[发明专利]页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法

说明书

一种页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法。包括如下步骤：对备用岩心上的目标选区进行取样后确定岩石学特征和有机质含量；确定岩心有机质富集区；在有机质富集区上进行激光共聚焦显微镜实验，获取岩心大薄片目标选区中微米级轻质组分与重质组分的分布特征；在备用岩心的有机质富集区，对钻取的岩心柱进行微纳米CT扫描，获取岩心孔隙孔径分布、配位数以及三维孔隙结构；获得备用岩心的块状岩心片并制备成岩心抛光片；利用扫描电子显微镜对岩心抛光片进行扫描，确定矿物类型以及孔隙结构特征；利用原子力显微镜对岩心抛光片进行扫描，获取岩心的粘滞力和形变量数据，确定纳米级固体有机质和可动流体赋存特征；将所获取的测试数据与岩心匹配，恢复岩心纵向演化规律。

技术领域

本发明涉及一种针对纹层发育泥页岩的多尺度原位分析方法。

背景技术

近年来，页岩油气作为全球非常规油气勘探开发的亮点，具有广阔的发展前景。但是现有的评价技术却在厚层泥页岩中遇到瓶颈：毫米级纹层发育，富有机质纹层与贫有机质纹层相互交替出现造成泥岩非均质性强，变化快，储层评价难度大，以往对岩心的研究方法如TOC、XRD、热解等方法往往是几个或者十几个纹层岩样粉碎均分进行分析，但是这些方法只能反映岩心平均性质。而针对纹层的扫描电镜、激光共聚焦等方法又存在分析尺度较小，不能跨尺度从纳米至全直径精细研究页岩岩石学特征、储集空间特征和油气赋存特征的缺点，更不能确定三者之间的耦合关系及空间上的变化规律，制约了页岩油勘探开发。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法，该种方法综合应用高分辨率宽场显微镜Thunder技术、微区取样技术、显微光学分析技术、地化分析（TOC、XRD和岩石热解）技术、微纳米CT技术、激光共聚焦显微技术、扫描电子显微镜技术和原子力显微镜技术，从全直径、毫米级、微米级、纳米级四个尺度分析岩心多尺度有机质和油气赋存特征、岩石学特征及孔隙结构特征，从而实现了对页岩多尺度全信息的综合表征以及对纵向演化规律的确定，为原位精细描述岩心多尺度有机质和油气赋存特征、岩石学特征及孔隙结构特征的纵向演化规律提供了一种可行可靠的方法。

本发明的技术方案是：该种页岩多尺度全信息综合表征及纵向演化规律确定方法，包括如下步骤：

第一步，样品制备；本步骤包括将岩心沿垂直纹层方向切割后制备成厚度为2mm的岩心大薄片，所述岩心大薄片的长度和宽度大于或等于5cm，将切割完剩下的岩心作为备用岩心。

第二步，选定目标选区，本步骤包括制作与所述岩心大薄片尺寸一致的透射光和荧光拼接图，根据透射光强度、荧光的强度和颜色以及岩性特征确定目标选区，将选定的目标选区在岩心大薄片和备用岩心上按次序依次编号标记。

第三步，对岩心大薄片上的目标选区进行光学显微镜实验，包括透射光、反射光和荧光分析，通过透射光和反射光确定岩心的岩石学特征，所述岩石学特征包括目标选区岩心矿物类型和矿物接触关系，通过荧光强度和颜色确定岩心含油气性质。

第四步，利用毫米级钻头对备用岩心上的目标选区进行取样，确定岩石学特征和有机质含量，所述岩石学特征包括矿物组分；

本步骤按照如下路径进行：通过毫米级钻头在备用岩心的目标选区进行粉末取样，进行岩石中总有机碳含量分析即TOC、全岩X射线衍射分析即XRD和岩石热解地化分析即Rock-Eval，分析后得到S1-游离烃含量、S2-裂解烃含量和S3-生成CO₂量。

第五步，按照如下规则确定岩心有机质富集区，即TOC1.0%且荧光颜色为黄、黄白、绿黄、黄绿、绿、蓝绿、蓝、蓝白、白色的区域为有机质富集区，同时在备用岩心上与岩心大薄片相同位置利用标记法标记有机质富集区并编号；所述TOC和荧光颜色的数据经由第二步至第四步所获取。

第六步，在第五步所标记出的岩心大薄片上的有机质富集区上进行激光共聚焦显微镜实验，获取岩心大薄片目标选区中微米级轻质组分与重质组分的分布特征；