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。     

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。     

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。     

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。     

东营凹陷古近系砂岩次生孔隙成因与纵向分布规律

东营凹陷古近系砂岩储集层的次生孔隙主要为不同期次的碳酸盐胶结物溶蚀成因,其次为长石溶蚀产生的次生孔隙,黏土矿物脱水促使这些溶蚀作用发生。早期方解石溶蚀作用为有机质成熟产生的有机酸所致,产生的次生孔隙分布深度较浅;晚期的含铁方解石和含铁白云石溶蚀作用与有机酸脱羧和有机质裂解产生的CO2有关,产生的次生孔隙主要分布于2500m以下深度。图3表1参22     

准噶尔盆地南缘安集海河组砂岩碳酸盐胶结物特征

准噶尔盆地南缘古近系安集海河组砂岩普遍存在碳酸盐胶结作用,是导致储层物性变差的重要因素.利用镜下观察、碳氧同位素分析等方法,在分析碳酸盐胶结物岩石学特征的基础上,探讨了碳酸盐胶结物形成环境、时期及其对储层物性的影响.安集海河组砂岩碳酸盐胶结物主要为含铁方解石,形成于成岩晚期.受有机质演化及其流体运移的影响,δ13 CPDB值大多为-10‰～-3‰,δ18OPDB值多为-15‰～-10‰.古盐度计算结果表明碳酸盐胶结物形成于淡水环境;大部分方解石为晚期较高温度下形成的.有机酸溶蚀形成的次生孔隙发育带对应于δ13 CPDB值负偏移的井段.碳酸盐胶结物充填粒间孔隙,使储层的有效孔隙度大大降低.     

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。     

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。     

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。     

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。     

柴北缘九龙山地区侏罗系砂岩中碳酸盐胶结物特征及意义

综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对柴达木盆地北缘中段九龙山地区侏罗系砂岩中碳酸盐胶结物的成岩温度、形成环境和物质来源等进行了系统研究。结果表明,九龙山地区侏罗系砂岩中存在4种自生的碳酸盐胶结物类型:方解石、含铁方解石、白云石和铁白云石。测定其碳同位素(δ¹³C)值分布范围在-15.1‰～-1.3‰之间,平均值为-6.01‰;氧同位素(δ¹⁸O)值分布范围在-17.8‰～-11.2‰之间,平均值为-15.06‰,推算古盐度(Z)值分布范围为87.71～117.77,平均值为107.5。说明九龙山地区侏罗系砂岩在成岩阶段早期有少量有机碳的加入,且成岩流体主要是来自碎屑析水和大气中的淋滤淡水。碳酸盐胶结物的形成温度在78.5～126.55℃之间,平均值为105.86℃。根据成岩特征及形成温度说明侏罗系砂岩的埋藏深度应该大于2 500m,结合目前侏罗系的埋藏深度在1 600m左右,说明九龙山地区侏罗系砂岩在成岩过程中早期被深埋藏后,又经历了后期构造运动的强烈改造,被抬升1 000m左右。      

东营凹陷沙河街组近岸水下扇低渗储层成因

为了阐明渤海湾盆地东营凹陷北部陡坡带近岸水下扇低渗储层成因,应用岩心和储层分析资料,通过储层岩石特征、成岩作用、成岩序列和孔隙演化及其控制因素分析,指出东营凹陷北部沙河街组近岸水下扇砂体由长石砂岩、长石质岩屑砂岩等构成,储层经历了较强机械压实作用、碳酸盐胶结作用、碳酸盐和长石溶解作用等成岩作用,现储层埋深1 700~3 500 m,处于中成岩演化阶段,总体形成了中低孔低渗（孔隙度平均为11.3%,渗透率平均为23.12×10^-3 μm²）储层。储层中低孔低渗主要受控于较强的压实作用和较强的碳酸盐胶结作用,但溶蚀成岩作用对于改善储层质量起到了重要作用。主要在2 900~3 200 m深度段,有机酸对砂岩长石颗粒的溶蚀,形成的粒间和粒内孔隙不仅增加了孔隙度,而且提高了储层渗透率,改善了储层质量（孔隙度可达到25%,渗透率达到1 000×10^-3 μm²）。显然,发现溶蚀作用及其形成的次生孔隙发育深度段对于预测有利储层是非常重要的。     

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。      

松辽盆地彰武断陷九佛堂组碎屑岩储层特征研究

通过岩心观察、显微镜下常规及铸体薄片鉴定、扫描电镜、X-衍射等分析,对彰武断陷九佛堂组储层成岩作用、孔隙特征及其对储集物性的影响进行了研究。九佛堂组储层成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用,其成岩作用主要为中成岩阶段A期;黏土矿物成岩作用顺序为黏土包壳—压实作用—早期溶蚀作用—绿泥石—伊利石—次生石英加大—微晶石英—钠长石—方解石—晚期溶蚀作用;孔隙类型主要包括原生孔隙和次生孔隙,次生孔隙包括溶蚀粒间孔隙、超大孔、溶蚀粒内孔隙、铸模孔、裂缝孔;储层主要为一套扇三角洲前缘沉积,岩石类型、黏土含量、成岩作用以及沉积微相是影响优质储层分布的主要因素。     

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。     

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。