东北石油大学;中国石油大学(华东)王文广获国家专利权
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龙图腾网获悉东北石油大学;中国石油大学(华东)申请的专利一种多场耦合的成岩数值模拟方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117497068B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311183527.8,技术领域涉及:G16C10/00;该发明授权一种多场耦合的成岩数值模拟方法是由王文广;付晓飞;刘超;王民设计研发完成,并于2023-09-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多场耦合的成岩数值模拟方法在说明书摘要公布了:一种多场耦合的成岩数值模拟方法,属于储层地质学技术领域。涉及成岩相类型划分、成岩相的成岩特征、骨架矿物、自生矿物组合和成岩作用差异性、成岩作用机理初步分析、典型成岩现象的化学反应方程式及其相应的动力学条件、典型成岩现象。本发明收集分析测试资料和地质资料,开展靶区目标层位砂岩储层的成岩相类型划分、成岩相的成岩特征、骨架矿物、自生矿物组合和成岩作用差异性、成岩作用机理初步分析、典型成岩现象的化学反应方程式及其相应的动力学条件,然后从数值模拟角度开展典型成岩现象的化学动力学分析、建立物理模型和数值模拟模型、揭示及改进典型成岩相的成岩作用机理。
本发明授权一种多场耦合的成岩数值模拟方法在权利要求书中公布了:1.一种多场耦合的成岩数值模拟方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、收集数据及资料:收集铸体薄片及其定量统计数据、扫描电镜、阴极发光薄片、X射线衍射分析数据; 步骤2、成岩相类型划分:基于铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料,确定低渗透-致密砂岩经历的压实作用、方解石胶结作用、石英胶结作用、粘土矿物转化和溶蚀作用;然后,以成岩作用和成岩矿物为划分依据将低渗透-致密砂岩划分为多种成岩相; 步骤3、成岩特征研究:基于铸体薄片及其定量统计数据、扫描电镜、阴极发光薄片、X射线衍射分析数据,调查成岩相的成岩特征; 步骤4、成岩作用机理初步分析:首先,基于铸体薄片观察及其岩相学定量统计数据,调查靶区目标层位砂岩的石英、长石、岩屑和泥质杂基骨架矿物分布情况; 其次,基于铸体薄片岩相学定量统计数据、X射线衍射分析数据、扫描电镜图像资料,靶区目标层位砂岩内自生成岩矿物包括自生石英微晶、石英次生加大、方解石、铁方解石、绿泥石膜、分散片状、绒球状和玫瑰花状绿泥石、片状、蜂窝状、丝状和毛发状伊利石和伊蒙混层;目标层位砂岩储层内不同成岩相由于经历不同的成岩作用和成岩演化过程,具有不同的自生成岩矿物组合,方解石胶结相的自生矿物组合包括方解石和铁方解石;这些自生矿物的分布特征为,早期方解石胶结作用发生在早成岩作用阶段,充填粒间孔隙,呈基底式分布,骨架颗粒呈现为漂浮结构;晚期铁方解石胶结作用发生在中成岩作用阶段和晚成岩作用阶段,呈斑块状分布,充填残余粒间孔隙和粒内溶孔,或交代早期方解石胶结物; 再次,基于铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料,结合埋藏史-热史,靶区目标层位砂岩经历从早期成岩到埋藏成岩的整个成岩演化过程,包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用;由于差异的成岩作用过程,不同的成岩相具有不同的成岩作用差异性; 最后,在成岩相的成岩特征、骨架矿物、自生矿物组合和成岩作用差异性分析基础上,明确导致储层致密的硅质胶结物、碳酸盐胶结物和自生粘土矿物的类型、含量及赋存状态,调查改善储层孔隙空间的长石、岩屑和碳酸盐胶结物的溶蚀作用期次及伴生矿物,分析保护储层孔隙空间的绿泥石膜的形成,揭示成岩相的成岩作用机理;通过实验分析结果初步分析方解石胶结相的成岩作用机理;靶区目标层位砂岩储层内方解石胶结相的成岩作用机理是由于沉积水介质中碳酸钙过饱和及碱性条件形成的早期方解石胶结物,早期方解石胶结作用使砂岩骨架颗粒呈现为漂浮状结构,方解石胶结物呈现为基底式分布,堵塞和破坏孔隙空间; 步骤5、典型成岩现象的化学反应方程式及其相应的动力学条件:以典型成岩相为例,提取出典型成岩现象,建立反映典型成岩现象的化学反应方程式及其相应的动力学条件; 步骤6、典型成岩现象的化学动力学分析:使用“反应工程”接口进行零维模型中的典型成岩现象的化学动力学分析; 步骤7、物理模型建立:通过铸体薄片、扫描电镜和阴极发光薄片图像资料分析典型成岩现象的分布,联合靶区目标层位砂岩内典型成岩现象的更大范围分布,建立二维多物理场的物理模型; 步骤8、数值模拟模型建立:在物理模型基础上,建立一个2D3D空间相关模型,添加自由和多孔介质流动接口、稀物质传递接口和水平集接口,设置反应工程、自由和多孔介质流动、稀物质传递和水平集模块的关键参数,以捕获典型成岩现象的形成过程,揭示、改进成岩作用机理。
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