CN112731561B - 碳酸盐岩的储集空间分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳酸盐岩的储集空间分析方法，包括：a.创建层序地层格架域；b.创建构造‑盆地埋藏演化史格架域；c.创建流体体系格架域，得对碳酸盐岩储集空间改造、调整、形成的流体类型与特征；结合步骤a、b，得出流体类型对碳酸盐岩储集空间发育、改造、调整的先后序列关系；d.通过“三域”分析方法，最终得出不同构造、沉积等地质背景，储集空间发育机制和主控因素，从而得出有利储集空间分布，指明有利储层发育区。本发明能有效指导不同沉积环境、不同构造特征等地质背景下碳酸盐岩油气勘探开发选区和井位部署、拓展油气勘探开发选区和避免资源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳酸盐岩的储集空间分析方法，属于碳酸盐岩油气勘探开发领域。
背景技术
长期以来，针对碳酸盐岩储集空间研究主要是从沉积微相与成岩作用的“相控、成岩控”技术方法着手。该方法对单旋回沉积盆地典型受相控的浅水台地碳酸盐岩储集空间研究是可行的。而实际上，碳酸盐岩储集空间是在漫长的地质时期和地质演化过程中，经历过一期或多期地质事件、复杂的流体体系等多次改造调整形成，储集空间受控因素是极复杂的，储集空间类型也是多样的，在地质时空上的分布情况是复杂多变的。继续采用“相控、成岩控”的方法研究，首先就可能会排除斜坡和盆地等深水背景下是不具备优质储层的，从而限制油气勘探开发区的范围，导致油气资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种碳酸盐岩的储集空间分析方法。本发明能有效指导不同沉积环境、不同构造特征等地质背景下碳酸盐岩油气勘探开发选区和井位部署、拓展油气勘探开发选区和避免资源浪费。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.创建层序地层格架域，得出工区在地质时间和空间上的沉积环境，和不同构造区域沉积相与沉积微相特征；
b.创建构造-盆地埋藏演化史格架域，得出目的层在地质历史过程中先后所经历的关键地质事件，和在地质历史时期的埋藏或抬升的过程与特征；
c.创建流体体系格架域，得出不同构造区域、沉积背景和关键地质事件过程中，对碳酸盐岩储集空间改造、调整、形成的流体类型与特征；结合步骤a、b，得出流体类型对碳酸盐岩储集空间发育、改造、调整的先后序列关系；
d.通过“三域”分析方法，最终得出不同构造、沉积等地质背景，储集空间发育机制和主控因素，从而得出有利储集空间分布，指明有利储层发育区。
所述步骤a中，利用岩石薄片数据、扫描电镜、微量元素、碳-氧-锶同位素、流体包裹体、测井数据、地震数据，通过层序地层学方法，创建不同构造区域储层段层序地层格架域，得出在地质时间和空间上的沉积环境。
所述步骤b中，构造-盆地埋藏演化史架域构建要进行地层剥蚀厚度恢复、地层厚度恢复和古水深校正，根据镜质体反射率
R o、包裹体测试数据、地层分层数据、地层年龄、岩性、孔隙度-深度关系、剥蚀量，构建单井的构造-盆地埋藏演化史格架域，再进一步构建不同区域构造-盆地埋藏演化史格架域；得出不同区域目的层在地质历史过程中所经历的关键地质事件，及其差异演化过程和特征，即可确定单个地质事件对不同构造区域、沉积环境，对碳酸盐岩储集空间发育规模的影响程度。
所述步骤b中，确定孔隙度-深度关系，正常压实情况下，目的层孔隙度与深度呈一种指数关系变化：
φ=φ0exp(-CZ) （1）
式中：Z—目的层埋藏深度，m；
φ—目的层在深度Z处的孔隙，小数；
Φ0—目的层在沉积时的原始孔隙度，小数；
