西湖凹陷平湖组砂岩中碳酸盐胶结物形成机制及其对储层质量的影响

碳酸盐胶结物是东海西湖凹陷平湖组储层砂岩中最为重要的自生矿物。薄片鉴定、阴极发光、元素成分及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是菱铁矿、铁白云石和方解石。其中菱铁矿胶结物主要形成于同生到早成岩早期,具有最高的δ^13和δ^18值,分别为0.75‰和-10.22‰;铁白云石胶结物的δ^13接近同期海水,变化于-2.45‰和-2.98‰之间,δ^18值偏负,最低达-12.39‰,其形成于相对较早的成岩时间。方解石胶结物主要以粒状和连生胶结方式产出,粒状方解石具有复杂的多种成因机制,而连生方解石具有最低的δ^13值（-6.02‰）和δ^18值（-16.94‰）,主要形成于成岩晚期,其成因与有机酸溶解长石等铝硅酸盐矿物及粘土矿物转化作用有关。在对储层质量的影响方面,早期形成的菱铁矿和铁白云石胶结物增加了岩石的机械强度和抗压实能力,对研究区储层发育的影响是正面的,而晚期形成的连生方解石胶结物普遍占据长石溶解空间,对储层的发育是不利的。     

渤中坳陷古近系中、深部碎屑岩储层碳酸盐胶结物分布特征及成因机制

碳酸盐胶结物是渤中坳陷古近系砂岩储层中最重要的胶结物.薄片分析表明,中、深部储层中碳酸盐胶结物主要为菱铁矿、白云石、方解石、铁白云石、铁方解石.统计显示,随着层位和深度加深,碳酸盐含量逐渐增加,含量突增段主要发生在东营组;碳酸盐含量超过10%,对储层物性影响较大.由薄片分析及碳、氧同位素分析可知,菱铁矿多以孔隙充填和颗粒环边方式产出,主要形成于同生到早成岩早期;方解石主要以粒状或呈连生胶结方式产出,方解石相对含量与δ¹⁸O值呈明显的负相关关系,说明大部分方解石形成较晚;铁方解石主要以粒状产出,以铁方解石为主的样品对应着较低的δ¹⁸O值,且沉淀温度高;白云石主要以斑块状充填粒间孔隙,其相对含量与δ¹⁸O值呈明显正相关性,且沉淀温度较低、形成较早;铁白云石主要以分散的粒状产出,其相对含量与δ¹⁸O值呈明显的正相关关系,且沉淀温度相对较低.     

番禺低隆起珠海组砂岩碳酸盐胶结特征及其对储层物性的影响

为了深化珠江口盆地番禺低隆起的油气地质特征认识,针对碎屑砂岩储层中碳酸盐胶结物发育特征、胶结机制及其对储层物性的影响等问题,采用孔渗分析、薄片鉴定、扫描电镜及X射线衍射等测试手段,对该区珠海组储层砂岩开展了系统的成岩作用研究。结果表明：该区发育同生成岩期、早成岩阶段A期及晚成岩阶段A₁期共3期碳酸盐胶结;同生成岩期发育基底式胶结的方解石及铁白云石,与该时期孔隙流体在弱碱性成岩环境中过饱和析出有关;早成岩阶段A期发育孔隙式胶结的方解石、铁白云石及菱铁矿,该期胶结物质来源包括生物化石骨架颗粒溶解、铝硅酸盐矿物水化作用及早期残余孔隙流体等;晚成岩阶段A₁期发育少量孔隙式胶结的方解石及铁白云石,该阶段末期成岩环境逐步转变为弱碱性-碱性,在较大埋深、较高温压条件下,强烈的水-岩反应释放出Ca²⁺,Fe²⁺及Mg²⁺等离子并进入孔隙流体,导致末期方解石及铁白云石过饱和析出;碳酸盐胶结是导致研究区储层物性变差的主要原因之一,早期方解石及铁白云石包裹碎屑颗粒,充填粒间孔隙,极大地破坏了储层物性,中期孔隙式胶结的方解石、铁白云石及菱铁矿进一步缩减了孔隙空间,晚期碳酸盐胶结见方解石及铁白云石充填粒间孔隙并交代碎屑颗粒,使砂岩进一步致密化。研究结果可为该区有利区带预测及勘探目标评价提供依据。     

