西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤黏土矿物组成及其含量变异研究

为了探索西南喀斯特地区土壤中黏土矿物组成及其含量的变异规律,以贵州省普定县和荔波县不同石漠化阶段典型土壤的黏土矿物为例,采用X-射线衍射仪图谱分析方法,计算得到黏土矿物组成及其含量,探讨不同石漠化阶段黏土矿物组成变化规律及其含量之间的线性关系。结果表明:不同石漠化阶段黏土矿物的组成是相同的,均为高岭石、蒙脱石和伊利石;在未石漠化、轻度石漠化、中度石漠化阶段,蒙脱石在剖面表层的质量分数分别为27.82%、29.34%、58.32%,高岭石分别为21.39%、31.81%、36.93%,伊利石分别为50.79%、38.85%、4.75%;在西南喀斯特地区,各石漠化阶段伊利石与蒙脱石的含量之间以及伊利石和高岭石的含量之间都呈显著的线性相关,相关系数分别为-0.9703、-0.9456;西南喀斯特地区土壤相似的成土作用和成土环境造成了黏土矿物相同的组成,而黏土矿物含量的差异说明各成土作用的程度或阶段是不同的;粉粒中的黏土矿物主要为石英和白云母,而砂砾中的黏土矿物主要为石英。     

西峰油田长8储层黏土矿物对储层物性的影响

西峰油田的主力生产层长8储层为低孔、低渗非均质性砂岩储层,储层填隙物中黏土含量较高,对储层物性具有较大影响。西峰油田D区8口井的岩样分析结果显示,黏土矿物主要为伊利石、绿泥石、高岭石及伊蒙混层矿物。伊利石主要以孔隙桥接式产出;绿泥石主要以孔隙衬里状产出;高岭石充填于砂岩的粒间孔隙中,主要以分散质点式存在;伊蒙混层矿物多发育在绿泥石晶体表面,以孔隙充填和交代碎屑颗粒形式存在。伊利石及伊蒙混层的含量与孔隙度和渗透率呈负相关;绿泥石含量与孔隙度和渗透率呈正相关,尤其对岩石孔隙性具有积极影响;高岭石与孔隙度和渗透率呈负相关,但其相关性较弱。     

泥页岩成岩过程中黏土矿物脱水转化及热动力机制

在总结前人相关研究基础之上,建立了黏土矿物脱水转化与成岩阶段划分、孔隙裂缝形成的关系,总结了温度、时间、压力、孔隙流体性质以及有机质热演化对黏土矿物转化的影响。通过对比各种黏土矿物转化时的古地温和流体性质变化,将泥页岩成岩演化划分为3个阶段,每个阶段发生的主要成岩反应不同,致使矿物组合发生差异。实验结果显示,甲烷吸附能力大小与泥页岩成岩过程中黏土矿物转化密切联系,其相对大小顺序为:蒙脱石伊蒙混层高岭石绿泥石伊利石。蒙皂石伊利石化和蒙皂石绿泥石化是较为重要的成岩反应,探讨他们的成因机制,并建立相应模型,对研究泥页岩储层有一定的参考意义。     

偃师县-龙门镇地区本溪组铝土矿矿物学特征

以华北陆块南部豫西偃师县-龙门镇地区大量的全取心铝土矿钻孔为研究对象,通过岩心观察和在垂向上连续取样,运用岩石薄片、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、差热分析等手段对铝土矿的矿物学特征及其垂向变化规律进行分析。研究表明,偃师县-龙门镇地区本溪组铝土矿含矿岩系的矿物主要以隐晶质或微晶存在,部分矿物在后期发生重结晶作用。矿物成分和组合在垂向上具有明显的变化规律:下部和上部泥岩以黏土矿物为主,含有少量呈隐晶质的硬水铝石,下部和上部泥岩黏土矿物的矿物成分具有很大差别,下部泥岩以伊利石为主,含有少量的珍珠陶土,上部泥岩以高岭石为主,含有少量的镁绿泥石和鲕绿泥石。中部铝矿物和钛矿物含量较高,黏土矿物含量较少。垂向上的变化规律可能与铝土矿含矿岩系形成过程中不同的物理化学环境有关。     