C—目的层岩石的压实系数（反映了孔隙度随深度的变化梯度），m-1（每米压缩量）。
所述步骤b中，单个地质事件剥蚀厚度恢复：通过层序地层格架中平行不整合或角度不整合分析，开展沉积间断恢复和剥蚀量处理。
所述步骤c中，利用岩石薄片数据、流体包裹体测试数据、铁-锰等微量元素、碳-氧-锶同位素、阴极发光，创建碳酸盐岩储集空间在地质历史过程中遭受过的流体体系格架域；通过岩石薄片、岩心观测，得出不同流体对储集空间是建设或破坏作用，进一步得出不同沉积环境、不同构造特征等地质背景下，对储集空间改造、调整、发育形成的关键性成岩流体类型与特征；结合构造与沉积环境，得出构造作用与沉积环境所主导或二者联合主导储集空间发育区；流体体系则得出成岩演化序列和孔隙度发育曲线；综合后得出在地质时间、空间、地质过程中，和“三域”格架中储集空间改造、调整、发育形成的先后序次和贡献率。
所述步骤d中，“三域”格架得到不同地质背景下储集空间类型与发育特征，以及发育程度，最终得出不同地质背景下储集空间发育的关键作用和控制因素；进一步综合得出有利储层特征与分布。
采用本发明的优点在于：
一、本发明方法先进，本次提出的基于碳酸盐岩“三域”的储集空间分析方法，虽是“相控、成岩控”研究碳酸盐岩储集空间方法的延伸和拓展，但是该方法最显著的特征是首次引入了盆地模拟技术和创建了“三域”，研究储集空间在构造-盆地演化动力过程，和三维地质时空中的发育演化和形成过程，突破了已有方法对碳酸盐岩斜坡或盆地等深水沉积背景区储集空间研究的局限，为碳酸盐岩斜坡或盆地等深水背景资源区储集空间研究提供了一种新思路、新方法；且目前国内外还未见从层序地层格架域、构造-盆地埋藏演化史格架域、成岩流体体系域即“三域”的方法对碳酸盐岩储集空间开展研究的相关报道，在业界具有明显的领先。
二、本发明适用性强、应用范围广，本发明方法的特征是具扫雷式查明不同沉积环境、不同构造特征等地质背景下优势储集空间发育与分布特征，直指井位部署靶点，是拓展碳酸盐岩油气勘探开发范围和井位部署最直接有效的方法；该方法同样也适用于非常规、深-超深层储集空间的研究。
附图说明
图1a为镜质体反射率-深度理论关系图；
图1b为镜质体成熟度恢复地层剥蚀厚度方法图；
图2a为某区域构造-沉积埋藏史图；
图2b为某一地层面不同构造区域构造-沉积埋藏史图；
图3为“三域”分析法研究储层示意图；
图4为构造-盆地埋藏演化史格架域中储集空间发育演化阶段示意图。
具体实施方式
实施例1
在正常地质背景下，镜质体主要受最大温度和有效加热时间的影响，镜质体反射率
R 0 的对数值与埋深之间呈良好的线性关系，如附图1a中所示，利用这一关系即可恢复地层剥蚀厚度。地表附近
R 0 的最低值约为（0.18～0.20）%，只要把剥蚀面以下的深度和
R 0 对数值的回归直线向上延伸至
R 0 =0.20%，即地层的剥蚀厚度，如图附图1b中所示。
实施例2
层序地层格架域基本限定了准同生-早成岩期流体体系和首批储集空间期次。通过盆地模拟不同区域构造-埋藏演化史，明确不同地质条件所经历的关键地质事件，以获得构造活动期次信息，和各关键地质事件中经历的流体体系，进一步明确储集空间形成期次和所经历改造的成岩流体体系，从而落实储集空间类型。如附图4所示，通过该图可得知该地区经历了5次主要构造抬升运动，储集空间是在层序地层格架域限定的准同生-早成岩期、以及埋藏过程中5期构造活动叠加改造后形成。第一次构造抬升与层序地层域控制的成岩早期叠加，开成淡水岩溶型储集空间；第2-3期构造运动间可形成烃类相关流体的储集空间；第4-5期之间可存在深部流体相关的储集空间。
针对盆地不同构造区域，可依次从上述“三域”技术分析储集空间，并确定不同沉积相带和构造区域储空间类型与主控因素，从而圈定有利储层区、开展井位部署。
