鲕粒白云岩内部溶蚀及孔隙非均质性演化研究

在地表和埋藏条件下溶蚀作用形成的次生孔隙是碳酸盐岩油气储层重要的储集空间。为探究孔隙的溶蚀改造机理及其控制因素,通过柱塞样,开展了0. 2%的乙酸环境中鲕粒白云岩的溶蚀实验,实验温度和压力范围分别为40~160℃和10~50 MPa。实验采取连续取样获得溶液中Ca2+与Mg2+离子含量,通过CT成像技术获取溶蚀反应前后孔隙图像并运用分形与多重分形方法定量分析孔隙在二维和三维空间上的非均质性。研究表明,溶蚀过程中,鲕粒白云岩溶蚀液中[Ca2++Mg2+]浓度在实验开始时最低,之后稳步上升并在120℃、40 MPa时达到最大值,而后缓慢下降,溶蚀窗范围出现在70℃(20 MPa)~120℃(40 MPa)之间。二维和三维微观孔隙结构在空间上的分布具有显著的多重分形特征,溶蚀作用使得孔隙的不规则性减少、孔隙的奇异范围缩减。这些结果对于认识近地表和深埋藏条件下溶蚀作用对碳酸盐岩储层孔隙的改造强度及孔隙的动态演化规律具有重要的理论及实际意义。

埋藏有机酸性流体对白云岩储层溶蚀作用的模拟实验

通过0.2％乙酸与亮晶鲕粒含灰云岩、鲕粒云岩和粉细晶云岩的埋藏溶蚀模拟实验,对埋藏环境下有机酸流体流经白云岩内部对其溶蚀改造作用及其产生的溶蚀效应进行研究.结果表明：3种类型白云岩释放出Ca2＋、Mg2＋物质的量浓度为（13.19～ 20.48）×10-3 mol/L,随着埋藏深度的增加（温度和压力升高）,有机酸对白云岩的溶蚀能力相应降低,但降低的幅度不超过20％;溶蚀后样品的质量平均损失约1％,而孔隙度平均提高5％,渗透率平均增加幅度高达300％;有机酸性流体在深埋条件下仍对白云岩地层具有较强溶蚀性;白云岩经埋藏溶蚀后其内部孔隙和喉道溶蚀加大,并相互连通,导致孔喉体积增加、数量降低,这对渗透率的提高具有异常明显的效果,从而有利于油、气的储集与运移.

深层条件下碳酸盐岩溶蚀改造效应的模拟实验研究

为认识地层条件下碳酸盐岩的溶蚀改造效应及控制因素,设计并进行了流体在岩石内部孔-缝中渗流与反应的全新模拟实验。实验结果表明,随着地层温度升高,碳酸盐岩溶蚀量并非增加而是逐渐降低,不同实验条件下,其降低的幅度与溶蚀效应不同;而压力与碳酸盐岩溶蚀量呈较弱的正相关性。因此低温或浅埋藏环境更利于碳酸盐岩规模溶孔的形成。此外,白云岩中含一定量的方解石将显著提高白云岩的溶蚀强度,有利于形成优质白云岩储集层。但孔隙类型不同的碳酸盐岩,溶蚀会导致碳酸盐岩储集空间类型和储渗性能发生明显不同的改变,这或许是解决深层碳酸盐岩高效储集层形成的关键。

碳酸盐岩溶蚀模拟实验技术进展及应用

碳酸盐岩溶蚀作用是指流动的侵蚀性流体与碳酸盐岩之间相互作用的过程及由此产生的结果,从地表到深埋藏地层中均可发生。碳酸盐岩溶蚀模拟实验是指通过模拟地层环境来再现碳酸盐岩溶蚀作用的过程和结果,是研究碳酸盐岩储层规模溶蚀有利条件和分布规律的重要方法。中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室自主研发高温高压溶解动力学模拟装置,最终建成由岩石内部溶蚀、岩石表面溶蚀和高温高压原位可视化检测组成的碳酸盐岩溶蚀模拟实验技术。利用高温高压溶解动力学模拟实验装置,开展了碳酸盐岩埋藏溶蚀温度窗口和孔隙演化样式的实验研究,取得2个方面的认识:①高盐度流体背景模拟实验表明,随着温度增加,碳酸盐岩的溶蚀量具有缓慢下降—缓慢上升—快速下降的特征,由于地层水两种相反离子效应的作用,在80~110℃范围内存在一个有利于碳酸盐岩溶蚀的温度窗口;②通过粒间孔隙型、晶间孔隙型、溶蚀孔洞型、鲕模孔隙型和格架孔隙型5种碳酸盐岩溶蚀模拟的对比实验,认识到连通孔隙是埋藏溶蚀发生的先决条件和有利区域,碳酸盐岩内部组构差异会进一步加剧储集空间在孔、洞和缝组合上的复杂性。