CN112528463B - 一种古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种古老碳酸盐岩储层成岩‑孔隙演化恢复方法。该方法包括：获取工区代表性岩样，其具备如下特征：岩样孔洞发育、孔洞中充填碳酸盐胶结物、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，对各期次碳酸盐胶结物进行团簇同位素测试获取其形成温度；获取工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；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地质时间，重建定时定量的成岩‑孔隙演化史曲线。
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，特别涉及一种古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法。
背景技术
定时定量的成岩-孔隙演化重建是碳酸盐岩储层评价的核心内容，尤其是位于叠合盆地下构造层的中国古老海相碳酸盐岩。勘探实践证实，优质储层发育段并不总是油气层段，也有可能是水层或干层，除缺烃源外，还和孔隙发育时间与油气运移时间不匹配有关，这就需要开展古老海相碳酸盐岩定时定量的成岩-孔隙演化恢复，评价油气运移前的有效孔隙。
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。由于不能确定胶结和溶解作用发生的绝对年龄，故无法将增孔和减孔效应置于地质历史时期的某一个时间点上，难以实现储层成岩-孔隙演化的定时定量重建和油气运移前有效孔隙评价。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实现碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复的方法，该方法实现了古老海相碳酸盐岩成岩-孔隙演化的定时定量重建，且易于推广应用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种古老碳酸盐岩储层成岩-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；基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-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表征样品的非均质性；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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-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，上述古老碳酸盐岩储层成岩-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；
针对获取的工区各个代表性岩样，分别制备各代表性岩样对应的平行样A和平行样B，并将平行样A制成该代表性岩样的样品薄片A；
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；
在对应的平行样B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；基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线；
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，所述分别制备各代表性岩样对应的平行样A和平行样B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，一个为平行样A、另一个为平行样B。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，所述粉末样的质量为10mg。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，所述粉末样可以使用微钻获取。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，获取工区古地温模型和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。在一具体实施方式中，根据区域地质背景包括地层沉积、剥蚀厚度、构造演化史和古地温梯度，基于井和地震资料，建立工区古地温模型和埋藏史模型。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间包括：
将各期次碳酸盐胶结物的形成温度投点到工区古地温模型中，获取各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度投点到埋藏史模型中，获取各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：基于各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间确定每一期胶结减孔对应的时间，各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间被视为孔隙充填时间即为该期胶结减孔对应的时间。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：基于各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间确定每一期溶蚀增孔对应的时间，每一期溶蚀增孔对应的时间介于该期次碳酸盐胶结物形成的地质时间与下一期次碳酸盐胶结物形成的地质时间之间(即溶孔形成时间被认为晚于被溶蚀碳酸盐胶结物的形成时间，早于下一期碳酸盐胶结物的形成时间)。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：基于围岩的团簇同位素确定沉积原生孔隙度对应的时间。
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
确定所述曲线第一点，根据地质认识判断沉积原生孔隙度(P0)，时间为根据围岩的团簇同位素获得的时间(T0)；
确定曲线第二点，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，时间为表生期(T1)；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；
确定曲线第三点，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)，时间为根据第一期胶结物的团簇同位素获得的时间(T2)；
确定曲线第四点，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)，时间为第一期胶结物和第二期胶结物的形成时间之间(T3)；
确定曲线第五点，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)，时间为根据第二期胶结物的团簇同位素获得的时间(T4)；
确定曲线第六点，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)，时间为第二成岩期次胶结物和第三成岩期次胶结物的形成之间(T5)；
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。
在上述古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化恢复方法中，优选地，该方法进一步包括：根据工区烃源岩的生排烃史，结合重建的定时定量的成岩-孔隙演化史曲线，在油气充注和运移聚集之前的孔隙可判断为有效孔隙度；具体而言，可以根据工区烃源岩的生排烃史，将油气运移和聚集成藏时间与重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线进行匹配，在油气充注和运移聚集之前的孔隙可判断为有效孔隙度。
在本发明提供的技术方案中，同位素测年技术结合团簇同位素(Δ47)测温技术使碳酸盐岩储层定时定量的成岩-孔隙演化史恢复成为可能。具体而言，本发明提供的技术方案基于可靠的古地温模型和埋藏史模型，将碳酸盐胶结物的团簇同位素(Δ47)温度代表其形成温度，并反演到地质历史时期的某一个时间点上，研判胶结作用和溶蚀作用发生的时间，实现古老海相碳酸盐岩成岩-孔隙演化的定时定量重建。与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、在现有技术中通常使用包裹体均一温度法获得碳酸盐胶结物的形成温度，但并不是所有的碳酸盐胶结物均能找到包裹体，因此该方法使用受限难以推广应用。本发明基于团簇同位素测温(Δ47温度)技术结合古地温模型和埋藏史模型获取碳酸盐胶结物的形成温度，有效克服了现有技术存在的问题，易于推广应用。
