大庆长垣扶余油层砂岩中方解石胶结物的碳、氧同位素特征及其成因

方解石是大庆长垣深层砂岩中广泛分布的一种胶结物,同时方解石胶结作用是大庆长垣扶余油层致密储层的控制因素之一。以方解石胶结物为研究对象,运用薄片鉴定,扫描电镜观察、X-射线衍射分析、包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明方解石碳、氧同位素组成及其成因。研究结果表明,储层砂岩类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,粘土以I/S(伊/蒙混层)+I(伊利石)+K(高岭石)组合为代表。方解石的碳同位素(δ13C,PDB)分布范围是-20.3‰~-3.2‰,氧同位素(δ18O,PDB)的分布范围是-25.3‰~-20.3‰,平均值为-22.67‰。碳、氧同位素分析数据的计算表明,碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于73.92~109.89,表明其形成时的古流体均为矿化度较高的淡水;方解石的形成温度为80~100℃。方解石胶结物的同位素显示,其形成与有机酸脱羧作用有关,暗示其"碳"来源为有机碳。     

鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层方解石胶结物特征

鄂尔多斯盆地南部上古生界山西组—下石盒子组砂岩储层岩性致密,方解石的后期胶结作用是导致储层致密化的重要因素之一.镜下观察、包裹体测温、氧碳同位素分析和电子探针微量元素分析证实,方解石主要形成于成岩晚期,在遭受强压实作用和早期胶结作用之后,储集岩的孔隙度和渗透性降低,成岩环境开放性变差,伴随着有机质的降解而形成大量的二氧化碳,造成方解石沉淀.这种后期的方解石胶结物主要充填剩余粒间孔隙,使储层的有效孔隙度大大降低.并且由于方解石胶结物形成时代晚,其后储层未受到其他建设性成岩作用的明显改造,所以方解石胶结物的发育程度对储集物性具有明显的控制作用.     

延长组砂岩中碳酸盐胶结物氧碳同位素组成特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究有助于阐明成岩过程中流体-岩石相互作用的机理。为此，综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩中普遍存在的不同期次碳酸盐胶结物的成因机理和物质来源进行了系统研究。结果表明，研究区早期碳酸盐胶结物主要为方解石，其碳同位素值相对较重，为-0.3‰～-0.1‰，氧同位素值较轻，分布范围为-22.1‰～-19.5‰，与碱性湖水中碳酸钙发生过饱和沉淀有关。铁方解石的碳同位素值相对较轻，为-8.02‰～-3.23‰，氧同位素值也较轻，分布范围为-22.9‰～-19.7‰，它的形成明显与早成岩阶段晚期-晚成岩阶段早期的有机质脱羧基作用有关，属于成岩阶段中晚期产物，可以作为指示烃类在油气储层中正在发生显著运移的标型自生矿物。晚期铁白云石的碳同位素值相对较重，为-1.92‰～-0.84‰，氧同位素值变化较大，分布范围为-20.5‰～-12.6‰，它的形成与晚成岩阶段中晚期形成的碱性成岩环境及古代海相碳酸盐岩岩屑提供的碳有关。     

酒西盆地砂岩储层碳酸盐胶结物分布及碳、氧稳定同位素富集特征

碳酸盐胶结物是酒西盆地石油沟油田古近系白杨河群间泉子组（N₁b₁）M油组砂岩储层中最重要的自生矿物,其含量及分布是储层定量评价的主要参数。通过矿物学、岩石学和地球化学测试分析认为,该区碳酸盐胶结物主要以方解石为主,少量白云石胶结物,胶结物分布范围为2.11%~56.39%,平均为12.93%。碳酸盐胶结物以基底式、孔隙式结构为主,部分斑点状、环边状。研究表明,不同微相砂体中碳酸盐胶结物相对含量明显不同,其中沙坝微相含量最高,平均为14.6%,河心滩微相含量最低,平均为8.09％,而滞留沉积微相含量居中,平均为7.73％。碳、氧稳定同位素分析表明,δ¹⁸O（PDB）值为-11.14‰~-3.25‰,δ¹³C（PDB）值为-7.32‰~-0.42‰,显示了该区碳酸盐胶结物来自淡水—微咸水环境,与溶解—沉积作用相关。δ¹³C、δ¹⁸O 值呈现由深部到浅部逐渐变小、变轻的趋势,说明由深到浅大气淡水影响逐渐增强,水体盐度减小,成岩温度逐渐增高。研究还发现,碳酸盐胶结物δ¹⁸O、δ¹³C值的分异与油气富集程度具较好的分区性,油浸—含油级砂岩碳酸盐胶结物富集δ¹³C,油斑—油迹级砂岩缺少δ¹⁸O同位素,荧光级砂岩胶结物同时缺少δ¹⁸O和δ¹³C同位素。     

