[发明专利]一种模拟多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响的可视化方法

说明书

本发明涉及一种多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响的可视化物理模拟实验方法，使用了一种高度可视化的微观渗流玻璃板刻蚀装置，使用浓度为1mol/L的氯化钙溶液及浓度为0.5mol/L的碳酸钠溶液进行方解石胶结实验，以不同颜色的染色油进行不同期的石油充注试验。与现有技术相比，本发明利用微观玻璃板刻蚀模型开展多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响的物理模拟实验并利用显微镜及录像系统对实验现象进行记录，实验过程的可视性强；本发明合成的方解石胶结物具有强附着性；本发明的多期石油充注与多期碳酸盐胶结作用交替进行的实验方法与深层碎屑岩储层中石油充注及碳酸盐胶结作用的多期次性及交替进行的特征相符。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探与开发技术，尤其涉及一种模拟多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响的可视化方法。

背景技术

随着石油与天然气勘探程度的不断提高以及对油气资源需求的不断增长，深层油气藏逐渐成为油气勘探的重要接替领域。石油充注对胶结作用的影响是控制深层碎屑岩优质储层形成的主要因素之一。因此，石油充注对胶结作用的影响机理已成为油气勘探领域的研究热点并受到众多学者的普遍关注。

在胶结作用发生于石油充注之后的条件下，对于石油充注对胶结作用的影响主要存在以下2种观点：(1)石油的充注将有效抑制胶结作用的进行。部分学者认为，油层中的物性较水层中优越、油层中的胶结物含量较水层中少、油层中胶结物的形成温度较水层中低、油层中胶结速率较水层中慢且持续时间较短、油层中胶结物形成于成岩早期的地层流体中而水层中胶结物形成于成岩晚期的地层流体中等现象指示了石油的充注将抑制胶结作用的继续进行；(2)石油的充注对胶结作用影响较弱或无影响。部分学者认为，油层与水层中物性及胶结物含量无明显差异、油水层中胶结物形成温度相似、胶结物中可见大量的石油包裹体等现象指示了石油的充注对胶结作用影响较小或无影响。然而，对于石油充注对胶结作用影响的探讨多集中于理论分析及间接证据的证明，缺乏直观且有力的微观物理模拟实验来论证。

前人对石油充注后胶结作用是否继续发生进行了物理模拟实验探索。利用冰洲石及石英晶体作为基质矿物，利用碳酸钙粉末及硅胶作为方解石胶结物及石英胶结物的供源物质。将基质矿物及供源物质放入密闭的反应釜内，采用不同油水比进行方解石及石英的胶结实验。实验结果表明，在不同油水比条件下均可以生成石油包裹体，指示方解石及石英的胶结作用均可以继续进行。但由于整个实验过程无法可视化，因此无法证明胶结作用发生的位置，即无法通过可视化实验明确胶结作用是在充油的位置还是在充水的位置进行，或是在充油及充水的位置均进行。实验结果仍无法对石油充注对胶结作用的影响机理提供有力证据。

碳酸盐胶结物作为典型的油润湿矿物在深层油气储层中普遍发育，且在深层碎屑岩储层中往往具有多期石油充注与多期碳酸盐胶结作用交替进行的特征。油气储层中孔喉结构非均质性及润湿非均质性将导致油水分布出现非均质的特征。在油水分布非均质性存在的条件下，早期石油充注是否会对早期石油充注后的早期碳酸盐胶结作用产生影响？另外，早期充注的石油及早期油润湿碳酸盐胶结物将影响储层的润湿性特征，这种润湿性特征的改变能否进一步控制晚期石油的运聚过程，使晚期石油充注过程结束后油与水的分布特征发生改变，最终对晚期碳酸盐胶结作用产生影响？这些也是对于多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响机理研究中需要解决的关键科学问题。

因此，有必要建立一种多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响的可视化物理模拟实验方法，通过可视化的微观物理模拟实验明确孔喉空间中多期石油充注对碳酸盐胶结作用的影响，为多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响机理的研究奠定基础，对完善石油充注对胶结作用影响的基础理论及明确深层优质储层成因机制的研究具有促进意义。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，本发明的目的是建立一种模拟多期石油充注对碳酸盐胶结作用影响的可视化方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一步：微观玻璃板刻蚀模型的设计与制作