渤南洼陷深层碎屑岩储集层中的黏土矿物特征及油气意义

应用岩心观察、X-衍射分析、薄片鉴定、扫描电镜、全岩矿物鉴定、岩心物性和含油级别分析测试等手段,揭示了渤南洼陷古近系碎屑岩储层中的黏土矿物特征及其与油气的密切关系。研究区黏土矿物主要为伊利石、伊-蒙混层、高岭石和绿泥石,垂向序列由下到上可分为伊利石-绿泥石发育带、高岭石异常高值带和伊利石-伊-蒙混层发育带3个变化带。不同阶段的黏土矿物主控因素差异导致黏土矿物的演化过程极其复杂,主要分为4个阶段:沉积期主要受沉积环境的影响,黏土矿物以伊利石和伊-蒙混层为主;有机质成熟期主要受成岩作用影响,在酸性成岩环境下高岭石大量产生;构造活动期受烃类侵位和深部流体的影响,在油气聚集区,高岭石得到保存,在岩浆活动区,绿泥石大量生成;油气成藏期受多种因素的影响,油层内的高岭石得到保存,油层外的高岭石转化为其他黏土矿物,出现了与油层对应的高岭石含量相对高值带。高岭石的相对高含量带是工业油层出现的重要标志。     

南堡凹陷3号构造油藏储层敏感性研究及影响因素

针对南堡凹陷3号构造的岩石性质及黏土矿物成分特征,利用扫描电镜和X射线衍射仪,通过实验对东三段和沙一段储层进行了敏感性研究,找出了引起储层敏感性的因素,并提出了相应抑制敏感性的措施。研究结果表明,东一段的主要黏土矿物为伊蒙混层、绿泥石、高岭石、伊利石等,而沙一段的主要黏土矿物为伊蒙混层、伊利石等。伊蒙混层、伊利石、高岭石、绿泥石等主要黏土矿物是导致储层敏感性的物质基础和内在因素,该区储层具有弱速敏-强速敏、弱酸敏、中等偏强水敏-强水敏性、弱盐敏和中等偏强碱敏-强碱敏等特点,并根据储层各自敏感性的差异,制订出不同的抑制措施,为油田开发提供可靠依据。     

鄂尔多斯盆地临兴区块太原组致密砂岩黏土矿物特征及其对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地临兴区块太原组致密砂岩自生黏土矿物含量较高,是影响储层物性的重要因素之一,但对黏土矿物特征及成因尚未系统研究,影响了优质储层刻画。通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射、物性分析,明确黏土矿物的含量及形态特征,剖析其成因及与储层物性之间的相关性。结果表明,临兴区块太原组致密砂岩黏土矿物相对含量由高到低依次为伊利石、高岭石、绿泥石及伊/蒙混层,均呈充填式分布于粒间溶蚀孔隙或晶间微孔隙中,为热水蚀变成因。紫金山岩体影响黏土矿物的含量及分布,岩体附近伊利石、绿泥石及伊/蒙混层含量较高,而高岭石含量较低。伊利石、绿泥石及伊/蒙混层与储层物性呈负相关关系,高岭石与储层物性呈正相关。受黏土矿物影响,太原组物性相对较好的致密砂岩储层分布于研究区的东北及西南部,为下一步油气勘探开发的有利目标区。     

东营凹陷自生粘土矿物特征及其与盆地演化的关系

东营凹陷中自生粘土矿物的特征在空间上呈现出规律性的变化。随着深度的增加，粘土矿物组合从泉脱石和高岭石-R3型伊蒙混层矿物和高岭石-R1型伊蒙混层矿物和高岭石-R3型伊蒙混层矿物、高岭石和绿泥石一伊利石和绿泥石，伊利石类矿物中伊利石的组分逐步增加，矿物种类从蒙脱石-R0型伊蒙混层矿物-R1型伊蒙混层矿物-R3型伊蒙混层矿物—伊利石。从凹陷的边部向中部，粘土矿物也表现出同样的变化规律。凹陷边缘中生代地层中的自生粘土矿物特征反映东营凹陷甚至整个济阳坳陷是在中生代地层基础上逐步拉张、沉积形成的。     