鄂尔多斯盆地陇东地区致密砂岩储层碳酸盐胶结物特征及成因机理

为研究鄂尔多斯盆地陇东地区细粒致密砂岩储层中碳酸盐胶结物特征及其成因机理,开展了铸体薄片分析、扫描电镜观察、流体包裹体测试等研究工作。结果表明：①鄂尔多斯盆地陇东地区致密砂岩储层中碳酸盐胶结物广泛发育,体积分数平均为4.2%,以铁方解石和铁白云石为主;②碳酸盐胶结物多以孔隙式或加大边形式沉淀,流体包裹体均一温度较高（峰值为100～110℃）,形成阶段一般较晚;③铁方解石和铁白云石胶结物的钙离子来源与长7砂岩中长石溶解、黏土半渗透膜效应密切相关,铁、镁离子的来源则受控于云母、凝灰质蚀变以及白云岩岩屑和变质岩岩屑的溶蚀;④碎屑组分中白云岩岩屑的分布控制了铁方解石和铁白云石胶结物在平面上的差异沉淀,铁白云石胶结物只出现于富含白云石岩屑的砂岩中;⑤碳酸盐胶结是晚期致密油砂岩孔隙损失的重要因素。强烈压实作用之后,残余孔隙被碳酸盐胶结物逐渐充填,当碳酸盐胶结物体积分数>2%时,胶结减孔效应明显。该研究成果对预测鄂尔多斯盆地陇东地区有利储层分布具有一定指导意义。     

西湖凹陷古近系碳酸盐阴极发光特征分析

西湖凹陷是东海陆架盆地中主要的含油气凹陷之一,该区域最重要的自生矿物是碳酸盐胶结物,对储层的影响至关重要,其主要类型为方解石、铁白云石和菱铁矿。根据碳酸盐矿物阴极发光的特征,结合其碳、氧同位素特征研究了该区碳酸盐矿物的形成环境和成岩特征,方解石是在相对较晚的成岩阶段沉淀的,而铁白云石的胶结作用是在较早的成岩阶段,菱铁矿也是早成岩阶段的产物。     

珠江口盆地文昌A凹陷珠海组储层碳酸盐胶结物分布规律及成因机制

运用沉积矿物学和岩石学等方法,并结合碳氧同位素和电子探针等分析手段,分析了珠江口盆地文昌A凹陷珠海组碳酸盐胶结物的分布规律、形成环境和物质来源。研究表明,碳酸盐胶结物对珠海组储层物性影响明显。当碳酸盐胶结物含量大于5%时,储层物性随其含量增加明显降低。砂岩薄片鉴定结果显示,珠海组储层碳酸盐胶结物的含量和类型横、纵向呈明显规律分布。胶结物含量珠海组一段和二段高于三段,南断裂带高于凹陷中心。胶结物类型以中期铁方解石和晚期铁白云石胶结为主,发育部分菱铁矿和白云石,局部发育早期连晶方解石。碳酸盐胶结物的形成与有机酸脱羧作用有关,且一定程度受淡水影响明显,其物质来源表现为长石的溶解和粘土矿物的转化为其形成提供丰富的钙来源,钙质有孔虫的溶解也是其形成的物质基础。     

白云凹陷珠海组砂岩中碳酸盐胶结物的形成机理

通过矿物学、岩石学和地球化学方法,探讨了珠江口盆地白云凹陷珠海组砂岩储层中多期碳酸盐胶结物的成因机理。根据不同期次碳酸盐胶结物的成分、产状和赋存状态,从矿物学和成岩序列的角度区分出3期胶结物类型,即早期方解石(含少量菱铁矿)、中期的铁方解石和晚期的铁白云石。多期胶结物氧碳同位素计算的Z值表明,珠海组早期碳酸盐与干旱陆相湖泊环境有关,是在常温常压条件下,直接从过饱和的碱性湖水介质中析出的产物;中期的铁方解石和晚期的铁白云石明显晚于早期方解石,在3 000~3 500m深度段内,珠海组中碳酸盐胶结物的δ13C值明显向负偏移(-6.3‰~-14.1‰),并与自生高岭石含量升高段和次生孔隙发育带呈很好的对应性,表明中晚期碳酸盐的碳主要来自有机酸脱羧产生的CO2。而长石类颗粒溶解提供了Ca2+离子,随着有机酸的消耗,成岩环境逐渐由酸性向碱性转变,还原性增强,孔隙流体中Fe2+和Mg2+很容易和CO2结合进入碳酸盐矿物晶格,形成中晚期含亚铁的碳酸盐胶结物,并充填在残余原生粒间孔和各类次生溶孔中,对储层物性造成一定的负面影响。     

