一種泥頁(yè)巖成巖演化模擬實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油勘探和開(kāi)發(fā)地質(zhì)領(lǐng)域，是一套針對(duì)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層成巖演化開(kāi)展的模擬實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)的迅速發(fā)展，特別是泥頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)的的深入，對(duì)于泥頁(yè)巖儲(chǔ)層的研宄越來(lái)越受到人們的重視，其中，孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)是泥頁(yè)巖儲(chǔ)層研宄的重點(diǎn)之一。由于泥頁(yè)巖儲(chǔ)層組成物質(zhì)粒度細(xì)，對(duì)溫度、壓力及流體的作用敏感性強(qiáng)，導(dǎo)致其成巖演化更為復(fù)雜，從而導(dǎo)致其孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)特征的復(fù)雜化，因此對(duì)成巖作用的研宄是泥頁(yè)巖儲(chǔ)層研宄的重要基礎(chǔ)。
[0003]以往砂巖儲(chǔ)層是成巖演化研宄的重點(diǎn)，泥頁(yè)巖的變化只作為砂巖成巖演化的影響因素或判別標(biāo)志。泥頁(yè)巖作為儲(chǔ)層研宄起步晚，其成巖演化研宄基礎(chǔ)薄弱，孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)有待深入研宄。由于泥頁(yè)巖粒度細(xì)，傳統(tǒng)的手段如放大鏡、普通偏光顯微鏡等不能對(duì)物質(zhì)組成及成巖作用現(xiàn)象進(jìn)行有效的觀察和研宄。因此，采用泥頁(yè)巖熱模擬實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合場(chǎng)發(fā)射掃面電鏡技術(shù)、氬離子拋光技術(shù)和X-RD等先進(jìn)技術(shù)開(kāi)展泥頁(yè)巖儲(chǔ)層物質(zhì)組成、成巖作用及孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)特征研宄，形成一套實(shí)驗(yàn)研宄方法，將極大地促進(jìn)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層特征的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是一套泥頁(yè)巖儲(chǔ)層成巖作用實(shí)驗(yàn)研宄方法。泥頁(yè)巖成巖演化的模擬實(shí)驗(yàn)方法，其目的是通過(guò)不成熟泥頁(yè)巖樣品在不同溫度下的高壓釜熱模擬，使泥頁(yè)巖在地質(zhì)條件下數(shù)百萬(wàn)年的演化過(guò)程在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)，便于研宄泥頁(yè)巖儲(chǔ)層成巖演化的整個(gè)過(guò)程和規(guī)律，再結(jié)合場(chǎng)發(fā)射掃面電鏡技術(shù)、氬離子拋光技術(shù)和X-RD等先進(jìn)技術(shù)開(kāi)展泥頁(yè)巖儲(chǔ)層物質(zhì)組成、孔隙類型及孔隙結(jié)構(gòu)和成巖演化特征研宄，形成一套實(shí)驗(yàn)研宄方法。
【具體實(shí)施方式】
[0005]I)樣品選擇:可針對(duì)不同干酪根類型的樣品。選擇新鮮、有機(jī)質(zhì)豐度高、演化程度低的泥頁(yè)巖樣品。
[0006]2)樣品制備:將樣品切割成固定形態(tài)(立方體和薄片狀)，立方體尺寸lcmxlcmxlcm，薄片尺寸lcmxlcmx0.5mm。薄片面應(yīng)該垂直或斜交與層理面，并用500目、600目、800目、1000目、1200目、1500目的砂紙依次打磨，最后用2000目砂紙充分拋光。
[0007]3)實(shí)驗(yàn)裝置:高溫高壓油氣成因熱模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由高壓釜、高溫加熱爐、真空及加壓系統(tǒng)、可控硅加熱控制系統(tǒng)、溫度壓力傳感系統(tǒng)和氣體收集系統(tǒng)組成。
[0008]4)樣品裝填:將制備好的樣品放入高壓釜中，并加入蒸餾水，加水量應(yīng)為樣品質(zhì)量的50%。將高壓釜密閉后充入IMP氮?dú)?，并放入水中檢查是否漏氣。確保高壓釜密閉后，對(duì)高壓釜進(jìn)行多次充入氮?dú)?、抽真空的操作，以確保高壓釜中的空氣被充分排出，最后向高壓釜中充入0.1MP氮?dú)狻?br>[0009]5)加熱:加熱分為快速升溫、程序升溫和恒溫兩部分。實(shí)驗(yàn)根據(jù)所要研宄的成巖演化階段、結(jié)合鏡質(zhì)體反射率Ro與模擬溫度的關(guān)系，確定加熱的最高溫度T，并根據(jù)樣品中干酪根的鏡質(zhì)體反射率確定快速升溫所要達(dá)到的溫度(樣品在地下所經(jīng)歷的最高溫度)T。。采用程序升溫的方式將溫度從Ttl升溫至T，升溫速率一般為20°C /h,具體可根據(jù)盆地的沉降速率作適當(dāng)調(diào)整。升溫至最高溫度T后在確保安全的條件下恒溫2h。
[0010]6)油氣收集與處理:將實(shí)驗(yàn)中高壓釜內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過(guò)氣體收集系統(tǒng)收集、測(cè)量氣體體積。用二氯甲烷清洗樣品和高壓釜，收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的油，并測(cè)定油的產(chǎn)量。最后通過(guò)色質(zhì)聯(lián)譜確定油氣的成分與含量。