2、本发明提供的技术方案，借助于团簇同位素测温(Δ47温度)技术使不含包裹体碳酸盐矿物形成温度的确定成为可能、在此基础上定时定量恢复了成岩-孔隙演化史曲线，解决了古老碳酸盐岩储层成岩-孔隙演化史重建，实现由定性向定时定量的转变，为碳酸盐岩储层油气运移前孔隙研判、储层有效性评价、油气成藏期次和成藏有效性评价提供了技术手段。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的古老碳酸盐岩储层成岩-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古地温曲线、埋藏史曲线和成岩-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古老碳酸盐岩储层成岩-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；基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线。
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表征样品的非均质性；进一步地，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。
在一优选实施方式中，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。进一步地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm。
在一优选实施方式中，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。
在一优选实施方式中，上述古老碳酸盐岩储层成岩-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；
针对获取的工区各个代表性岩样，分别制备各代表性岩样对应的平行样A和平行样B，并将平行样A制成该代表性岩样的样品薄片A；
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；
在对应的平行样B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；基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线；
进一步地，所述样品薄片A的厚度为30±3μm；
进一步地，所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm；
进一步地，所述分别制备各代表性岩样对应的平行样A和平行样B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，一个为平行样A、另一个为平行样B。
在一优选实施方式中，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。
在一优选实施方式中，所述粉末样的质量为10mg。
在一优选实施方式中，所述粉末样可以使用微钻获取。
在一优选实施方式中，获取工区古地温模型和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，根据区域地质背景包括地层沉积、剥蚀厚度、构造演化史和古地温梯度，基于井和地震资料，建立工区古地温模型和埋藏史模型。
在一优选实施方式中，基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间包括：
将各期次碳酸盐胶结物的形成温度投点到工区古地温模型中，获取各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度投点到埋藏史模型中，获取各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间。
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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。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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：基于各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间确定每一期胶结减孔对应的时间，各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间被视为孔隙充填时间即为该期胶结减孔对应的时间。
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：基于各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间确定每一期溶蚀增孔对应的时间，每一期溶蚀增孔对应的时间介于该期次碳酸盐胶结物形成的地质时间与下一期次碳酸盐胶结物形成的地质时间之间(即溶孔形成时间被认为晚于被溶蚀碳酸盐胶结物的形成时间，早于下一期碳酸盐胶结物的形成时间)。
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：基于围岩的团簇同位素确定沉积原生孔隙度对应的时间。
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
确定所述曲线第一点，根据地质认识判断沉积原生孔隙度(P0)，时间为根据围岩的团簇同位素获得的时间(T0)；
确定曲线第二点，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，时间为表生期(T1)；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；
确定曲线第三点，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)，时间为根据第一期胶结物的团簇同位素获得的时间(T2)；
确定曲线第四点，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)，时间为第一期胶结物和第二期胶结物的形成时间之间(T3)；
确定曲线第五点，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)，时间为根据第二期胶结物的团簇同位素获得的时间(T4)；
确定曲线第六点，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)，时间为第二成岩期次胶结物和第三成岩期次胶结物的形成之间(T5)；
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。
在一优选实施方式中，该方法进一步包括：根据工区烃源岩的生排烃史，结合重建的定时定量的成岩-孔隙演化史曲线，在油气充注和运移聚集之前的孔隙可判断为有效孔隙度；具体而言，可以根据工区烃源岩的生排烃史，将油气运移和聚集成藏时间与重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线进行匹配，在油气充注和运移聚集之前的孔隙可判断为有效孔隙度。
实施例1
本实施例提供了一种古老碳酸盐岩储层成岩-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成岩-孔隙演化曲线的定时定量重建，为碳酸盐岩储层油气运移前孔隙研判、储层有效性评价、油气成藏期次和成藏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；其中，样品薄片A厚度为30μm。
步骤S4：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；
成岩序列只是成岩作用(主要是胶结和溶解作用)发生的相对时间，没有绝对年龄的概念。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)。
步骤S5：在对应的平行样B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S6：根据区域地质背景包括地层沉积、剥蚀厚度、构造演化史和古地温梯度，基于井和地震资料，建立工区古地温模型和埋藏史模型；
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；建立的塔西北震旦系奇格布拉克组古地温曲线和埋藏史曲线(如图7所示)
步骤S7：基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间(见表1)；
具体而言，将各期次碳酸盐胶结物的形成温度投点到工区古地温模型中，获取各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度；基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度投点到埋藏史模型中，获取各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；塔西北震旦系奇格布拉克组6种白云石结构组分的团簇同位素(Δ47)温度反演到古地温曲线和埋藏史曲线，对应的地质年龄和埋藏深度结果如表1所示。
