苏北高邮凹陷下第三系砂岩中碳酸盐胶结物类型演变及其地质意义

本文根据苏北高邮凹陷下第三系砂岩油层中碳酸盐胶结物的薄片和电镜扫描研究,按碳酸盐胶结物的类型演变特征分为五类;1.泥晶状碳酸盐,2.重结晶状碳酸盐,3.溶性状碳酸盐残留物,4.铁碳酸盐沉淀,5.镶嵌交代状碳酸盐。对各类碳酸盐的成因与成岩阶段的关系及其对储集层的影响进行了探讨,并认为在油田开发期要防止铁碳酸盐在酸化过程中以Fe(OH)₃和H₂S的形式沉淀,造成油层损害。      

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。     

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。     

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.     

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。     

东营凹陷超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的成因

东营凹陷超压顶界面埋深2.200～2.800 m,在深部超压流体影响下,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐矿化作用发育,碳酸盐含量一般在15%～40%。对53块砂岩样品共101个碳酸盐胶结物原位微区电子探针成分数据进行数理统计后发现,碳酸盐矿物主要可分为准同生白云石、方解石与铁白云石3种类型,综合X-衍射、阴极发光等判断其成岩序列为准同生白云石→方解石→铁白云石。根据碳酸盐胶结物成岩流体包裹体观测结果,超压顶封层及其附近砂岩中碳酸盐胶结物的沉淀伴随着超压流体环境,最小古压力系数为1.29～1.62,且沉淀温度明显高于背景温度值,指示与超压热流体侵入有关。结合前人研究成果认为,方解石、铁白云石胶结物的沉淀可能分别与东营组沉积末期、明化镇组沉积以来的超压流体活动有关;同时利用氧同位素地质温度计对上述认识进行了检验,其结果与实际观测值也较为吻合。方解石胶结物的沉淀温度90～120℃,其超压流体的δ¹⁸O_SMOW 值为零,方解石胶结物的δ¹⁸O_PDB 值为-16.86‰～-12.29‰;铁白云石胶结物的沉淀温度约110～135℃,其超压流体的δ¹⁸O_SMOW 值为0.25‰,铁白云石胶结物的δ¹⁸O_PDB 值介于−12.20‰～−10.20‰。晚成岩阶段碳酸盐胶结物的碳同位素值具有正漂移现象,δ¹³C_PDB 值介于−0.9‰～+3.58‰,说明其主要来源于沙四段湖相碳酸盐岩的溶解-再沉淀作用,有机酸的参与显得相对次要,或者是由于羧酸分子内碳同位素分馏作用的影响。     

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     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地中部延长组砂岩中碳酸盐胶结物成因与分布规律研究

通过岩石学、矿物学和地球化学等多学科交叉渗透的方法,来阐明不同期次碳酸盐胶结物的成因机理、分布规律和主控因素及其产生的储层效应。研究表明鄂尔多斯盆地中部延长组砂岩中,碳酸盐胶结物可分为早、中、晚3期,以早期和晚期为主。早期碳酸盐胶结物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。而中晚期碳酸盐胶结物主要为含（亚）铁方解石,多形成于晚成岩阶段A2期,与碱性成岩流体中发生的水—岩相互作用关系密切。早期碳酸盐胶结物中碳主要来源于大气水中溶解的CO2和湖相原生碳酸盐岩的碳,而中晚期碳酸盐胶结物中,部分同位素组成较轻的碳可能受到有机碳影响;有机酸引起的长石类骨架颗粒溶解为中晚期碳酸盐胶结物形成提供了主要的钙源。不同期次碳酸盐胶结物空间分布具有一定规律性,主要表现在半深湖相中碳酸盐的碳、氧同位素组成相对较重,主要为无机碳,多为早期碳酸盐;而砂质碎屑流、三角洲前缘和三角洲平原相的碳酸盐多为中晚期胶结物,为碱性成岩环境的产物。在其形成过程中存在有机碳的混入,并且随着离湖中心距离的增大,有机碳混入的比例也随之增大。     

乌石凹陷流沙港组储层碳酸盐胶结物特征研究

乌石凹陷流沙港组储层碳酸盐胶结物发育,导致储层物性较差。研究表明,研究区储层碳酸盐胶结物类型主要为菱铁矿、（铁）方解石和铁白云石,常见其充填于粒间,少量充填于次生溶孔;根据岩相学推测碳酸盐胶结物成岩序列为菱铁矿→（铁）方解石→铁白云石。     

