鄂尔多斯盆地东部下奥陶统碳酸盐岩埋藏成岩事件研究

鄂尔多斯盆地东部下奥陶统碳酸盐岩埋藏成岩事件主要有埋藏白云岩化、埋藏溶解作用、埋藏胶结作用、埋藏去白云岩化、有机质成岩作用和粘土矿物转化作用等.不同类型的埋藏成岩事件的产物和岩石学及地球化学特征各异,对油气藏的最终形成起着不同的作用.有机质成岩作用和埋藏溶解作用产生的埋藏溶蚀孔洞缝构成区内主要的油气储集场所;埋藏胶结作用及成岩自生粘土矿物的形成作用是区内成岩圈闭和复合圈闭形成的必要条件;埋藏白云岩化和埋藏去白云岩化可提供部分油气储集空间.上述诸埋藏成岩事件的相互叠加对油气的形成、运移、聚集、圈闭和保存具有重要意义.     

不同升温速率下方解石与二氧化碳水溶液作用实验

二氧化碳水溶液是常见的酸性流体,碳酸盐矿物中的方解石在酸性条件下溶解常产生次生粒间孔隙,是次生孔隙产生的重要来源。为此,利用设计的成岩模拟实验装置,采取快速升温和慢速升温2种升温方法,将温度由50℃升至120℃,通过4次水—岩实验和1次水热增压实验,研究不同升温速率下方解石在二氧化碳水溶液中的溶解作用,进而研究碳酸盐次生孔隙的产生机理。通过分析实验前后方解石质量变化数据和镜下观察图像可知:方解石的溶解速率很大,其溶解量受温度、二氧化碳分压的共同控制,具体表现为温度降低及二氧化碳分压升高有助于方解石的溶解;升温速率越大,方解石的溶解量也越大;封闭体系下方解石溶解一段时间后,当溶液中的离子浓度过高时,将抑制方解石的溶解;随着方解石的不断溶解,其表面发生溶蚀变化,依次呈现溶蚀微孔、溶蚀带、溶蚀锯齿和溶蚀晶锥4种溶蚀形貌特征。     

含泥碳酸盐岩埋藏条件下溶蚀作用的实验模拟

通过实验模拟埋藏条件下含泥碳酸盐岩的溶蚀过程,分析了粘土矿物的富集程度和赋存状态。实验结果显示,随着压力和温度的增加,粘土矿物含量是一个先增加后降低的过程,在80~160℃时达到极值。而粘土矿物的赋存状态从主要分布于裂缝中到包裹状再到残余于裂缝之中。溶蚀率大致随着温度和压力的增加而增加,实验中在160℃、48MPa条件下获得了最高的溶蚀率。碳酸盐岩泥质含量的差异对溶蚀率影响并不是十分明显,粘土矿物的赋存状态似乎更为重要。随着溶蚀作用的继续,粘土矿物对溶蚀作用有一定的影响,在80~120℃时,粘土矿物减缓了溶蚀率增加的速度,但是温压继续增加时,这种影响又有所减弱。     

电子探针与阴极荧光技术在碳酸盐矿物研究中的应用

电子探针与阴极荧光谱仪相结合是目前应用于地质研究中的新方法。碳酸盐矿物的阴极荧光强度与微量元素分布及含量有关:方解石及白云石的阴极荧光与元素分布有相关性,方解石荧光强度与Mn含量相关,在较低的束流条件下Mn的存在可产生较强的荧光,较高的束流条件下Fe的存在使阴极荧光强度降低;低束流条件下清晰地显示不同类型的白云石的存在,自形白云石具有较强的阴极荧光,且具环带构造;而高束流条件下白云石阴极荧光的内部结构趋于消失。阴极荧光的强度与电子探针的Mn、Fe元素含量的控制、并与电子探针的元素分布相对应。电子探针与阴极荧光谱仪相结合是碳酸盐岩储层沉积环境、结构分析、胶结物序列、微量元素分析及孔隙演化分析的有效手段。     

