高温高压碎屑岩储层中石膏溶解对方解石沉淀的影响

一般研究认为有机质演化过程中释放的有机酸会对碎屑岩储层中的方解石等易溶矿物产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。但柴达木盆地红柳泉地区始新统下干柴沟组碎屑岩储层为咸化湖盆沉积,偏光显微镜下可见岩石薄片中石膏较为发育。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石膏优先溶解进而使得方解石发生沉淀作用,且二者紧密相关。总体上,这一反应使得岩石的孔隙度和渗透率增大且孔隙结构变好,方解石的沉淀作用造成的储集空间的减小量小于石膏和长石等易溶矿物溶解造成的储集空间的增大量,因此,高温高压的地层条件下酸性流体与岩石的相互作用会对储层物性起到一定的改善作用。     

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。     

高含硫气藏海相碳酸盐岩高温高压水岩反应实验

为研究川东北地区元坝气田高含硫气藏中酸性气体对海相碳酸盐岩储层物性的影响,利用取样的海相碳酸盐岩岩心,通入不同配比的酸性气体(H2S或CO_2),模拟地层温度(121℃)、地层压力(50 MPa)条件,开展酸性气体下的水岩反应实验。实验表明:高温高压水岩反应后,岩心相对分子质量总体呈现减小的趋势,质量改变率最高达到7. 41%;储层岩心渗透率和孔隙度总体呈现增长趋势,渗透率增长幅度最高达644. 99%,孔隙度增长幅度最高达53. 84%;不同酸性气体质量浓度和气体组成对岩心矿物溶蚀效果不一致,单一酸性气体比混合酸性气体的溶蚀效果好,H_2S气体比CO_2气体对储层岩石的溶蚀效果好;酸性气体在地层高温高压环境下对海相碳酸盐岩具有明显的酸蚀改造作用,水岩反应后酸性气体不仅能溶蚀矿物,造成孔隙度、渗透率的增大,还存在矿物溶蚀颗粒运移沉淀堵塞部分岩石孔隙喉道的现象。     

莺歌海盆地乐东地区中深层储层发育特征及成因机理

为研究莺歌海盆地乐东地区中深层储层发育特征及成因机理,开展了岩石铸体薄片分析、扫描电镜观察、常规物性测试、压汞实验,并结合测井和测试资料、区域埋藏史、油气充注期次、超压成因资料,对其储层低渗成因及“甜点”储层发育机理进行了系统研究。结果表明：①乐东地区中深层储层砂岩以长石岩屑砂岩为主,砂岩成熟度较低。次生溶蚀孔隙发育,孔隙结构以大—中孔细喉型为主,储层物性以低孔低渗、特低孔特低渗型为主。②中深层储层经历了强压实作用,岩石中塑性矿物含量较高,抗压实能力弱,胶结物含量高,晚期形成的超压对储层保护作用有限,共同导致了储层渗透性较低。③“甜点”储层发育主要得益于溶蚀作用产生大量次生溶孔,且溶蚀流体主要为烃类充注携带的有机酸,构造作用以及温压环境对于储层物性的改善也均起到一定的建设性作用。该研究成果为莺歌海盆地中深层寻找次生孔隙发育带具有借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长82储层沉积成岩作用

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长8²沉积期,构造相对稳定,发育浅水三角洲沉积体系,湖岸线在东南部小规模迁移,分流河道及水下分流河道构成了该区沉积骨架。在对大量薄片和岩心分析的基础上,运用扫描电镜、X-衍射、阴极发光等实验手段,对长8²储层的成岩作用进行了研究。研究结果表明,成岩作用对储层的影响具有双重性。早期绿泥石膜的发育对抵抗压实作用具有一定积极作用,早期方解石易与有机酸发生溶解反应,形成次生孔隙,改善储层物性,溶蚀作用极大程度地改造了储层物性,是次生孔隙形成的主要途径;压实作用破坏了成岩早期原生孔隙,晚期铁方解石堵塞孔隙,形成局部强钙质胶结区。沉积成岩作用对油气的分布具有决定性作用,分流河道及水下分流河道砂体厚度高值区决定了储层发育的形态及规模,在此基础上,受后期成岩作用改造的绿泥石胶结剩余粒间孔相和长石溶蚀+剩余粒间孔相是该区油气聚集的重要场所。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层溶蚀孔隙特征及成因机理

