砂岩储层中凝灰质溶蚀效应的物理模拟实验研究——以珠江口盆地惠州—陆丰地区古近系文昌组为例

为认识埋藏过程中酸性流体对碎屑岩储层中凝灰质的溶蚀改造效应及控制因素,选取珠江口盆地珠一坳陷惠州—陆丰地区古近系文昌组凝灰质砂岩储层,设计开展了岩心尺度的流体—岩石相互作用模拟实验。通过显微镜下观察、流体成分分析、物性表征等方法,对比分析了实验前后不同流体流速、不同凝灰质含量条件下砂岩储层的溶蚀作用和物性响应特征。结果表明,酸性流体环境中凝灰质溶蚀现象普遍,但不同实验条件下,凝灰质溶蚀强度及储层物性响应不同：成岩体系的开放性与封闭性决定凝灰质的溶蚀作用强弱。相同岩石和相同酸性流体条件下,高流速开放体系中凝灰质溶蚀量高于封闭体系,且低流速相对封闭体系中溶蚀产物趋于沉淀,溶蚀作用增孔效应有限。凝灰质含量显著影响溶蚀效应,富凝灰质砂岩中溶蚀作用有限,含凝灰质砂岩和贫凝灰质砂岩能够溶蚀增孔,且含凝灰质砂岩的溶蚀增孔效率更高。凝灰质含量相对中等—较低的储层中,中浅层埋藏阶段的开放成岩流体体系最有利于粒间凝灰质溶孔的发育。经历晚期酸性流体溶蚀改造后,较易形成次生溶蚀型优质储层,这一认识有助于不同地区的溶蚀型储层甜点预测。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组酸碱交替成岩作用特征及对页岩储集层的影响

基于普通薄片、铸体薄片镜下观察与鉴定,结合X衍射、扫描电镜与电子探针等测试分析,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层的成岩作用及成岩相进行综合研究。结果表明,吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组沉积期具有碱性与酸性成岩作用交替出现的特点。页岩储集层孔隙演化受机械压实作用及酸碱交替成岩作用的双重影响,经历了碱性压实减孔-增孔段、酸性溶蚀增孔段、碱性溶蚀增孔-减孔段共3个阶段,分别发育3个次生孔隙发育带。页岩储集层划分为含凝灰质剩余粒间孔-溶蚀孔相、含凝灰质-含有机质泥晶白云岩混合孔隙相、泥晶藻云岩晶间孔相3种成岩相,其中含凝灰质剩余粒间孔-溶蚀孔相与含凝灰质-含有机质泥晶白云岩混合孔隙相分布范围大、孔隙结构好、含油程度高,为优质储集层发育的成岩相。研究成果为芦草沟组页岩储集层的深入认识及勘探开发提供了基础。图12表3参51     

查干凹陷乌力吉构造带巴音戈壁组储集层特征及主控因素

查干凹陷乌力吉构造带巴音戈壁组碎屑岩岩性主要为长石岩屑、岩屑长石和岩屑砂岩,孔间填隙物以白云质和灰云质为主,局部可见泥质及灰质填隙物。储集空间以粒间溶蚀孔为主,其次为粒内溶蚀孔和胶结物溶蚀孔,构造裂缝较少发育。孔隙结构具孔喉半径小、分选性差的特征,储集层整体具有低孔隙度、低渗透率的特点。储集层物性主要受沉积环境和成岩作用影响,在扇三角洲沉积体系中,河口坝和水下分流河道的储集层物性相对较好,三角洲平原及漫滩沼泽带物性相对较差。分析认为有机质热演化、黏土矿物转化排酸及深部酸性热流体溶蚀等因素,使该区巴音戈壁组在埋深1800～3000m发育异常高溶蚀带,明显改善了碎屑岩的储集性能。因此,在乌力吉构造带寻找高溶蚀发育带是提高巴音戈壁组油气藏勘探成效的关键。     