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。     

沉积条件下白云石与伴生方解石碳氧同位素组成的差别及影响因素

以岩石学为基础,运用元素、X射线衍射和碳氧同位素分析等方法,在手标本中观尺度上探讨同一样品中白云石与伴生方解石的碳氧同位素组成及影响因素。研究表明,白云石比伴生方解石具有更高的δ¹³C和δ¹⁸O值。白云石的δ¹⁸O值高于伴生方解石可能与如下2种因素有关：（1）在白云石-水和方解石-水系统中,前者的氧同位素分馏系数大于后者,因此在白云石-方解石系统中,氧同位素分馏系数大于1;（2）白云石沉淀于比方解石盐度更高、更富¹⁸O的水体中。白云石的δ¹³C值高于伴生方解石可能与如下因素有关：在白云石-CO₂和方解石-CO₂系统中,前者的碳同位素分馏系数大于后者,因而对交代过程的白云石-方解石系统而言,碳同位素分馏系数大于1。准同生白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较大,而热液/深埋藏白云石与伴生方解石的氧同位素组成差值较小。     

添加剂对碳酸钙和碳酸镁在酸中溶解速率的影响

转盘仪器主要用于测量方解岩及白云岩在HCl溶液中的溶解速率。由于不同的酸含有四价胺、聚合物、表面活性剂、互溶剂、铁离子鳌合剂及溶解铁离子,因此测量了普通酸添加剂对岩石溶解速率的影响。在23~50℃下对方解石及白云岩大理石岩样进行了测量。为寻找合适的基准材料,对取自土耳其、瑞典、意大利的大理石岩样进行了分析。大理石由100%的方解石组成,也使用91%的白云岩大理石,并与以前所公布的结果做了对比,使用普通酸添加剂时岩石的溶解速率明显不同。     

从准同生到埋藏环境的白云石化路径及其成储效应

以塔里木、四川和鄂尔多斯盆地多层系白云岩为研究对象,应用矿物岩石学分析、团簇同位素测温及U-Pb同位素测年等技术手段,开展白云石化路径及其成储效应研究。识别出保留原岩结构白云岩（微生物结构和泥晶结构）、埋藏交代白云岩Ⅰ（半自形—自形细、中、粗晶结构）、埋藏交代白云岩Ⅱ（他形—半自形细、中、粗晶结构）、埋藏沉淀白云石、粗晶鞍状白云石5种结构组分。前3者以岩石的形式存在,后两者以充填孔洞和裂缝的白云石矿物形式存在,并建立了5种白云岩结构矿物岩石学和地球化学特征识别图版。基于5种白云石结构组分的识别,建立了白云岩保持型、白云岩改造型和灰岩埋藏白云石化型等3类储集层的6种白云石化路径。白云石化前的原岩初始孔隙和白云石化路径是控制白云岩储集层发育的关键因素,白云岩保持型和白云岩改造型白云石化路径的成储效应最佳,且发育分布具有相控性和规模性特征,是深层碳酸盐岩油气勘探的首选对象。     

莺-琼盆地的独特埋藏史

通过沉积速率线性外推剥蚀厚度恢复、脱压实和异常高压以及古水深校正的单井埋藏史和连井埋藏剖面及构造沉降分析,发现莺-琼盆地是个多旋回沉积盆地,其沉积物埋藏过程可分为早期缓慢浅埋和晚期快速深埋两大阶段.这种独特的埋藏历史不仅是储层孔隙增生与保存的主要控制因素之一,而且极大地影响了烃源岩于酪根热解反应路径、烃类的运移和聚集,异常高压的发育以及所发生的复杂的水(气)—岩相互作用.涸11-4油田位于南海北部湾盆地涸西南凹陷,距广西北海市103km,离涸10-3油田17km.油田于1993年9月19日投产,目前开发形势较好,产量、压力稳定.在开发实践中我们体会到,要提高油田开发水平,搞好油藏监测是非常重要的.1钻井和完井过程中的油藏监测     

埋藏成岩环境碳酸盐岩溶蚀作用模拟实验研究

在压力不变、不同温度条件下,分别以CO₂、乙酸和H₂S溶液为介质,对各类碳酸盐岩的溶蚀表明,总体上灰岩最易溶,白云岩最难溶,过渡岩类处于两者之间,反映了方解石比白云石易溶的特征.在温度不变,不同压力条件下,乙酸溶液对各类碳酸盐岩的溶蚀表明,在0.2~30 MPa压力条件下,灰岩比白云岩易溶,但在50MPa压力条件下各类样品溶蚀强度明显增加,增强幅度以白云岩类最大,灰岩最小,云质灰岩介于两者之间.结合前人实验结果推测,压力继续增加时,白云岩溶蚀强度可能超过灰岩.而在相同温压条件下,以CO₂溶液为介质,不同粒径的微晶灰岩样品的溶蚀表明,小粒径样品溶蚀率是大粒径样品的1.49倍,说明溶蚀作用强弱除了取决于矿物成分外,流体与矿物接触的比表面积大小是至关重要的因素.     

