锶同位素在沉积学中的研究与进展

随着海相碳酸盐锶同位素测试样品溶解技术和成岩蚀变检测方法以及地质历史中海相地层锶同位素数据库的不断完善,锶同位素在沉积学各领域的研究得到了突飞猛进的发展。文章综述了近年来国内在利用锶同位素进行物质来源分析、海相地层定年、古气候与古环境分析、水-岩相互作用研究、水文地球化学研究等领域的最新进展及发展方向。

碎屑岩自生粘土矿物的沉淀作用及其对储层的影响——以川西坳陷上三叠统须家河组砂岩为例

粘土矿物是影响碎屑岩储层物性的重要因素。本文以川西坳陷孝泉-新场-合兴场地区上三叠统须家河组砂岩为例,应用铸体薄片、普通薄片、X射线衍射分析和扫描电镜分析,研究了在成岩过程中自生粘土矿物的沉淀作用及其对储层的影响。结果表明自生绿泥石对储层原生孔隙的保存和次生孔隙的发育有利,自生高岭石的含量反映了次生孔隙的发育程度,而伊利石对储层的影响是负面的。

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。

川西坳陷东坡低电阻率储层特征及主控因素

测井显示川西坳陷中段东部斜坡沙溪庙组中江河道Js_3^(3-2)砂组砂岩普遍具有较低的电阻率,试采产气量高、产水量较低。为寻找造成中江河道砂岩电阻率低的原因,综合研究了中江河道Js_3^(3-2)砂组砂岩的储层基本特征,并对比研究了同样相对高产气、电阻率正常的高庙2号河道Js_3^(3-2)砂组砂岩。研究结果表明:低电阻率的中江河道砂组砂岩储层具更丰富类型和更高含量的黏土矿物,更多的微(小)孔隙和更高矿化度的地层水。黏土矿物类型及其赋存状态是影响地层电阻率差异最基础的因素,受黏土矿物控制的孔隙结构是影响地层电阻率差异最重要的因素,而地层封闭的高矿化度地层水是影响电阻率差异最直接的因素。

扫描电镜及能谱分析技术在油气储层研究中的应用

在油气储层研究中,为获得岩石结构特征、矿物类型与赋存状况、储集空间特征和其他成岩作用特征的高分辨率图像,常常会运用到扫描电镜。扫描电镜具有放大倍数高、景深大的特征,与能谱分析技术相结合,既可进行高放大倍数下岩石样品的微观特征观察,又可对样品中不同组分进行定性及半定量分析。在碎屑岩和碳酸盐岩储层研究领域,开展了3项应用研究:扫描电镜背散射分析技术结合图像分析技术进行矿物快速识别及其含量精确计算;扫描电镜背散射分析技术结合图像分析技术进行孔隙结构特征研究;扫描电镜能谱点扫描分析技术快速确定矿物类型,能谱面扫描分析技术结合图像分析技术进行矿物识别、含量计算及其分布特征研究。

龙门山中段前缘金马-聚源地区雷四上亚段储集岩埋藏溶蚀特征

龙门山中段前缘金马-聚源地区雷口坡组四段上亚段的碳酸盐岩储集岩溶蚀作用极为发育,具多类型、多期次的特征。区内溶蚀作用主要包括古表生淡水溶蚀、有机酸溶蚀和热液溶蚀等类型,可分为浅埋藏、表生-再埋藏和深埋藏等三个阶段。浅埋藏和表生-再埋藏溶蚀阶段,以大气水和有机酸对组构的非选择性溶蚀为特征;深埋藏溶蚀阶段,以热液的选择性溶蚀为特征(伴以有机酸非选择性溶蚀),溶蚀作用多沿缝分布,伴生萤石、高温石英、天青石、闪锌矿和黄铁矿等热液矿物。白云石化作用形成的晶间孔、压溶作用和构造作用形成的微裂缝为酸性流体和热液的运移提供了通道。