实施例3
一种碳酸盐岩的储集空间分析方法，包括如下步骤：
a.创建层序地层格架域；得出工区在地质时间和空间上的沉积环境，和不同构造区域沉积相与沉积微相特征；
b.引入盆地模拟技术，创建构造-盆地埋藏演化史格架域；得出目的层在地质历史过程中先后所经历的关键地质事件，和在地质历史时期的埋藏或抬升的过程与特征；
c.创建流体体系格架域；得出不同构造区域、沉积背景和关键地质事件过程中，对碳酸盐岩储集空间形成、调整改造的流体类型与特征；结合步骤a、b，得出不同流体类型对碳酸盐岩储集空间发育、改造、调整的先后序列关系。
d.通过“三域”分析方法，最终得出不同构造、沉积等地质背景，储集空间发育机制和主控因素，从而得出有利储集空间分布，指明有利储层发育区。
所述步骤a中，利用岩石薄片数据、扫描电镜、微量元素、碳-氧-锶同位素、流体包裹体、测井数据、地震数据，通过层序地层学方法，创建不同构造区域储层段层序地层格架域，得出在地质时间和空间上的沉积环境。
所述步骤b中，构造-盆地埋藏演化史构建要进行地层剥蚀厚度恢复、地层厚度恢复和古水深校正等工作，具体涉及压实作用与孔隙度变化规律、地层压实系数及地表孔隙度、地层剥蚀厚度恢复方法等一系问题。根据镜质体反射率（Ro）、包裹体测试数据、地层分层数据、地层年龄、岩性、孔隙度-深度关系（公式1）、剥蚀厚度（附图1b所示）等，利用盆地模拟软件构建单井的构造-盆地埋藏演化史格架域（附图2a所示），再进一步构建不同区域构造-盆地埋藏演化史格架域（附图2b）；得出不同区域目的层在地质历史过程中所经历的被埋藏或抬升剥蚀等关键地质事件，及其差异演化过程和特征，即可确定单个地质事件对不同构造区域 、沉积环境等，对碳酸盐岩储集空间发育规模的影响程度（如构造经历时间长短和抬升剥蚀量大小）(附图3所示)。
1).所述步骤b中，确定孔隙度-深度（压实作用）关系。
正常压实情况下，目的层孔隙度与深度呈一种指数关系变化：
φ=φ0exp(-CZ) （1）
式中：Z—目的层埋藏深度，m；
φ—目的层在深度Z处的孔隙，小数；
Φ0—目的层在沉积时的原始孔隙度，小数；
C—目的层岩石的压实系数（反映了孔隙度随深度的变化梯度），m-1（每米压缩量）。
不同岩性的压实系数与地表孔隙度Hegarty(1988)已有研究,可直接代入方程计算。
所述步骤b中，单个地质事件剥蚀厚度恢复：通过层序地层格架中平行不整合或角度不整合分析，开展沉积间断恢复和剥蚀量处理。通过层序地层格架中平行不整合（沉积间断）或角度不整合（抬升剥蚀）分析，开展沉积间断恢复和剥蚀量处理。剥蚀厚度恢复现在主流技术是回剥反演技术。目前地层剥蚀厚度（剥蚀量）方法主要有地层剖面对比法、声波时差法、镜质体反射率法、波动方程分析法、利用剥蚀面上下地层的密度差求地层剥蚀量法、磷灰石裂变径迹法、沉积速率法等。附图1a、1b是利用镜质体反射率恢复剥蚀量的方法原理。
所述步骤c中，利用岩石薄片数据、流体包裹体测试数据、铁-锰等微量元素、碳-氧-锶同位素、阴极发光，创建碳酸盐岩储集空间在地质历史过程中遭受过的流体体系格架域；通过岩石薄片、岩心观测，得出不同流体对储集空间是建设或破坏作用，进一步得出不同沉积环境、不同构造特征等地质背景下，对储集空间改造、调整、发育形成的关键性成岩流体类型与特征；结合构造与沉积环境，得出构造作用与沉积环境所主导或二者联合主导储集空间发育区；流体体系则得出成岩演化序列和孔隙度发育曲线；综合后得出在地质时间、空间、地质过程中，和“三域”格架中储集空间改造、调整、发育形成的先后序次和贡献率（附图3所示）。
所述步骤d中，“三域”格架得到不同地质背景下储集空间类型与发育特征，以及发育程度，最终得出不同地质背景下储集空间发育的关键作用和控制因素；进一步综合得出有利储层特征与分布。