埋藏条件下页岩气赋存形式研究

以川东南龙马溪组页岩为主要研究对象,开展埋藏条件下页岩气赋存形式定量研究。重点基于重量法等温吸附实验,分析TOC含量、温度、湿度对吸附能力的影响,并通过建立3个主要因素与吸附能力的经验关系来获取埋藏条件下的吸附气量。另外,通过总孔隙空间扣除孔隙水和吸附气占据空间来厘定游离气占据空间,并基于甲烷状态方程（PR方程）获取游离气密度,从而构建埋藏条件下游离气赋存计算方法。超压条件下吸附气随埋深呈下降趋势,而游离气增加明显并成为主要赋存形式。定量计算了焦页1井22个页岩样品（主要取自底部38 m优质层段）的赋存量。焦页1井优质段吸附气占比27.1%~47.8%,平均占比为34.3%,而游离气占比52.2%~72.9%,平均占比为65.7%。     

不同埋藏深度交代白云石晶体结构及其对白云岩储层研究的意义

交代白云石化作用是除了原生沉淀外白云石的主要成因,对于不同埋藏深度的交代白云石晶体结构的研究有助于分析白云石被交代的过程及主要影响因素。选取加勒比海Cayman岛中新统Cayman组、南海中新统宣德组和四川盆地上震旦统灯影组3类保留了原岩颗粒结构的交代白云石进行研究,3类白云石均未受到陆源物质影响。研究手段为:X衍射分析成分、有序度、晶胞参数;透射电镜观察晶体微形貌特征。随着埋藏深度从几米至几百米再至几千米依次加深,晶体自形程度逐渐变差,反映了埋藏成岩作用对交代白云石自由生长具有抑制作用;白云石有序度逐渐升高,晶胞参数逐渐向理想晶胞参数值接近,反映了后期稳定的埋藏成岩作用有利于白云石向有序转化。白云石的晶形与有序度之间不具有必然联系。通过X衍射发现,Cayman组白云岩样品中含有高镁方解石(HMC)和高钙白云石(HCD)、低钙白云石(LCD),其岩石学特征和晶体结构特征反映了交代白云石的形成是从最初的高镁方解石转化为高钙的白云石,再转化为低钙的白云石,交代白云石化可以被认为是镁离子逐渐进入方解石晶格的过程。经历足够长时间的稳定演化后,逐渐向理想白云石接近。3类交代白云石的镁离子来源为海水。表生岩溶作用不仅对于交代白云石化作用具有一定的催化作用,且经历白云石化后的岩石有利于保证原有的孔隙不易被破坏,形成了良好的储集空间,有利于后期油气的保存和运移。     

鄂尔多斯盆地东部下奥陶统碳酸盐岩埋藏成岩事件研究

鄂尔多斯盆地东部下奥陶统碳酸盐岩埋藏成岩事件主要有埋藏白云岩化、埋藏溶解作用、埋藏胶结作用、埋藏去白云岩化、有机质成岩作用和粘土矿物转化作用等。不同类型的埋藏成岩事件的产物和岩石学及地球化学特征各异，对油气藏的最终形成起着不同的作用。有机质成岩作用和埋藏溶解作用产生的埋藏溶蚀孔洞缝构成区内主要的油气储集场所；埋藏白云岩化和埋藏去白云岩化可提供部分油气储集空间。上述诸埋藏成岩事件的相互叠加对油气的形成、运移、聚集、圈闭和保存具有重要意义。     

含曲率表面结构埋藏缺陷表征方法研究

依据GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》,针对压力容器形状特点提出表征具有曲率表面的埋藏缺陷的方法,并对该方法的正确性与准确性进行了分析,得出采用圆弧坐标系下的椭圆表征压力容器埋藏缺陷更符合实际状况的结论,为采用数值模拟仿真技术分析压力容器埋藏缺陷提出了一种新方法。     

