砂岩中某些成岩现象与有机质和粘土矿物演化关系的探讨——以东濮凹陷渐新世储层成岩变化为例

在东濮凹陷渐新统砂泥岩层序成岩作用研究的基础上,本文着重探讨了砂岩中所发生的成岩作用与有机质和粘土矿物的转化关系.发现混层粘土矿物的转化与有机质的热演化之间密切相关;同时,粘土矿物和有机质的演化又通过对孔隙水介质性质的影响,在一定程度上控制了砂岩中所发生的成岩作用.对于这种相关性的认识,将有助于我们对其他盆地的有机质演化和次生孔隙的形成做出预测.同时,本文还从理论上讨论了这些成岩反应和变化所经历的可能途径.      

SEM/EDAX对混层粘土矿物的研究及其与生油关系的探讨

M-I1)混层矿物的鉴别和混合层中I百分含量的测定,是从成岩作用出发研究石油生成、运移的一项重要工作。泥岩中M-I混层矿物分析,最常用的一种分析方法是x射线粉末衍射法,但此法在某些方面尚存在问题。我们采用扫描电镜在观察形貌同时用x射线能量色散分析对M-混层矿物进行鉴别和比值测定,得到较好的效果。泥岩在成岩作用期间,由于温度的变化,使有机质和无机质成分发生了转化。A·EI福斯科罗斯等(1976年)研究粘土成岩阶段的矿物学和化学指标与有机质R°和烃类的形成建立相互关系,80年他们又研究了砂岩自生粘土中混层矿物的形成与石油的生成以及排烃时间是一致的。      

胜坨地区沙四上亚段砂砾岩油藏成岩作用研究

在压实作用、胶结作用、溶蚀作用等分析基础上,对胜坨地区沙四上亚段砂砾岩油藏的成岩相进行了划分,建立了成岩演化模式,研究了成岩作用对储层性质的影响.研究结果表明,该区成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用,压实作用较强,颗粒之间呈点-线接触或线-线接触.胶结物的主要类型有绿泥石、伊利石和高岭石等粘土矿物以及石英、长石、碳酸盐岩等.溶蚀作用较普遍,被溶组分主要有碎屑颗粒(如石英、长石、岩屑)和碳酸盐胶结物.该区沙四上亚段储层的成岩演化目前已经达到了晚成岩A期,压实作用和自生矿物充填作用是孔隙度降低的主要因素.     

川东北地区下三叠统飞仙关组碳酸盐岩储层成岩作用

通过薄片观察、阴极发光、扫描电镜、同位素地球化学等分析化验资料的研究,对四川盆地东北部达州-宣汉地区鸡唱剖面飞仙关组碳酸盐岩储层的岩石特征、成岩作用和成岩演化序列进行系统描述,认为该区飞仙关组飞二段鲕粒滩储层沉积相-成岩相演化与飞二段经历的2次海平面下降有关。储层的孔隙演化亦与这2次海退过程有关,孔隙大小由准沉积期的海水环境下的胶结成岩作用和混合水环境下的白云石化作用所决定。     

成岩矿物相带及其与油气的关系-以四川盆地川西坳陷为例

通过对川西地区典型油气田上沙溪庙组(J_2s)成岩作用的研究,确立了该区储层存在四种不同的成岩矿物相带:绿泥石-沸石相带、高岭石相带、碳酸盐相带及石英次生加大相带;探讨了成岩矿物相带与油气的关系,指出绿泥石-沸石成岩矿物相带是本区有利的成岩矿物组合相带。     

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。     

成岩矿物相带及其与油气的关系——以四川盆地川西坳陷为例

通过对川西地区典型油气田上沙溪庙组(J2s)成岩作用的研究，确立了该区储层存在四种不同的成岩矿物相带：绿泥石-沸石相带、高岭石相带、碳酸盐相带及石英次生加大相带；探讨了成岩矿物相带与油气的关系，指出绿泥石-沸石成岩矿物相带是本区有利的成岩矿物组合相带。     

