[发明专利]基于全溶解模型定量计算酸性环境下钠长石转化过程的方法

说明书

本发明涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种基于全溶解模型定量计算酸性环境下钠长石转化过程的方法。所述方法包括：确定全溶解‑再沉淀模型下，酸性流体环境下钠长石颗粒转化过程中的水‑岩反应类型；计算钠长石转化过程形成的水溶相粒子的吉布斯能；计算反应中纯物质及溶剂的吉布斯能；判断水‑岩反应的吉布斯能变及平衡常数；判断不同条件的水溶液内各类水‑岩反应平衡时期的各类粒子的浓度；判断不同水‑岩反应达到平衡的次序；计算不同温度、压力及pH值环境下钠长石颗粒的转化过程、该过程中各类成岩产物的转化量。本发明方法对预测含油气盆地深部酸性流体环境下次生孔隙类型、产状及分布具有重要的理论意义及实际应用价值。

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种基于全溶解模型定量计算酸性环境下钠长石转化过程的方法。

背景技术

长石是地壳中最主要的造岩矿物之一。酸性水溶液内长石颗粒的溶蚀及转化广泛存在于近地表及沉积盆地深部。近地表长石颗粒的溶蚀及转化影响粘土的形成、地下水的演化等过程；砂岩埋藏过程中长石颗粒的溶蚀及转化贯穿碎屑岩储层的形成、演化过程；CO₂回注及油气藏开发过程中的储层改造也均明显涉及到长石颗粒在酸性-中性水溶液环境下的转化。近一个世纪以来，大量学者对不同温度、压力、pH值环境下，实验室环境下静态及动态试验内的长石颗粒进行大量的实验；对泥土内的长石颗粒表面的特征及沉积盆地内砂岩储层内长石转化产物进行了大量的研究。

目前关于钠长石颗粒转化过程定量计算的研究很少，而该类研究的缺失导致难以准确确定埋藏过程中砂岩储层内长石颗粒转化形成的次生孔隙含量及产状进行预测，进而影响含油气盆地深部砂岩储层预测。

目前尚未有关基于全溶解模型定量计算酸性环境下钠长石转化过程的方法的报道。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种基于全溶解模型定量计算酸性环境下钠长石转化过程的方法，本发明方法基于全溶解-再沉淀模型，利用热力学方法，实现对不同条件下钠长石颗粒转化过程中各类成岩产物含量的定量计算。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于全溶解模型定量计算酸性环境下钠长石转化过程的方法，其包括以下步骤：

确定全溶解-再沉淀模型下，酸性流体环境下钠长石颗粒转化过程中的水-岩反应类型；

计算钠长石转化过程形成的水溶相粒子的吉布斯能；计算反应中气相、固相、液相纯物质及溶剂的吉布斯能；

判断水-岩反应的吉布斯能变及平衡常数；

利用平衡常数，判断不同温度、压力及pH值条件的水溶液内各类水-岩反应平衡时期的各类粒子的浓度；

根据不同水-岩反应平衡时期的水溶液条件，判断不同水-岩反应达到平衡的次序；

根据水-岩反应达到平衡的次序，计算不同温度、压力及pH值环境下钠长石颗粒的转化过程、该过程中各类成岩产物的转化量。

进一步地，全溶解-再沉淀模型下，酸性流体环境下钠长石颗粒转化过程中的水-岩反应类型包括：

反应1：NaAlSi₃O₈(s)+H⁺(aq)+7H₂O(l)→Na⁺(aq)+Al(OH)₃(aq)+3H₄SiO₄(aq)；

反应2：Al(OH)₃(aq)+H⁺(aq)→Al(OH)₂⁺(aq)+H₂O(l)；