柴北缘腹部砂岩中碳酸盐胶结物特征及成因探讨

利用岩心观察和描述、镜下鉴定、碳氧同位素分析等手段,结合研究区沉积环境和构造背景,对研究区侏罗系—新近系储层砂岩中碳酸盐胶结物的类型、期次、分布形态、地球化学特征、成因机制等方面进行了详细的研究。结果显示：柴北缘腹部地区中新生界砂岩主要胶结物类型为碳酸盐胶结,胶结物分为早、中、晚3期,早期碳酸盐胶结物包括方解石、白云石、菱铁矿,中期主要是方解石和含铁方解石,晚期为含铁白云石。侏罗纪柴北缘腹部地区经历了由封闭咸湖向开放型湖盆的转变过程,δ¹³C值为-16.77‰~8.01‰和δ¹⁸O值为-18.52‰~-8.34‰,古盐度值（Z）和古温度分别为86.50~133.72 ℃和67.81~142.19 ℃,成岩阶段处于早成岩阶段B期—中成岩阶段B期。古近系（E₁₊₂、E₃¹、E₃²）形成于开放水体环境,δ¹³C值为-8.71‰~-2.40‰,δ¹⁸O值为-16.62‰~-8.77‰,古盐度和古温度分别为102.85~116.16 ℃和63.03~117.28 ℃,成岩阶段为早成岩阶段B期—中成岩阶段A期。新近系上干柴沟组（N₁）和下油砂山组（N₂¹）也形成于开放水体环境,δ¹³C值为 -6.81‰~ -3.80‰和δ¹⁸O值为-12.73‰~-6.13‰,古盐度和古温度值分别为107.65~114.89 ℃和25.54~88.93 ℃,成岩演化阶段处于早成岩阶段A期—早成岩阶段B期。不同层位碳、氧同位素含量基本呈现出相同的变化趋势,但是仍存在个别点呈现相反的趋势,可能与大气淡水有关。其碳酸盐胶结物成因机制既包括有机成因也包括无机成因,早期主要受大气淡水淋滤作用,中期主要是有机质热解脱羧作用提供碳源,晚期主要为生物成因碳酸盐,同时也含有少量有机碳源。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地西南部上古生界致密砂岩中碳酸盐胶结物特征及成因

在盆地内部钻井岩心与盆地西南缘野外露头观察基础上,综合运用薄片鉴定、扫描电镜、电子探针、微区碳氧同位素、流体包裹体均一温度与激光拉曼成分分析,开展了鄂尔多斯盆地西南部上古生界盒8段致密砂岩储层中碳酸盐胶结的成因机制研究。结果显示,盒8段致密砂岩储层中存在4期碳酸盐胶结：①同生成岩阶段碳酸盐胶结物形成于烃类充注之前,直接从碳酸盐过饱和的沉积水中析出;②早成岩阶段B期和中成岩阶段A期的碳酸盐胶结物与烃源岩中生烃、排烃提供的有机碳源有关;③盆地抬升阶段形成的碳酸盐胶结物受到大气降水等无机碳源的影响。盆地西南缘盒8段储层中的烃类充注始于烃源岩演化早期（80 ℃左右）,在早成岩阶段B期就形成了规模较大的有机碳源成因的碳酸盐胶结物;盆地内部规模较大的烃类充注发生在烃源岩成熟之后（120 ℃左右）,有机碳源成因的碳酸盐胶结物主要形成于中成岩阶段A期。     

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.     

