岩样中碳酸盐胶结物的期次，对各期次的碳酸盐胶结物进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐胶结物进行团簇同位素(例如Δ47温度)测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型；
基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度；
基于工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比(对应胶结作用减孔效应)和各期次溶蚀增孔量(对应每期溶解作用的增孔效应)；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史(即成岩孔隙度随埋深变化的曲线)。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，具备孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠成岩序列和适用于测年、测温；优选地，所述工区代表性岩样的碳酸盐胶结物胶结特征和相互交割关系清晰。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述明确岩样中相互交割的碳酸盐胶结物的期次时，使用由工区代表性岩样制成的样品薄片A进行。更优选地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述进行同位素测年时，使用由工区代表性岩样制成的样品薄片B进行。更优选地，所述样品薄片B的厚度为80-100μm。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述进行团簇同位素测试时，使用各期次碳酸盐胶结物的粉末样进行。
在一具体实施方式中，上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法包括：
获取工区代表性岩样，所述工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
针对获取的工区各代表性岩样，分别制备各代表性岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该代表性岩样的样品薄片A、样品薄片B并保留平行样残余部分；
对样品薄片A进行碳酸盐胶结物观察，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次；
在对应的样品薄片B中，圈定与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；
在对应的平行样残余部分中，获取与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物的粉末样，进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型；
基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物埋藏深度；
基于各工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的孔隙演化史；
优选地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm；
优选地，所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
优选地，所述样品薄片B的厚度为80-100μm；
优选地，所述样品薄片B的直径为1.5-2.5cm；
优选地，所述分别制备各代表性岩样对应的至少2个平行样通过下述方式进行：将各代表性岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样；
优选地，样品薄片A与样品薄片B镜像相似度不低于90％；确保用于测年和用于测温的碳酸盐胶结物期次的一致性，年龄数据和温度数据的一一对应性。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述明确岩样中碳酸盐胶结物的期次包括：
根据碳酸盐胶结物相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，由此确定具备相互交割关系的碳酸盐胶结物的期次；
没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述同位素测年使用激光原位U-Pb同位素测年方式进行。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述粉末样的质量为不少于10mg。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，所述粉末样可以使用微钻获取。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，获取工区埋藏史模型按照本领域常规技术手段获取即可，例如，根据区域地质背景、钻井和地震资料，建立工区古地温模型和埋藏史模型。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正包括：
将各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度根据古地温模型计算各期次碳酸盐胶结物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史模型是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度位于第二埋藏深度，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物埋藏深度可以通过如下方式实现：基于各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到校正后埋藏史模型获取各期次碳酸盐胶结物埋藏深度。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率以及各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定表生期的初始孔隙度，现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和即为表生期的初始孔隙度。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的初始孔隙度求平均值作为表生期的初始孔隙度。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定每一期胶结减孔量。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的每一期胶结减孔量求平均值作为该期次的胶结减孔量。