Введение
Диагенез был описан как термин, который охватывает все массивы биологических, физических и химических процессов, которые воздействуют и трансформируют отложения с начальной стадии отложения до непосредственно перед метаморфизмом. Надер (2017). Значительная роль диагенеза в геологических системах в создании и разрушении пористости с помощью растворения и закупоривания пор затвердевает в течение многих десятилетий (Zhang et al., 2017), ключевая концепция и недавний интерес к диагенетическим исследованиям (прослеживаемый) к расширенной и непрерывной пограничной разведке в более глубокой части бассейнов), является глубокое диагенетическое царство погребения.
Для этого характерно действие очень агрессивных базовых флюидов, которые создают множество процессов, таких как цементация, растворение и рекристаллизация, которые определяют конечный нефтефизический путь резервуаров (Moore, 2001). Исследование в этой неизвестной области охватило от традиционных или классических подходов с использованием петрографических и полевых методов определения характеристик до более сложных и продвинутых этапов, включающих количественные и экспериментальные подходы с использованием передовых методов микроскопии, таких как сканирующая электронная микроскопия, компьютерная томография-сканирование (КТ -Сканирование) и другие компьютерные методы с моделированием, для правильной оценки и понимания процесса (Giles, 1997; Nader, 2017). Одним из наиболее важных факторов, влияющих на глубокий погребальный диагенез и заслуживающих нашей критической оценки, является наличие жидких углеводородов в породах пласта (Choquette and James, 1987).
Роль замещения углеводородов в диагенезе
Это был Джонсон (1920), цитируемый в (Bukar, 2013), который впервые выявил роль, которую углеводороды могут играть в диагенезе коллекторских пород посредством торможения цементации. С тех пор этот вопрос оставался предметом растущей обеспокоенности и интереса, с большим количеством обзоров и расследований с использованием различных тематических исследований (Worden et al., 1998; Neilson and Oxtoby, 2008; Bukar, 2013; Kolchugin et al., 2016) , Но также с некоторыми сопутствующими спорами и неопределенностями, такими как дебаты о цементации, препятствующими нефти, вопросы, касающиеся источника и переноса огромного объема CaCo3 во время diageneis.
Необычное увеличение проницаемости пористости в Фульмарской свите Северного моря намного больше, чем среднее значение, ожидаемое по их глубине, на основе тенденции глубины мировой пористости (Wilkinson and Haszeldine, 2011), а также в Kharaib Формирование, Абу-Даби (Neilson et al., 1998) и многие другие резервуары дали очень прочную основу помимо влияния избыточного давления, чтобы согласиться со школой мысли о том, что нефть может ингибировать цементацию. Однако, с другой стороны, наличие нефтяных включений (рис. 1), а также отсутствие изменения или контрастной пористости между коленом нефти и воды в некоторых пластах послужило основанием для сомнений или противоречия теории цементации, препятствующей образованию нефти, создание второй школы мысли, которая настаивает на том, что масло не препятствует цементации (Bjorkum et al., 1993). А – вид в плоскости поляризации света. В то же изображение в катодолюминесценции. (Caja et al., 2006). Важно отметить, что жидкости играют очень важную роль во время диагенеза; они могут действовать как транспортирующие среды, могут растворяться и повторно осаждать цемент в течение этого процесса. Отсюда следует, что присутствие углеводородов, которые также являются жидкостью справа, также может оказывать существенное влияние на диагенез. В целом, согласно Worden et al. (1998), масло может влиять на диагенез в любом одном или во всех следующих процессах. I. Замедляя или уменьшая путь потока для массопереноса, это может ограничить цементацию тонкой пленкой несводимой воды насыщения на зернах породы.
