咸化湖盆碎屑岩储层中铁白云石的溶蚀作用模拟实验研究

一般研究认为岩石中的碳酸盐矿物在酸性条件下易发生溶蚀作用从而生成次生孔隙,进而增大岩石的储集空间和渗透性。柴达木盆地砂西地区始新统下干柴沟组碎屑岩储层为咸化湖盆沉积,偏光显微镜下和扫描电镜下可见石膏和铁白云石较为发育。通过流体—岩石动力学模拟实验研究得出,在地层条件下高温高压环境中铁白云石易发生溶蚀作用从而形成次生孔隙,石膏在其中起催化作用;铁白云石溶蚀生成的铁、镁离子为高岭石转化为绿泥石提供了必要的物质条件,生成的针叶状绿泥石极易堵塞较细的孔隙喉道造成了岩石渗透率的下降,但铁白云石等易溶矿物的溶蚀作用增加了岩石的孔隙度。     

珠江口盆地深层高温高压下的水岩作用

地层中的酸性流体是含油气盆地内部物质迁移和能量交换的主要介质,是形成次生孔隙、改善储层物性的重要物质基础。通过对珠江口盆地岩心样品进行高温高压水岩反应实验,结合扫描电镜、铸体薄片、储层物性、XRD及ICP-OES等分析测试手段,揭示了深层碎屑岩储层溶蚀作用和次生孔隙发育机理。研究结果表明：①高温高压条件下有机酸性流体对岩石矿物具有溶蚀作用,且发生了离子迁移现象,释放出K⁺,Ca²⁺,Na⁺,Mg²⁺等阳离子,反应后样品孔隙度平均提高了5.6%,提升幅度达31.5%,岩石中的易溶组分含量及易溶矿物的原生结构可影响次生孔隙的发育;②选取具有代表性的样品对少井或无井区域进行深部地层条件下的水岩反应模拟实验是科学有效的储层评价途径,实验可模拟溶蚀过程和刻画溶蚀机理,现今在深部油气勘探成本高、风险大的背景下,高温高压实验结果对深部储层预测和勘探目标优选具有重要参考价值。     

油气储层火山物质蚀变产物及其对储集空间的影响——以准噶尔盆地克-夏地区下二叠统为例

通过镜下观察（岩石、铸体薄片和扫描电镜）与岩心分析,结合地层水分析结果、岩矿组成和物性数据等,以准噶尔盆地克-夏地区下二叠统为例,系统研究了含火山物质油气储层中不同自生矿物成因机理、自生矿物对油气储集空间的影响、孔隙演化及其控制因素,对储集空间具有重要影响的自生矿物主要有绿泥石、沸石（包括方沸石、片沸石和浊沸石）、方解石、钠长石和自生石英。研究表明,酸性水的加入促使早期碱性条件下析出的沸石、钠长石和方解石易于溶蚀;钾长石或斜长石溶蚀后,非等体积矿物转化析出钠长石。早期适量的绿泥石衬边和包膜对储集空间有保护意义,但成岩后期大量的绿泥石胶结破坏孔隙。与基性岩相比,中酸性熔岩和火山碎屑岩未见大规模绿泥石胶结,储层物性较好。NaHCO₃型地层水和有机酸影响下的方沸石胶结砂（砾）岩中,次生溶孔发育,为有利的碎屑岩储层。总体上,火山物质的成岩作用及蚀变演化很大程度上改善了中深层油气储层质量。     

欢喜岭油田杜家台油层成岩作用及孔隙特征

杜家台油层碎屑岩地层经历了强烈的压实作用和胶结作用、复杂的交代作用及溶解作用;胶结作用是降低孔渗性能的主要因素．方解石类、高岭石、绿泥石等成岩矿物的大量析出与次生孔隙发育密切相关;溶解作用使碎屑岩产生粒间溶孔、溶缝、溶蚀填隙物内孔隙和铸模孔等次生孔隙。从早成岩B期到晚成岩A期．有机质成熟过程、粘土矿物转化、烃类热化学反应造成的酸性地层水介质．使杜家台油层碎屑岩储层在不同层段发育次生孔隙发育带,这些次生孔隙发育层段是油气勘探的重点层段。     

东营凹陷古近系碎屑岩储层次生孔隙发育规律

东营凹陷古近系碎屑岩储层的孔隙经历了由原生到次生的演化过程,主要储集空间为次生孔隙,不同深度范围分别发育不同的孔隙组合类型。平面上,次生孔隙发育的深度由北向南有增大趋势,但发育程度明显减弱。碳酸盐矿物溶蚀作用、长石矿物溶蚀作用、粘土矿物脱水作用是东营凹陷古近系碎屑岩储层次生孔隙的主要成因,储层物性主要受沉积条件及压实、碳酸盐胶结和溶蚀作用控制,各因素之间存在一定制约关系。     