[0011]7)樣品處理:將實(shí)驗(yàn)后的塊狀樣品磨制巖石薄片(無(wú)蓋玻片)，用于陰極發(fā)光、熒光、普通顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡。片狀樣品采用氬離子拋光技術(shù)處理，用于場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下觀察孔隙演化情況，并將剩余樣品進(jìn)行X — RD分析。
[0012]8)最后綜合巖心、陰極發(fā)光、焚光、普通顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、和X — RD、色質(zhì)聯(lián)譜的分析，確定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的成巖作用及演化特征。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一套泥頁(yè)巖成巖演化模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括實(shí)驗(yàn)樣品選擇的方法、實(shí)驗(yàn)樣品準(zhǔn)備的方法、具體實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)后綜合研宄的方法，其特征在于按照下述方法步驟進(jìn)行: (1)選擇未成熟泥頁(yè)巖實(shí)驗(yàn)樣品； (2)對(duì)所選擇樣品進(jìn)行切塊和磨片； (3)將步驟(2)中準(zhǔn)備好的樣品，設(shè)置不同溫度，進(jìn)行高壓釜熱模擬實(shí)驗(yàn)； (4)對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的油氣和實(shí)驗(yàn)前后的樣品的特征進(jìn)行綜合對(duì)比分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泥頁(yè)巖成巖演化模擬實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于步驟(2)中實(shí)驗(yàn)采用完整的巖石樣品，具體操作是將選擇的樣品切割成的塊狀和用砂紙由粗及細(xì)打磨成0.5mm厚片狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泥頁(yè)巖成巖演化模擬實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于步驟(3)中添加介質(zhì)的類型和質(zhì)量，介質(zhì)類型為蒸餾水，介質(zhì)質(zhì)量為巖石樣品質(zhì)量的50% ;還在于步驟(3)中具體的加熱過(guò)程及不同溫度間的樣品對(duì)比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泥頁(yè)巖成巖演化模擬實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于步驟(4)中對(duì)油氣和樣品進(jìn)行綜合觀察研宄的方法，具體方法包括:(I)分別測(cè)量收集到的油氣的量，并對(duì)其進(jìn)行氣象色譜及質(zhì)譜分析，(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)前和各個(gè)溫度實(shí)驗(yàn)后的巖石樣品進(jìn)行處理，包括將樣品制作普通薄片、熒光薄片、陰極發(fā)光薄片和用于場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡的氬離子拋光樣品和自然斷面樣品，還包括用普通偏光顯微鏡、熒光顯微鏡、陰極發(fā)光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)的背散射電子衍射成像(BSE)及二次電子成像(SEI)能譜分析和X-RD技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行觀察、對(duì)比和研宄。
【專利摘要】本發(fā)明是一套泥頁(yè)巖成巖演化模擬實(shí)驗(yàn)方法，屬于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。用該實(shí)驗(yàn)方法模擬泥頁(yè)巖儲(chǔ)層的成巖演化，解決泥頁(yè)巖儲(chǔ)層中有機(jī)質(zhì)、礦物成分及孔隙演化問(wèn)題。主要實(shí)驗(yàn)步驟包括：1)樣品制備；2)熱模擬；3)收集油氣并分析；4)實(shí)驗(yàn)后樣品處理；5)利用普通偏光顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、陰極發(fā)光顯微鏡和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡對(duì)樣品有機(jī)質(zhì)演化、無(wú)機(jī)礦物成巖作用以及孔隙發(fā)育情況進(jìn)行不同尺度不同手段的綜合觀察研究。本發(fā)明將用于泥頁(yè)巖儲(chǔ)層成巖演化研究，用于確定泥頁(yè)巖儲(chǔ)層中不同巖相、不同有機(jī)質(zhì)類型及不同有機(jī)質(zhì)成熟度階段有機(jī)質(zhì)、礦物成分及孔隙的演化特征，對(duì)于泥頁(yè)巖儲(chǔ)層特征及其油氣富集規(guī)律特征的研究具有重要意義。
【IPC分類】G01N33-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104849409
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510259401
【發(fā)明人】董春梅, 欒國(guó)強(qiáng), 馬存飛, 林承焰, 張憲國(guó), 楊元
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日