川西坳陷须家河组砂岩中碳酸盐胶结物及形成机制

碳酸盐胶结物是川西坳陷须家河组储层砂岩中最重要的自生矿物,主要类型包括方解石、白云石、铁方解石和铁白云石等。研究结果表明,须四段砂岩中的方解石胶结物可能是在相对浅埋藏阶段沉淀的,物质来源与长石等硅铝酸盐的溶解有关。须二段白云石胶结物是在相对深埋藏的条件下沉淀的,它可能还与海相地层镁的迁移有关。早期的分散胶结作用对砂岩储层具有一定积极意义,但大多数碳酸盐胶结作用对储层的影响都是负面的。     

饶阳凹陷中深层碳酸盐胶结物特征及其对储层孔隙特征的影响

饶阳凹陷中深层储集层中碳酸盐胶结物含量高,其类型和分布极大影响储层孔隙特征。为明确下一步勘探开发方向,利用岩心、薄片、电镜、阴极发光、碳氧同位素等资料对研究区碳酸盐胶结物类型、成因、分布规律进行研究。认为研究区碳酸盐胶结物成分主要为方解石和白云石,铁方解石、铁白云石少量,存在3期碳酸盐胶结物,不同期次胶结物的类型、成因不同。平面上,不同区域胶结物成分和含量差异性明显,席状砂微相是碳酸盐胶结物有利发育区,纵向上主要分布在砂泥接触的顶底面附近,距离接触面越近,胶结物含量越高。碳酸盐胶结物影响储层孔隙特征,胶结物含量越高,孔隙结构越差,碳酸盐胶结物控制储层类型,与孔隙度和渗透率负相关,对储层物性的影响具有双重性,早成岩期胶结物对储层物性起建设作用,中成岩期胶结物对储层物性起破坏作用。     

鄂尔多斯盆地西部长8储层胶结物特征

运用偏光显微镜、X衍射、扫描电镜等分析测试技术,对鄂尔多斯盆地西部长8储层砂岩胶结物类型及特征进行研究,结果表明:研究区粘土胶结物以伊利石、高岭石、绿泥石和伊蒙间层矿物为主,其相对含量分别为20.11%~42.19%、18.13%~32.51%、23.84%~62.72%、1.86%~25.10%。由于岩石中含有较多的富铁凝灰质,大部分在沉积成岩环境中绿泥石化,这类物质在进入沉积水域之后发生了强烈的水化作用并析出大量的铁氧化物,从而形成了对粘土矿物的侵染,说明沉积环境Eh值比较高,沉积—早成岩早期环境相对比较开放,大量三八面体绿泥石的出现反映了早成岩中晚期强烈的还原环境。碳酸盐类胶结物以方解石为主,其次为铁白云石和菱铁矿。C/O同位素分析表明,碳酸盐胶结在本区贯穿于整个成岩期。普通方解石一般形成于成岩早期,铁方解石和铁白云石形成于成岩中、晚期。     

西班牙Iberian地区二叠—三叠系砂岩的碳酸盐胶结物成岩作用：化学组分和稳

我们对西班牙Iberian地区二叠－三叠系碎屑层序中的方解石、白云石和铁－白云石／铁白云石帮了岩石学、化学和稳定同位素研究。方解石及白云石质胶结物是在铁－白云石／铁白云石产生之前沉淀的，但由于抬升引起白云石的方解石化也形成方解石。这些碳酸盐中的δ^13C负值（－9．51－2．13‰）表明：碳可能来自早期碳酸盐中有机质的氧化作用和晚期铁－白云石／铁白云石中有机质的胶羧基作用。早期成岩作用形成的白云石质胶结物比晚期形成的白云石质胶结物具有较理的δ^13C值（＞－3．54‰）、较高的Mn/(Mn Fe)、Mn/(Mn Mg)和较低的Fe/(Fe Mg)比值。同时，后者由于温度的增加以及孔隙水的矿化反应而具有比前者轻δ^18OPOB（＞－10．64‰）的特点。     