针对吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层溶蚀孔隙较发育,但控制因素及成因机理认识程度低的问题,利用岩心、铸体薄片和扫描电镜观察以及物性测试等方法,结合矿物成分、油气成藏演化和成岩演化等分析,对研究区孔隙类型及特征、溶蚀孔隙成因机理及分布规律进行了研究。结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油陆源碎屑岩、内源沉积岩及火山碎屑岩3种岩石类型储层中均发育有溶蚀孔隙,其形成受内部和外部因素共同制约,有机酸溶蚀长石类及碳酸盐岩类等易溶矿物组分是其形成的主要方式;芦草沟组二段中部的岩屑长石粉细砂岩储层溶蚀孔隙发育程度高、物性好、厚度相对较大、平面分布较为稳定,是下一步致密油勘探开发的重点层位。     

鄂尔多斯盆地上古生界砂岩中自生高岭石成因类型及其对储层的影响

自生粘土矿物成因是碎屑岩储层成岩作用的难点与热点。高岭石作为鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层主要粘土矿物之一，通过显微和扫描电镜鉴定，并结合电子探针成分分析，依据自生高岭石成因可分为两种类型，即孔隙析出型和蚀变型高岭石。这些自生高岭石是含油气酸性流体与砂岩中碱性长石发生水岩反应的产物。储层中长石溶蚀后生成的高岭石，在中一粗粒砂岩中，原生粒间孔发育，含油气流体活动强度大、渗流速度较高，高岭石易于迁移到别处，储层物性得到改善，反之高岭石原地沉淀，储层物性变差。     

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。     

高温高压条件下碳酸盐岩溶蚀过程控制因素

近年来的油气勘探实践表明深层-超深层碳酸盐岩具有良好的勘探潜力,地层深部碳酸盐岩储层溶解-沉淀过程是制约深层-超深层碳酸盐岩优质储层预测的关键科学问题,对于该过程的研究有助于深入了解油气储集空间孔隙发育机理。通过开展溶蚀-沉淀模拟实验,利用岩相学和地球化学相结合的分析手段查明常温常压到高温高压条件下（~200℃~70 MPa）温度、压力、水岩比、溶液离子等因素对碳酸盐岩溶解-沉淀过程的影响程度和作用机制。实验得到开放系统碳酸盐岩溶蚀窗温度范围为75~150℃,间歇性开放系统碳酸盐岩溶蚀窗温度范围为120~175℃。在开放系统,0.3% CO₂溶液中,方解石溶蚀率明显高于白云石。在半开放系统,0.3% CO₂溶液中,云质灰岩溶蚀率最高。在开放系统,稀硫酸流体中,当温度超过175℃时白云岩溶蚀量超过灰岩,高温条件下硫酸根离子和矿物晶体表面阳离子的络合过程促进了白云岩的溶解。     

川西坳陷中段上三叠统须家河组水岩相互作用机制

水岩相互作用是成岩矿物演化和地层水离子变化之间的桥梁,两者通过水岩反应达到水岩体系的平衡,呈现出此消彼长的关系,并留下了水岩相互作用的证据。本文通过川西坳陷中段须家河组储层成岩矿物的微观特征以及地层水离子地球化学特征等的综合分析,对其水岩相互作用机制及概念模式进行了探讨,认为研究区须家河组二段（简称须二段）和须家河组四段（简称须四段）不同的水岩体系、围岩基质及地层水背景是造成两者水岩作用机制存在差异的根本原因。由于较大的K⁺/H⁺活度比,须二段长石得到有效保存;须四段长石缺失的最重要原因是其本身的物源较为贫长石,同时,低K⁺/H⁺活度比导致长石溶蚀进一步降低了其中的长石含量。长石的溶解、自生矿物的沉淀和黏土矿物的转化主要受长石溶蚀-离子（K⁺）迁移性-伊利石化三元体系中最慢反应进程控制。碳酸盐胶结物的碳氧同位素分析表明须四段的水岩体系更为开放,酸性流体数量大于须二段,须二段缺少有机CO₂记录,推测与酸性流体数量较少、烃源岩为海相灰质泥页岩及构造抬升剥蚀有关,CO₂运移分馏的影响较小。在此基础上,分别建立了铝硅酸盐和碳酸盐水岩作用概念模式,认为泥页岩并不是水岩体系中的封闭性因素,相反是水岩体系的第一开放对象,泥页岩（煤层）同时是物质提供者和接受者,是整个水岩体系不可或缺的部分。     

