川东北地区飞仙关组储层中的埋藏溶蚀作用

根据沉积特征、孔隙类型及孔隙充填物的地球化学特征认识到川东北地区飞仙关组储层中有2期埋藏溶蚀作用:第一期埋藏溶蚀作用与上二叠统海槽相烃源岩成熟产生的有机酸有关;第二期埋藏溶蚀作用与热化学硫酸盐还原反应产生的H2S有关。两期埋藏溶蚀作用主要发生在台地边缘鲕粒滩相中,台地内泻湖及点滩相中溶蚀作用则相对较弱。分析认为:台地边缘成为天然气勘探的有利地区,台地内为欠有利地区。

埋藏成岩作用的温压条件下，白云岩溶解过程的实验模拟研究

埋藏成岩作用的温度与压力条件（７５℃～１３０℃，２０ＭＰａ～３０ＭＰａ）下，乙酸对白云岩的溶蚀实验证明，随着温度与压力的升高，白云岩的溶解速率迅速增大。Ｃａ、Ｍｇ释放合量由７５℃、２０ＭＰａ条件下的３２．９８ｍｇ／Ｌ增至１３０℃、３０ＭＰａ条件下的３３７．９ｍｇ／Ｌ，增加了一个数量级。在各种温压条件中，１００℃、２５ＭＰａ溶蚀效果最好。实验结果说明，深埋藏条件下，白云岩溶解形成的次生孔隙将比其在浅部的表生环境中更为发育，因而２０００ｍ以下的深埋藏成岩环境中，白云岩储层比浅部地层更为发育。

塔里木盆地塔河奥陶系碳酸盐岩储层埋藏成岩和构造—热流体作用及其有效性

对层状风化壳模式的认识一度支撑着塔里木盆地下古生界深层碳酸盐岩油气勘探,但这类深层碳酸盐岩储层显示出的强烈非均质性使得勘探风险愈来愈大。研究以塔里木盆地塔河地区中—下奥陶统碳酸盐岩储层为典型实例,重点论述了成岩作用和构造—热流体复合作用对储层的制约,并结合表生岩溶等其它要素开展了储层分布综合解释。研究认识到:①奥陶系碳酸盐岩正常深埋藏成岩作用的主要效应是碳酸盐的沉淀而不是碳酸盐的溶解,建设性改造主要与表生岩溶作用(古喀斯特)或构造—热流体作用有关,并导致了碳酸盐岩储层强烈的非均质性。②从中下奥陶统到上奥陶统,下部碳酸盐岩地层热流体活动迹象明显优于上部地层。③奥陶系碳酸盐岩构造—热流体的建设性改造作用主要发生在中—晚泥盆世与二叠纪叠加改造的断裂构造交汇区,以及中—晚奥陶世、前石炭纪形成的表生岩溶发育区;有效储层与高能沉积相带关系有限。为此,提出了奥陶系碳酸盐岩构造—流体作用与储层形成概念模式,这为进一步认识储层的形成分布规律提供了新的线索。

塔河油田奥陶系灰岩埋藏溶蚀作用特征

塔河油田奥陶系一间房组灰岩具有典型的埋藏溶蚀特征,埋藏溶蚀形成的次生溶蚀孔隙是塔河油田南部斜坡地区重要的油气储集空间。根据溶蚀孔的形态和溶蚀流体的来源,将埋藏溶蚀作用进一步划分为自源溶蚀作用和他源溶蚀作用两种类型。自源溶蚀作用的溶蚀流体来自灰岩内部,其侵蚀性成分为灰岩本身所含的有机质热成熟作用所释放出来的有机酸、CO2、H2S等酸性物质。由于灰岩自身所含的有机质数量少,生成的酸性物质也非常有限,所以自源溶蚀作用非常弱,只能在有机质所在位置溶蚀产生一些微小的、近圆形的、彼此孤立的溶蚀孔,是一种原位的溶蚀作用。他源溶蚀作用的溶蚀流体来自灰岩之外的烃源岩,其侵蚀性成分为烃源岩中的有机质所产生的有机酸、CO2、H2S等酸性物质。这些物质随含油气流体沿着断裂、裂缝、不整合面、缝合线等通道运移而来。他源溶蚀作用形成相对较大的溶蚀孔隙,且孔隙之间连通性好。最后给出了这两种埋藏溶蚀作用的发育模式。