冷湖地区上干柴沟组储层碳酸盐胶结物特征及地质意义

综合运用岩石学、矿物学及碳氧同位素等理论,对冷湖地区上干柴沟组储层的碳酸盐胶结类型、形成机理及其对储层物性的影响进行了研究。结果表明:上干柴沟组发育两期碳酸盐胶结物,成岩早期碳酸盐胶结物大多是孔隙流体中碳酸钙达到过饱和形成的,沉淀时温度较低,δ13C、δ18O值大,自形程度较好,多以微晶或泥晶团块似"连晶式"胶结于粒间孔隙中,该胶结物在一定程度上增强了岩石骨架颗粒固结和抗压实能力,且是后期有机酸的主要溶蚀对象,对储层物性起到促进作用;成岩中—晚期碳酸盐胶结物主要来自有机酸脱酸作用相关的碳酸盐,δ13C值、δ18O值小,沉淀时温度较高,多以分散式形态出现在粒间孔隙中,该胶结物形成时间较晚,往往位于粒间孔隙和部分溶蚀孔隙中,对储层物性起到破坏作用。     

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。     

玛湖凹陷北斜坡百口泉组碳酸盐胶结物形成机理及其地质意义

为进一步探讨准噶尔盆地玛湖凹陷北斜坡下三叠统百口泉组砂砾岩储集层的成岩环境、碳酸盐胶结物形成机理及对储集层物性的影响,综合运用岩心观察、岩石薄片鉴定及碳酸盐胶结物碳氧同位素测定,对研究区碳酸盐胶结物的类型、形成期次、成因及其对储集层的影响进行研究。结果表明,玛湖凹陷北斜坡百口泉组存在3期碳酸盐胶结物,从早到晚依次为Ⅰ期泥晶方解石、Ⅱ期铁方解石和Ⅲ期铁白云石;δ¹³C_PDB为-47.23‰~3.88‰,δ¹⁸O_PDB为-23.64‰~-17.98‰,δ¹³C_PDB范围较大,揭示有多种渠道提供碳源及水岩相互作用复杂;通过碳氧同位素计算恢复的古盐度和古温度显示,碳酸盐胶结物主要形成于淡水环境中,部分受海水影响。玛19井百口泉组整体为低孔低渗储集层,百二段物性略好于百三段,推测有次生孔隙发育;钻井后分析发现,玛19井百二段和百三段均有油层发育,与碳氧同位素分析得出的结论基本一致。     

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。     

碳酸盐胶结物形成机制及其对渤海海域C12和Q17构造中生界碎屑岩储层的影响

采用薄片鉴定、X-衍射、扫描电镜、元素分析、盆模软件和激光微区碳氧同位素等分析手段,对C12和Q17构造碳酸盐胶结类型、赋存状态、不同期次碳酸盐胶结物形成机理及其对储层物性的影响进行了对比研究。结果表明,碳酸盐胶结物的差异导致了储层物性的差异,而碳酸盐胶结物的成因和分布主要受埋藏条件、淋滤作用、构造条件和成岩环境差异4个因素的影响。C12构造碳酸盐胶结物含量高,早期和晚期胶结物充填孔隙,且早期胶结物后期未发生溶蚀,仅在中生界顶部不整合面附近发育次生孔隙。这是由于C12构造受反复深埋藏、封闭成岩环境、辫状河的强烈蒸发环境以及早期断层活动的构造条件影响,导致本区碳酸盐胶结强烈,储层致密。Q17构造碳酸盐胶结也较为普遍,但仅在局部细粒砂岩段存在早期胶结物富集段,而在原始沉积条件好的厚层粗砂岩段碳酸盐本身含量低,或发生早期碳酸盐溶蚀,并出现零星铁白云石胶结,物性相对较好。这是由于Q17构造为浅埋藏、开放的成岩环境和断层持续活动的构造条件,淋滤作用影响的范围广、深度大。而晚期铁白云石的出现,与地层水流体活动、油气侵位有关。根据这一现象,提出了差异成岩作用的观点,并从宏观构造和微观成岩的角度进行了探讨。     

陆相碎屑岩中钙质胶结物沉淀机制及油气储集意义——来自济阳坳陷孔店组和川西须家河组的对比研究

通过阴极发光、扫描电镜、包裹体测温、碳氧同位素和化学离子等实验对济阳坳陷孔店组和川西地区须家河组碎屑岩中的钙质胶结机理进行研究。结果表明:钙质胶结类型主要为碳酸盐、硬石膏和萤石胶结,其微观特征受胶结时间和环境等影响;钙质来源和控制沉淀的因素共同影响着钙质胶结机制,大气水淋滤作用、长石的溶蚀、压实-压溶作用、有机盐岩热化学作用和黏土矿物转化是钙质胶结物中钙质的主要来源,钙质胶结物的沉淀并不是受单一因素影响,而是由多种因素共同作用形成,温度压力、pH值和化学离子的浓度等是控制钙质胶结物溶解沉淀的关键因素;钙质胶结通常分为早、中、晚3期,储层的物性受钙质胶结期次的影响,成岩早期钙质胶结物对储层具有建设性,成岩晚期钙质胶结物对储层具有破坏性。