埕岛油田馆陶组黏土矿物分析与储层伤害研究

论述了胜利埕岛馆陶组油藏的地质概况,储集层发育、岩性及孔隙结构特征,黏土矿物含量及其变化规律,黏土矿物对碎屑岩孔隙度、渗透率的影响,分析了母岩性质、气候条件、油气形成、沉积环境等地质因素对黏土矿物和储层特征的影响,逐一分析了伊/蒙混层矿物、高岭石、伊利石、绿泥石与储层伤害的关系。该油藏为典型的河流相沉积,矿物和结构成熟度低,非均质性强,胶结疏松,渗透率高,但主要由数量较少的大孔隙提供,石油储量和产量与高岭石含量成反比。与储层伤害有关的黏土矿物主要为蒙脱石,其次为高岭石,伊利石和绿泥石的伤害小。储层对工作液的敏感性,主要为伊/蒙混层矿物产生的水敏,其次为高岭石产生的速敏,绿泥石产生的酸敏小。图1表4参19。     

三端元粘土矿物分析方法及应用

根据粘土矿物演化特征,首次提出了由蒙皂石 伊／蒙混层矿物 伊利石端元(S／I端元)、蒙皂石 绿／蒙混层矿物 绿泥石端元(S／C端元)、高岭石端元(K端元)这三个端元构成的粘土矿物三端元分析方法;应用粘土矿物三端元分析法查明了库车前陆盆地下侏罗统阳霞组和白垩系巴西盖组物源区粘土矿物组合特征,分析了下侏罗统阳霞组处于不同压力体系下的粘土矿物演化特征;发现静水压力体系下高岭石、绿泥石相对含量的增高、伊／蒙混层矿物 伊利石相对含量降低和异常高压体系下高岭石相对含量的降低、伊／蒙混层矿物 伊利石相对含量增高的粘土矿物演化特征。     

东营凹陷沙河街组不同砂体类型储层敏感性

在对东营凹陷王家岗地区古近系沙河街组沙三、沙四段不同类型砂体储层岩石学特征、黏土矿物组合特征分析的基础上,探讨了不同类型砂体的潜在敏感性及其差异.结果表明,不同类型砂体的岩石学特征、黏土矿物组合特征有较大差异,对储层敏感性有较大的影响.河流及滨湖等近源砂岩的黏土矿物组合为伊/蒙混层+伊利石+高岭石,伊/蒙混层矿物为主;...     

鄂尔多斯盆地西峰地区长8储层黏土矿物特征及对储层的影响

鄂尔多斯盆地西峰地区长8储层黏土矿物是影响孔喉结构及储层物性的关键因素,通过铸体薄片、X衍射、扫描电镜等方法对长8储层中黏土矿物的特征及成因进行研究,结果表明,本区长8储层黏土矿物主要为绿泥石、伊利石、高岭石及伊蒙混层,绿泥石以杂基形式充填孔隙时对储层造成破坏作用,以胶结物形式充填时对储层起建设作用;伊利石主要以胶结物的形式存在于孔隙中,对储层起破坏作用;高岭石主要以单晶形式存在于孔隙,对储层起建设作用,是产生次生孔隙的主要来源之一。伊蒙混层在本区黏土矿物中含量极少,混层比小于10%,对储层影响较小。     

吴起地区长61油层黏土矿物对油层低电阻率化的影响

为了认识黏土矿物对油层低电阻率化的影响,以薄片、扫描电镜、X射线衍射、测井解释和试油结果为依据,对吴起地区长61油层黏土矿物特征及其对电阻率的影响进行了研究。结果表明,黏土矿物对低电阻率油层的形成具有控制作用,具体表现在3个方面:第一为附加导电作用,以网状伊/蒙混层矿物最强,是油层电阻率降低的关键因素;第二为对孔隙结构的改造,导致束缚水饱和度增高,电阻率降低,以伊利石最为明显;第三是对水分子的吸附作用,以绿泥石等为主。综合三者的作用大小和矿物含量,吴起地区黏土矿物对电阻率的影响程度依次为:伊利石>伊/蒙混层>绿泥石>高岭石。此项研究可对低电阻率油层的存在机理和分布进行有效解释和预测。     