塔里木盆地奥陶系颗粒石灰岩埋藏溶蚀作用

塔里木盆地奥陶系颗粒石灰岩的岩石学和地球化学综合研究表明,埋藏溶蚀作用可分为内源溶蚀和外源溶蚀两个作用阶段,这两种溶蚀作用的本质区别是酸性流体的来源和流体运移途径不同。埋藏溶蚀作用的流体来源于有机质在成熟作用和烃类热降解作用过程中产生的有机酸、CO2和H2S等酸性流体,内源溶蚀作用的流体来源于自身岩石颗粒中的有机质,而外源溶蚀作用流体则来源于颗粒石灰岩岩层之外的泥质烃源岩。埋藏溶蚀储层的形成是内源溶蚀和外源溶蚀共同作用的结果,早期颗粒石灰岩自身酸性流体的溶蚀作用主要形成彼此独立的小孔,后期外来酸性流体沿着不整合、断裂、裂缝和缝合线对围岩进一步溶蚀改造,地层中的矿物成分和流体的热对流是影响溶蚀储层形成的重要因素。

塔中地区奥陶系碳酸盐岩深部埋藏溶蚀作用研究

以岩心和岩石薄片观察为基础,对塔中地区埋藏溶蚀作用的类型、发育特征、成因机理及其对储层形成的影响进行了分析。综合研究表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多期次、不同规模的埋藏岩溶作用,主要包括有机酸溶蚀作用和热液溶蚀作用等。其中有机酸溶蚀作用主要以组构的非选择性溶蚀作用为特征,并且其形成的溶孔多被烃类充填,有机酸溶蚀作用构成了该区深部的第一高孔隙带。热液溶蚀作用以选择性溶蚀为特征,多沿断裂、裂缝等分布,发育有萤石、绿泥石、闪锌矿、高温石英、重晶石等热液矿物,热液流体多来自地壳深部,与深部岩浆活动有关,热液溶蚀作用形成了该区第二高孔隙带。

鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块马五4-1段白云岩储层建设性埋藏成岩作用及意义

受古岩溶作用的影响,鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块形成了层位较稳定的溶蚀孔洞白云岩储层。利用钻井岩心、铸体薄片、阴极发光及地球化学手段等,对研究区马五41段白云岩储层埋藏环境下建设性成岩作用进行了系统研究。研究表明,区内埋藏环境下建设性成岩作用有埋藏白云石化作用、埋藏溶解作用、裂缝作用等。研究区晶粒白云岩C、O同位素比值与奥陶纪海水的C、O同位素值相比明显偏负,表明地层经历了埋藏白云石化作用,埋藏白云石化作用使得岩石体积缩小、岩石孔隙度有所增加,有利于晶间孔的形成。埋藏溶解作用可形成大量的溶蚀孔、洞、缝等储集空间,为油气的储集成藏提供了有利的场所。裂缝的发育增加了溶蚀孔洞的连通性,有效地提高了储层的孔隙度与渗透率。上述3种建设性成岩作用相互叠加配合,使得裂缝与原本存在的孔隙配套,对良好油气储集空间的形成起了决定性控制作用。

埋藏后生作用对生物壳体^(87)Sr/^(86)Sr的影响研究

根据小渡口剖面 2 8层有孔虫、介形虫、腹足类生物壳体的微观观察、微量元素及其比值、87Sr/86Sr与微量元素特征对比以及水 -岩反应87Sr/86Sr的混合模式 ,显示生物壳体遭受了埋藏后生作用 ,但对生物壳体原始的87Sr/86Sr比值基本没有改变或影响甚微 ,推测参与埋藏后生作用的流体与生物壳体具有相近的Sr同位素组成或较悬殊的Sr含量。同时 ,实际研究表明评价和判别埋藏后生作用对生物壳体原始87Sr/86Sr比值影响的方法较多 ,但各有其局限性 ;合理研究方法应以壳体87Sr/86Sr比值与微观特征和其他地球化学特征的对比来判别。

埋藏有机酸性流体对四川盆地东北部飞仙关组储层的溶蚀改造作用:溶解动力学实验研究

通过白云岩化鲕粒灰岩与0.1 mol/L乙酸的旋转盘溶解动力学实验,研究了深埋藏中有机质热演化过程中伴生的有机酸对鲕粒灰岩储层的改造作用机理。结果显示,白云岩化鲕粒灰岩溶解反应的速率在3.26×10–7～6.66×10–7 mol/(cm2.s)之间,并且溶蚀速率随温度和转速的增加而增大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,相对白云石鲕粒,方解石基质溶蚀程度更大,并沿方解石填充脉溶蚀程度最大,并且在温度≥80℃时鲕粒表面出现Fe(OH)3覆盖层,可能抑制了溶蚀反应的进行。计算得到该反应过程的表观活化能(7.89～9.32 kJ/mol)以及反应后的表面形貌特征均指示该条件下的溶解反应受扩散过程控制。总的来说,埋藏条件下有机酸溶解作用是飞仙关组优质储层中次生孔隙形成不可忽略的改造过程,鲕粒间的方解石胶结物被溶蚀后形成的粒间溶孔,白云岩化鲕粒内部易容的组分溶解形成的粒内溶孔、铸模孔是主要储集空间。

