一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法与流程

1.本发明属于石油地质勘探开发技术领域，涉及一种识别和分析方法，尤其涉及一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法。


背景技术：

2.凝灰质砂岩作为一类重要的油气储层，在油气勘探过程中越来越受到重视。凝灰质砂岩中粒间凝灰质的蚀变对储层质量具有重要影响。然而，深层砂岩储层在经历了长期成岩改造过程之后，凝灰质成分和性质通常会发生一定程度的蚀变转变，导致原始凝灰质类型难以厘定，影响着对凝灰质蚀变过程和蚀变模式的厘定，并进而影响着钻前储层质量的准确预测。由于凝灰质储层演化过程复杂，目前并没有合理的准确厘定初始凝灰质类型及其演化过程的技术方法。
3.由此可见，如何提供一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法，为凝灰质砂体油气储层的勘探开发提供技术支撑，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法，所述厘定方法为凝灰质砂体油气储层的勘探开发提供了技术支撑，有助于人们进一步了解凝灰质和自生矿物的成因及凝灰质的蚀变演化过程。
5.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供了一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法，所述厘定方法包括以下步骤：
7.(1)厘定未蚀变凝灰质的成分及类型；
8.(1.1)挑选岩心并制作岩石薄片；
9.(1.2)在岩石薄片上识别并标记未蚀变凝灰质；
10.(1.3)对未蚀变凝灰质进行成分测试；
11.(2)厘定凝灰质的蚀变过程并建立蚀变演化模式；
12.(2.1)在岩石薄片上识别并标记半蚀变凝灰质和自生矿物；
13.(2.2)对半蚀变凝灰质和自生矿物进行成分测试；
14.(2.3)对凝灰质和自生矿物进行成因分析；
15.(2.4)建立凝灰质的蚀变演化模式。
16.其中，步骤(2.1)-(2.3)所述自生矿物是与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物。
17.本发明提供的厘定方法实现了对深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的准确厘定，为凝灰质砂体油气储层的勘探开发提供了技术支撑，有助于人们进一步了解凝灰质和自生矿物的成因及凝灰质的蚀变演化过程。
18.优选地，步骤(1.1)所述挑选岩心的过程包括：挑选凝灰质砂岩发育的井段，针对
凝灰质砂岩典型单砂体沉积旋回，从砂体底部至砂体顶部，间隔5-10公分取岩心柱塞样，例如可以是5公分、5.5公分、6公分、6.5公分、7公分、7.5公分、8公分、8.5公分、9公分、9.5公分或10公分，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19.优选地，所述岩心柱塞样的直径为200-300mm，例如可以是200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm或300mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.优选地，步骤(1.1)所述制作岩石薄片的过程包括：对所得岩心柱塞样依次进行洗油、烘干、充铸、磨片和抛光。
21.优选地，步骤(1.2)所述未蚀变凝灰质的识别过程包括：利用研究级显微镜选取凝灰质面积占比≥10％的岩石薄片，先在单偏光下寻找颗粒之间混合堆积且粒度细小的杂基填隙物，再在正交光下识别出杂基中全消光的部分，即为未蚀变凝灰质。
22.本发明所选取的岩石薄片上凝灰质面积占比≥10％，例如可以是10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23.优选地，步骤(1.3)所述成分测试的过程包括：利用电子显微镜对标记的未蚀变凝灰质进行微区电子探针成分和激光剥蚀稀土元素分析，将获得的成分数据投点至识别图版，判别储层中的凝灰质类型。
