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。     

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。     

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。     

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。     

塔里木油气区砂岩储集层碳酸盐胶结物的同位素组成与成因分析

塔里木油气区的砂岩储集层中,以胶结物形式存在的方解石相当普遍,并直接影响砂岩储集性能。应用同位素示踪原理探讨砂岩储集层中碳酸盐胶结物的来源及形成机理十分必要。根据碎屑岩油气藏在塔里木盆地分布特点,选择了７个主要含油气区块及含油层系的砂岩样品,进行了碳酸盐胶结物碳、氧稳定同位素分析。认为：部分志留系、石炭系以及二叠系、泥盆系的砂岩碳酸盐胶结物为“成岩碳酸盐”,其形成与油气无关。侏罗系、三叠系和石炭系的大部分砂岩碳酸盐胶结物同位素组成显示其成因为与有机质有关的碳酸盐,即有机质在热催化作用下产生了烃类与ＣＯ２,这时的ＣＯ２与油气一道进入储集层,并与Ｃａ２＋结合,以碳酸盐胶结物的形式沉淀。由此可以判断与油气有关的砂岩储集层及分布地区。东河塘石炭系砂岩中碳酸盐胶结物的同位素特征显示出,该套砂岩经过了抬升－浅埋受大气淡水淋滤,又再次埋深的埋藏历程,这是该区形成优质储集层的一个主要因素。图２参５（邹冬平摘     

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。     

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.     

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。     

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。     

流体包裹体分析在划分碳酸盐胶结物形成期次中的应用

通过对北京西山露头剖面寒武系和奥陶系岩石裂缝中碳酸盐胶结物中的流体包裹体进行分析,结合地质分析,重点研究了流体包裹体在划分碳酸盐胶结物形成期次中的应用。研究表明,研究区发育的流体包裹体主要为盐水包裹体;包裹体均一温度集中分布在94～98℃和133～145℃这2个区间,相应的盐度区间为4%～8.9%和11.9%～12.5%;碳酸盐胶结物的形成可以分为2期,即Ⅰ期和Ⅱ期,形成深度为1 975～2 075 m和2 950～3 250 m,分别对应于中侏罗世-早白垩世和古近纪,均形成于对流带上部。     

东营凹陷超压系统的幕式排烃

东营凹陷烃源岩具有沉积速度快、连续沉积厚及高热流、高地温、高有机质含量的特征;同时,主力烃源岩段(沙河街组三段、四段)发育大套的泥岩,烃源岩主要以砂岩嵌入式、泥包砂及纯泥岩形式存在。这些条件导致在成熟的烃源岩段超压系统十分发育,同时也使得幕式排烃成为东营凹陷烃源岩一个重要的排烃方式。东营凹陷超压体系幕式排烃分为"构造幕"和"压力幕"两种方式。"构造幕"的机制是外部构造活动的破坏,其排烃方式主要是沿着断裂面及构造裂缝运移;"压力幕"的机制是超压体系内部"剩余"能量的积累和释放,其排烃方式主要是沿着压裂形成的微裂缝排放。在发生幕式排烃作用的超压体系内,排烃效率、烃指数分别较上下层段明显增大和减小。幕式排烃具有的高能量、快运移的特征,使得其在油气勘探中具有重要的意义。     

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.     

准噶尔盆地高压带碳酸盐胶结层的分布及特征

利用镜下观察、测井解释及氧碳同位素分析等方法,在分析碳酸盐胶结物特征的基础上,探讨了准噶尔盆地南缘古近系安集海河组高压带内碳酸盐胶结层的分布及形成环境.安集海河组超压带砂岩碳酸盐胶结物主要为连晶状铁质亮晶方解石,胶结层具有低声波时差、较高电阻率、低自然伽马值等特征.纵向上,超压带内的钙质胶结层主要分布于压力释放带及超压过渡带,包括超压顶界上部和下部,超压带内砂岩发育段的顶部和厚层超压泥岩中的岩性过渡带.大部分胶结物具有氧同位素呈高负值的特征,是晚期较高温度环境下,先于或同时于油气运移期形成的.     