上扬子地区下寒武统黑色页岩矿物组成特征及其油气勘探意义

下寒武统是上扬子地区海相页岩气藏的重要勘探层系之一,但受目的层埋藏深、钻井少、勘探效果不理想等因素的制约,尚存在着诸多影响勘探进展的地质问题。为此,基于X射线衍射、岩石薄片、普通扫描电镜及氩离子抛光—扫描电镜等资料,分析了该区下寒武统黑色页岩的矿物组成特征及其油气勘探意义。结果表明:①该区页岩组成以黏土矿物和石英为主,其次为碳酸盐矿物及长石,其中石英平均含量为44.60%,发育陆源石英和生物成因硅质2种类型,而黏土矿物平均含量为33.32%,以伊利石(I)含量最高、伊/蒙混层(I/S)含量不均且混层比低(一般为5%)、局部含绿泥石(C)及高岭石(K)为特征;②从该区页岩中可识别出I+I/S+C型、I+I/S+C~I+C过渡型、I+C型及I型4种黏土矿物组合类型,指示不同地区页岩成岩环境存在着差异;③矿物颗(晶)粒无序排列有利于粒间孔隙残存,长石向黏土矿物成岩蚀变可形成线状孔隙;④该区页岩的脆性指数一般都超过40%,具有良好的可压裂性,黔东南地区与川西南地区相比前者页岩脆性更好。     

姬塬地区上三叠统长_2、长_1储层成岩作用研究

根据普通薄片、铸体薄片、扫描电镜等资料的分析,并以此为基础对该区成岩作用进行了深入的研究。确定了姬塬地区长_2、长_1储层的成岩阶段,建立了成岩演化模式,研究了主要成岩作用对储层性质的影响。研究结果表明,该区成岩作用主要包括压实作用、碳酸盐胶结、绿泥石胶结、高岭石胶结、石英加大、火山物质溶蚀和长石、岩屑颗粒的溶蚀等;该区储层的成岩演化目前已经达到了晚成岩A期,以次生溶蚀孔隙为主;成岩作用对本区砂岩储层起着重要的控制作用,研究地区因砂岩粒度较细,成分成熟度低,因此压实作用较强,是造成孔隙减小最重要的因素。火山物质和长石岩屑颗粒的溶蚀是孔隙发育的关键。同时晚期方解石、铁方解石等碳酸盐胶结物又使砂岩孔隙再度降低。     

文东深层低渗油藏成岩作用及成岩相模式研究

文东深层低渗油藏成岩作用的研究,采用了普通薄片、扫描电镜、图象分析、压汞、Ｘ－衍射、有机质演化、物性变化等多方面的资料。通过对该区成岩作用类型、成岩演化史、孔隙演化序列、成岩作用与沉积微相相互关系的研究,提出５种典型的成岩相模式,并作了成岩相模式平面展布方面的探索。希望对相关深层低渗异常高压油藏的成岩作用及成岩相模式的研究具有借鉴作用。     

鄂尔多斯盆地长7段致密储层主要黏土矿物特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7段致密储层表现为强压实、强胶结的致密化特征,其中伊利石、绿泥石等黏土矿物的大量存在是导致储层致密的重要原因。通过铸体薄片、扫描电镜、XRD等测试资料结合沉积、成岩环境分析,研究了长7段致密砂岩储层主要黏土矿物的微观赋存状态,并刻画了宏观分布特征,在此基础上探讨了其形成机理及对储层的影响。结果表明,长7段致密储层黏土矿物中伊利石含量最高,占黏土矿物总量的近60%,其次为绿泥石,占总量的30%以上,高岭石含量较低;受物源区母岩特征、砂岩成因类型、沉积环境、成岩流体性质等因素影响,各种黏土矿物平面分布具有差异性,陇东地区伊利石含量特别高,陕北地区绿泥石和高岭石含量相对较高;黏土矿物对陕北地区长7段致密砂岩最显著的影响表现为绿泥石膜对原生孔隙的保护及高岭石对孔隙的充填;而对陇东地区长7段致密砂岩最显著的影响则表现为伊利石对原生孔隙的普遍充填分割。沉积环境和原生孔隙条件的差异及自生黏土矿物形成过程中物质、流体复杂作用造成现今不同地区长7段致密储层孔隙发育特征的差异,并对开发特征产生影响。     