Однако эффективность всех этих процессов и степень ингибирования цемента зависят от сроков и уровня насыщения углеводородами, а также от смачиваемости коллекторов. (Worden et al., 1998; Kolchugin et al., 2016). Тематические исследования, которые продемонстрировали, что масло не может ингибировать цементацию, – это, вероятно, те, в которых замещение нефти было запоздалым, после того как цементация уже произошла. Но одно, безусловно, остается, что судьба диагенеза никогда не остается прежней, когда нефть входит в систему, нефть может ограничивать поток водной фазы и процессы массообмена, делая сеть пор извилистой или покрывая зерна в резервуаре влажной нефтью система, (Worden et al., 1998), уменьшающая цементацию. 1. 3. Кинетика и термодинамика роста и цементации кальцита. Известно, что большинство известняков имеют пористость отложений около 40-70%, Pray and Choquette (1969), Prajpti et al. (2017), но обычно это сводится к значение <5% при незначительном или нулевом вкладе от уплотнения (Bathurst, 1970; Prajapati et al., 2017), это снижение имеет серьезные последствия для роли карбонатной цементации в окклюзии порового пространства во время диагенеза известняков. Понимание кинетики и термодинамики осаждения кальцита с использованием нашего неорганического геохимического набора инструментов будет иметь жизненно важное значение для установления скорости цементации кальцита в геологических процессах. Считается, что рост и развитие кальцита происходит в три этапа (Helt 1978): I. Образование пересыщенного раствора II. Кристаллическая нуклеация III. Кристаллический рост. Зарождение кристаллов включает в себя сборку ионов с образованием частиц для дальнейшего роста и рассматривается как первый шаг для осаждения кальцита. Частицы с ядрами ниже критического размера растворяются обратно в раствор, в то время как те, кто превысил этот порог, задают темп для кристалла. рост. Где K - это константа, p - количество молекул, необходимое для сборки, чтобы сформировать критические ядра, I - время индукции, необходимое для сборки ядра критического размера, а C - начальная концентрация пересыщенного раствора. После образования кристаллы начинают расти при распространении поверхностей на образовавшиеся критические ядра, основываясь на классической и неклассической теореме. Классическая теорема устанавливает рост кристаллов путем включения мономеров путем присоединения и отделения на активных центрах кристаллических плоскостей. Ключевыми процессами являются адсорбция, разность поверхностной энергии и диффузия. Экспериментальные исследования скорости роста кальцита выполняются либо с использованием кальцита или других материалов в качестве места зародышеобразования (подход с затравкой), либо без семян, что приводит к спонтанной кристаллизации (Rybacki 2010). Эксперимент с семенами является лучшим для изучения скорости роста кристаллов (Rybacki 2010), потому что они позволяют постепенно контролировать процесс, прежде чем происходит кристаллизация, а не происходит мгновенно. Был проведен ряд экспериментов с семенами (Jaho et al., 2015; Declet et al., 2016 и др .; Liszka et al., 2016) с использованием различных комбинаций, таких как реакция хлорида кальция и бикарбоната натрия с камнями и частицами стекла. в экспериментах с потоком на основе закона Дарси, заданного как: Q = KA. dh / dLГде Q - скорость потока жидкости, K - гидравлическая постоянная, A - площадь поперечного сечения, а dh / dL - гидравлический градиент. (Hubbert, 1956). Эти эксперименты показали, что на скорость роста и осаждения кальцита в основном влияют уровень насыщения (ca +), температура, pH, ионная активность и природа субстрата зародышеобразования (Rybacki, 2010; Declet et al. ., 2016). Осаждение кальцита происходит в слабощелочной среде, но становится нерегулярным после рН> 10, экспериментальная работа наблюдала оптимальное осаждение от 7,5 до 9,0 рН. (Ruiz-Agudo et al., 2011; Declet et al., 2016). Согласно Declet et al. (2016), слишком большое или избыточное увеличение pH снижает поверхностную концентрацию для роста кальцита и увеличивает перенасыщение, что также уменьшает размер частиц. Более высокое перенасыщение увеличивает скорость зародышеобразования при формировании более мелких кристаллов в отличие от более низкого пересыщения с более низкой скоростью, но более крупными кристаллами (Jaho et al., 2015). Эксперимент по влиянию температуры показал, что температура играет роль в полиморфном распределении кристаллов кальцита. Кальцит более предпочтителен при более низких и окружающих температурах, сравнимых с полиморфом арагонита, который преобладает около 800 (Morse et al., 2007). Другим способом осаждения кальцита является процесс микробного осаждения кальцита (Ashraf et al., 2017; Cheng and Shahin, 2019).
Это эффективный процесс, при котором механизм осаждения кальцита превращается примерно на 90% менее чем за день (Al-Thawadi 2011, цитируемый Ashraf et al, 2017). Однако при более высоких концентрациях ионов кальция активность уреазы может остановить гидролиз мочевины. Повышение температуры от 20 до 600 ° С может способствовать активности уреазы, но наблюдается снижение за пределами 700 ° С из-за дезактивации фермента (whiffin 2004, цитируемый Ashraf et al, 2017). Чтобы избежать добавления побочных продуктов и реликтов микробов к окклюзии пористости, в этой работе предпочтительным является механизм осаждения и роста неорганического кальцита.