苏里格庙盒8气层次生孔隙成因及孔隙演化模式探讨

鄂尔多斯盆地苏里格庙气田盒8气层处于晚成岩B期，普遍存在凝灰质等不稳定碎屑和填隙物，广泛发育各种类型的次生孔隙。为了探讨次生孔隙的成因，开展了地质条件及不同介质条件下的熔蚀模拟实验，运用环境扫描电镜同位扫描和能谱分析，对比溶蚀前后样品的成分，根据等离子发射光谱测定溶蚀后的水样成分，实验表明，含凝灰质砂岩的溶蚀量是石英砂岩溶蚀量的7～11倍，且溶蚀量随乙酸酸度增加而加大；长石溶蚀澡后于凝灰质溶蚀，长石含量对溶出量没有特别明显和影响。研究结论，盒8气层次生孔隙成因主要是蚀变凝灰质的溶蚀，并提出了含凝灰质砂岩的孔隙演化模式。     

海拉尔盆地碳钠铝石—柯绿泥石—钠板石三元共生特征及其油气地质意义

运用岩石薄片分析、扫描电镜和X射线衍射精细结构分析,在海拉尔盆地白垩系南屯组凝灰质砂岩和沉凝灰岩中发现三元共生的碳钠铝石—柯绿泥石—钠板石组合。这三种矿物共生构成火山凝灰质蚀变的特征矿物组合,是同生期古火山事件的可靠沉积和成岩后生蚀变记录,也是火山凝灰物质成岩后生条件由酸性过渡到碱性的古环境转变的标型记录。而且伴生的凝灰质溶蚀所形成的次生孔隙可大大改善储层物性,从而扩大了勘探下限深度。上述矿物组合与油气藏关系密切,因此也是寻找有效储层发育带和油气藏的重要标志。     

板桥凹陷深层扇三角洲前缘优质储集层特征及控制因素——以沙河街组为例

综合利用岩心、铸体薄片、扫描电镜、生产动态等资料,对板桥凹陷沙河街组深层储集层特征、主控因素进行了分析。研究区深层储集层以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主,孔隙类型主要为粒间溶孔、粒内溶孔及颗粒铸模孔;机械压实、胶结作用是储集层物性变差的主要因素,酸性介质主导的溶蚀作用增加孔隙,而超压作用保护孔隙。研究表明深层储集层形成是"构造-沉积-成岩"多因素相互耦合作用的结果。深凹区紧邻油源断层的水下分流河道微相砂体粒度粗、原始孔隙条件好,酸性流体易于进入并形成次生溶孔,后期油气充注及其导致的异常高压抑制了胶结等减孔成岩作用,为"强溶蚀-弱胶结"成岩相,发育一定规模的中高孔-中高渗储集层,是深层油气勘探开发的潜力目标区。     

凝灰质成分对砂岩储集性能的影响

与正常砂岩相比,凝灰质砂岩的碎屑颗粒来源多样,矿物成分复杂、易于转化,成岩作用及孔隙演化过程更为复杂。对贝尔凹陷苏德尔特地区兴安岭油层岩心、薄片、压汞、扫描电镜等实验资料及前人研究成果综合分析表明,砂岩中凝灰质成分的性质、组分、含量、成因不同,对砂岩孔隙结构及储集性能的影响也不同;不同埋藏阶段与成岩环境凝灰质的蚀变存在较大差异,对砂岩孔隙发育的影响也不尽相同。脱玻化作用能在一定程度上改善砂岩的储集性能,粗粒易溶部分的溶蚀对次生孔隙起到显著的建设性作用;由凝灰质蚀变的黏土矿物、特殊矿物以及这些矿物在中、晚埋藏阶段形成的一系列矿物转换有利于次生孔隙的发育,但对渗透性的改善并不十分显著。     

苏德尔特构造带特殊储层成岩控制作用研究

海拉尔盆地苏德尔特构造带凝灰质特殊储层表现为强成岩作用下特殊蚀变矿物的混杂共生组合特征,该文重点对其特殊储层成岩蚀变与物性控制进行了分析研究.该区成岩作用的特殊性在于:还原、pH碱性条件、富Fe2 以及富碱金属钠元素的流体环境下的火山凝灰岩以及含火山凝灰质的砂泥岩成岩蚀变,受构造和断裂影响明显,柯绿泥石、钠板石、钠长石化、菱铁矿等混杂共生组合对成岩物性具有很大的控制作用.     