24.优选地，步骤(2.1)所述半蚀变凝灰质的识别过程包括：利用显微镜选取凝灰质发生蚀变的岩石薄片，观察并厘定凝灰质溶蚀成孔特征和蚀变凝灰质特征。
25.优选地，步骤(2.1)所述自生矿物的识别过程包括：根据凝灰质与自生矿物的结构关系，初步判断与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物。
26.优选地，步骤(2.2)所述成分测试的过程包括：利用电子显微镜对标记的半蚀变凝灰质和自生矿物进行微区电子探针成分和激光剥蚀稀土元素分析，定量获得半蚀变凝灰质和自生矿物的化学成分。
27.优选地，步骤(2.3)所述成因分析的过程包括：对比未蚀变凝灰质、半蚀变凝灰质和自生矿物的地化成分，通过微量元素和稀土元素配型分析，确定与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物的类型及期次。
28.优选地，步骤(2.4)所述蚀变演化模式的建立过程包括：结合研究区目标井对成岩作用及成岩流体演化及埋藏史-热史的分析结果，以及蚀变凝灰质和自生矿物的产状，建立凝灰质的蚀变演化模式。
29.作为本发明优选的技术方案，所述厘定方法包括以下步骤：
30.(1)厘定未蚀变凝灰质的成分及类型；
31.(1.1)挑选岩心并制作岩石薄片；
32.挑选凝灰质砂岩发育的井段，针对凝灰质砂岩典型单砂体沉积旋回，从砂体底部至砂体顶部，间隔5-10公分取直径为200-300mm的岩心柱塞样，并对所得岩心柱塞样依次进行洗油、烘干、充铸、磨片和抛光，得到岩石薄片；
33.(1.2)在岩石薄片上识别并标记未蚀变凝灰质；
34.利用研究级显微镜选取凝灰质面积占比≥10％的岩石薄片，先在单偏光下寻找颗粒之间混合堆积且粒度细小的杂基填隙物，再在正交光下识别出杂基中全消光的部分，即
为未蚀变凝灰质，并在岩石薄片上标记具体位置；
35.(1.3)对未蚀变凝灰质进行成分测试；
36.利用电子显微镜对标记的未蚀变凝灰质进行微区电子探针成分和激光剥蚀稀土元素分析，将获得的成分数据投点至识别图版，判别储层中的凝灰质类型；
37.(2)厘定凝灰质的蚀变过程并建立蚀变演化模式；
38.(2.1)在岩石薄片上识别并标记半蚀变凝灰质和自生矿物；
39.利用显微镜选取凝灰质发生蚀变的岩石薄片，观察并厘定凝灰质溶蚀成孔特征和蚀变凝灰质特征，根据凝灰质与自生矿物的结构关系，初步判断与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物，并在岩石薄片上标记半蚀变凝灰质和自生矿物的具体位置；
40.(2.2)对半蚀变凝灰质和自生矿物进行成分测试；
41.利用电子显微镜对标记的半蚀变凝灰质和自生矿物进行微区电子探针成分和激光剥蚀稀土元素分析，定量获得半蚀变凝灰质和自生矿物的化学成分；
42.(2.3)对凝灰质和自生矿物进行成因分析；
43.对比未蚀变凝灰质、半蚀变凝灰质和自生矿物的地化成分，通过微量元素和稀土元素配型分析，确定与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物的类型及期次；
44.(2.4)建立凝灰质的蚀变演化模式；
45.结合研究区目标井对成岩作用及成岩流体演化及埋藏史-热史的分析结果，以及蚀变凝灰质和自生矿物的产状，建立凝灰质的蚀变演化模式。
46.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
47.本发明提供的厘定方法实现了对深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的准确厘定，为凝灰质砂体油气储层的勘探开发提供了技术支撑，有助于人们进一步了解凝灰质和自生矿物的成因及凝灰质的蚀变演化过程。
附图说明
48.图1是实施例1提供的厘定方法中h井目标层段单井沉积相图及取样设计；
49.图2是实施例1提供的厘定方法中未蚀变凝灰质镜下特征；
50.图3是实施例1提供的厘定方法中未蚀变凝灰质类型判别图版；
51.图4是实施例1提供的厘定方法中与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物特征；