MB斜坡区T_1b组自生黏土矿物分布特征及油气勘探意义

为明确MB斜坡区T1b组储层黏土矿物类型与含油性的关系,指导MB斜坡区优质储层预测,根据岩心观察、铸体薄片、扫描电镜、试油结果及区域成藏条件等进行综合分析.结果表明:MB斜坡区T1b组储层主要发育高岭石、伊蒙混层、伊利石自生黏土矿物;高岭石与储层物性呈正相关,伊蒙混层、伊利石与储层物性呈负相关,油层中相对贫伊利石、富高岭石,水层中相对贫高岭石、富伊利石;近岸水下分流河道/河口坝砂体组合自生高岭石含量较高,物性和含油性较优;远岸孤立河口坝砂体伊蒙混层、伊利石含量较高,物性和含油性较差;AH1、M18、M6一线南北及M003、M006一线以南,共约为500km2的扇三角洲前缘的近岸水下分流河道/河口坝组合相带,井控程度低,为勘探潜力区带.     

吴起长8储层粘土矿物及敏感性实验研究

运用实验方法评价鄂尔多斯盆地中部吴起地区长8超低渗透砂岩储层的粘土矿物组成及对应的潜在储层伤害机理。采用铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射等岩心分析技术,掌握了粘土的成分、含量等特征;通过25块岩心的流动评价实验,评价5口油井的储层敏感性特征;运用相关性评价方法,分析粘土矿物对储层物性和敏感性的影响。研究结果表明,吴起长8储层存在的4种主要粘土矿物中,伊/蒙混层含量最高,平均为47%;高岭石、伊利石和绿泥石其次,平均含量分别为24.6%、14.6%和13.8%;粘土矿物的类型、含量和产状对储层物性有重要影响,储层物性与绿泥石含量呈正相关,与伊利石、伊/蒙混层含量呈负相关;由于每种粘土的形态、性质、含量的差异,造成吴起长8储层的弱-中等偏弱速敏、中等偏强-强水敏、强-极强盐敏、弱-中等偏弱酸敏、弱-中等偏弱碱敏的趋势。     

渤南断阶带沙四上亚段储层成岩演化研究

渤南断阶带沙四上亚段发育广泛的低孔低渗碎屑岩储层.综合铸体薄片分析、扫描电镜观察和黏土矿物X衍射分析等手段,总结储层发育的成岩作用类型及特征、所属成岩阶段和成岩演化序列;结合地层埋藏史、热演化史和烃类充注史提出储层阶段性时空演化过程和成岩-成藏耦合关系.结果表明:储层中成岩A1期次生孔隙形成时间与烃源岩主生排烃期、有效圈闭形成时间具较好的耦合关系,构成油气成藏的各项条件;渤南断阶带东部和西部因埋深和原始组成物质差异造成储层成岩特征和成岩-成藏过程的差异.根据储层自生矿物间接触关系判定成岩作用顺序为草莓状黄铁矿胶结→石英次生加大/长石岩屑溶蚀→石英弱溶蚀/方解石胶结/长石弱胶结→方解石溶蚀→铁方解石胶结→晚期黄铁矿胶结.相伴随的黏土矿物演化是由成岩早期的伊蒙混层、伊利石和高岭石矿物组合到成岩中后期的伊利石、高岭石、伊蒙混层和绿泥石矿物组合,对应质量分数变化为伊蒙混层减少约30%、伊利石增加约40%、高岭石减少约20%和绿泥石增加约20%.渤南断阶带东部和西部储层埋深差异约400m同时石英质量分数相差约10%.由此造成两者分别处于中成岩A期和B期的成岩阶段进而造成储层物性、油气储集能力和成藏过程的差异.     