大气淡水在碎屑岩次生孔隙形成中的作用

在水岩反应的基础上,从岩石物性,长石、石英溶蚀形成的次生孔隙以及离子的浓度变化等证据出发,阐明大气淡水在碎屑岩次生孔隙形成中的作用,为深层碎屑岩储层中次生孔隙发育带的预测提供理论依据。实验结果表明,在开放环境中,水溶液变为不饱和,有利于矿物发生溶蚀,在有机质含量高的环境下,长石岩屑会大量溶解,最后长石的溶解速率在酸性区域随pH值增大而减小、在中性区域溶解速率低且受影响小、在碱性区域随pH值增大而增大,而在碱性环境下,石英也能发生溶蚀。     

碳酸盐岩—膏盐岩组合水—岩反应热力学和动力学模型及其在塔北地区寒武系储层的应用

埋藏过程中,碳酸盐矿物和石膏组合的溶解—沉淀对深埋条件下的岩溶和孔洞保持具有至关重要的影响。以塔北隆起寒武系储层为研究对象,根据英买、牙哈地区14口井及轮探1井的地层水离子含量,建立水—矿物相互作用的热力学和动力学模型,结合孔隙度及薄片分析,开展碳酸盐岩—膏盐岩组合型储层的精细评价。结果显示,碳酸盐矿物和石膏的溶解—沉淀反应速率与其ΔG呈较好的指数关系,溶解速率随着ΔG的减小而增大,而沉淀速率随着ΔG的增大而增大。计算结果表明塔北隆起寒武系埋藏环境总体上有利于碳酸盐矿物—石膏组合的溶解,西北部地区岩溶作用强于东南部,有利于储层孔洞的保持,与实际的储层物性测试结果基本吻合。该研究为深埋碳酸盐岩—膏盐岩组合型储层有利储集区的定量预测及评价提供了新方法。     

塔里木盆地志留系热液碎屑岩储层:证据、矿物组合及油气地质意义

根据岩心观察、扫描电镜、能谱分析、显微薄片观察及流体包裹体测温显示的岩石宏观与微观特征、矿物组合、自生矿物形成温度等,认为塔里木盆地存在热液碎屑岩储层.热液碎屑岩岩石学证据主要体现在塔中地区中1井志留系柯坪塔格组碎屑岩中发育的基性侵入岩夹层、热液角砾岩、热炙烤现象及热液溶蚀孔洞等;在塔里木盆地中部的塔中地区和顺托果勒地区柯坪塔格组可识别出3种热液矿物组合.综合前人研究成果,认为热液的侵入主要发生于二叠纪,造成储集岩孔隙流体离子环境紊乱,溶解作用的发生促进了次生孔隙发育,并沉淀了热液矿物,总体上改善了碎屑岩储层,是塔里木盆地柯坪塔格组碎屑岩储层不可忽视的影响因素.热液侵入对已形成的古油藏产生破坏作用,并在志留系沥青砂岩生成过程中产生重要作用.     

碎屑岩中长石的溶解机制及其对成岩作用的贡献

综述前人在碎屑岩中长石溶蚀方面的大量研究成果,从长石的溶蚀环境(开放—封闭)、长石溶蚀的制约因素(成分、结构、p H值、有机酸的类型)等方面深入探讨长石的溶蚀沉淀机制。通过长石颗粒骨架模型、表面反应溶蚀模型、热力学模型建立了有机酸条件下长石的溶蚀沉淀模型,从而讨论长石的溶解对成岩作用的贡献。长石在封闭富钾的环境中多溶蚀形成伊利石,在开放的流体环境中则形成高岭石,同时长石的溶解也是石英次生加大的原因之一;孔隙流体联通情况好,长石溶解形成的副矿物多溶解运移到其他地方,从而改善储层结构,新生石英和粘土矿物亦会对储层骨架起固结作用。     

西昌盆地上三叠统白果湾组砂岩储层次生孔隙成因探讨

西昌盆地上三叠统白果湾组砂岩储层研究结果表明,区内次生孔隙可分为3种成因体系:与地下同源流体溶解作用有关的孔隙体系;与有机质成岩过程中产生的酸性流体溶解作用有关的孔隙体系和与烃类一矿物氧化剂间氧化还原反应生成的化学侵蚀性流体溶解作用有关的孔隙体系.它们构成区内储层的主要储集空间.各孔隙体系的孔隙结构、沉积地球化学特征及共生组合关系各异.它们是多源溶解营力以多种溶解机制对储层多期溶解叠加改造的综合产物.     

