油气资源已日益成为与国民经济、社会发展和国家安全息息相关的战略资源,油气储层物性的评价和预测在油气勘探中至关重要。油气藏形成的六大要素(生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存)均与成岩作用有关,也就是说,成岩作用决定了储层的物性条件和油气藏的运移规律,通过成岩作用研究,可以为油气勘探查明方向,提高油气田开发效果。水岩化学作用基本贯穿于整个成岩过程,尤其是在酸性流体参与时,引发矿物的溶蚀、胶结和转化等,是储层孔隙度的主要决定性因素。成岩过程复杂,地质因素和成岩条件较多,地球化学反应类型多样,导致孔隙度的改变差异较大,因此,研究成岩过程中不同埋藏成岩条件下的水岩化学作用及对储层孔隙度的影响,至关重要。目前,许多先进技术已成功应用于油气勘探与开发,但随着人们对油气储层认识的不断深入,如今亟需在对含油气系统要素和过程认识的基础上,更加深入的定量化揭示油气储层形成、富集、分布和演化特征。本文基于岩石学测试数据,运用室内实验、数值模拟和理论计算相结合的方法,从地球化学反应溶质运移的角度,深入探讨酸性流体参与的成岩过程中水岩化学作用及对储层孔隙度的影响。首先,选取两大地质和成岩因素(矿物非均质和有机酸),通过多组数值模拟和室内实验的敏感性分析,查明CO2-水-岩、长石-有机酸反应的主控因素。在此基础之上,根据研究区的岩石学及流体包裹体测试数据,将成岩过程概化为6个连续的成岩阶段,分别进行室内实验和数值模拟,校正参数后,将数值模型扩展至地质时间尺度(30 Ma-至今),再现储层的成岩演化过程,定量恢复孔隙度随时间的演变曲线。最后,针对致密砂岩储层低孔低渗的特点,选取地层水化学类型、原生矿物种类和酸性流体注入量共3个因素,采用敏感性模拟分析的方法,确定储层致密化的形成条件,并通过区域上三维(3-D)模拟,研究孔隙度在空间上的分布,评价有利储层。本次研究涉及到沉积学、石油地质学和地球化学多学科的理论知识,运用岩石学测试分析、室内实验、数值模拟、理论计算和天然类比多种研究手段,相互结合和验证,不仅查明了成岩作用的主控因素,再现了成岩演化过程,解决了沉积盆地致密化等典型问题,而且实现了储层孔隙度在空间和时间上的定量评价,能为寻找有利储层指明方向,提高油气勘探和开发的效率。