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度确定每一期胶结减孔对应的埋藏深度，各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度被视为孔隙充填时的埋藏深度即为该期胶结减孔对应的埋藏深度。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定每一期胶结减孔后的孔隙度，每一期胶结减孔后的孔隙度等于现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和减去该期次及以前期次碳酸盐胶结物的总面积百分比。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的胶结减孔后的孔隙度求平均值作为该期次的胶结减孔后的孔隙度。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔量。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的每一期溶蚀增孔量求平均值作为该期次的溶蚀增孔量。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度确定每一期溶蚀增孔对应的深度，每一期溶蚀增孔对应的深度在被溶蚀碳酸盐胶结物的埋藏深度和下一期碳酸盐胶结物埋藏深度之间。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比以及各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔后的孔隙度，每一期胶结减孔后的孔隙度＝现存孔隙面孔率+各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和-该期次及以前期次碳酸盐胶结物的总面积百分比+该期次及以前期次的溶蚀增孔量。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的溶蚀增孔后的孔隙度求平均值作为该期次的溶蚀增孔后的孔隙度。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，所述基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率确定最终的孔隙度。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的现存孔隙面孔率求平均值作为最终的孔隙度。
在一具体实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：
确定所述曲线第一点，即初始孔隙度(P1)，初始孔隙度为现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和，深度为表生期深度(D1＝0)；优选地，基于各岩样初始孔隙度的平均值最终确定初始孔隙度；
确定曲线第二点，即第一期胶结减孔后孔隙度(P2)，计算方法为第一期胶结减孔后孔隙度(P2)＝初始孔隙度(P1)-第一成岩期次胶结减孔量(A1)，深度为根据第一期胶结物的年龄在埋藏史模型中投点获得的深度(D2)；
确定曲线第三点，即第一期溶蚀增孔后孔隙度(P3)，计算方法为第一期溶蚀增孔后孔隙度(P3)＝第一期胶结减孔后孔隙度(P2)+第一成岩期次的溶蚀增孔量(B1)，深度为第一期胶结物埋藏深度和第二期胶结物埋藏深度之间(D3)；
确定曲线第四点，即第二期胶结减孔后孔隙度(P4)，计算方法为第二期胶结减孔后孔隙度(P4)＝第一期溶蚀增孔后孔隙度(P3)-第二成岩期次胶结减孔量(A2)，第一期胶结物的年龄在埋藏史模型中投点获得的深度(D4)；
确定曲线第五点，即第二期溶蚀增孔后孔隙度(P5)，计算方法为第二期溶蚀增孔后孔隙度(P5)＝第二期胶结减孔后孔隙度(P4)+第二成岩期次的溶蚀增孔量(B2)，深度为第二期胶结物埋藏深度和第三期胶结物埋藏深度之间(D5)；
根据岩样中胶结物期次，若还有第三期、四期胶结物，可按上述方法依次增加曲线的控制点。
在本发明提供的技术方案中，利用同位素测年技术结合团簇同位素(Δ47)测温技术获取碳酸盐胶结物同位素绝对年龄数据和团簇同位素(Δ47)温度数据，基于上述两种数据建立可靠的埋藏史模型，使建立随深度变化的碳酸盐岩储层孔隙演化史成为可能。具体而言，本发明提供的技术方案在碳酸盐胶结物同位素绝对年龄测定和团簇同位素(Δ47)测温的基础上，校正古地温模型和埋藏史模型，为成岩-孔隙演化史恢复提供可靠的构造-埋藏史和盆地热史地质背景，将碳酸盐胶结物的绝对年龄投到埋藏史模型上，确定胶结和溶蚀作用发生的深度，实现了深层碳酸盐岩随埋藏深度变化孔隙定量演化史重建，为深层碳酸盐岩储层评价提供依据。本发明提供的技术方案为深层碳酸盐岩储层定量的孔隙演化史恢复提供手段，为深层碳酸盐岩储层有效性评价评价提供了技术手段。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法流程图。
图2A为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-56-1的特征和成岩序列图。
图2B为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-56-1的特征和成岩序列图。
图3A为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-1的特征和成岩序列图。
图3B为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-1的特征和成岩序列图。
图4为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-58-1-2的特征和成岩序列图。
图5A为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1的特征和成岩序列图。
图5B为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-76-1的特征和成岩序列图。
图6A为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-151-1的特征和成岩序列图。
图6B为本发明实施例1中塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层样品Q-151-1的特征和成岩序列图。
图7为本发明实施例1重建得到的塔西北震旦系奇格布拉克组埋藏史曲线图。
图8为本发明实施例1重建得到的塔西北震旦系奇格布拉克组碳酸盐岩随深度变化储层孔隙演化曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明一实施例提供了一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法，其中，该方法包括：