库车坳陷东部下侏罗统煤系地层碎屑岩中长石溶蚀对储集层物性的影响

库车坳陷东部下侏罗统煤系地层中酸性流体对长石的溶蚀作用普遍存在,薄片显示长石和岩屑颗粒中发育大量次生溶孔。不同的成岩作用条件下,长石溶蚀作用强弱、长石溶蚀产物类型和长石溶蚀产物量不同,对储集层物性影响具有差异性。以普通薄片、铸体薄片和扫描电镜资料为基础,利用全岩分析、黏土矿物分析和流体包裹体数据,分析了储集层中长石溶蚀作用、溶蚀成岩环境和不同成岩环境中长石溶蚀产物差异性及对储集层物性的影响。研究表明,库车坳陷东部迪北地区下侏罗统储集层中,长石溶蚀作用发生在相对封闭的高温成岩环境中,高温条件下长石溶蚀速率大,而封闭成岩环境中流体流动速度慢,因此,长石溶蚀产物就近大量沉淀于粒间孔隙和粒内孔隙中。当埋深小于4 000 m(温度小于110℃)时,长石溶蚀产物主要是硅质和高岭石,高岭石呈分散质点式分布,未把孔隙充填满,晶间孔发育且连通性好,一定程度上改善了储集层的物性;当埋深大于4 000 m(温度大于110℃)时,长石溶蚀产物主要是硅质和伊利石,毛发状和片状的伊利石以孔隙搭桥式把砂岩孔隙充满,基本未剩下孔隙空间,且易形成碎片堵塞孔喉,降低了储集层的孔隙度和渗透率。吐格尔明地区下侏罗统储集层长石溶蚀发生在相对开放且埋藏较浅的成岩环境中,长石溶蚀产物能被有效带出溶蚀区,仅沉淀少量硅质和高岭石,长石溶蚀对储集层的增孔作用明显好于迪北地区,为有利的溶蚀成岩区。     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组混积岩成因及其孔隙发育特征

以岩性特征差异对混积岩储层孔隙成因的影响作用为主线,从岩石组构与颗粒堆积学的关系角度分析孔隙的成因和特征。研究认为:(1)基于水动力条件、矿物组合和岩石结构特征,并以碎屑颗粒、黏土矿物和碳酸盐类矿物三端元作为划分依据,芦草沟组“甜点”岩性主要有凝灰质砂屑云岩、凝灰质长石岩屑粉细砂岩、凝灰质云屑砂岩及凝灰质云质粉砂岩。混积岩主要为母源混合成因,并且垂向上各类型混积岩层可互层叠置而形成相缘混合。(2)基于颗粒的球形堆积模型,当碎屑颗粒含量低于52.4%时,孔隙度随颗粒含量的增加而减小;当碎屑颗粒含量达到52.4%时,如果碎屑颗粒含量继续增加,粒间孔隙将大量出现,孔隙度将快速增大,逐渐演变为常规的砂岩储层。(3)根据碎屑颗粒、黏土矿物和碳酸盐类矿物三种端元组分与孔隙类型的关系,芦草沟组混积岩的孔隙类型可以划分为粒间孔、粒内溶孔和晶间孔,凝灰质砂屑云岩、凝灰质长石岩屑粉细砂岩的孔隙类型以颗粒支撑的粒间孔和粒内溶孔为主,而凝灰质云屑砂岩及凝灰质云质粉砂岩以晶间孔较发育为特征。混积岩优质储层的发育主要受碎屑颗粒组分含量控制,易溶碎屑组分含量及溶蚀作用对储层物性具有改善作用。      