渤海湾盆地东营凹陷古近系深层油气成藏系统及勘探潜力

东营凹陷是渤海湾盆地具有代表性的陆相断陷盆地,深部层系勘探程度低,丰深1、丰深斜101等井获得高产工业油气流,显示了良好的勘探潜力。以东营凹陷古近系深层为对象,在烃源岩分析基础上,结合优质储层成因研究,建立油气成藏模式,明确深层勘探潜力方向。结果表明：东营凹陷古近系深层的沙四下亚段及孔店组构成独立的含油气系统,孔二段、沙四下亚段发育的盐湖（咸化）环境烃源岩具有排烃时期早、排烃时间长、效率高、生排烃周期长的特点,为深层油气成藏系统提供了有利的油源条件;咸化湖泊的多类型沉积体经历了酸-碱交替的成岩流体环境,形成了以次生溶蚀孔隙为主的优质储层,为深层油气成藏提供了良好的储集条件;深层油气成藏系统的油气藏分布与断陷盆地结构、沉积储层发育和成藏动力系统具有良好的对应性,“自源型”及“他源型”油气成藏模式有序分布;缓坡带红层和滩坝砂岩及陡坡带砂砾岩等不同类型油气藏是东营凹陷古近系深层重要的勘探领域。     

基于模拟实验探讨断裂-流体-岩石体系中的矿物溶解-沉淀过程

断裂体系中的流体-岩石相互作用及其成储意义一直都是业界关注的热点问题。流体沿断裂流动运移,溶解围岩矿物,沉淀新矿物,改变储集空间的形态,对碳酸盐岩储层形成与分布、油气运移及分布起十分重要的控制作用。查明深层-超深层含断裂碳酸盐岩储层的成因机理,具有重要的理论和实际意义。为此设计了基于塔里木盆地顺北地区奥陶系一间房组的高温高压溶蚀-沉淀模拟实验,并结合TOUGHREACT等数值模拟软件,以查明沿断裂流动的含CO₂盐水和碳酸盐岩相互作用的过程,考察温度、压力、流体性质、物理非均质性等因素的影响程度,计算裂缝内的钙离子扩散特征以及矿物溶解-沉淀的趋势。实验和计算结果显示：实验时间内整体反应以碳酸钙溶解为主,反应后样品储集性能得到改善,样品内裂缝宽度、数量和体积增加,样品渗透率和孔隙度增加。研究明确了样品物理非均质性和流体水力性质促进主裂缝成为主要流动通道。主裂缝内流动过程和反应过程相互促进,并且共同决定了主裂缝不仅是流体流动的优势通道和水-岩反应发生的主要场所,也会是具有潜力的优势储集空间。     

沸石类矿物成因及其对储层储集性能的影响

近年来,国内油气田的勘探开发中发现了大量沸石类矿物,为了研究沸石类矿物成因及其对储层的影响,对国内外主要沉积盆地发育的沸石种类、发育的条件及控制因素、沸石类矿物对储层的影响进行了综述.结果表明:①含油气沉积盆地中主要发育方沸石、片沸石、浊沸石和斜发沸石.②盆地中沸石成因可以分为火山玻璃质水岩反应、湖相热水沉积以及盐碱性...     