获取工区代表性岩样，所述工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
明确岩样中碳酸盐胶结物的期次，对各期次的碳酸盐胶结物进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐胶结物进行团簇同位素(例如Δ47温度)测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型；
基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度；
基于工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比(对应胶结作用减孔效应)和各期次溶蚀增孔量(对应每期溶解作用的增孔效应)；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史(即成岩孔隙度随埋深变化的曲线)。
其中，具备孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠成岩序列和适用于测年、测温；进一步地，工区代表性岩样的碳酸盐胶结物胶结特征和相互交割关系清晰。
在一优选实施方式中，明确岩样中相互交割的碳酸盐胶结物的期次时，使用由工区代表性岩样制成的样品薄片A进行。进一步地，样品薄片A的厚度为30±3μm。
在一优选实施方式中，进行同位素测年时，使用由工区代表性岩样制成的样品薄片B进行。进一步地，样品薄片B的厚度为80-100μm。
在一优选实施方式中，进行团簇同位素测试时，使用各期次碳酸盐胶结物的粉末样进行。
在一优选实施方式中，上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法包括：
获取工区代表性岩样，工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
针对获取的工区各代表性岩样，分别制备各代表性岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该代表性岩样的样品薄片A、样品薄片B并保留平行样残余部分；
对样品薄片A进行碳酸盐胶结物观察，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次；
在对应的样品薄片B中，圈定与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；
在对应的平行样残余部分中，获取与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物的粉末样，进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型；
基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物埋藏深度；
基于各工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的孔隙演化史；
进一步地，样品薄片A的厚度为30±3μm；
进一步地，样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
进一步地，样品薄片B的厚度为80-100μm；
进一步地，样品薄片B的直径为1.5-2.5cm；
进一步地，分别制备各代表性岩样对应的至少2个平行样通过下述方式进行：将各代表性岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样；
进一步地，样品薄片A与样品薄片B镜像相似度不低于90％；确保用于测年和用于测温的碳酸盐胶结物期次的一致性，年龄数据和温度数据的一一对应性。
在一优选实施方式中，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次包括：
根据碳酸盐胶结物相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，由此确定具备相互交割关系的碳酸盐胶结物的期次；
没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次。
在上述深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法中，优选地，同位素测年使用激光原位U-Pb同位素测年方式进行。
在一优选实施方式中，粉末样的质量为不少于10mg。
在一优选实施方式中，粉末样可以使用微钻获取。
在一优选实施方式中，获取工区埋藏史模型按照本领域常规技术手段获取即可，例如，根据区域地质背景、钻井和地震资料，建立工区古地温模型和埋藏史模型。
在一优选实施方式中，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对工区埋藏史模型进行校正包括：
将各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度根据古地温模型计算各期次碳酸盐胶结物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史模型是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度位于第二埋藏深度，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：碳酸盐胶结物的埋藏深度被视为孔隙充填时的埋藏深度，溶孔形成时的深度被认为在被溶蚀碳酸盐胶结物的埋藏深度和下一期碳酸盐胶结物埋藏深度之间。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率以及各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定表生期的初始孔隙度，现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和即为表生期的初始孔隙度。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的初始孔隙度求平均值作为表生期的初始孔隙度。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定每一期胶结减孔量。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的每一期胶结减孔量求平均值作为该期次的胶结减孔量。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度确定每一期胶结减孔对应的埋藏深度，各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度被视为孔隙充填时的埋藏深度即为该期胶结减孔对应的埋藏深度。