克拉苏冲断带克深区带白垩系超深储集层成岩演化

为探讨克拉苏冲断带克深区带白垩系巴什基奇克组超深储集层成岩机制与环境演化,应用岩石薄片、阴极发光、扫描电镜、流体包裹体测温及激光拉曼成分、能谱及主微量元素等分析手段,结合成岩标志矿物,刻画了超深层致密砂岩成岩演化特征。研究区白垩系超深储集层主要经历了碱性-弱酸性-碱性-酸性的流体演化过程,成岩流体与成岩矿物共生关系组合为:早期碱性流体阶段的铁染泥质包膜和泥晶碳酸盐矿物组合;表生酸性流体环境下的长石溶蚀和石英次生加大组合;回归碱性环境的石英溶蚀、硬石膏、白云石和长石次生加大组合;晚期酸性环境下的钾长石溶蚀、自生石英和丝发状伊利石组合。碱性胶结物占据大量孔隙及早期裂缝,降低了储集层的渗透能力,减孔量为10%~12%;晚期天然气充注携带的酸性流体沿粒缘缝、构造缝等优势运移通道对酸溶矿物进行溶蚀,形成大量溶蚀扩大孔及缝,改善了超深储集层物性,增孔量为2%~3%.因此,超深储集层有效储集空间受控于先碱性后酸性的成岩环境,碱性成岩产物为晚期酸性溶蚀提供物质基础,晚期酸性成岩环境对超深储集层物性的后期改善具有关键作用,酸性流体来自表生成岩阶段大气水淋滤和晚期天然气充注。     

鄂尔多斯盆地长6油层组致密储层影响因素分析

鄂尔多斯盆地延长组广泛发育致密油藏.以致密油储集层的岩石学特征、物性及微观孔喉结构特征等测试分析结果为基础,对致密储层影响因素进行了分析.研究认为长6油层组岩石类型主要为中—细粒岩屑质长石砂岩,胶结类型主要为接触式胶结和接触—孔隙式胶结,物性总体较差,粒间残余孔、粒内溶蚀孔较发育,以微—细喉道为主,属低孔—特低渗储层;成岩早期的压实作用和中后期伊利石的胶结作用是造成储集层物性较差的主要原因,成岩中后期的溶蚀作用使储集层的物性得到一定改善.     

渤海湾盆地二叠系碎屑岩储集层发育演化特征与勘探方向

基于岩心观察、薄片鉴定、流体包裹体分析、碳氧同位素组成分析等技术方法，结合构造和埋藏演化史，系统分析渤海湾盆地上古生界二叠系碎屑岩储集层成岩演化过程、储集层成因及发育模式。研究表明：(1)渤海湾盆地上古生界整体经历3期埋藏和2期抬升过程，相应地发生3期干酪根热演化生酸溶蚀成孔和2期大气淡水淋滤成孔过程，深埋条件下近封闭成岩体系中溶蚀作用伴随自生黏土和石英沉淀，储集空间增加有限；(2)不同构造带差异性构造抬升—沉降过程造成二叠系碎屑岩储集层成岩-成储过程的差异性，并发育3类不同的储集层成因模式：Ⅰ类浅层成孔-中浅埋藏型储集层经历两期暴露—长期开放环境，于近地表经历两期大气水淋滤增孔作用，晚期浅埋，次生孔隙为主，物性最好；Ⅱ类浅层成孔-深埋调配保孔型储集层经历早期暴露开放—晚期埋藏封闭环境，溶蚀作用调配孔隙类型，以大量长石次生溶孔为主，物性次之；Ⅲ类多期埋藏溶蚀调配成孔型储集层经历近封闭—封闭环境下有机来源酸性流体溶蚀，以高岭石晶间微孔隙为主，物性最差。地质历史时期为大气水淋滤注水区，而现今位于斜坡带—洼陷带的Ⅱ类深埋储集层，为下步有利勘探目标。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区二叠系下石盒子组岩屑发育特征及其对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区具有良好的致密气勘探潜力，下石盒子组是杭锦旗地区的主力产气层段。储层岩石类型以岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩为主。根据偏光显微镜下铸体薄片观察以及扫描电镜、高压压汞、粘土矿物X-衍射、阴极发光等分析测试手段的应用，结合相关孔渗数据对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区下石盒子组储层的岩石学特征及储层物性特征进行了研究，明确了岩屑颗粒的发育特征及其对储层物性的影响。结果表明：下石盒子组储层粒度较粗，主要为粗粒及中-粗粒砂岩；岩屑平均含量高达40%。研究区储层埋藏较深，成岩作用改造强烈，压实作用强，原生孔隙绝大部分被改造充填，次生孔隙为主要的储集空间。储层岩屑类型发育多样，根据岩屑对储层物性的影响，将其整体划分为减孔型岩屑、增孔型岩屑、保孔型岩屑3类。减孔型岩屑较发育会使粒间次生溶孔大量减少且自身难以溶蚀，因而破坏储层的物性，其中以高含量的千枚岩岩屑对储层物性影响最为显著；增孔型岩屑的发育则对储层物性有着明显的改善效应，其可以保存部分粒间孔，还易发生内部溶蚀，改善储层物性，其中以高含量的变质石英岩屑对储层物性影响最为显著；保孔型岩屑本身抗压实能力较强且多数较难溶蚀，可以保护原有孔隙却不能通过自身溶蚀改善储层物性，通常与增孔类岩屑同时发育，该类岩屑与物性呈间接性正相关关系。     