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     

饶阳凹陷大王庄地区古近系沙一段至东营组层序地层与沉积体系分析

运用高分辨率层序地层学理论和分析方法，综合研究钻井、测井和三维地震资料，在饶阳凹陷大王庄地区古近系沙二段上亚段至东营组中识别出6个层序界面，将其划分为1个超长期基准面旋回（二级层序）Ssq1和5个长期基准面旋回（三级层序）Sq1、Sq2至Sq5。综合分析认为大王庄地区古近系沙一段至东营组沉积发育在饶阳凹陷断陷演化阶段的断陷萎缩期，发育辫状河三角洲、湖泊和河流3类沉积体系，在等时地层格架约束下，阐述了各类沉积体系在工区的亚相、微相类型，系统分析了沙一段至东营组的沉积相类型、平面分布特征及沉积体系演化特征，指出Sq2基准面下降半旋回所形成的辫状河三角洲前缘分流水道砂和席状砂为有利的储集砂体。     

黄骅坳陷中北区沙三段烃源岩热压模拟实验及其压力的影响

热压模拟实验是研究烃源岩生烃能力最直接的方法。该文分别选取黄骅坳陷中北区板桥、歧口和北塘凹陷第三系沙三段烃源岩样品进行热压模拟实验,分析和对比了生烃产物、油气产率和相态特征。结果表明黄骅中北区沙三段烃源岩的生烃能力都较高,最大总产烃率可达300~350kg/t。板桥凹陷深层烃源岩在成熟—高成熟阶段主要生成凝析油气,北塘凹陷和歧口凹陷深层烃源岩在成熟阶段主要生油,高成熟阶段主要生成凝析油气。同时,通过实验压力的改变探讨了压力对生烃产率、生烃产物组成和相态的影响,阐明超压作用改变了传统的生烃模式,使油相出现和存在的深度、范围增大,扩大了找油领域。     

塔中西北部中1井区志留系油砂的地球化学特征

下志留统柯坪塔格组下砂岩是塔里木盆地主要勘探层系之一。对塔中西北部中1井区的志留系油砂抽取物中的族组成、生标化合物、碳同位素等综合研究表明:中1井柯坪塔格组下砂岩中油砂抽提物中的饱和烃含量为51.31%~60.15%,饱芳比为1.68~1.94;中13井柯坪塔格组下砂岩中油砂抽提物中的饱和烃平均为30%,饱芳比平均值为1,正构烷烃分布为nC₁₂—nC₃₉,主峰碳为nC₁₇—nC₁₉,OEP介于0.91~1.08,具有一定的三、四环萜烷含量,甾烷主要显示出C₂₇>C₂₈<29,族组成碳同位素组成以呈直线上升为主。中1井区柯坪塔格组油砂的油源主要来自于中下寒武统,有部分上奥陶统烃源岩的贡献。     

松辽盆地南部海坨子地区姚家组二、三段沉积微相研究

针对海坨子地区勘探存在沉积体系、沉积相带及砂体展布对油气控制因素不清等问题,综合利用岩心、录井、测井、地震和各类化验分析资料,采用现代沉积学、层序地层学的研究方法,对海坨子地区姚家组二、三段开展沉积微相精细研究,搞清了骨架微相砂体类型和几何形态,总结了不同时期沉积微相平面时空演化规律,确定岩性尖灭带位置,分析沉积相带对油气的控制作用,指出有利油气聚集相带及优质储层发育带,为在该区寻找隐蔽性油气藏提供技术支持。     

鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组储层特征及影响因素分析

以三角洲-湖泊沉积体系为主的陇东地区三叠系延长组主产油层组长3、长6、长7和长8储层岩石类型主要有长石砂岩、岩屑长石砂岩及岩屑砂岩,成分成熟度普遍较低,结构成熟度中等-较好;经历了压实作用、胶结作用和溶解作用,孔隙类型以粒间孔、次生溶孔为主。纵向上,长3油层组储层物性最好;平面上,东北部储层物性明显优于西南部。优质储层多出现在三角洲前缘水下分流河道和河口坝中,碎屑组成、粒级、填隙物含量和成岩作用均对储层性能有重要影响。在陇东地区延长组中识别出简单韵律、复合韵律2大类6种类型储层物性垂向分布模式,而高频基准面旋回的升降控制着本区储层物性韵律的分布规律。