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定每一期胶结减孔后的孔隙度，每一期胶结减孔后的孔隙度等于现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和减去该期次及以前期次碳酸盐胶结物的总面积百分比。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的胶结减孔后的孔隙度求平均值作为该期次的胶结减孔后的孔隙度。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔量。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的每一期溶蚀增孔量求平均值作为该期次的溶蚀增孔量。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度确定每一期溶蚀增孔对应的深度，每一期溶蚀增孔对应的深度在被溶蚀碳酸盐胶结物的埋藏深度和下一期碳酸盐胶结物埋藏深度之间。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比以及各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔后的孔隙度，每一期胶结减孔后的孔隙度＝现存孔隙面孔率+各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和-该期次及以前期次碳酸盐胶结物的总面积百分比+该期次及以前期次的溶蚀增孔量。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的溶蚀增孔后的孔隙度求平均值作为该期次的溶蚀增孔后的孔隙度。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：基于现存孔隙面孔率确定最终的孔隙度。为了提高统计的代表性和准确度，可以基于多块岩样的现存孔隙面孔率求平均值作为最终的孔隙度。
在一优选实施方式中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史包括：
确定曲线第一点，即初始孔隙度(P1)，初始孔隙度为现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和，深度为表生期深度(D1＝0)；优选地，基于各岩样初始孔隙度的平均值最终确定初始孔隙度；
确定曲线第二点，即第一期胶结减孔后孔隙度(P2)，计算方法为第一期胶结减孔后孔隙度(P2)＝初始孔隙度(P1)-第一成岩期次胶结减孔量(A1)，深度为根据第一期胶结物的年龄在埋藏史模型中投点获得的深度(D2)；
确定曲线第三点，即第一期溶蚀增孔后孔隙度(P3)，计算方法为第一期溶蚀增孔后孔隙度(P3)＝第一期胶结减孔后孔隙度(P2)+第一成岩期次的溶蚀增孔量(B1)，深度为第一期胶结物埋藏深度和第二期胶结物埋藏深度之间(D3)；
确定曲线第四点，即第二期胶结减孔后孔隙度(P4)，计算方法为第二期胶结减孔后孔隙度(P4)＝第一期溶蚀增孔后孔隙度(P3)-第二成岩期次胶结减孔量(A2)，第一期胶结物的年龄在埋藏史模型中投点获得的深度(D4)；
确定曲线第五点，即第二期溶蚀增孔后孔隙度(P5)，计算方法为第二期溶蚀增孔后孔隙度(P5)＝第二期胶结减孔后孔隙度(P4)+第二成岩期次的溶蚀增孔量(B2)，深度为第二期胶结物埋藏深度和第三期胶结物埋藏深度之间(D5)；
根据岩样中胶结物期次，若还有第三期、四期胶结物，可按上述方法依次增加曲线的控制点。
实施例1
本实施例提供了一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法，该方法对塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层开展孔隙演化曲线重建，为深层碳酸盐岩储层有效性评价提供了技术手段，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤S1：获取工区代表性岩样，所述工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
具备孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割特征的岩样易于建立完整可靠成岩序列和适用于测年、测温。
步骤S2：针对获取的工区各代表性岩样岩样，分别制备各代表性岩样对应的2个平行样-平行样A和平行样B；
具体而言，将各代表性岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样，一个为平行样A、另一个为平行样B。
步骤S3：将工区各代表性岩样对应的平行样A制成该代表性岩样的样品薄片A，将各代表性岩样对应的平行样B制成该代表性岩样的样品薄片B，并保留平行样残余部分；其中，样品薄片A厚度为30μm，样品薄片B的厚度为100μm。
步骤S4：对各代表性岩样的样品薄片A、样品薄片B进行镜像关系一致性筛选；
具体而言，使用显微镜分别对各代表性岩样的样品薄片A、样品薄片B进行镜像关系观察，若某样品的样品薄片A、样品薄片B镜像关系相似度不低于90％则予以保留，否则将该样品剔除；
薄片A和薄片B的镜像对应关系研究，确保用于测年和用于测温的碳酸盐胶结物期次的一致性，年龄数据和温度数据的一一对应性。
步骤S5：对样品薄片A进行碳酸盐胶结物观察，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次；
具体而言，对样品薄片A进行碳酸盐胶结物观察，重点观察碳酸盐胶结物的类型、特征、期次等；根据碳酸盐胶结物相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，由此确定具备相互交割关系的碳酸盐胶结物的期次；没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次；
塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩结构组分由早到晚依次为：①围岩→②纤状环边白云石→③叶片状白云石→④细粉晶粒状白云石→⑤中晶粒状白云石→⑥热液白云石及石英(如图2A-图6B所示)。还有一期方解石结构组分与其他结构组分没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次，即裂缝中充填的方解石⑦。
步骤S6：在对应的样品薄片B中，圈定与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行激光原位U-Pb同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；结果如表1所示；
激光原位U-Pb同位素测年按照碳酸盐矿物激光原位U-Pb同位素测年技术的规范和要求即可。
表1塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩不同结构组分团簇同位素(Δ47)温度