川西坳陷中段上三叠统须家河组水岩相互作用机制

水岩相互作用是成岩矿物演化和地层水离子变化之间的桥梁,两者通过水岩反应达到水岩体系的平衡,呈现出此消彼长的关系,并留下了水岩相互作用的证据。本文通过川西坳陷中段须家河组储层成岩矿物的微观特征以及地层水离子地球化学特征等的综合分析,对其水岩相互作用机制及概念模式进行了探讨,认为研究区须家河组二段(简称须二段)和须家河组四段(简称须四段)不同的水岩体系、围岩基质及地层水背景是造成两者水岩作用机制存在差异的根本原因。由于较大的K+/H+活度比,须二段长石得到有效保存;须四段长石缺失的最重要原因是其本身的物源较为贫长石,同时,低K+/H+活度比导致长石溶蚀进一步降低了其中的长石含量。长石的溶解、自生矿物的沉淀和黏土矿物的转化主要受长石溶蚀—离子(K+)迁移性—伊利石化三元体系中最慢反应进程控制。碳酸盐胶结物的碳氧同位素分析表明须四段的水岩体系更为开放,酸性流体数量大于须二段,须二段缺少有机CO2记录,推测与酸性流体数量较少、烃源岩为海相灰质泥页岩及构造抬升剥蚀有关,CO2运移分馏的影响较小。在此基础上,分别建立了铝硅酸盐和碳酸盐水岩作用概念模式,认为泥页岩并不是水岩体系中的封闭性因素,相反是水岩体系的第一开放对象,泥页岩(煤层)同时是物质提供者和接受者,是整个水岩体系不可或缺的部分。

胶结作用在深埋藏砂岩孔隙保存中的意义

在储层演化中,砂岩中很多胶结作用都是重要的保持性成岩作用,是深埋藏条件下砂岩孔隙得以保持的重要机制。该文根据东海盆地古近系、鄂尔多斯盆地上古生界和三叠系以及四川盆地三叠系砂岩储层中(铁)白云石胶结物、硅质胶结物和粘土矿物胶结物的产状、胶结作用发生时间和机制的研究,提出这些胶结作用很大一部分都发生在早成岩阶段有效压实作用发生之前,它们或与埋藏早期的构造抬升有关,或与煤系地层早期酸性流体有关。这种分散的早期胶结作用可以提高岩石机械强度,增加岩石的抗压实能力,改变以后浅埋藏—深埋藏过程中岩石的孔隙度-深度曲线,最终使砂岩孔隙在深埋藏条件下得以保存,这在储层质量预测中具有重要意义。

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δ13C和δ18O值,分别为0.75‰和-10.22‰;铁白云石胶结物的δ13C接近同期海水,变化于-2.45‰和-2.98‰之间,δ18O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δ13C值(-6.02‰)和δ18O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。

川西龙门山前雷口坡组四段白云岩储层胶结物对早期孔隙的影响

利用薄片、阴极发光、探针微量元素、激光碳氧同位素及包裹体测温等资料,在龙门山前中三叠统雷口坡组四段上亚段白云岩储层中主要识别出3期5种胶结物,在对不同期次和不同种类胶结物特征及分布特征研究的基础上,结合胶结物的发育程度,还原了胶结物对龙门山前雷四上亚段不同类型白云岩储层孔隙演化的影响过程。研究认为:第一期浅埋藏白云石胶结物形成是藻类白云岩储层孔隙破坏的主要阶段,但这期胶结物产生后对残余孔隙起支撑作用,有利于大量早期孔隙保存;在第一期胶结物充填基础上叠加第二期表生期渗流砂充填,破坏部分藻类白云岩早期残余孔隙;第三期再埋藏含铁嵌晶方解石胶结是晶粒白云岩储层孔隙破坏的主要原因,在藻类白云岩储层中,该期胶结物不均匀分布进一步加剧了储层非均质性,但这期胶结物的产生受到烃类和油气充注的抑制,因此早期残余孔隙在漫长的再埋藏阶段得到较好保存。