柴达木盆地西部咸化湖相优质烃源岩地球化学特征及成藏意义

传统上认为柴达木盆地西部地区咸化湖相烃源岩有机质丰度低,油气主要来源于"可溶有机质"。在柴达木盆地西部首次发现一定规模有机质丰度较高的优质咸化湖相烃源岩,其TOC值一般约在1%,最高可达4%以上;生烃潜量一般大于6 mg/g,最高可达40 mg/g;氢指数一般在500 mg/g(TOC)以上,最高可达900 mg/g(TOC)以上。有机质类型以I型和II1型为主,少量II2型,为倾油型有机质。而有机质丰度过低的样品(TOC0.5%),其类型也较差,所含的可溶有机质也较低,生烃潜力小,为无效烃源岩。优质烃源岩生物标志化合物中富含植烷、C28甾烷、伽马蜡烷和C35藿烷等指示咸水环境的化合物,同时具有高甾烷低藿烷、高C27甾烷低C29甾烷等特征,指示有机质主要来自于水生藻类。这些藻类中富含脂类化合物,被称为"油藻",在较低的成熟演化阶段可直接转化为烃类。咸化环境有利于藻类直接转化而成液态烃的保存,从而形成"未熟—低熟油"。柴达木盆地西部咸化湖相烃源岩中所含的"可溶有机质"明显高于淡水湖相烃源岩,这正是该地区在中浅层发现的一批"未熟—低熟油田"的重要物质来源。通过模拟实验证实,有机质在成熟演化阶段也具有较高的生油潜力,符合经典的油气生成模式。因此,对于深层来说,成熟的烃源岩形成的油气是主要的勘探对象。在该地区古近系深层优质烃源岩形成的油气具有2类成藏模式:(1)源外成藏,即通过油源断层将油气运移至浅部构造圈闭聚集成藏;(2)源内成藏,即在深部烃源岩附近的岩性圈闭中近源聚集。目前这2类油气藏勘探均已获得重大突破,发现了2个亿吨级储量区块,证实深部优质烃源岩形成的油气藏勘探潜力巨大。     

致密油储层微观特征及其形成机理——以鄂尔多斯盆地长6-长7段为例

鄂尔多斯盆地陇东地区长（延长组）6段和长7段富含大量致密油,但由于对其微观特征与成因缺乏深入了解,阻碍了该区致密油的有效开采。为此,根据岩石孔隙铸体薄片、场发射扫描电镜等技术,对研究区长6段和长7段致密油储层微观特征及其成因进行了深入研究。结果表明：研究区致密油储层形成于三角洲前缘远端远砂坝-席状砂及半深湖-深湖重力流沉积环境,岩石粒度细（主要为极细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩）、杂基含量高（8%~10%）,几种储集岩的孔隙均极不发育,面孔率低,平均1.8%,孔径小（平均30 μm）,喉道细（平均0.08 μm）,平均孔隙度9%,渗透率基本上都低于0.3×10^-3 μm²,物性差。孔隙类型主要为粒间杂基微孔、长石及岩屑溶孔、胶结物晶间微孔。不同岩石类型其微观特征存在差异。沉积环境决定了其粒度细、粘土杂基高,细粒高粘土杂基岩石抗压性差,强烈的压实作用导致大量的原生孔隙损失,孔喉变得更加细小;孔喉细小的岩石由于孔隙中各种流体离子的半渗透膜效应引起强烈的碳酸盐和粘土矿物胶结,尤其是伊利石搭桥状和丝网状胶结,使岩石孔隙度渗透率进一步变差,后期酸性流体也难以进入发生溶蚀作用;云母与水云母杂基及碳酸盐胶结物对石英的强烈交代导致岩石抗压性变差以及固体体积增加,最终导致岩石的致密化。     

鄂尔多斯盆地盒8段致密砂岩储层溶蚀模拟实验

鄂尔多斯盆地二叠系石盒子组盒8段致密砂岩储层发生过强烈溶蚀改造,形成了广泛的次生孔隙。但是地质条件下砂岩内长石矿物、方解石胶结物的溶蚀过程及储层效应还有待深入研究。采用封闭体系下的温压共控岩溶模拟方法,结合电感耦合等离子体发射光谱仪、X?射线衍射仪、偏光显微镜和扫描电镜等测试分析,对盒8段致密储层砂岩开展不同温压条件下,含钙岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩在乙酸溶液中溶蚀规律研究。实验结果显示：温度升高使长石溶蚀速度增快、溶蚀量增加,但是Al³⁺迁移量先增大再减小,所以深层砂岩中Al³⁺很难被迁移出来;方解石溶蚀速率远快于长石,对储层次生孔隙贡献更大;温度升高方解石溶蚀量先增大再减小,压力会抑制方解石溶蚀并且比温度的影响更大。盒8段砂岩三叠纪晚期至白垩纪早期方解石和长石发生了溶蚀作用,这是次生孔隙生成的主要时期,随后砂岩继续深埋时,温度压力升高使方解石发生沉淀;白垩纪中期以后储层抬升使温度、压力不断降低,部分方解石会发生溶蚀。     