步骤S7：在对应的平行样残余部分中，用微钻钻取与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物的粉末样(各粉末样的质量均为10mg)，进行团簇同位素(Δ47温度)测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；结果如表1所示；
若一个岩样对应的平行样残余部分无法钻取足够的粉末样，可以通过多个岩样对应的平行样残余部分钻取同期粉末样，解决粉末样量不足的问题；
团簇同位素(Δ47温度)测试按碳酸盐矿物团簇同位素(Δ47)测温技术的规范和要求进行即可。
步骤S8：获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度对所述埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型(如图7中B曲线所示)；
具体而言：
8.1、根据区域地质背景、钻井和地震资料，初步建立工区埋藏史模型(如图7中A曲线所示)，并获取工区古地温模型(在此实施例中为古地温梯度)；
8.2、将各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度根据古地温梯度计算获取各期次碳酸盐胶结物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史模型是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度位于第二埋藏深度，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
寒武纪-早奥陶世地温梯度为3.2℃-3.5℃/100m，志留纪-泥盆纪地温梯度为3.0℃/100m，石炭纪-二叠纪地温梯度为3.0℃-3.2℃/100m，三叠纪-白垩纪末地温梯度为2.5℃/100m，新生代地温梯度为2.0℃/100m。通过U-Pb同位素绝对年龄和团簇同位素(Δ47)温度的不断校正，建立了塔西北震旦系奇格布拉克组埋藏史曲线(如图7中B曲线所示)。
步骤S9：基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄在校正后埋藏史曲线中投点获得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度(如表2所示)。
表2塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩不同结构组分的埋藏深度
步骤S10：基于工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量，为成岩孔隙演化史的定量恢复提供统计学数据。
步骤S11：基于步骤S10统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随深度变化的成岩孔隙演化史曲线，结果如图8所示；
确定曲线第一点，根据各岩样所有孔隙的面孔率与各期次碳酸盐成岩矿物的面积百分比之和确定初始孔隙度P1约为35％，时间为该地区遭受表生溶蚀阶段，近地表，深度为D1＝0；
确定曲线第二点，根据镜下胶结物②约为7％，胶结物后孔隙度P2＝初始孔隙度(P1)-②胶结减孔量(A1)＝35％-7％＝28％，深度为胶结物②的深度D2＝600-620m；
确定曲线第三点，根据镜下统计胶结物②的溶蚀增孔量约为2％，溶蚀增孔后孔隙度P3＝第二点孔隙度(P2)+该期溶蚀增孔量(B1)＝28％+2％＝30％，深度为胶结物②和胶结物③的深度之间D3介于620m-1300m之间；
确定曲线第四点，根据镜下统计胶结物③约为5％，胶结减孔后孔隙度P4＝第三点(P3)-③胶结减孔量(A2)＝30％-5％＝25％，深度为胶结物③的深度D3＝1300m；
确定曲线第五点，根据镜下统计胶结物③的溶蚀增孔量约为1％，溶蚀增孔后孔隙度P5＝第四点孔隙度(P4)+该期溶蚀增孔量(B2)＝25％+1％＝26％，深度为胶结物③和胶结物④的深度之间D5介于1300m-1750m之间；
确定曲线第六点，根据镜下统计胶结物④约为5％，胶结减孔后孔隙度P6＝第五点(P5)-④胶结减孔量(A3)＝26％-5％＝21％，深度为胶结物④的深度D6＝1750m；
确定曲线第七点，根据镜下统计胶结物④溶蚀增孔量约为1％，溶蚀增孔后孔隙度P7＝第六点孔隙度(P6)+该期溶蚀增孔量(B3)＝21％+1％＝22％，深度为胶结物④和胶结物⑤的深度之间D7介于1750-4100m之间；
确定曲线第八点，根据镜下统计胶结物⑤约为8％，胶结减孔后孔隙度P8＝第七点(P7)-⑤胶结减孔量(A4)＝22％-8％＝14％，深度为胶结物⑤的深度D8＝4100m；
确定曲线第九点，根据镜下统计胶结物⑤溶蚀增孔量约为1％，溶蚀增孔后孔隙度P9＝第八点孔隙度(P8)+该期溶蚀增孔量(B4)＝14％+1％＝15％，深度为胶结物⑤和胶结物⑥的深度之间D9介于4100m-3000m之间；
确定曲线第十点，根据镜下统计胶结物⑦约为2％，胶结减孔后孔隙度P10＝第九点(P9)-⑦胶结减孔量(A5)＝15％-2％＝13％，深度为胶结物⑥的深度D9＝3000m；
确定曲线第十一点，根据镜下统计胶结物⑦溶蚀增孔量不明显，约为0％；
确定曲线第十二点，根据镜下统计胶结物⑥约为2％，胶结减孔后孔隙度P12＝第十一点(P11)-⑥胶结减孔量(A6)＝13％-2％＝11％，深度为胶结物⑥的深度D9＝4000m。
Claims (19)
1.一种深层碳酸盐岩储层孔隙演化恢复方法，其中，该方法包括：
获取工区代表性岩样，所述工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
明确岩样中碳酸盐胶结物的期次，对各期次的碳酸盐胶结物进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；对各期次的碳酸盐胶结物进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型；
基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度；
基于工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的成岩孔隙演化史。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述明确岩样中相互交割的碳酸盐胶结物的期次时，使用由工区代表性岩样制成的样品薄片A进行，所述样品薄片A的厚度为30±3μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进行同位素测年时，使用由工区代表性岩样制成的样品薄片B进行，所述样品薄片B的厚度为80-100μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进行团簇同位素测试时，使用各期次碳酸盐胶结物的粉末样进行。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法包括：