川东地区龙马溪组页岩黏土矿物组成与成因

为了分析页岩气储层中黏土矿物特征及其与有机质的关系,以川东地区下志留统龙马溪组页岩为研究对象,利用X-射线衍射分析和扫描电镜观察,并结合薄片、岩心和测井资料,深入分析了研究区龙马溪组黏土矿物成因、分布特征及其主控因素、对有机质的影响。结果表明:黏土矿物组合为伊利石+伊/蒙混层+绿泥石,具有陆源碎屑、自生和次生成岩3种类型,全区具有高伊利石、伊/蒙混层含量的特点;焦石坝地区龙马溪组下段地层具有封闭性,致使烃源岩生烃过程中产生异常高压,抑制伊利石化作用,在垂向上出现了随深度增加伊/蒙混层含量也增加的非正常转化序列,同时也可以用这种非正常转化序列反推地层中异常高压的存在;碎屑组分也间接影响黏土矿物的含量,尤其是钾长石的含量,在伊/蒙混层向伊利石的转化过程中,是否能提供足够多的K⁺,决定了两者之间是否能等量转化。     

辽东湾坳陷X油田黏土矿物对注水开发储层物性的影响

为摸清研究区储层物性变化规律,指导油田注水开发,以辽东湾坳陷X油田东二下段三角洲前缘储层中黏土矿物为研究对象,采用铸体薄片、扫描电镜、X—衍射等方法,通过对比不同位置、不同含水阶段密闭取心井黏土矿物体积分数、储层物性,结合古地貌与沉积环境,深入分析黏土矿物的分布规律及控制因素,探讨黏土矿物对注水开发储层的影响。研究结果表明:研究区储层中黏土矿物主要为伊/蒙混层和高岭石,含有少量的伊利石和绿泥石;受古地貌与沉积环境两大因素控制,黏土矿物含量呈现规律性变化,南西地区古地貌低洼,储层埋深较大,以石英砂岩为主的河口坝砂体发育,伊/蒙混层含量高,而北东地区古地貌略凸起,储层埋深小,以长石砂岩为主的水下分流河道砂体发育,高岭石含量高;黏土矿物总含量低的储层水淹较强,黏土矿物总含量高的储层水淹较弱;伊/蒙混层含量高的储层,水淹后储层物性明显降低,而高岭石含量高的储层,水淹后储层物性明显变好。研究成果为储层剩余油描述提供了新思路,也为同类油田的注水措施优化、开发方案调整提供了理论指导。     

干酪根及黏土单矿物对甲烷吸附能力的差异性

页岩气主要以游离气和吸附气的形式存在于富含有机质的泥页岩中。目前,国内外在干酪根和黏土矿物对甲烷吸附能力的差异性研究方面还比较薄弱。由此提出了将干酪根和黏土矿物进行分离的方法,对干酪根和不同黏土矿物分别进行等温吸附实验,研究单位质量的干酪根、伊蒙混层、高岭石、绿泥石和伊利石对甲烷吸附能力的差异性。结果表明:对甲烷吸附能力大小的次序为干酪根> 伊蒙混层> 高岭石> 绿泥石> 伊利石,有些样品干酪根吸附气量大于黏土矿物之和的吸附气量。随着温度的升高,干酪根和黏土单矿物对甲烷分子的吸附量有所下降。在同一温度下,干酪根吸附气量随镜质体反射率增大而增加,黏土矿物基本不受镜质体反射率的影响。      

强超压储集层中黏土矿物及其对储集物性的影响

根据薄片、扫描电镜、X衍射、地层测试等资料,对比了渤中坳陷A2-1构造东营组常压和强超压油层中黏土矿物特征差异,分析了黏土矿物对储集层品质的影响。研究结果表明,与正常压力储集层相比,强超压储集层伊利石含量高,高岭石含量低,强超压封闭环境溶出物不能迁出系统造成K＋、Na＋等碱性离子富集,不利于高岭石大量形成,有利于伊利石生成。强超压储集层伊蒙混层中蒙脱石含量普遍高于同深度的泥岩和正常压力储集层,显示了超压对黏土矿物转化的抑制作用。强超压层高岭石含量与渗透率正相关,伊利石含量与渗透率负相关,强超压封闭体系溶出物的富集促进了伊利石的发育,对储集层渗透率影响较大。整体粒度较粗的厚层超压层,中等强度的超压层,强超压储集层内粒度相对较粗、厚度大的夹层具备高产潜力。     