四川盆地北部元坝地区雷四上亚段埋藏成岩作用分析

以显微薄片观察为基础,结合扫描电镜、电子探针、薄片能谱、元素kσ面分布以及阴极发光等分析手段对四川盆地北部雷四上亚段古风化壳储层主要埋藏成岩作用的类型、特征、成因及对储层的影响进行了研究和探讨。本区雷四上亚段风化壳储层经历的埋藏成岩作用类型主要有压实压溶作用、破裂作用、胶结作用、埋藏溶蚀作用、自生矿物的形成等。通过对裂缝内充填胶结矿物的分析研究,认为矿物胶结期次有两期:第一期为碱性热液形成碳酸盐岩矿物(铁白云石、铁方解石);第二期为富含F-、Si4+、Sr-等离子的酸性热液形成石英、萤石、天青石等热液矿物。溶蚀作用有四期,依次为:第一期酸性热液-第二期碱性热液-第三期酸性热液-第四期碱性热液溶蚀。溶蚀作用形成的脉内晶间孔、脉内晶间溶孔以及溶蚀缝占埋藏次生孔隙的主导地位。

南海流花碳酸盐岩台地珠江组礁灰岩埋藏溶蚀作用

南海流花碳酸盐岩台地近年来利用高精度3D地震资料处理解释技术,新发现珠江组礁灰岩地层发育数量众多的灰岩坑,平面上沿NWW向断层分布。由于灰岩坑的形成导致该区储层非均质性增强,油气成藏更加复杂,给油气勘探带来诸多困难和挑战。以岩心抽提物GC、GC/MS分析为基础,结合区域构造运动史、地层水动力特征等,分析该区埋藏酸性流体的成因与来源;并对"白垩状"灰岩成因提出新的认识,探讨了研究区埋藏酸性流体溶蚀模式。研究认为,埋藏酸性流体主要来源于:(1)烃源岩内有机质热演化作用及其生成的烃类与矿物和水的有机无机氧化作用,(2)原油运移过程中在输导层内的有机无机氧化作用,(3)油藏内原油的生物降解作用等形成的有机酸性流体。研究表明原油生物降解成因有机酸浓度可达4 300μg/g油以上。流花碳酸盐岩台地上发育的"白垩状"结构灰岩,是在活跃地层水动力条件下,由有机酸性流体长期溶蚀、浸泡和淘洗形成。在含油层段内发育的致密夹层,仅外部受酸性流体溶蚀改造而内部未受影响部分仍保留致密结构而未能形成"白垩状"灰岩。埋藏可溶性有机酸性流体在活跃的地层水动力条件下,通过复杂的裂缝网络发生运移,在断层和裂缝最发育区岩体破碎,酸-岩反应空间最大,速率最高,造成碳酸盐岩地层溶蚀垮塌,从而形成沿NWW向断裂体系分布的灰岩坑。

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组五段白云岩埋藏溶蚀作用研究

为了解鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组五段白云岩储集层不同类型埋藏溶蚀作用的作用过程及其对物性的影响,依据岩心和镜下观察,结合包裹体温度、微量元素和稀土元素数据分析,将马五段埋藏溶蚀作用分为有机酸流体埋藏溶蚀作用、热液埋藏溶蚀作用和TSR作用,其中有机酸流体溶蚀作用会导致层状溶孔、沥青薄膜和圆环的形成,而热液溶蚀作用会导致无组构无选择性溶孔、块状和脉状黄铁矿充填、热液矿物(组合)充填的出现。研究区马五段埋藏溶蚀作用发生模式为:(1)中侏罗世直罗期,低温热液埋藏溶蚀作用发生;(2)中侏罗世末期,伴随第1次烃类充注,有机酸流体埋藏溶蚀作用开始;(3)早白垩世东胜期,中—高温热液埋藏溶蚀作用发生;(4)早白垩世末期,伴随着第2次更大规模的烃类注入,TSR作用发生。对比发现,有机酸和热液溶蚀作用均对储集层有建设性作用,但热液比有机酸流体可以更有效地提高储集层物性。