Claims (6)
1.一种碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.创建层序地层格架域，得出工区在地质时间和空间上的沉积环境，和不同构造区域沉积相与沉积微相特征；
b.创建构造-盆地埋藏演化史格架域，得出目的层在地质历史过程中先后所经历的关键地质事件，和在地质历史时期的埋藏或抬升的过程与特征；
c.创建流体体系格架域，得出不同构造区域、沉积背景和关键地质事件过程中，对碳酸盐岩储集空间改造、调整、形成的流体类型与特征；结合步骤a、b，得出流体类型对碳酸盐岩储集空间发育、改造、调整的先后序列关系；
具体为：利用岩石薄片数据、流体包裹体测试数据、铁-锰微量元素、碳-氧-锶同位素、阴极发光，创建碳酸盐岩储集空间在地质历史过程中遭受过的流体体系格架域；通过岩石薄片、岩心观测，得出不同流体对储集空间是建设或破坏作用，进一步得出不同沉积环境、不同构造特征的地质背景下，对储集空间改造、调整、发育形成的关键性成岩流体类型与特征；结合构造与沉积环境，得出构造作用与沉积环境所主导或二者联合主导储集空间发育区；流体体系则得出成岩演化序列和孔隙度发育曲线；综合后得出在地质时间、空间、地质过程中，和“三域”格架中储集空间改造、调整、发育形成的先后序次和贡献率；
d.通过“三域”分析方法，最终得出不同构造、沉积的地质背景，储集空间发育机制和主控因素，从而得出有利储集空间分布，指明有利储层发育区。
2.根据权利要求1所述的碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于：所述步骤a中，利用岩石薄片数据、扫描电镜、微量元素、碳-氧-锶同位素、流体包裹体、测井数据、地震数据，通过层序地层学方法，创建不同构造区域储层段层序地层格架域，得出在地质时间和空间上的沉积环境。
3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于：所述步骤b中，构造-盆地埋藏演化史架域构建要进行地层剥蚀厚度恢复、地层厚度恢复和古水深校正，根据镜质体反射率R o、包裹体测试数据、地层分层数据、地层年龄、岩性、孔隙度-深度关系、剥蚀量，构建单井的构造-盆地埋藏演化史格架域，再进一步构建不同区域构造-盆地埋藏演化史格架域；得出不同区域目的层在地质历史过程中所经历的关键地质事件，及其差异演化过程和特征，即可确定单个地质事件对不同构造区域、沉积环境，对碳酸盐岩储集空间发育规模的影响程度。
4.根据权利要求3所述的碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于：所述步骤b中，确定孔隙度-深度关系，正常压实情况下，目的层孔隙度与深度呈一种指数关系变化：
φ=φ0exp(-CZ) （1）
式中：Z—目的层埋藏深度，m；
φ—目的层在深度Z处的孔隙，小数；
Φ0—目的层在沉积时的原始孔隙度，小数；
C—目的层岩石的压实系数，m-1。
5.根据权利要求4所述的碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于：所述步骤b中，单个地质事件剥蚀厚度恢复：通过层序地层格架中平行不整合或角度不整合分析，开展沉积间断恢复和剥蚀量处理。
6.根据权利要求5所述的碳酸盐岩的储集空间分析方法，其特征在于：所述步骤d中，“三域”格架得到不同地质背景下储集空间类型与发育特征，以及发育程度，最终得出不同地质背景下储集空间发育的关键作用和控制因素；进一步综合得出有利储层特征与分布。
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