分子筛成核与晶体生长动力学研究 Ⅱ.非自成核体系中修正的徐如人模型

通过引入凝胶和晶体介质对液相扩散速率的修正因子，在徐如人模型基础上，建立了非自成核体系中考虑诱导期的分子筛晶体生长动力学模型。理论模拟结果表明，凝胶溶解速率、晶体生长速率、凝胶介面液相浓度、晶种量对分子筛晶化过程有不同的影响。该模型对实验晶化曲线的诱导期和晶化后期拟合得很好，且可通过Ｙ型分子筛晶体生长曲线定性推断导向剂中初始晶种量和晶体生长速率常数对晶化过程的影响。     

高碳酸盐土壤酸解烃分析条件及影响因素研究

本改进了高碳酸盐含量土壤酸解烃脱气装置，实验时对脱气和色谱分析的条件进行了选择，并分析了影响酸解烃的因素。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩深部埋藏溶蚀作用研究

以岩心和岩石薄片观察为基础,对塔中地区埋藏溶蚀作用的类型、发育特征,成因机理及其对储层形成的影响进行了分析.综合研究表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多期次、不同规模的埋藏岩溶作用,主要包括有机酸溶蚀作用和热液溶蚀作用等.其中有机酸溶蚀作用主要以组构的非选择性溶蚀作用为特征,并且其形成的溶孔多被烃类充填,有机酸溶蚀作用构成了该区深部的第一高孔隙带.热液溶蚀作用以选择性溶蚀为特征,多沿断裂、裂缝等分布,发育有萤石、绿泥石、闪锌矿、高温石英、重晶石等热液矿物,热液流体多来自地壳深部,与深部岩浆活动有关,热液溶蚀作用形成了该区第二高孔隙带.     

泥岩盖层的溶蚀作用机理实验——不同pH值盐水中溶蚀速率变化规律

为了查明泥岩在不同性质流体环境中的溶蚀速率及随时间的变化关系,以松辽盆地南部青山口组黑色泥岩为研究对象,开展4组pH值分别为3、5、7、9的水岩相互作用实验研究,实验持续时间为153d,泥岩粉末样品中黏土矿物含量为50%、石英和长石类矿物含量为35%、方解石为2%,还有少量菱铁矿和黄铁矿。结果分析表明,方解石在酸性流体中快速发生溶蚀溶解,Ca离子析出速率高于Mg、Si和Al离子;长石和黏土矿物溶蚀作用缓慢;在中性—碱性流体环境中形成了三水铝石片状矿物沉淀;方解石的快速溶蚀溶解消耗了酸性流体实验中的氢离子,导致溶液pH值由最初的3升高至7.5;4组实验开始的15d内反应速率较快,反应至50d时,各离子浓度基本保持稳定,即反应体系达到平衡状态,平衡状态下各组溶液的pH值为7~9,呈中性—弱碱性;据4组实验平衡状态下Si离子浓度计算得到的泥岩整体溶蚀速率为-13.29~-13.79 mol/(m~2·s),较为接近同等条件下蒙皂石或高岭石单矿物的溶蚀速率,略高于泥岩中含量最高的伊利石单矿物溶蚀速率。实验研究表明,地层中CO_2或有机酸等酸性流体能够对泥岩盖层产生溶蚀溶解作用,而酸性流体对泥岩盖层封盖能力的破坏程度取决于长期水岩相互作用至系统平衡的过程;封闭的流体环境有利于保护泥岩盖层,泥岩中含有适量的碳酸盐矿物有利于缓冲酸性流体对泥岩盖层的溶蚀作用,起到保护盖层封闭性的作用,而碳酸盐等矿物的沉淀作用能够提高盖层的封盖能力。     

深埋藏条件下相对优质储层形成因素分析——以鄂尔多斯盆地高桥地区盒8、山2砂岩储层为例

一般认为,砂岩储层的孔隙度与渗透率将随着深度的增加而降低。然而,随着鄂尔多斯盆地勘探开发的逐步加深,在深埋藏(>3500m)的砂岩储层中也发育较好的储层,尤其在鄂尔多斯盆地高桥地区的盒8和山2段局部就形成了,粒间孔大量残余为主要储集空间的储集体,形成了深埋藏低渗透背景下的相对优质储层。本文通过偏光显微镜、包裹体测温、恒速压汞、成像测井等技术方法,对沉积、成藏、成岩等方面进行讨论,认为岩石成分高成熟度、早期的烃类充注、早期胶结作用、晚期溶蚀作用及高角度构造缝的发育,是形成高桥地区盒8、山2段砂岩深埋藏条件下相对优质储层的主要因素。