通过石英和伊利石胶结作用动力学模拟评估储层品质和埋藏模型:德国北部赤底群实例研究

硅酸盐反应动力学(silicate reaction kinetics )为其他即有古温标(paleothermalindicators),如用于评估热史重建的有机质成熟作用等,提供了补充。在本研究中,我们把有机质成熟作用模型与石英及伊利石胶结作用动力学模型相结合,来评估德国北部五口盐下井的埋藏史,这五口井都是以岩性和构造都很复杂的赤底(Rotliegendes )群储层为目的层。有机质成熟作用模型对于最高温度最为敏感,但无法提供有关达到峰值温度的时间或高温持续时间的直接证据。与之形成对照的是,与有机质古温标(organic indicators)相比,石英胶结动力学受暴露于高温下时间长度的影响更大。类似地,纤维状伊利石形成的动力学模型对时间和温度也都很敏感,可用于预测伊利石形成的时间,而预测结果可以与放射性年龄测定结果进行对比。将这些有机和无机古温标结合起来,可改善对热演化的约束,得到优于常规方法的结果。本研究中我们采用这些指标评估了两种可供选择的埋藏史情景。情景1考虑了关于侏罗纪热流峰值以及上侏罗统沉积和后续剥蚀的假设。而情景2则忽略了有关侏罗纪热流峰值及上侏罗统沉积和侵蚀的假设。虽然这两种情景下的预测结果都与有机质成熟作用的实测结果一致,但情景2能与石英胶结物含量和纤维状伊利石K-Ar定年结果更好地匹配。

英格兰北部河风成因的赤底统砂岩的胶结作用和构造成岩作用

砂岩的石英胶结作用与颗粒包膜相(grain coating phases)及成岩蚀变密切相关。由被氧化铁和氢氧化铁浸染的伊利石-蒙脱石组成的颗粒包膜能够抑制石英共轴加大胶结物的生长,因而有助于大量孔隙的保存。选取Penrith组砂岩作为赤底统(Rotliegend)储层的类比对象,研究颗粒包膜对石英胶结作用的影响。这有助于丰富现有的胶结作用模型。颗粒包膜覆盖率的差异可能与粒度有关。在部分样品的较细粒纹层内可见大量的颗粒包膜,而较粗纹层内包膜的数量较少。基于标准岩相学分析的颗粒包膜研究与高分辨率QEMSCANR分析结合在了一起。构造特征包括不同年龄的变形带。根据颗粒包膜所记录的断层周围的成岩蚀变,可以确定其形成时间的相对关系,揭示与正断层作用相关的至少两期变形带的形成。在伊登谷(Vale of Eden)层序中,一次正断层作用事件晚于埋藏成岩石英胶结作用,流体集中沿断层流动和相关的铁漂白作用(bleaching of iron)以及缺乏石英加大的现象都说明了这一点。