中古15井区颗粒石灰岩埋藏溶蚀作用特征

塔中地区中古15并区上奥陶统良里塔格组灰岩发育3种古溶蚀作用,分别为准同生溶蚀作用、风化壳溶蚀作用和埋藏溶蚀作用,其中埋藏溶蚀作用是发生在中-深埋藏阶段的具有建设性的成岩作用。通过区域地质背景、岩芯、成像测井及地球化学等资料分析发现,研究区良里塔格组埋藏溶蚀作用更多受外源溶蚀作用的影响,成岩过程及热化学硫酸盐还原反应过程(TSR)产生的酸性流体和岩浆热液沿着构造作用产生的裂缝、断裂及先期形成的孔洞层等发生运移,具有近端溶蚀、远端胶结的特性,使得本区良里塔格组储层得到了极大的改善,是储层形成及优化改造的关键因素。

碎屑岩储层成岩作用的影响因素

碎屑岩储层是中国油气资源的最重要储层类型,加强碎屑岩储层的成岩作用研究对油气资源评价、油藏开发具有重要的指导和实践意义。探讨了碎屑岩成分、沉积环境和沉积相、温压场、地质流体以及埋藏作用等因素对碎屑岩储层成岩作用的影响,讨论了碎屑岩储层成岩作用的主要影响因素及优质储层形成条件。通过研究发现,碎屑岩成分、沉积环境和沉积相是成岩作用的基本条件,对成岩作用有决定性影响;温压场、地质流体是影响成岩作用的关键因素,对储层原生孔隙保存以及次生孔隙的形成有重要作用;埋藏作用对储层孔隙度演化有重要影响。

塔北隆起哈拉哈塘凹陷东河砂岩成岩作用及其控制因素

通过岩心及薄片的观察,结合扫描电镜阴极发光等资料分析,对哈拉哈塘地区东河砂岩成岩作用进行了研究。结果表明:东河砂岩以岩屑石英砂岩为主,成岩作用类型有压实作用、胶结作用、溶解作用及交代作用。综合成岩作用的组合类型及其演化序列,认为本区东河砂岩主体处于中成岩阶段A期。分别讨论了沉积相、埋藏作用和层序地层等对成岩作用的控制,研究区东河砂岩在低温背景下,长期浅埋且晚期短暂快速深埋,总体上压实程度中等;主要发育滨岸和浪控三角洲沉积体系,在高精度层序界面附近,相对海平面上升,可容纳空间增大,沉积物沉积速率相对较低,且停留时间长,在同生成岩和早成岩阶段容易形成广泛分布的碳酸盐胶结。

四川盆地三叠系飞仙关组和鄂尔多斯盆地奥陶系埋藏历史对碳酸盐溶释—沉淀的变化研究

埋藏成岩过程中碳酸盐的溶解与沉淀强烈控制着深埋藏地层中碳酸盐岩储层质量,与之有关的地质过程是人们多年来不懈研究的热点领域。热流体沿断裂向上运移所造成的碳酸盐溶解成为近年人们普遍认可的模式,但这不能圆满解释大量存在的不与断裂伴生的深埋藏碳酸盐的溶解机制。基于四川盆地东北部和鄂尔多斯盆地北部深埋藏碳酸盐溶解与沉淀机制的研究,认为埋藏过程中盆地的沉降与抬升是碳酸盐溶解与沉淀以及次生孔隙发育的另一重要机制,在改变流体对碳酸盐饱和状况方面具有和热流体沿断裂向上运移相同的重要性。研究表明:与川东北飞仙关组类似的埋藏历史更有利于深埋藏成岩过程中碳酸盐的溶解,主要特点是当前埋藏深度不是最大埋藏深度,在最大埋藏深度附近发生热化学硫酸盐还原作用,其后盆地持续抬升造成温度降低和碳酸盐溶解,与之有关的次生孔隙形成所造成的岩石力学性质的变化与上覆载荷减小可以得到平衡,次生孔隙得以保存,岩石储层质量改善;鄂尔多斯盆地北部的奥陶系埋藏历史不利于深埋藏成岩过程碳酸盐的溶解,主要特点是当前埋藏深度是最大埋藏深度,古喀斯特发生之后盆地持续沉降造成温度升高和碳酸盐沉淀,并与上覆载荷的增加同步发生,结果是孔隙的封堵、岩石的致密化和储层质量的变差。