赣东北古生界3套富有机质页岩的岩矿特征及意义

查明下扬子古生界富有机质页岩的矿物组成特征,对页岩储层矿物组成影响页岩气储集、渗流运移和开采效果进行了研究.应用XRD、扫描电镜、低温液氮和储层敏感性实验系统分析了赣东北上震旦统皮园村组(Z_2p)、下寒武统荷塘组(∈_1h)和上二叠统乐平组(P_3l)3套海相页岩的矿物组成特征.认为3套页岩样品黏土矿物中伊利石含量均占绝对优势,高岭石含量少,表明已经历晚成岩阶段;沉积环境为碱性水介质起控制作用的深水陆棚沉积环境,这种相对还原的沉积环境为页岩气藏的形成与演化提供了良好的沉积条件;3套页岩矿物脆性指数高,整体上具有良好的储层可改造性,有利于实施页岩气的压裂改造,与北美和国内上扬子地区相比,研究区为理想的页岩气重点勘探开发层位.研究结果表明:3套页岩矿物成分均以石英占主要优势(质量分数为46.73%~64.81%),其次为黏土矿物,同时还普遍含有方解石、白云石、菱铁矿和黄铁矿等矿物;3套富有机质页岩的黏土矿物组成都以伊利石的质量分数为最高(74.58%~87.00%),其次为伊/蒙间层矿物(6.44%~20.58%).皮园村组、荷塘组、乐平组脆性指数平均值分别为67.35,77.90和48.95,易于压裂.矿物成分中石英主要影响宏孔的发育,有利于页岩气的渗流和运移,但黏土矿物控制微孔的发育并与孔隙度和渗透率呈负相关关系,有利于页岩气的保存但不利于渗流;皮园村组和荷塘组页岩储层敏感性不明显,乐平组具有中等偏弱速敏、中等偏强水敏和中等偏弱酸敏效应.理想的页岩气重点勘探开发层位次序可定为荷塘组皮园村组乐平组,页岩气开发工艺应根据其矿物组成的变化在不同区域分别对待.     

路基土抗剪强度与化学及矿物成分的关系

为了从矿化组成层面上揭示路基土宏观力学特性的变化规律,对不同塑性指数路基土进行了化学主次成分量测定、全岩矿物组成和黏土矿物相对含量测定,基于灰色关联理论,分析了各矿物含量与路基土抗剪强度及其参数(黏聚力和内摩擦角)的关联性。研究结果表明:在土样的化学成分中,FeO、K_2O和SiO_2与土样的抗剪强度关联最大,且关联度均大于0. 9;P_2O_5与黏聚力关联最大,关联度大于0. 85;Na_2O、SiO_2、K_2O和FeO与土样的内摩擦角有较大关联,其中Na_2O、SiO_2与土样的关联度大于0. 9,K_2O、FeO的关联度大于0. 8。在全岩矿物组成方面,碱性长石(f_s)和石英(Q)与土样的抗剪强度、内摩擦角和黏聚力均有密切关联,关联度大于0. 9;而斜长石(Pl)与土样的宏观力学特性关联度很低,可以忽略其含量对抗剪强度及其参数的影响。在黏土矿物相对含量方面,伊利石和蒙脱石混层(I/S)与土样的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角均有密切关联;伊利石(I)在一定程度上与土样的黏聚力关联度较大;高岭石(K)与土样的抗剪强度及其参数的关联度不大,在分析土的宏观力学特性时可以不予考虑。     

湖相细粒沉积岩成分对可压裂性的控制作用

湖相细粒沉积岩的成分普遍存在差异,这种差异使得岩石在可压裂性的控制规律上存在明显的不同.本论文以岩石力学实验为基础,对我国东部中新生界湖相细粒沉积岩的可压裂性进行评价,认为细粒沉积岩的可压裂性随长英质矿物或碳酸盐矿物含量的增多均呈先减弱后增强的趋势.黏土矿物和有机质含量增多一般会降低细粒沉积岩的可压裂性,但随成岩作用增强,塑性较强的高岭石和蒙脱石向硬脆性较高的伊利石和绿泥石转化,岩石的脆性增强,可压裂性变好.研究结果表明:长英质矿物或碳酸盐矿物的质量分数小于30%时,可压裂性与该矿物含量呈负相关或相关性较弱;质量分数高于30%时,呈良好的正相关.钙质生物碎屑对裂纹的扩展具有促进作用,而长英质颗粒和以微晶或细晶形式发育的碳酸盐矿物则会为阻碍裂纹的单向扩展,使裂纹尖端方向容易发生偏转,利于发育复杂有效的网状缝而提高细粒沉积岩的可压裂性.