潮坪相白云岩储层核磁共振扩散耦合效应——以四川盆地龙门山山前带中三叠统雷四上亚段为例

受扩散耦合效应影响,采用核磁共振资料评价白云岩储层物性及含气性面临以下难点:①目前尚无白云岩储层扩散耦合效应影响机理的研究;②对于扩散耦合效应的研究主要是针对T_(2),极少有对T_(1)的研究;③目前缺乏考虑钻井液滤液侵入条件下残余气对扩散耦合影响的先例。鉴于上述问题,选取四川盆地龙门山山前带中三叠统雷口坡组四段上亚段(以下简称雷四上亚段)白云岩岩心,通过实验观测雷四上亚段潮坪相白云岩储层扩散耦合效应对物性的敏感程度,并在不同离心力条件下进行T_(2)和T_(1)实验,比较T_(1)扩散耦合效应与T_(2)的差异;最后通过观测气信号及水信号的二维谱响应特征,分析位于中等孔隙中的残余气对扩散耦合效应的影响程度。研究结果表明:①扩散耦合效应在白云岩中普遍存在,扩散耦合效应强度与岩性、物性等因素有关;②不同物性的岩心扩散耦合效应程度存在差异,T_(1)的扩散耦合效应略强于T_(2);③冲洗带残余气对氢核在大、小孔隙之间的扩散起阻碍作用。结论认为,扩散耦合效应导致潮坪相白云岩核磁共振弛豫谱偏离其储层孔隙结构分布,其形态特征与偏离程度受物性因素控制,且冲洗带残余气的存在进一步增大了两相流体的核磁共振弛豫谱的复杂程度;由于弛豫谱对大、小孔隙的分辨能力模糊化,使得T_(2)截止值在计算白云岩束缚水饱和度时不再适用。

基于RS和GIS的成都市水域动态变化分析

利用地理信息系统技术,以1987年和2000年的两期TM遥感影像为数据源,通过重点分析最佳组合波段的选择和水体信息特征提取的图像处理方法,得到这两个时期的成都市水域面积,进而实现水域变化的动态监测,并分析其对环境的影响,以便给水资源开发策略的制定提供科学的依据。

川西雷口坡组储层孔隙结构特征及开发应用

川西三叠系中统雷口坡组雷四段上亚段属于潮坪相复杂碳酸盐岩气藏,利用铸体薄片、岩心压汞、CT扫描、气水相渗实验等方法,分析不同类型储层的孔隙结构特征,研究压汞、气水相渗实验在储量可动用评价和开发中的应用。研究表明,上、下两套储层微观孔隙特征主要有以下三个方面:①上、下储层段Ⅰ类储层排驱压力低、中值半径中等,渗透性中等,退汞效率较高,压汞曲线平台特征较明显,分选性好,孔隙结构简单,其中下储层渗透性更好,排驱压力更低;②下储层段Ⅱ+Ⅲ类储层排驱压力中等-高,中值半径中等-较小,渗透率中-低,退汞效率中等-较低,曲线平台特征中等-差,分选性中等-差,孔隙结构组合类型多样,其中上储层Ⅱ、Ⅲ类储层孔隙结构较差;③压汞和相渗实验研究认为含气饱和度较高、气柱高度中等-低,边水能量中等,原始条件下储量动用程度较低、采收率中等,需要通过改造提高动用程度和采收率。