Обсуждение проблемы
Отсутствие надлежащей доступности нефтяных резервуаров из-за их размера и захоронения неизбежно приводит к отбору проб только фракции резервуаров. Затем геологам приходится в значительной степени полагаться на подповерхностное моделирование для определения распределения пористости и проницаемости в коллекторах. Но для того, чтобы такие модели были точными, необходимо четко знать и учитывать факторы контроля и параметры, влияющие на диагенез, такие как присутствие нефти в недрах, и учитывать их в применяемых моделях. Наше понимание влияния присутствия масла во время диагенеза на ингибирование цементации было хорошо известно и продемонстрировано (Neilson et al., 1998; Worden et al., 1998; Kolchugin et al., 2016), но выводы были в значительной степени ограничены качественные исследования и опираться в основном на петрографические данные. Поскольку такие другие влиятельные факторы, как капиллярное давление, состав масла и минералогические различия между нефтяной и водной ветвями, редко полностью учитываются (Worden et al., 1998). Это приводит к необъективной и менее точной оценке влияния нефти на цементацию. Поэтому ключевой вопрос: если масло может ингибировать цементацию, при каком уровне насыщения, степени или скорости это может произойти? (Кольчугин и др., 2016).
На этот вопрос лучше всего ответить, сравнив скорость цементации в водной и нефтяной ветвях в тех же условиях, которые были предоставлены главным образом, если не только, экспериментальными исследованиями. Если это невозможно, необходимо производить образцы в условиях, имитирующих ветки масла и воды. Таким образом, целью этой работы является попытка предоставить убедительные доказательства того, что нефть может ингибировать цементацию, и количественно оценить ее влияние с помощью экспериментов и моделирования масштабов пор на скорость цементации. Акцент был сделан на цементацию кальцита, потому что кальцит, по-видимому, легче осаждается, чем другие цементы. Однако выводы и результаты могут быть применимы в смешанных карбонат-силикатах, а также в других коллекторах. Будут рассмотрены следующие вопросы: I. Как влияет скорость цементации кальцита на распределение пористости и проницаемости в пористых породах (т.е. уровень диагенеза в водной ветви или отсутствие нефти) II. Каково влияние смачиваемости на осаждение карбонатного цемента III. Каково влияние залежи нефти на петрофизические свойства карбонатных пород в лабораторно контролируемых условиях из типичных карбонатных отложений? Внутривенно Можем ли мы вывести эмпирические отношения и разработать модель для определения механизмов и динамики карбонатной цементации в присутствии нефти? V. Можем ли мы определить применимость лабораторных экспериментов в условиях, не связанных с пластом, для понимания динамики коллектора?
Материалы и методология
<Р> MaterialsI. Образцы породы. Для эксперимента будут использованы образцы оолитового кеттонского известняка, породы средней юры, которая является частью группы Линкольншир. Они составляют около 99,1% кальцита с бимодальным распределением пористости, что делает его пригодным для роста и осаждения кальцита, а также для хорошего разрешения при микрокомпьютерном томографическом сканировании (µCT-scan) (Menke et al., 2015). Будут также использованы образцы, представляющие типичные параметры осаждения карбонатов, но в более позднем аспекте исследований. II. Поток давления или заполнение активной зоны, настроенное для впрыска жидкости в университете Тиссайда. III. Вакуумный сатуратор в университете Тиссайда для очистки основных пробокIV. Бикарбонат натрия и соль хлорида кальция для осаждения кальцита. Соль хлорида натрия (NaCl) для ионной силы VI. Гидроксид натрия (NaOH) для настройки pHVII. Бицин (1М, Ph 8. 6) буфер рН для поддержания диапазона рН в пределах 7,8-9. 0VIII. Микро компьютерная томографическая развертка (µCT-scan) для визуализации в масштабе пор в университете Тиссайда.
Определение влияния углеводородов на цементацию кальцита для влажных в воде пород3. Новые пробки керна из кеттонового известняка (K1, K2 и K3), аналогичные тем, которые использовались выше, будут очищены деионизированной водой с использованием вакуумного сатуратора. Получение изображений с помощью µCT-scan будет сделано для оценки первоначальной природы пор, а затем в него будет введен ростовой раствор, аналогичный тому, который использовался выше, с помощью многоканального насоса, но на этот раз одновременно с углеводородным маслом со скоростью 0,5 см3ч-1. K1, K2 и K3 будут удалены для компьютерной томографии через 24 часа, 48 часов и 72 часа соответственно, чтобы измерить размер и уровень цементации после затопления. Это будет сравниваться со скоростью роста в эксперименте 2 выше и использоваться для оценки влияния углеводородов на цементацию кальцита в влажных породах
Определение влияния углеводородов на цементацию кальцита для нефтяных влажных горных пород. Будут использованы 3 новых основных разъема, аналогичных приведенным выше …
Уличные дети используют различные стратегии преодоления трудностей, с которыми они сталкиваются на улице. Они полагаются на усилия комбинации действий для выживания. Они используют свои различные
Полимеры представляют собой большие молекулы и имеют одну и ту же структурную единицу, повторяющуюся снова и снова, и эти повторяющиеся единицы известны как мономеры. Эти
Мы спешили. У меня было меньше часа до гонки, и мы все еще застряли в Мельбурне, движение КБР. Вдох. Вздох. Мой папа пытался провести нас