低渗透储层类型划分及储层敏感性主控因素——以渤海海域古近系为例

利用岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、储层敏感性实验等多种分析手段，对渤海海域低孔低渗储层的类型进行了详细划分，并对各类储层发育段的储层敏感性特征及其对应的黏土矿物特征、含量和分布规律进行了详细研究，分析了不同沉积条件对储层敏感性的影响。研究结果表明，渤海海域低渗透储层可划分为富高岭石型、富伊利石型、富绿泥石型、碳酸盐致密胶结型。通过将低渗透储层成因与储层敏感性建立关联，提出了储层敏感性主要受控于母岩类型、古气候条件、沉积微相3个因素：①母岩类型对研究区古近系碎屑岩储层演化起决定性影响。研究区主要具有3种类型的母岩：以中基性火山岩为母岩的碎屑岩储层、以中酸性火山岩为母岩的碎屑岩储层为火山碎屑-高岭石型、以变质岩为母岩的碎屑岩储层为伊利石型。②古气候条件对储层敏感性起到了重要影响。③沉积微相直接影响黏土矿物分异，沉积微相还间接影响后期成岩作用。     

低渗透储层类型划分及储层敏感性主控因素——以渤海海域古近系为例

利用岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、储层敏感性实验等多种分析手段,对渤海海域低孔低渗储层的类型进行了详细划分,并对各类储层发育段的储层敏感性特征及其对应的黏土矿物特征、含量和分布规律进行了详细研究,分析了不同沉积条件对储层敏感性的影响。研究结果表明,渤海海域低渗透储层可划分为富高岭石型、富伊利石型、富绿泥石型、碳酸盐致密胶结型。通过将低渗透储层成因与储层敏感性建立关联,提出了储层敏感性主要受控于母岩类型、古气候条件、沉积微相3个因素：①母岩类型对研究区古近系碎屑岩储层演化起决定性影响。研究区主要具有3种类型的母岩：以中基性火山岩为母岩的碎屑岩储层、以中酸性火山岩为母岩的碎屑岩储层为火山碎屑—高岭石型、以变质岩为母岩的碎屑岩储层为伊利石型。②古气候条件对储层敏感性起到了重要影响。③沉积微相直接影响黏土矿物分异,沉积微相还间接影响后期成岩作用。     

陆家堡凹陷白垩系下统火成岩储层特征及成藏模式

辽河外围盆地陆家堡凹陷中生代火成岩油藏主要分布在早白垩世火山沉积序列中,火成岩岩石类型主要包括火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩和浅成侵入岩等五大类岩性,有利储层主要发育在火山通道相隐爆角砾岩亚相、喷溢相上部亚相、爆发相空落亚相及侵入相浅成侵入亚相等岩相带,含油火成岩储层储集空间多为孔隙-裂缝组合型。九佛堂期为凹陷快速断陷期,该时期欠补偿沉积的深湖-半深湖相泥质岩及油页岩,是火成岩油藏形成的资源基础。火成岩油藏受烃源岩供给、构造应力作用、火山机构特征、岩浆活动时期等多个因素控制。依据火成岩油藏赋存层位及储层岩石类型,将区内火成岩油藏划分为九佛堂组侵入岩油藏、九佛堂组火山碎屑岩油藏及义县组火成岩油藏等三种类型,并建立相应的成藏模式。     

川东北元坝地区须家河组钙质交代-胶结致密层分布与成因

方解石是须家河组砂岩中常见的成岩矿物之一,可在局部层段富集形成钙质交代-胶结致密层,对砂岩的物性有明显的破坏作用。基于岩心观察和薄片鉴定,对川东北元坝地区钙质交代-胶结致密砂岩的岩石学特征开展了分析,刻画了致密砂岩的分布规律;结合全岩X射线衍射、稳定碳氧同位素和微量元素等测试资料,分析了钙质交代-胶结致密砂岩的形成期和物质来源,阐明了钙质胶结物和交代物的形成机制。钙质交代-胶结致密层主要发育在元坝地区西部与须家河组三段（须三段）源岩层相邻的须家河组二段和须家河组四段的砂岩中,在东部须三段源岩层附近的砂岩中则较少;通常出现在厚层砂体的中部,厚度为1~2 m;长石含量或白云岩岩屑含量较高,杂基含量较低;经历的主要成岩作用包括压实作用、方解石的胶结作用和交代作用。方解石的胶结物和交代物主要形成于早成岩阶段B期,此时的地层温度为60~80℃,烃源岩处于有机酸生成的高峰期。由于元坝地区西部须三段烃源岩中含有较高的碳酸盐矿物组分,其排出的富有机酸流体可携带较多的Ca²⁺和HCO₃^-离子进入砂岩层,当砂岩富含长石和白云岩岩屑等碱性矿物时,富Ca²⁺的有机酸流体能被有效缓冲,形成有利于方解石胶结物和交代物沉淀的微环境,从而导致方解石大量沉淀。     