获取工区代表性岩样，所述工区代表性岩样的特征包括：岩样孔洞发育、孔洞中充填有碳酸盐胶结物和岩样中存在碳酸盐胶结物相互交割；
针对获取的工区各代表性岩样，分别制备各代表性岩样对应的至少2个平行样，使用平行样制成该代表性岩样的样品薄片A、样品薄片B并保留平行样残余部分；
对样品薄片A进行碳酸盐胶结物观察，明确岩样中碳酸盐胶结物的期次；
在对应的样品薄片B中，圈定与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物，进行同位素测年获取各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄；
在对应的平行样残余部分中，获取与样品薄片A中各期次碳酸盐胶结物相对应的各期次的碳酸盐胶结物的粉末样，进行团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度；
获取工区古地温模型和埋藏史模型；利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正，获取工区矫正后埋藏史模型；
基于工区矫正后埋藏史模型，利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄确定各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度；
基于各工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋深变化的孔隙演化史；
优选地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm；
优选地，所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
优选地，所述样品薄片B的厚度为80-100μm；
优选地，所述样品薄片B的直径为1.5-2.5cm。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述分别制备各代表性岩样对应的至少2个平行样通过下述方式进行：将各代表性岩样切成直径为1.5-2.5cm厚度为0.8cm的圆柱体，沿切面两边做成2个平行样。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，优选地，样品薄片A与样品薄片B镜像相似度不低于90％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述明确岩样中碳酸盐胶结物的期次包括：
根据碳酸盐胶结物相互交割关系，建立完整可靠的成岩序列，由此确定具备相互交割关系的碳酸盐胶结物的期次；
没有相互交割关系的碳酸盐胶结物，作为单独一个期次。
9.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述同位素测年使用激光原位U-Pb同位素测年方式进行。
10.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述获取工区埋藏史模型按照下述方式进行：根据区域地质背景、钻井和地震资料，建立工区古地温模型和埋藏史模型。
11.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述利用各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄和各期次碳酸盐胶结物的形成温度，结合工区古地温模型，对所述工区埋藏史模型进行校正包括：
将各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄投点到埋藏史模型获取各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度根据古地温模型计算各期次碳酸盐胶结物的第二埋藏深度；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度不一致，则埋藏史模型是不可靠的，修改埋藏史曲线使得各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度位于第二埋藏深度，从而得到工区校正后的埋藏史曲线；
如果各期次碳酸盐胶结物的第一埋藏深度与第二埋藏深度一致，认为各期次碳酸盐胶结物的绝对年龄与各期次碳酸盐胶结物的形成温度构成相互佐证关系，则埋藏史曲线是可靠的，将埋藏史曲线作为工区矫正后埋藏曲线模型。
12.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于现存孔隙面孔率以及各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定表生期的初始孔隙度，现存孔隙面孔率与各期次的胶结物的面积百分比之和即为表生期的初始孔隙度。
13.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定每一期胶结减孔量。
14.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度确定每一期胶结减孔对应的埋藏深度，各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度即为该期胶结减孔对应的埋藏深度。
15.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比确定每一期胶结减孔后的孔隙度，每一期胶结减孔后的孔隙度等于现存孔隙面孔率与各期次碳酸盐胶结物的面积百分比之和减去该期次及以前期次碳酸盐胶结物的总面积百分比。
16.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔量。
17.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度确定每一期溶蚀增孔对应的深度，每一期溶蚀增孔对应的深度在被溶蚀碳酸盐胶结物的埋藏深度和下一期碳酸盐胶结物埋藏深度之间。
18.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比以及各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔后的孔隙度，每一期胶结减孔后的孔隙度＝现存孔隙面孔率+各期次的胶结物的面积百分比之和-该期次及以前期次碳酸盐胶结物的总面积百分比+该期次及以前期次的溶蚀增孔量。
19.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的埋藏深度，重建随埋藏深度变化的成岩孔隙演化史包括：
基于现存孔隙面孔率确定最终的孔隙度。
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