准噶尔盆地阜康凹陷阜东斜坡齐古组储层控制因素及有利区预测

准噶尔盆地阜康凹陷阜东斜坡上侏罗统齐古组一段是主要的勘探目的层。利用多种室内分析手段，对其岩石学、储集空间以及物性特征进行分析，并总结优质储集层控制因素。在优质储集层研究的基础上，通过分析已出油钻井资料，对齐一段成藏控制因素进行研究，最终进行有利成藏区域的预测。研究表明，齐古组一段以细粒岩屑砂岩为主，成分成熟度低但结构成熟度高，储集空间主要为原生粒间孔，属于中孔中高渗型储集层。物源为储集层的发育提供物质基础，沉积相及古地貌控制了储集层的分布，压实作用和异常压力共同控制储集层的物性，胶结作用和溶蚀作用对于储集层物性影响有限。成藏控制因素主要为油气运移通道及动力，前者涉及到不整合以及断裂发育，后者主要为异常压力差，综合研究认为阜东斜坡区齐一段发育4个成藏有利区域。     

鄂尔多斯盆地马岭地区长8储层成岩作用与有利成岩相带

运用常规薄片、铸体薄片、X射线衍射、阴极发光及扫描电镜等实验手段,研究鄂尔多斯盆地马岭地区延长组长8砂岩储集层成岩作用类型及其对储层的影响,划分成岩相并预测有利成岩相带。研究结果表明,研究区长8储层经历了压实、胶结、溶解及交代等多种成岩作用,压实作用和晚期含铁碳酸盐胶结作用使砂岩孔隙大量减少,显著降低储层物性,而溶解作用产生了较多次生孔隙,使储层物性得到明显改善。根据储层物性的主控成岩作用,结合孔隙类型,该区砂岩储集层划分为强溶蚀剩余粒间孔+溶蚀孔相、弱胶结剩余粒间孔相、黏土矿物胶结相、碳酸盐胶结相和强压实相5种成岩相,其中强溶蚀剩余粒间孔+溶蚀孔相和弱胶结剩余粒间孔相储层物性较好,是储层发育的有利成岩相带。     

川东南地区飞仙关组碳酸盐岩储层特征

在野外剖面、钻井岩心详细观察的基础上,通过对染色薄片、岩石薄片、扫描电镜和物性等资料的综合分析,对川东南地区下三叠统飞仙关组碳酸盐岩储层特征的研究结果表明,储集层岩石类型主要为鲕粒灰岩、泥晶灰岩和少量的白云岩,其中最佳储集体鲕粒灰岩主要发育于飞仙关组三段;储集层储集空间以次生孔隙为主,主要发育晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔和粒内溶孔4种类型;储集层物性较差,为低孔隙度、低渗透率的储集层。研究认为沉积相、成岩作用和构造运动对储集层具有明显的影响,其中沉积相类型控制了储集层发育位置,而成岩作用和构造运动则对储集层物性具有控制性的影响。白云石化作用和压溶作用较好的改善了储层的孔渗情况,胶结作用和压实作用则对储层孔渗起到破坏性作用,导致了储层的孔渗能力变差;构造运动则总体上体现为改良研究区飞仙关组储层的孔渗能力。     