吐鲁番坳陷北部七克台组的沉积与成岩作用

吐鲁番坳陷北部七克台组发育扇三角洲沉积。扇三角洲前缘水下分流河道形成的碎屑岩体是扇三角洲沉积的主体部分,成为主要的油气储集体。储集层碎屑岩的岩石类型为岩屑砂岩和岩屑砂砾岩,其主要组分为凝灰岩和喷出岩岩屑。储集层在成岩过程中的主要成岩变化为机械压实作用、水化水解作用和胶结作用。碎屑岩在成岩作用改造下成为低孔低渗的致密型储集层。     

渤海湾盆地济阳坳陷中生界复杂岩性风化壳储层特征、质量控因与甜点模型

以渤海湾盆地济阳坳陷中生界为研究对象,利用岩心、薄片和分析化验等资料,研究风化壳储层的复杂岩性特征、成岩作用类型和储集空间特征,分析风化壳储层质量控制因素,建立多元控储模型,为济阳坳陷乃至中国陆相含油气盆地风化壳储层勘探与开发提供地质依据.研究表明:济阳坳陷中生界风化壳储集层发育陆源碎屑岩、火山碎屑岩、火山熔岩、次火山...     

中西部地区中小盆地碎屑岩储层特征及含油气性分析

中西部地区中小盆地油气显示丰富,但勘探程度总体较低,油气发现较少。 以碎屑岩储层为研究对象,依据岩心观察、野外地质调查与实验分析,对中小盆地碎屑岩储层特征及含油气性影响因素进行了深入研究。结果表明：①中西部地区中小盆地共发育 5 套碎屑岩储层,分别为处于海陆过渡相沉积环境的石炭系-二叠系和三叠系、处于陆相沉积环境的侏罗系含煤层系和白垩系非含煤层系及处于冲积扇沉积环境的古近系-新近系;②砂岩储层较为发育,但其物性较差,属于低孔、低渗型储层,且含油气饱和度较低;③砂岩储层的矿物成分以石英、长石、黏土矿物、方解石和白云石为主,不同构造背景与沉积环境形成的储层,其矿物成分存在差异;④砂岩储层储集空间类型丰富,主要有粒内孔、粒间孔、微裂缝和有机质孔等 4 种类型;⑤砂岩储层的含油气性主要受沉积相带、岩石矿物组成、储层物性和储集空间类型等因素影响。     

饱和CO2地层水驱过程中的水-岩相互作用实验

为了研究CO₂注入后储层岩性和物性的变化情况,利用室内岩心驱替装置,模拟了地层条件下(100℃,24MPa)饱和CO₂地层水驱过程中的水-岩相互作用,并对CO₂注入后,组成储层岩石的矿物溶蚀、溶解和沉淀情况以及渗透率变化的原因进行了研究。通过对实验前后反应液离子成分变化、岩心扫描电镜和全岩X-射线衍射(XRD)资料的分析表明：实验后砂岩岩心中的碳酸盐矿物出现明显的溶解现象,且方解石溶解程度最高,片钠铝石次之,铁白云石最低;反应液中K⁺质量浓度的变化主要是由碎屑钾长石颗粒溶蚀造成的;实验后有少量的高岭石和中间产物生成,其中间产物的成分主要为C、O、Na、Cl、Al和Si,并有向碳酸盐矿物转变的趋势;新生成的高岭石、中间产物和由碳酸盐胶结物溶解释放出的黏土颗粒一起运移至孔喉,从而堵塞孔隙,降低了岩心渗透率。通过以上实验再现了CO₂注入后,短时期内储层岩石中长石和碳酸盐类矿物的溶蚀和溶解过程以及新矿物沉淀情况,并且揭示了储层渗透率变化的原因,从而为CO₂的地下捕获机制提供了地球化学依据。