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S8：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-孔隙演化的定量恢复提供统计学数据。
步骤S9：基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线；
确定曲线第一点，根据塔西北震旦系奇格布拉克组储层认识判断沉积原生孔隙度P0约为30％，时间为围岩的团簇同位素反演的时间T0＝580Ma；
确定曲线第二点，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，约晚于沉积期20Ma，T1约为560Ma；
确定曲线第三点，胶结物②和③形成时间接近，统计时可作为一期来统计，根据镜下统计胶结物②和胶结物③面积百分比和约为10％，胶结减孔后孔隙度P2＝初始孔隙度(P1)-②③胶结减孔量(A1)＝35％-10％＝25％，时间为胶结物②和③团簇同位素反演的时间T2＝545-550Ma；
确定曲线第四点，根据镜下统计胶结物②和③溶蚀增孔约为2％，溶蚀增孔后孔隙度P3＝第三点孔隙度(P2)+该期溶蚀增孔量(B1)＝25％+2％＝27％，时间为胶结物②和③形成时间与④胶结物形成时间之间(T3介于545-490之间)；
确定曲线第五点，根据镜下统计胶结物④面积百分比约为5％，胶结减孔后孔隙度P4＝第四点孔隙度(P3)-④胶结减孔量(A2)＝27％-5％＝22％，时间为胶结物④团簇同位素反演的时间T4＝490Ma；
确定曲线第六点，根据镜下统计胶结物④溶蚀增孔约为1％，溶蚀增孔后孔隙度(P5)＝第五点孔隙度(P4)+该期溶蚀增孔量(B2)＝22％+1％＝23％，时间为胶结物④形成时间与胶结物⑤形成时间之间(T5介于490-470之间)；
确定曲线第七点，根据镜下统计胶结物⑤面积百分比约为8％，胶结减孔后孔隙度P6＝第六点孔隙度(P5)-胶结减孔量(A3)＝23％-8％＝15％，时间胶结物⑤团簇同位素反演的时间T6＝470Ma；
确定曲线第八点，根据镜下统计胶结物⑤溶蚀增孔约为1％，溶蚀增孔后孔隙度(P7)＝第七点孔隙度(P6)+该期溶蚀增孔量(B3)＝15％+1％＝16％，时间为胶结物⑤形成时间与胶结物⑥形成时间之间(T7介于470-215之间)；
确定曲线第⑨点，根据镜下统计胶结物⑥面积百分比约为4％，胶结减孔后孔隙度P8＝第八点孔隙度(P7)-胶结减孔量(A4)＝16％-4％＝12％，时间胶结物⑥团簇同位素反演的时间T8＝215Ma；
建立的塔西北震旦系奇格布拉克组白云岩储层成岩-孔隙演化曲线如图7所示；
步骤S10：根据工区烃源岩的生排烃史，结合重建的定时定量的成岩-孔隙演化史曲线，判识、评价烃类充注前的有效孔隙度；
玉尔吐斯组烃源岩在中加里东成熟期，奇格布拉克组储层段油气充注前的有效孔隙度可以达到12-15％。
Claims (19)
1.一种古老碳酸盐岩储层成岩-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；基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；
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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线；
其中，所述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团簇同位素测试获取各期次碳酸盐胶结物的形成温度，包括：
针对获取的工区各个代表性岩样，分别制备各代表性岩样对应的平行样A和平行样B，并将平行样A制成该代表性岩样的样品薄片A；
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；
在对应的平行样B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。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，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。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分别制备各代表性岩样对应的平行样A和平行样B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，一个为平行样A、另一个为平行样B。
5.根据权利要求1-4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。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述获取工区古地温模型和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。
7.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述粉末样的质量为10mg。
8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，基于工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某一个时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间包括：
将各期次碳酸盐胶结物的形成温度投点到工区古地温模型中，获取各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度；
基于各期次碳酸盐胶结物的埋藏深度投点到埋藏史模型中，获取各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间。
9.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线过程包括：
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。
10.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
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。
11.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
基于各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间确定每一期胶结减孔对应的时间，各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间即为该期胶结减孔对应的时间。
12.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
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。
13.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
基于各期次的溶蚀增孔量确定每一期溶蚀增孔量。
14.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
基于各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间确定每一期溶蚀增孔对应的时间，每一期溶蚀增孔对应的时间介于该期次碳酸盐胶结物形成的地质时间与下一期次碳酸盐胶结物形成的地质时间之间。
15.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
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。
16.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
基于现存孔隙面孔率确定最终的孔隙度。
17.根据权利要求1-4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地质时间，重建定时定量的成岩-孔隙演化史曲线包括：
基于围岩的团簇同位素确定沉积原生孔隙度对应的时间。
18.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括：根据工区烃源岩的生排烃史，结合重建的定时定量的成岩-孔隙演化史曲线，在油气充注和运移聚集之前的孔隙可判断为有效孔隙度。
19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述样品薄片A的直径为1.5-2.5cm。
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