长石与流体相互作用的模拟实验研究

针对斜长石在不同环境下的水岩相互作用实验进行了分析,应用实验地球化学方法,通过控制物理、化学条件对长石与流体相互作用进行了模拟实验研究,并结合东营凹陷的实际情况对实验结果进行讨论和验证。实验结果表明：高温条件下,斜长石在酸性条件下形成了伊蒙混层矿物、绿泥石和伊利石;在弱酸条件下（反应开始时）,斜长石溶蚀形成了片状伊蒙混层矿物;斜长石在酸性和中性条件下的溶蚀机制不同;在酸性条件下（pH=5.5）,斜长石溶蚀形成黏土矿物的序列为：斜长石-勃姆石-伊蒙混层、高岭石-伊利石、绿泥石。研究不同条件下长石与流体的相互作用,对东营凹陷碎屑岩储层的物性预测具有重要指导意义。     

济阳坳陷惠民凹陷中央隆起带与邻区黏土矿物成岩演化及古地温变化

惠民凹陷中央隆起带是胜利油田重要的油气富集带,对其成岩演化及古地温研究有助于进一步弄清该构造带的地质作用过程。选取了中央隆起带及临南洼陷带沙河街组大量样品,通过X-射线衍射、电子探针等进行黏土矿物成分分析及古地温计算,结果表明：该区沙河街组黏土矿物主要为高岭石、伊/蒙混层、伊利石和绿泥石,总体反映黏土矿物演化程度不高,盆地热演化程度较低的特点;成岩作用基本处于中成岩阶段,可进一步划分为早期和晚期2个阶段,早期主要是无序伊/蒙混层矿物(伊利石含量=38.2%~60.3%）;晚期是有序伊/蒙混层矿物(伊利石含量=60.3%~82.4%）。在中央隆起带,早期和晚期的转换深度界线大致为1 700m,而在临南洼陷带该界线大致为2 600m;中央隆起带沙二段（Es₂）矿物热演化程度明显低于洼陷带,表明中央隆起带可能在沙二段沉积期开始了快速抬升,形成了与洼陷带不同的成岩环境;洼陷带沙河街组古地温梯度为40.8℃/km,中央隆起带的古地温梯度计算结果明显异常（76.72℃/km）,表明该构造带遭受了强烈抬升与剥蚀作用,剥蚀量大约为880m。     

黏土矿物甲烷吸附性能与微孔隙体积关系

为了揭示黏土矿物在含气页岩储层中所扮演的角色,选择以不同黏土矿物为主的黏土岩进行了孔隙—表面积测量和甲烷等温吸附实验。测量显示,黏土矿物以3~100nm微孔隙为主,并出现3~6nm和20~70nm 2个主要分布区。其中,蒙脱石黏土以小孔占优势,伊/蒙混层黏土以小孔和中—大孔同时发育为特征,高岭石、绿泥石和伊利石黏土均以中—大孔为主。蒙脱石、伊/蒙混层和高岭石黏土为孔隙发育类型,总孔隙体积和表面积分别达到0.04mL/g和11.47m2/g以上。不同类型黏土岩的甲烷吸附能力有较大差异,利用朗格缪尔方程拟合计算的蒙脱石黏土、伊/蒙混层、高岭石黏土、绿泥石黏土、伊利石黏土、粉砂岩及石英岩小于270目试样的最大甲烷吸附容量分别为8.12mL/g、3.66mL/g、2.70mL/g、2.28mL/g、1.72mL/g、0.97mL/g和0.70mL/g。黏土岩的表面积不仅取决于总孔隙体积和孔隙率,而且与孔隙尺寸的分布关系更为密切。黏土岩中小于100nm微孔隙体积与甲烷最大吸附量显示良好的线性关系,因此,页岩微孔隙体积的大小反映其天然气的吸附能力,而气体吸附能力的大小受其内孔隙,特别是小于20nm微孔隙发育程度的控制。不同黏土矿物由于形态结构、孔隙大小和孔隙率的不同,导致其气体吸附性上的差异,而这种差异不仅与黏土的类型有关,而且受岩石成因和成岩作用的影响。     