姬塬地区长4＋5油藏成藏期次的流体包裹体证据

在对鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长4＋5储集层砂岩成岩作用及其自生成岩矿物形成序列分析基础上,研究了成岩矿物中流体包裹体特征及其代表的成藏期次。结果表明,长4＋5储集层砂岩成岩作用主要有压实作用、压溶作用、胶结作用、重结晶作用、溶解作用和裂隙作用等。成岩矿物主要为自生石英、钠长石、白云石、方解石和黏土矿物等。根据流体包裹体所在寄主矿物的形成时间序列,识别出了3期流体包裹体。研究认为,第1期流体包裹体是沉积有机质演化早期阶段形成的含有机酸流体产物,与油气成藏事件无关;第2期油气包裹体为大量无荧光沥青包体,代表了早期油气藏被破坏后的残余物,记录了早期的一次油气成藏改造事件;第3期油气包裹体特征与孔隙吸附烃特征相同,是现今油气藏形成过程的记录,其分布在钠长石、硅质和钙质等大量晚期胶结物中,说明晚期成岩作用与油气大量注入同期发生。     

永安镇油田沙四段自生粘土矿物及其对储层特性的影响

通过对永安镇油田沙四段砂岩储层中6口井的薄片、电镜及X衍射分析,研究了该储层中自生粘土矿物的分布产状、构成因素和成岩特征。根据自生粘土矿物在孔隙壁和孔隙喉道中的位置及分布状态,可将其分为孔隙分散粘土、孔隙衬边粘土和孔隙桥接粘土3种。研究区内自生粘土矿物的成岩相可划分为早成岩A期、B期及晚成岩A期和B+C期。在4个不同的成岩时期,自生粘土矿物的组合形式也不同。其垂向演化可以划分为3个带,即浆脱石带、I/S混层带和伊利石带。不同的转化带,自生粘土矿物的分布产状也不同,其中孔隙桥接粘土对孔隙度和渗透率影响最大。自生粘土矿物的存在,既可导致微粒的迁移,吸收或释放某些阳离子形成不溶沉淀物,堵塞孔隙喉道,改变储层孔隙结构,又可影响测井结果。为了减少自生粘土矿物对储层特性和测井结果的影响,文中提出了一些保护油层的措施。     

利用储层岩石学研究油气运移期次

以塔里木盆地库车坳陷和四川盆地西南部犍为地区为例,利用储层岩石学特征对油气运移期次进行了研究.根据储层溶蚀作用和自生粘土矿物的形成期次,结合成岩演化序列成果,确定了库车坳陷中生界储层曾在古近纪末期、新近纪康村末期以及新近纪库车期接受过3期油气充注.对储层成岩演化特点的分析表明,犍为地区下三叠统嘉陵江组储层在中三叠统雷口坡组沉积晚期接受了液态烃充注.上述研究结果与利用地球化学定量(如包裹体)分析手段研究得出的结论普遍吻合,说明运用储层岩石学特征可以确定油气运移期次.     

HYDROCARBON POTENTIAL OF SANDSTONE RESERVOIRS IN THE EAST SLOVAKIAN BASIN, PART 2: ZEOLITES AND CLAY MINERALS

Zeolites and authigenic/diagenetic clay minerals in Neogene sandstones of the East Slovakian Basin are closely related to the presence of locally-abundant tuffs and tuffaceous sediments. In tuffs, plagioclase crystals, glass shards, and volcanic rock fragments alter to zeolites and clay minerals. In sandstones, zeolites are formed both from the direct alteration of volcanic rock fragments, and as authigenic pore-filling minerals; clay minerals occur as diagenetic products of both volcanics and feldspars. Zeolites present include erionite, clinoptilolite, mordenite, analcime, and minor offretite, phillipsite, and laumontite. Authigenic/diagenetic clay minerals include smectite, illite, chlorite, and kaolinite. Vertical and lateral distributions of authigenic/ diagenetic mineral assemblages tend to follow published models. A complete paragenetic model of the occurrences of these minerals within the basin is not currently possible with the present, limited database.
Diagenetic/authigenic mineral suites in sandstone hydrocarbon reservoirs present special problems for exploration and production technology. These problems include: (1) well-log distortions; (2) reservoir permeability reduction through diagenesis; and (3) reduction of permeability through interactions between diagenetic clay minerals and zeolites and incompatible fluid systems. Recognition of problematic mineral suites in this study allows for the application of accepted technological solutions, which in turn could result in the increase of recoverable reserves in addition to those added by exploration efforts.     