东营凹陷北带民丰洼陷深层凝析油藏成藏史及其勘探意义

盆地深层高温、高压特点决定其油气成藏的复杂性。在东营凹陷北带民丰洼陷丰深1井深层流体包裹体宿主矿物成岩序次、烃类包裹体荧光光谱分析、显微测温以及石油包裹体热动力模拟研究的基础上,结合盆模技术、天然气碳同位素地球化学和原油裂解动力学,探讨了东营凹陷北带深层丰深1井凝析油气成藏过程中的PVTx-t（压力-体积-温度-组分-时间）演化史。结果表明,丰深1井沙河街组四段下亚段（简称沙四下亚段）伴随常压-低幅超压-常压的压力旋回相应地发生过2幕原油和1幕天然气充注。其中发淡黄色-蓝白色荧光油充注代表了第1幕油充注,形成早期油藏,晚期深部原油裂解气再次充注并对早期油藏施加了调整改造之影响,以至最终形成了现今的凝析油藏（第2幕蓝色荧光油）。丰深1井深层油气成藏特点决定该区构造高部位以油藏、深部以原油裂解气藏、中部以凝析油气藏为特征的分布格局。这种深层油气成藏模式对中国东部其他断陷盆地深层的油气勘探具有一定的指导意义。     

柴达木盆地北缘马北地区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,对柴达木盆地北缘西段马海凸起北部下干柴沟组下段砂岩储层中碳酸盐胶结物的形成环境和物质来源进行了系统研究.结果表明,该区下干柴沟组下段砂岩储层中存在2种方解石胶结物类型,即它形泥晶方解石胶结物和半自形微晶方解石胶结物;其碳同位素值分布范围在-7.1‰～-3.3‰,平均为-4.9‰;氧同位素值分布范围在-11.3‰～-9.6‰,平均为-10.3‰;古盐度Z值分布范围为107.0～115.6,平均为112.1.说明研究区储层砂岩中方解石胶结物的形成与早成岩阶段的有机质脱羧基作用有关,有少量有机碳的加入,成岩流体主要是来自碎屑和大气中的淋滤淡水.     

东营凹陷岩性油气藏动态成藏过程

利用流体包裹体均一温度,结合埋藏史和古地温资料,对东营凹陷牛35砂体和营11砂体成藏的动态过程进行了研究。通过砂体埋藏史、热史和油气充注史动态模拟,系统分析了烃源岩演化,砂体孔隙度、渗透率演化,油气充注时期及超压的形成时期等。综合分析后认为,砂体在90℃的古温度和17MPa的古压力条件下,利于形成岩性油气藏。在成藏过程中或成藏后,油气的大量充注会导致地层超压的形成。处于不同成藏系统中的砂体,其充满度以及压力系数不一致。在油源充足情况下,深层封闭成藏系统中易形成高充满度、高压力系数的透镜状岩性油气藏;而在半开放成藏系统中会形成充满度中等、压力系数较高的岩性油气藏。     

济阳坳陷东营凹陷沙三中亚段流体包裹体古流体势场恢复

通过对东营凹陷沙三中亚段砂岩储层中376块流体包裹体样品的系统分析,将研究区的油气充注划分为3个期次,并确定出3期油气充注发生的时间。运用流体包裹体PVT热动力学模拟的方法,获得了3个充注期的古压力演化,结合本区平面和剖面上现今地层压力的分布,确定了沙三中亚段油气藏可视为处于同一个含油气压力系统中。在此基础上,利用流体包裹体所获得的参数恢复了沙三中亚段3期古油水势场的演化,并分析了其分布特征,探讨了油气充注期中的有利油气聚集区。认为东营凹陷油气藏的分布与古流体势的演化有密切的联系,3期油气充注时期古油势控制成藏的阀值分别为7,10.5和22 kJ/kg,利津洼陷北坡和牛庄洼陷南坡是第一期有利的油气低势聚集带,围绕牛庄洼陷和利津洼陷这两大高油势中心的周边区域为第二期有利油气成藏带,第三期油气有利成藏带逐渐扩展到民丰和博兴两大洼陷周缘区域。     

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     

东营凹陷古近系超压封闭层特征及其封盖能力研究

东营凹陷古近系地层的超压现象十分普遍。依据超压区泥岩的测井响应特征,分析了封闭层在纵向 上的分布,并在此基础上对其岩石学特征及封盖能力进行了系统研究。结果表明：超压封闭层的埋深主要 为2 400～2 800 m,在平面上表现为洼陷中心深而洼陷边缘和中央隆起带浅的特征;其岩性为一套深灰 色泥岩、灰质泥岩和砂质泥岩的组合,厚度为500～900 m,砂泥比平均值为0.092,单层泥岩的最大厚度 大于10 m。全岩矿物的X 射线衍射分析表明,组成封闭层的泥质岩中含有大量的碳酸盐矿物和黏土矿 物,泥岩的成岩作用发生在伊/蒙混层矿物的迅速转化期,且对应于第一期和第二期碳酸盐的大量产出段。 超压封闭层能封闭剩余压力大于14 MPa 的超压,这与其具有较高的排替压力（平均为5.45 MPa）密切相 关,此外封闭层的厚度及成岩作用的强度也是影响其物性封盖能力的重要因素。     

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。