碱性环境成岩作用及其对储集层质量的影响——以准噶尔盆地西北缘中—下二叠统碎屑岩储集层为例

根据铸体薄片、扫描电镜、电子探针、X射线衍射、岩石物性等资料,详细研究了准噶尔盆地西北缘中—下二叠统碎屑岩岩石学特征、成岩作用,在此基础上探讨碱性环境成岩作用对储集层储集性能的影响。结果表明：中—下二叠统广泛发育碱性环境成岩作用,包括火山碎屑水解、火山碎屑钠长石化、沸石类矿物形成、绿泥石形成等。碱性环境下发育多种伴生孔隙：火山碎屑碱性溶孔、钠长石化伴生孔、黏土矿物晶间微孔。碱性环境成岩作用对中—下二叠统碎屑岩储集层影响主要有：碱性流体造成储集层流体压实效应强,即碱性流体下储集层压实率高,对原生孔隙保存不利;碱性环境成岩作用下储集层自生矿物含量高,局部胶结减孔量大;碱性流体溶蚀增孔效率高,火山岩屑的碱性溶蚀孔隙可以成为重要的储集空间。     

济阳坳陷义和庄—大王庄地区二叠系储集层成岩作用及孔隙演化

济阳坳陷二叠系上石盒子组油气资源十分富集,为丰富砂岩储集层孔隙成因的认识,以济阳坳陷义和庄—大王庄地区二叠系上石盒子组砂岩储集层为例,利用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光、电子探针及孔渗测试等,对储集层成岩作用及孔隙成因进行深入探讨。认为济阳坳陷义和庄—大王庄地区二叠系上石盒子组砂岩储集层整体为低孔低渗储集层,通过对研究区储集层成岩作用定量研究,明确储集层压实作用与胶结作用强度都以中等到强为主,不同取心井略有不同,但总体上压实作用为储集层孔隙破坏主要因素,胶结作用为储集层孔隙破坏的次要因素。通过分析储集层孔隙演化差异性,将研究区储集层总体上分为“先破坏,再溶蚀”和“破坏后,未溶蚀”2种类型,前者储集层物性明显较好,形成济阳坳陷义和庄—大王庄地区二叠系砂岩储集层甜点段,得益于发育广泛的裂缝与凝灰质杂基溶蚀,其形成的次生孔隙保存较好;后者储集层物性较差,缺少裂缝沟通,可溶物质未发生大规模溶蚀,次生孔隙发育差。     

东营凹陷古近系砂岩储集层物性控制因素评价

东营凹陷古近系砂岩储集层物性主要受压实、碳酸盐胶结和溶蚀作用、沉积条件控制。根据铸体薄片和阴极发光薄片、扫描电镜、物性、碳酸盐含量等数据，分析了该区储集层物性的控制因素，对各因素的影响大小和程度进行较为定量的评价。结论是：压实作用对孔隙度的影响主要表现在埋藏早期或碳酸盐胶结程度低的阶段，埋深每增加1000m孔隙度降低约6．8％；胶结作用对储集层性质影响较大，碳酸盐含量小于15％时砂岩孔隙度一般大于20％，碳酸盐含量超过15％后，埋深每增加1000m碳酸盐胶结减孔约3％；溶蚀作用对储集层性质改善很大，产生的次生孔隙最大可达20％。溶蚀作用在宏观上受区域构造背景控制，断层较发育的地区溶蚀作用较强，粒度中一细、分选好、杂基少的中、细粒砂岩溶蚀作用最强；沉积条件对物性的影响主要表现在对原生孔隙的发育程度和溶蚀、胶结等成岩作用的控制方面。图4表3参27