52.图5是实施例1提供的厘定方法中未蚀变凝灰质与自生矿物的主量元素及稀土元素配分图；
53.图6是实施例1提供的厘定方法中凝灰质的蚀变演化模式图。
具体实施方式
54.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
55.本发明提供一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法，所述厘定方法包括以下步骤：
56.(1)厘定未蚀变凝灰质的成分及类型；
57.(1.1)挑选岩心并制作岩石薄片；
58.挑选凝灰质砂岩发育的井段，针对凝灰质砂岩典型单砂体沉积旋回，从砂体底部至砂体顶部，间隔5-10公分取直径为200-300mm的岩心柱塞样，并对所得岩心柱塞样依次进行洗油、烘干、充铸、磨片和抛光，得到岩石薄片；
59.(1.2)在岩石薄片上识别并标记未蚀变凝灰质；
60.利用研究级显微镜选取凝灰质面积占比≥10％的岩石薄片，先在单偏光下寻找颗粒之间混合堆积且粒度细小的杂基填隙物，再在正交光下识别出杂基中全消光的部分，即为未蚀变凝灰质，并在岩石薄片上标记具体位置；
61.(1.3)对未蚀变凝灰质进行成分测试；
62.利用电子显微镜对标记的未蚀变凝灰质进行微区电子探针成分和激光剥蚀稀土元素分析，将获得的成分数据投点至识别图版，判别储层中的凝灰质类型；
63.(2)厘定凝灰质的蚀变过程并建立蚀变演化模式；
64.(2.1)在岩石薄片上识别并标记半蚀变凝灰质和自生矿物；
65.利用显微镜选取凝灰质发生蚀变的岩石薄片，观察并厘定凝灰质溶蚀成孔特征和蚀变凝灰质特征，根据凝灰质与自生矿物的结构关系，初步判断与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物，并在岩石薄片上标记半蚀变凝灰质和自生矿物的具体位置；
66.(2.2)对半蚀变凝灰质和自生矿物进行成分测试；
67.利用电子显微镜对标记的半蚀变凝灰质和自生矿物进行微区电子探针成分和激光剥蚀稀土元素分析，定量获得半蚀变凝灰质和自生矿物的化学成分；
68.(2.3)对凝灰质和自生矿物进行成因分析；
69.对比未蚀变凝灰质、半蚀变凝灰质和自生矿物的地化成分，通过微量元素和稀土元素配型分析，确定与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物的类型及期次；
70.(2.4)建立凝灰质的蚀变演化模式；
71.结合研究区目标井对成岩作用及成岩流体演化及埋藏史-热史的分析结果，以及蚀变凝灰质和自生矿物的产状，建立凝灰质的蚀变演化模式。
72.实施例1
73.本实施例提供一种深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的厘定方法，所述厘定方法包括以下步骤：
74.(1)厘定未蚀变凝灰质的成分及类型；
75.(1.1)挑选岩心并制作岩石薄片；
76.依据研究区h井测井曲线特征及单井沉积相图，挑选其中凝灰质砂岩发育的井段，并针对凝灰质砂岩典型单砂体沉积旋回，从砂体底部至砂体顶部，间隔5-10公分取岩心柱塞样，取样设计见图1。利用台式钻床钻取直径为250mm的岩心柱塞样，并利用hxy-iv型高温洗油仪作洗油处理，清洗烘干后利用zt-2型高压铸体仪器向岩心内充入蓝色铸体；充铸完毕后取出，利用tq-2型台式切片机及tx-pg-250调速磨片机磨制成铸体薄片，并利用unipol-1502型自动抛光机做抛光处理。
77.(1.2)在岩石薄片上识别并标记未蚀变凝灰质；
78.利用axto scope.a1apol偏光显微镜观察岩石薄片，并识别粒间未发生明显溶蚀蚀变的凝灰质；未蚀变凝灰质在单偏光下无明显晶型，且溶蚀孔不发育，完全充填粒间孔，局部发育凝灰质收缩缝，且在正交光下不发光，或仅在裂缝附近由于脱玻化呈现波状消光；
以此特征将未蚀变凝灰质与蚀变凝灰质及粘土杂基区分开，并在岩石薄片的相应位置做出标记，以便于对未蚀变凝灰质的成分信息进行鉴定。其中，选取的部分未蚀变凝灰质镜下特征见图2。
79.(1.3)对未蚀变凝灰质进行成分测试；