塔里木盆地东河1油藏东河砂岩隔夹层形成的主控因素及流体来源

通过大量的岩心、薄片观察,依据填隙物的种类和含量,将东河1油藏东河砂岩隔夹层分为钙质隔夹层、(含)泥钙质隔夹层和泥质隔夹层3类,以钙质隔夹层和(含)泥钙质隔夹层为主,泥质隔夹层相对不发育。隔夹层的形成主要受控于早成岩期的碳酸盐胶结作用。碳酸盐胶结物类型包括方解石、菱铁矿、铁方解石和铁白云石。根据岩相学和阴极发光特征的不同,识别出4期碳酸盐胶结物,各期碳酸盐胶结物成因和流体来源存在一定差异。第Ⅰ期胶结物为连晶或粗大片状的无铁无镁方解石,Fe、Mn元素含量很低,形成于未埋藏或浅埋藏与海水沟通的开放、氧化环境,钙质来源于海水;第Ⅱ、Ⅲ期胶结物沉淀于点-线接触的颗粒间,Mn元素含量显著上升,形成于半封闭-封闭的成岩环境,钙质流体来源于第Ⅰ期胶结物或同沉积期的碳酸盐颗粒的溶解;第Ⅳ期胶结物为铁方解石、铁白云石,具交代石英、长石矿物的特点,Fe元素含量远高于Mn元素含量,形成于相对深埋的还原环境,其形成与长石的溶解有关。     

鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系长6层碳酸盐胶结物及形成机理

综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,将鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系长6储层中碳酸盐胶结物划分为三期,并对不同成岩阶段形成的碳酸盐胶结物特征及成因机理进行了探讨。长6储层中碳酸盐胶结物以铁方解石、铁白云石为主要类型。沉积阶段和早成岩阶段A期方解石胶结物的成因与铝硅酸盐矿物的水化作用有关。早成岩阶段B期和中成岩阶段A期形成的晚期碳酸盐胶结物的成因主要与酸性流体对长石等铝硅酸盐矿物的溶解和粘土矿物转化有关。     

鄂尔多斯盆地东南缘长8 油层组碳酸盐胶结物成因分析

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地东南缘长8 油层组最重要的自生矿物,主要类型为铁方解石,另有 少量的白云石和铁白云石。镜下观察、包裹体测温、碳氧同位素分析及铁氰化钾染色实验分析证实,方解 石胶结作用从早成岩阶段持续到晚成岩B 期。早成岩阶段形成少量的无铁方解石,到晚成岩期,因有机 质在热催化作用下脱羧而形成大量铁方解石。这种后期形成的铁方解石以半基底式-基底式胶结充填剩 余粒间孔隙,大大降低了储层的储集性能。     

琼东南盆地乐东——陵水凹陷黄流组峡谷水道储层成岩作用与孔隙演化

峡谷水道是琼东南盆地增储上产的重要目标,目前乐东—陵水凹陷峡谷水道探明天然气储量占全盆探明储量的70%。为揭示峡谷水道储层形成机理,利用岩石薄片、物性、扫描电镜、黏土X-射线衍射、包裹体等分析资料,研究了乐东—陵水凹陷黄流组峡谷水道储层成岩作用与孔隙演化特征,明确不同区带成岩演化差异,确定峡谷水道成岩共生序列,建立峡谷水道孔隙演化模式。结果表明:峡谷水道储层经历了压实、胶结、溶解等多种成岩作用,现主体处于中成岩A期,成岩共生序列为早期黏土矿物析出→长石微溶蚀→石英次生加大并且长石强烈溶蚀→铁方解石、白云石胶结→石英及其次生加大边溶蚀→碳酸盐胶结物微溶,在崖城A/B区表现为"压实明显减孔,硅质—碳酸盐胶结减孔,长石、铁方解石溶蚀增孔"的演化特点,在陵水Z/X区呈"压实减孔,铁方解石胶结减孔,长英质溶蚀少量增孔"的特征。     

油气充注对晚期碳酸盐矿物胶结作用的影响

通过对东营凹陷下第三系的碳酸盐矿物进行镜下观测与统计分析,油层中方解石、白云石含量一般比水层低,在深层尤为明显。在含油砂岩中,碳酸盐胶结物的溶解往往比较完整,致使整个岩层物胶结物分布松散状态。而不含油层中无论是原生孔隙还是次生孔隙往往均被方解石充填。控制储层中方解石沉淀的因素很多,但在深部储层中油层与水层或油水层之间碳酸盐矿物存在明显的差别,与原油充注从而导致碳酸盐矿物的沉淀作用受到抑制有着必然的联系。     