四川盆地西部雷口坡组第四段储层非均质性

中国石化西南油气分公司在四川盆地西部中三叠统雷口坡组第四段(简称雷四段)A1井、C1井、F1井等井获得了海相高产工业气流,取得了雷四段油气勘探重大突破;之后部署的B2等井钻探情况与预期结果相差较大,制约了分公司在海相雷四段大规模建产。为此,利用薄片、阴极发光、扫描电镜等实验资料,以实验分析为手段,应用石油地质、成藏演化等理论,研究四川盆地西部雷口坡组四段储层岩性、储集空间、孔喉结构及成岩作用,分析造成产量差异及其储层非均质性强的根本原因。研究结果表明:①四川盆地西部雷四段储层岩性有粉晶白云岩、亮晶白云岩、泥晶白云岩和微晶白云岩等,但在Ⅰ—Ⅲ类储层中所占比率各不相同;②雷四段下储层储集空间种类多样,类型丰富,储集空间特征表明Ⅰ—Ⅱ类储层主要受溶蚀作用和成岩作用的控制,Ⅲ类储层受溶蚀作用和构造作用控制;③对比获产井和失利井发现,储层类型是造成产气差异大及储层非均质性强的主要因素,而溶蚀作用和成岩作用对储层形成起着关键作用;④分析成岩作用和溶蚀作用表明:准同生—浅埋藏白云石化作用、表生溶蚀作用及深层埋藏溶蚀作用共同影响并改造了四川盆地西部雷口坡组雷四段储层品质,同时,以上成岩作用的选择性也造成储层的非均质性;⑤结合实钻及构造演化等资料,龙门山前及四川盆地西部斜坡带相对高部位是油气聚集的有利区域,也是下一步继续勘探的方向。

SVR和AdaBoosting算法在孔隙型碳酸盐岩储层孔隙度解释中的应用

孔隙度是地层评价、储量研究中的重要参数,对于四川盆地C气田雷四上亚段气藏来说,由于矿物组分多样、密度曲线受扩径影响较大、开发井测井资料丰富程度不足等原因,导致使用体积物理模型方法求取孔隙度时,在开发井模型搭建、解释精度和效率等方面,都难以获得满意的结果.为更准确地计算孔隙度,在敏感测井响应分析基础上,尝试使用了SVR和AdaBoosting算法:SVR算法将低维度数据映射到高维空间,满足了把与孔隙度呈复杂非线性关系的电阻率曲线纳入至模型中的需要,和常规的多元、多项式回归相比,提升了模型准确度和稳定性;AdaBoosting算法采用了“集成学习”的思维,通过对简单模型进行迭代,将多个形式相同的简单模型提升为一个复杂的学习器,从而克服了使用单一模型算法灵活性差、精度低的缺点.使用上述方法进行孔隙度解释,并从误差和分布范围两个角度对模型进行了评价,认为相较于传统的体积物理模型,上述算法结果具有更高的精度、更强的稳定性,更能满足储层评价的需要.

晚二叠世-早三叠世海水的锶同位素组成与演化--基于重庆中梁山海相碳酸盐的研究结果

测试了重庆中梁山剖面晚二叠世-早三叠世60个海相碳酸盐样品的锶同位素比值,建立了相应的演化曲线,同时分析了这些样品的SiO2,CaO,MgO,Mn和Sr含量,以评估样品锶同位素组成对海水的代表性以及样品溶解过程的合理性.除7个样品的Mn/Sr比值大于2,其锶同位素组成对海水的代表性相对较差以外,绝大多数样品的锶同位素组成对海水都具有较好的代表性.在已报道的晚二叠世-早三叠世海水的锶同位素演化曲线中,中梁山剖面是数据密度最大,曲线最为完整的.曲线总体演化趋势具有很好的全球一致性,^87Sr/^86Sr比值整体上呈现随时间变化单调上升的特征,最小值（0.707011）位于晚二叠世,最大值（0.708281）出现在早、中三叠世界线附近.全球古陆植被缺乏和风化作用加剧是早三叠^87Sr/^86Sr比值随时间单调上升的主要原因.重庆中梁山剖面二叠纪三叠纪界线是一个全球认可的界线,界线处6个样品的^87Sr/^86Sr比值仅在小数后第5位变化,其平均值为0.70714,与Korte等在2006年公布的0.70715（样品来自有铰腕足壳）的二叠系/三叠系界线处^87Sr/^86Sr比值一致（变化在实验误差范围内）,因而提供的二叠系三叠系之交海水的锶同位素组成具有全球意义.可基本确认,二叠纪/三叠纪之交全球海水的^87Sr/^86Sr比值在0.70714-0.70715之间.