粘土膜对砂岩储集性能的影响——以塔里木盆地群6井区泥盆系东河塘组下段为例

通过对岩石的铸体薄片、扫描电镜、压汞及物性等资料分析认为:塔里木盆地群6井区泥盆系东河塘组下段砂岩中粘土矿物薄膜的成因可分为原生式和自生式,其中以自生式为主。粘土矿物薄膜的形成期往往在成岩早期(或同生成岩期),粘土膜的发育与面孔率基本成正相关关系,与储层孔隙结构成负相关关系。东河塘组下段粘土膜发育的储层(泥质含量0.5%~3%)孔隙度一般为7%~17.6%,平均为11.53%,渗透率一般为(0.1~10)×10-3μm2,平均为4.15×10-3μm2;明显高于东河塘组上段粘土膜不发育储层物性,其孔隙度平均为5.23%,渗透率平均为2.88×10-3μm2。粘土膜与储层沉积相带、储层温压系统及早期油气注入较为密切,一般在临滨相带的下临滨—中临滨微相中较为常见,而在泥质淘洗相对干净的上临滨—前滨微相中难以保存,成岩早期油气的注入及异常高压封存体系(群6井区压力系数为1.59)的存在对粘土膜的保存完好起到决定性作用。      

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩关键矿物成岩演化及其控储作用

利用岩心—薄片—扫描电镜观察、X-射线衍射分析、碳酸盐岩碳氧同位素和能谱分析等手段,对四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩中的石英、长石、黄铁矿、碳酸盐类和黏土矿物进行了有效识别与划分,分析了矿物成岩演化序列及其对储层发育的影响。结果表明,良好的物质基础和独特的成岩改造是优质页岩储层形成的关键:（1）莓状/自形黄铁矿、生物石英和微生物白云石主要形成于同生—早成岩阶段早期,对页岩原始孔隙的保持具有破坏性和建设性双重作用,其建设性支撑格架作用对优质页岩的形成起决定性作用,此类矿物与陆源碎屑构成的刚性支撑格架有利于原始孔隙的保持与后期的压裂改造。（2）生烃—成岩协同演化促进储集空间的发育,中成岩早期有机酸的产生和消耗、不稳定矿物（长石和碳酸盐矿物）溶蚀/蚀变、黏土矿物转化和干酪根生油具有同步性,为生油期液态烃的充注与滞留提供了有利空间;中成岩晚期—晚成岩阶段,干酪根和滞留烃裂解生气、成孔和增压促进了有机孔与微裂缝的发育,利于页岩气的富集与高产。      

鄂西渝东地区石柱复向斜志留系小河坝组致密砂岩成岩作用

通过普通薄片及铸体薄片鉴定、镜质体反射率、粘土矿物X〖KG-*4〗-射线衍射、扫描电镜等测试分析,对鄂西渝东地区石柱复向斜志留系小河坝组成岩现象、成岩序列及成岩演化进行了深入的研究和探讨,明确了该区小河坝组目前已达晚成岩〖KG-*4〗-表生成岩期,建立了该区成岩演化序列,探讨了成岩作用对储层孔隙的影响及其致密化过程。研究表明,该区小河坝组砂岩储层经历了沉积、同生期和早成岩期的致密化过程和中成岩期及表生成岩期的正向改造过程。由于早成岩期结束时储层非常致密的格局已经形成,这种早期的致密化过程严重影响了次生孔隙的形成,使得储层未能在次生孔隙形成的最佳时期内形成大量的次生孔隙。     

影响我国陆相碎屑岩储集层黏土矿物组合和分布的因素

我国陆相碎屑岩储集层长石、岩屑等化学活性组分十分丰富，黏土矿物含量高、组合类型多，成岩作用受地层温度和孔隙结构的影响，成岩作用和不同沉积相带水介质条件是控制黏土矿物组合和分布特征的主要因素。大地构造背景和盆地构造发育史是影响盆地内储集层黏土矿物组合和分布特征的宏观因素。对于经历多旋回构造运动的盆地，黏土矿物组合和分布的不同特征反映各旋回构造运动的性质；对于同一构造旋回中发育的盆地。黏土矿物组合和分布特征的不同则反映各演化阶段的构造特征。表1参14（王少依摘）     

粘土矿物的热模拟研究

本文介绍了粘土矿物的3个热模拟实验方法与结果;有常压下不同加热温度的实验;不同加热时间的实验;高压碱性介质下不同加热温度实验。讨论了粘土矿物受温度的影响、受热持续时间的影响、粘土脱水与烃类运移的关系及粘土矿物在高温高压下的变化。认为温度和持续时间是粘土矿物成岩转变的互相补偿的重要条件,压力是次要因素。蒙脱石向伊利石转化有利于孔隙度和渗透率的增大。