四川盆地震旦系储层孔洞形成机理与胶结充填物特征研究

四川盆地震旦系灯影组储层原生窗格孔发育,淡水岩溶、有机酸、TSR(硫酸盐热还原反应)、高温热液溶蚀及构造破裂作用导致其次生孔洞缝发育,内部胶结充填物样式繁多。灯影组内部常发育白云石、方解石、硅质3大类(8小类)胶结充填物。纤状、刀片状、柱状、放射轴状、重力型及粉—细晶白云石胶结物主要形成于成岩早期阶段;中—粗晶白云石形成于成岩晚期阶段;硅质与方解石充填物则形成于燕山末期构造隆升晚成岩阶段。胶结充填物发育程度与构造部位密切相关,斜坡地区充填程度高。储层内部晶洞、晶孔和裂缝中充填物的流体来源均为外源,在下组合(震旦系—志留系)中具有区域性的特点,胶结充填矿物特征常受控于围岩成分。     

高温-超压-高CO2背景下致密砂岩储层成岩作用特征——以莺歌海盆地LD10区新近系梅山组-黄流组为例

利用薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光及碳氧同位素分析等手段,对莺歌海盆地LD10区新近系梅山组-黄流组高温-超压-高CO₂背景下的储层成岩作用特征及其对孔隙的影响进行了系统研究。研究结果表明: ①莺歌海盆地LD10区新近系梅山组-黄流组储层发育重力流沉积,岩性以中-细粒长石岩屑石英砂岩为主,储层物性以特低-低孔、特低渗特征为主。②压实、胶结和溶蚀作用是研究区主要的成岩作用类型。超压对黏土矿物的转化及石英次生加大具有明显抑制作用,并在一定程度上保护了原生孔隙。富含CO₂的高温流体不仅造成了黏土矿物的异常转化,同时促进了溶蚀作用发生,增加了次生孔隙。③研究区黄二段储层的成岩演化序列为: 菱铁矿胶结→石英次生加大→绿泥石胶结→长石淋滤溶蚀→高岭石形成→早期方解石胶结→早期白云石胶结→长石溶蚀→方解石溶蚀→伊利石大量生成→晚期铁方解石、铁白云石形成。④总体上,压实作用使孔隙度减少了45.30%～62.93%,胶结作用使孔隙度减少了1.65%～35.01%,溶蚀作用使孔隙度增加了0.72%～8.00%。其中,黄流组中下部砂岩储层受到了超压保护和CO₂溶蚀作用的双重影响,物性较好,钻井过程中应考虑高CO₂风险。     

砂岩储集层中碳酸盐胶结物特征——以鄂尔多斯盆地中南部延长组为例

自生碳酸盐矿物是鄂尔多斯盆地中南部延长组砂岩储集层中最重要的胶结物,其主要类型有方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,在不同层位上分布类型有较大差别,总体含量随地层深度增加而递减。偏光显微镜及SEM研究表明,该区碳酸盐胶结物主要呈充填粒间孔隙、交代矿物以及泥微晶环边赋存。碳、氧同位素分析揭示各种类型自生碳酸盐胶结物具有多期次、长时间的沉淀过程,其沉淀温度范围也存在较大差异。该区碳酸盐胶结物的物质来源主要有海洋碳酸盐岩岩屑的后期溶解、蒙脱石的伊利石化、相邻泥岩的压释流体以及长石和暗色亚稳定矿物的溶解等。由于碳酸盐胶结物较大规模地堵塞了孔隙,在个别部位形成了分割储集层的致密钙质层,且缺乏后期溶解作用,使其成为延长组储集层致密超低渗的一个重要因素。图7表2参36     

利用负胶结物投点图评价西湖凹陷古近系砂岩储层

基于DW Housekencht提出的胶结物质量分数一负胶结物孔隙度投点图原理,对西湖凹陷古近系砂岩颗粒环边或孔隙衬里方式产出的铁白云石胶结物、连生方解石胶结物和分散的粒状方解石胶结物3种不同碳酸盐胶结物质量分数、粒间体积进行计算和统计,作出胶结物质量分数一负胶结物孔隙度投点图,并基于投点图作出判定,认为具连生结构方解石和粒状环边铁白云石的岩石初始孔隙度降低的第一重要因素是胶结作用;粒状结构方解石粒间体积的减少主要是由压实作用控制的;投点位于图的右上角的以颗粒环边或孔隙衬里方式产出的铁白云石胶结物是在较早成岩阶段形成的,提高了岩石的机械强度和抗压实能力,使储集空间得以保护,因此,对储层演化影响是正面的;投点位于图的左下角的连生方解石胶结物和分散的粒状方解石胶结物,形成于岩石已经历有效压实作用的较晚成岩阶段,占据了有限的残余粒间孔隙和由长石等铝硅酸盐溶解作用形成的次生孔隙,对储层的影响是负面的。