塔中地区奥陶系鹰山组埋藏岩溶期次及其对储层的贡献

利用岩心、薄片、测井以及地化分析测试资料,研究塔中地区奥陶系鹰山组深部碳酸盐岩的埋藏岩溶作用特征、期次及对储层分布的控制机理。研究表明,在鹰山组中共识别出三期不同发育规模、程度和缝洞发育特征的埋藏岩溶作用。第一期发生于晚加里东期至早海西期,在全区均有分布,但其溶蚀作用较弱;第二期发生于晚海西期至印支期,受构造作用、先期孔洞层和有利沉积相带的控制明显,并且可能与晚海西期岩浆热液活动有关,形成的缝洞多为方解石和萤石充填;第三期发育于喜山期,受走滑断裂和裂缝发育的控制,形成的缝洞多为轻质原油和天然气充填;整体上深部埋藏溶蚀作用常与有机质热演变过程中伴随的酸性流体及热液溶蚀碳酸盐矿物有关,主要沿先期孔洞层及断裂发生溶蚀作用,具有期次多、规模不等、近端溶蚀及远端胶结等特性,形成的溶蚀孔洞具有对原有缝洞系统的继承性,是储层形成及优化改造的关键因素。

鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组长8油层组成岩作用研究

利用铸体薄片、阴极发光和扫描电镜等分析方法,对姬塬地区延长组长8油层组砂岩的岩石学特征、成岩作用、自生矿物、孔隙发育特征进行了分析和研究。结果表明:该区储集砂体为成分成熟度较低的长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩;主要自生矿物为高岭石、绿泥石、伊利石、方解石、石英和钠长石等,其中高岭石的含量反映了次生孔隙的发育程度,绿泥石和硅质表现为对储层原生孔隙具有很好的保存作用;而伊利石对储层的影响是负面的;早期形成的自生方解石对储层物性有利,而晚期形成的大量方解石胶结孔隙,使储层物性降低。

灰岩—泥灰岩韵律层的差异成岩作用

灰岩—泥灰岩韵律层包括结核状灰岩到灰岩和泥灰岩互层,广泛分布在陆棚及深海环境中,出现于各地质时期,是研究高分辨率地层学和环境恢复的理想工具。但是成岩作用在灰岩—泥灰岩韵律层形成过程中的作用一直存在分歧,有的学者认为差异化学压实成岩作用加强了原始沉积的差异,有的学者认为成岩作用不仅能够强烈歪曲原始环境特征,还可以通过自身成岩作用形成与原始沉积特征类似的现象。灰岩—泥灰岩韵律层中的差异成岩作用是指泥灰岩中的不稳定碳酸盐矿物在海底成岩环境中经过溶解、迁移和在灰岩中再沉淀,导致灰岩层没有明显被压实,而泥灰岩层受到明显压实。本文重点评述了差异成岩作用发生的环境和过程,并对与之相关的胶结物来源问题和有机质在早期成岩过程中的作用进行了讨论。并以华南中二叠统栖霞组韵律层为例,探讨了差异成岩作用在其形成过程中的作用,最后对以后的研究方向进行了展望。

碳酸盐岩表生岩溶与埋藏溶蚀比较——以塔北和塔中地区为例

表生岩溶与埋藏溶蚀是碳酸盐岩储层发育的最重要成岩作用,两者受岩石等内在因素的影响基本相同,但所受的外部主控因素差异显著。表生岩溶受构造不整合面、古构造等影响较大;埋藏溶蚀主要受断裂与深部流体控制。表生岩溶主要表现为垂向分带性明显的复杂孔洞缝网络结构,而埋藏溶蚀主要呈受断裂—裂隙控制的“V”形洞穴样式或与断裂有关的阶梯状分布。表生岩溶发育一些标型特征,如钙质壳,古土壤,铝土矿,淡红色方解石晶体,溶蚀沟、坑、天坑,新月形状、悬垂和纤维状渗滤砂或胶结物,岩溶角砾及与地下暗河有关的机械流水沉积;埋藏溶蚀往往发育与中低温热液有关的异形铁白云石、萤石、闪锌矿、磁黄铁矿等密西西比河谷型矿物以及塌陷构造、裂隙结构、不规则的角砾(化)岩体等。塔里木盆地塔北地区主要发育表生岩溶作用;塔中地区西北部不具备发育大规模表生岩溶的地质条件,以发育埋藏溶蚀作用为主。