乐安油田草104块储层敏感性评价

乐安油田草104块储集层中存在伊/蒙混层、高岭石、伊利石等黏土矿物以及方解石等碳酸盐矿物。这些矿物都有不同程度的敏感性,在油田勘探开发的不同阶段,会对储集层造成不同的伤害。试验研究表明,草104块储集层具有强水敏性和中等盐敏性,注水开发时应该注重注入水与地层的配伍性。此外,该储集层具有弱碱敏性,并对土酸不具有敏感性,因此可用土酸进行酸化处理。     

三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖—牛东构造带上石炭统火山岩黏土矿物特征及其对储层物性的影响

三塘湖盆地马朗凹陷牛圈湖—牛东构造带上石炭统哈尔加乌组和卡拉岗组发育低孔、特低渗强非均质性火山岩储层。基于黏土矿物类型、含量、赋存状态、分布特征及其成因与转化的系统分析,讨论了黏土矿物对火山岩储层储集物性的影响。上石炭统火山岩储层为低孔、特低渗储层,主要发育气孔、半充填杏仁孔、晶间孔、粒间孔等原生孔隙和微晶溶孔、基质溶蚀孔、沸石溶孔等次生孔隙,原生裂缝以冷凝收缩缝和收缩节理缝为主,次生裂缝以构造缝、层间缝为主。孔喉结构以微细孔喉—小孔喉为主。上石炭统火山岩储层为中—高黏土矿物含量储层,随黏土矿物含量增加,储层孔隙度、渗透率均降低。黏土矿物主要为长石类矿物、晶屑和岩屑溶蚀成因或黏土矿物成岩转化产物。高岭石普遍遭受溶蚀,发育粒间溶孔等次生微孔,绿泥石晶间孔发育,可有效改善玄武岩和凝灰岩储层的储集物性;伊利石多充填粒间孔隙,降低玄武岩和凝灰岩储层的储集物性;绿/蒙混层和伊/蒙混层对玄武岩和凝灰岩储层储集物性具有改善意义,对火山角砾岩储层储集物性具有破坏性。高岭石、绿泥石和绿/蒙混层相对含量较高的玄武岩与凝灰岩沉积区是优质储层发育有利区。     

长石溶蚀作用对储层物性的影响——以渤海湾盆地东营凹陷为例

渤海湾盆地东营凹陷砂岩储层中长石含量丰富,而且长石溶蚀现象普遍,对储层物性具有重要影响。运用偏光显微镜、扫描电镜以及X-射线粉晶衍射等分析技术,对东营凹陷砂岩储层中长石及其溶蚀产物的分布特征进行了研究。结果表明：在不同地区长石含量存在差异,凹陷北部长石含量最高,其次是南部,最低的是中部地区;在层位上,沙河街组一段长石含量最高,其次为沙河街组二段和沙河街组四段,含量最低的是沙河街组三段;在东营凹陷砂岩储层中,长石主要的溶蚀产物为高岭石、伊利石和绿泥石。由于高岭石向伊利石和绿泥石转化,导致高岭石含量逐渐降低,浅部的伊利石和绿泥石主要由伊/蒙混层转化而来,而深部的伊利石和绿泥石主要由高岭石蚀变形成。砂岩储层中的伊/蒙混层矿物在浅层含量高,随着埋藏深度增加,含量逐渐降低。     

柳赞油田柳南浅层油藏储层敏感性分析

柳赞油田柳南浅层储层为曲流河沉积,储层变化大,黏土矿物含量高。主要黏土矿物(高岭石、绿泥石、蒙皂石、伊利石及伊-蒙混层)是导致储层敏感性的物质基础和内在因素。在研究岩石性质及黏土矿物成分特征的基础上,利用试验对柳南浅层储层进行了敏感性研究,结果表明储层具有弱速敏-中等偏弱速敏、无酸敏-中等酸敏、较强的水敏性等特点。同时也分析了各种敏感性的成因机制,并确定了导致储层敏感性的因素,这可为油田开发提供可靠的研究及决策依据。