泌阳凹陷黑龙庙地区油气储层特征及影响因素

泌阳凹陷黑龙庙地区古近系核桃园组发育水下冲积扇碎屑岩储层,岩石类型以岩屑石英砂岩、岩屑砂岩为主。经历了早成岩B期、中成岩A1亚期、中成岩A2亚期演化阶段。压实-压溶作用和胶结作用对储层物性影响较大。通过岩心观察、薄片鉴定、图像分析、常规物性、压汞实验及测井资料研究表明,该区核桃园组水下冲积扇碎屑岩储层的储集空间以次生孔隙为主,包括黑云母溶孔、颗粒溶孔－杂基溶蚀微孔－颗粒溶蚀微孔的孔隙组合。储层孔喉特征均为细孔微细喉型,孔喉半径小且分选差,排驱压力较高,为特低孔－超低孔型、超低渗－特低渗型储层。溶解作用对改善孔渗效果不佳。研究区储层具有中等的水敏性和酸敏性,弱的速敏性、盐敏性和碱敏性。在今后对泌阳凹陷南部断超带的油气勘探中或在油层保护与改造中,这些基础数据对泌阳凹陷南部断超带今后的油气勘探及油层保护与改造具有一定的指导意义。     

济阳坳陷深层沙河街组四段轻质油—凝析气成藏条件

轻质油和凝析气是济阳坳陷古近系沙河街组四段（沙四段）深层勘探的重要目标,为明确其成藏条件,系统分析了其烃源岩特征、油气相态演化规律、油气藏流体特征、储层成岩作用、烃源岩排出酸性流体特征及其对储层成岩的影响。研究表明,济阳坳陷沙四段烃源岩为盐湖—咸化环境沉积,有机质类型为Ⅰ—Ⅱ₁型,生成油气相态演化分为4个阶段：常规油（含未熟—低熟稠油）阶段、轻质油阶段、凝析气阶段和湿气—干气阶段,其中,埋深4 100~4 800 m为轻质油和凝析气生成阶段,对应有机质的镜质体反射率为1.0%~1.7%。沙四段轻质油和凝析气为晚期成烃,上覆的区域性厚层状沙河街组三段烃源岩处于生烃阶段,轻质油和凝析气多赋存于源内和邻近储层中,其中,砂砾岩储层发育残余原生孔和次生孔,以次生溶蚀孔为主。深层轻质油和凝析气藏压力系数在0.95~1.98,以超压为主,油气藏温度多在157~175℃。沙四段烃源岩排出酸性流体分为4个阶段,早期排出的酸性流体和烃类进入储层时有利于原生孔隙的保存,而热硫酸盐还原的富H₂S、CO₂流体对深层储层次生孔隙形成具有重要作用。分析认为,济阳坳陷深层靠近深洼陷的沙四段烃源岩或其附近的砂砾岩体、沙四段烃源岩侧向及下伏潜山等是常规轻质油—凝析气藏的有利勘探目标,而陡坡带砂砾岩体的前缘或远端富含砂质条带的页岩是轻质页岩油的有利勘探目标。     

含油气盆地深层—超深层碎屑岩油气勘探现状与优质储层成因研究进展

合油气盆地深层—超深层是全球油气勘探的"三新"领域之一,整体低渗-致密背景下相对高孔/高渗的优质储层是深层—超深层勘探的甜点.勘探实践和研究表明,含油气盆地深层—超深层(深度为4～8 km)碎屑岩仍可发育原生孔隙主导型、次生孔隙主导型、孔-缝复合型和裂缝主导型优质储层;在深层—超深层碎屑岩优质储层中,古生界储层以次生孔...