80.对选取的含有未蚀变凝灰质的岩石薄片，应用la-icp-ms.7900激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪测得未蚀变凝灰质的微量元素组成及稀土元素特征；再经过表面抛光及喷碳处理后，应用jxa-8230电子探针显微镜测得未蚀变凝灰质的主量元素含量；计算其na2o％+k2o％含量及sio2％含量，并应用tas判别图版识别凝灰质类型，具体类型见图3，可见挑选出的未蚀变凝灰质sio2％含量普遍大于65％，而na2o％+k2o％含量小于6％，主要分布于英安岩及流纹岩区域，属于酸性凝灰质。
81.(2)厘定凝灰质的蚀变过程并建立蚀变演化模式；
82.(2.1)在岩石薄片上识别并标记半蚀变凝灰质和自生矿物；
83.借助axto scope.a1apol偏光显微镜及camera bridge cl8200 mk5阴极发光显微镜，识别自生矿物特征，并通过自生矿物与凝灰质产状及结构关系初步判断可能与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物类型。其中，识别出与凝灰质蚀变作用有关的自生矿物特征见图4，可见自生高岭石呈蠕虫状或书页状集合体充填凝灰质溶蚀孔，粒间有凝灰质溶蚀残余，阴极发光下呈现靛蓝色特征。此外，还可见自生石英加大边充填粒间凝灰质溶蚀孔，阴极发光下呈黑色。相应地，在岩石薄片上做出标记，便于后续步骤相关成分测试。
84.(2.2)对半蚀变凝灰质和自生矿物进行成分测试；
85.对选取的含有蚀变凝灰质及自生矿物发育的岩石薄片，与未蚀变凝灰质的成分测试条件及步骤相同，首先应用la-icp-ms.7900激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪测得自生矿物(高岭石、石英加大)的微量元素组成及稀土元素特征，再经过表面抛光及喷碳处理后，应用jxa-8230电子探针显微镜测得自生矿物(高岭石、石英加大)的主量元素含量。
86.(2.3)对凝灰质和自生矿物进行成因分析；
87.对比不同类型自生矿物与未蚀变凝灰质的主量元素及微量元素特征，并绘制稀土元素配分模式图，分析自生矿物与凝灰质蚀变的成因联系(见图5)。其中，自生高岭石的稀土元素配分模式图与未蚀变的酸性凝灰质相比具有很好的相似性，均表现为左高右低的右倾特征。此外，自生高岭石的主量元素与未蚀变的酸性凝灰质相比含量接近，但na2o、mgo、k2o、cao、tio2含量相对较低，而al2o3含量相对较高，且与长石溶蚀形成的自生高岭石相比，与蚀变凝灰质相伴生的自生高岭石中有着异常高值的feo，证明研究区粒间自生高岭石的成因与酸性凝灰质蚀变有关。相似地，自生石英稀土元素配分模式与酸性凝灰质的稀土元素配分模式也具有相似的特征，表明自生石英与酸性凝灰质的同源性，而自生石英中也相对富集fe元素，且自生石英常充填凝灰质溶蚀孔，也能够证明自生石英的形成与酸性凝灰质蚀变密切相关。
88.(2.4)建立凝灰质的蚀变演化模式；
89.结合研究区目标井对成岩作用与成岩流体演化及埋藏史-热史的分析结果，及前述步骤中蚀变凝灰质和自生矿物的产状，建立凝灰质的蚀变演化模式见图6。研究区整体处于中成岩的a1-a2期，共发育两期凝灰质溶蚀作用。在表生成岩-早成岩a期，浅层砂层成岩体系相对开放，大气淡水下渗强、流速快，酸性流体进入储层溶蚀粒间凝灰质。酸性凝灰质
在流动水体条件下，优先脱去k、na、ca、mg等活动性较强的元素，而残余al、si及少量fe，从而在凝灰质晶间孔中形成自生高岭石团块。晚期酸性流体作用下，粒间未完全蚀变的凝灰质部分溶蚀，形成粒间溶孔，导致储层中si、al、k等元素持续增加。此时储层成岩体系相对封闭，凝灰质溶蚀产物不能发生长距离迁移，导致凝灰质溶蚀粒间孔附近的原生孔中硅质胶结物发育。此外，自生石英颗粒中的流体包裹体平均均一温度为123℃，与埋藏史中早期烃类充注时间相吻合，也证明了自生石英与晚期凝灰质溶蚀具有很好的匹配关系。
90.由此可见，本发明提供的厘定方法实现了对深层砂岩储层粒间凝灰质类型和蚀变过程的准确厘定，为凝灰质砂体油气储层的勘探开发提供了技术支撑，有助于人们进一步了解凝灰质和自生矿物的成因及凝灰质的蚀变演化过程。
91.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。