大庆长垣扶余油层砂岩中方解石胶结物的碳、氧同位素特征及其成因

方解石是大庆长垣深层砂岩中广泛分布的一种胶结物,同时方解石胶结作用是大庆长垣扶余油层致密储层的控制因素之一。以方解石胶结物为研究对象,运用薄片鉴定,扫描电镜观察、X-射线衍射分析、包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明方解石碳、氧同位素组成及其成因。研究结果表明,储层砂岩类型为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,粘土以I/S(伊/蒙混层)+I(伊利石)+K(高岭石)组合为代表。方解石的碳同位素(δ13C,PDB)分布范围是-20.3‰^-3.2‰,氧同位素(δ18O,PDB)的分布范围是-25.3‰^-20.3‰,平均值为-22.67‰。碳、氧同位素分析数据的计算表明,碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于73.92~109.89,表明其形成时的古流体均为矿化度较高的淡水;方解石的形成温度为80~100℃。方解石胶结物的同位素显示,其形成与有机酸脱羧作用有关,暗示其"碳"来源为有机碳。

塔中上奥陶统方解石胶结物类型及其形成环境

通过对塔中地区上奥陶统数百块碳酸盐岩薄片和抛光面中各种方解石胶结物特征和成因的观察,并结合微量元素和碳、氧同位素分析,共识别出11种胶结物类型。详细描述了各胶结物的特征,并确定了胶结物的分布和形成次序。在此基础上对该区碳酸盐岩方解石胶结物形成环境进行了分析,共划分出海底成岩环境、大气水成岩环境和埋藏成岩环境。从而为该区孔隙演化史的建立和有利勘探目标预测提供了有力的依据。

大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物碳、氧同位素研究

对大港滩海地区沙一段下部砂岩储层中方解石胶结物的12个样品进行了碳、氧同位素分析,结果表明碳同位素δ13C值分布 范围在-9.58‰～+13.61‰,平均为5.29‰;氧同位素δ18O值分布范围在-12.46‰～+0.09‰,平均为-6.28‰。探讨了碳酸 盐岩的成岩流体盐度及碳的来源和成因等问题,认为本区的方解石胶结物成岩流体为高盐度流体,方解石胶结物主要来自层内碎屑 碳酸盐颗粒或者邻近碳酸盐岩层的溶解,其碳来源主要为还原有机碳。

鄂尔多斯盆地西南部长8砂岩中方解石胶结物表面绿泥石膜的形成机制

在鄂尔多斯盆地西南部延长组长8砂岩的方解石胶结物表面发现了绿泥石膜,通过铸体薄片和带有能谱仪的扫描电镜对这种新发现的绿泥石膜进行分析测试,研究其形成机制和过程及对砂岩致密化的影响。研究认为,这种新发现的绿泥石膜是方解石胶结物发生溶解-沉淀反应的产物。中成岩A期,油气携带酸性流体进入砂岩,方解石胶结物开始溶解。由于此时砂岩的渗透率低,流体流动缓慢,导致酸性流体供给不足,同时溶出的钙质流体也不能及时运移出去,二者共同作用促使方解石胶结物周缘迅速转化为碱性微域,随之方解石沉淀,有钙质参与的绿泥石膜生长。溶解-沉淀反应过程中,方解石胶结物的粒缘溶孔不断扩大,形成的绿泥石晶体逐渐增大,晶形变好,晶间微孔增多。这种新发现的绿泥石膜为方解石胶结物形成于成岩早期提供了令人信服的证据,揭示鄂尔多斯盆地西南部长8砂岩的致密化过程发生在早成岩阶段,而成岩晚期则是一个扩容过程。

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO_(2)。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5~0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5~5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO_(2)的流体。混合流体温度分为两个主要范围55~80℃、90~140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。

鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩方解石胶结物成因

运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩中普遍存在的方解石胶结物的成因进行了系统研究。结果表明:鄂尔多斯盆地东南缘延长组砂岩中的方解石胶结物以微晶基质及连生结构的产状存在于砂岩中,且方解石胶结物的碳、氧同位素值相对较轻,δ13 CPDB值为2.50‰～-9.83‰,为正低或负低值,δ13OPDB值为-10.58‰～-27.24‰,属于负高值;有很少一部分是早成岩阶段与甲烷生成有关的方解石胶结,其余大部分是中成岩阶段微咸水向半咸水的封闭-半封闭环境下有机质脱羧基作用形成的方解石胶结;在此基础上计算出因碳酸盐胶结作用消除的原始孔隙达17.29%,使本区砂岩物性变差。

鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层方解石胶结物特征

鄂尔多斯盆地南部上古生界山西组—下石盒子组砂岩储层岩性致密 ,方解石的后期胶结作用是导致储层致密化的重要因素之一。镜下观察、包裹体测温、氧碳同位素分析和电子探针微量元素分析证实 ,方解石主要形成于成岩晚期 ,在遭受强压实作用和早期胶结作用之后 ,储集岩的孔隙度和渗透性降低 ,成岩环境开放性变差 ,伴随着有机质的降解而形成大量的二氧化碳 ,造成方解石沉淀。这种后期的方解石胶结物主要充填剩余粒间孔隙 ,使储层的有效孔隙度大大降低。并且由于方解石胶结物形成时代晚 ,其后储层未受到其他建设性成岩作用的明显改造 ,所以方解石胶结物的发育程度对储集物性具有明显的控制作用。

渤海湾盆地沾化凹陷罗63井沙一段碎裂岩方解石胶结物中流体包裹体特征

为了解沾化凹陷泥页岩裂缝型油藏的成藏特点,对沾化凹陷罗63井沙一段碎裂岩方解石胶结物中的流体包裹体开展了岩相学及包裹体温、压及成分分析。结果表明,碎裂岩的碎粒颗粒为泥晶白云岩,碎粒之间为亮晶方解石充填胶结,其内主要发育低气液比的烃包裹体与少量共生的气液两相盐水包裹体。烃包裹体均一温度为102-110℃,盐水包裹体均一温度为115-119℃,冰点温度为-1.7--2.0℃,盐度为2.8%-3.3%NaCleqv,呈现低盐度流体的特征;烃包裹体的捕获温度为124-126℃,捕获压力为16.7-18.6 MPa;单体烃包裹体主要由碳数小于25的正构烷烃类组成,主峰碳为C15,Pr/n C17、Ph/n C18和Pr/Ph值分别为0.42、0.55和0.69,方解石胶结物捕获的轻质油应源自渤南洼陷中心相对成熟的沙四段烃源岩,捕获时的流体压力系数大于1.56。

方解石和白云石胶结物识别方法厘定——以鄂尔多斯盆地延长组砂岩为例

目前流行的岩石薄片染色方法识别砂岩中方解石和白云石胶结物经常出现混乱,究其根源主要是由于方解石或白云石胶结物中MnO质量分数偏高导致的。鄂尔多斯盆地延长组砂岩中方解石胶结物的有效识别结果表明,岩石薄片染色方法将MnO质量分数偏高的浸染状铁Ⅰ方解石错误地识别为含铁白云石或铁白云石,将MnO质量分数偏高的斑块状无铁方解石错误地识别为铁Ⅲ方解石或含铁白云石。鉴于此,把方解石和白云石胶结物的识别方法厘定为“岩心观察大致推断碳酸盐胶结物的类型及岩石体积分数→岩石薄片染色观察碳酸盐胶结物的颜色变化及赋存状态→电子探针原位测试定量识别不同赋存状态碳酸盐胶结物”,从而有效地识别方解石和白云石胶结物,为砂岩储层研究提供更加可信的地质依据。

准东阜东斜坡区齐古组砂岩中方解石胶结物分布特征及对储层的影响

通过岩心观察、铸体薄片、阴极发光及物性数据等资料分析,准东阜东斜坡区齐古组砂岩中方解石胶结物常发育于水下分流河道砂体底部,具有较低的负的δ13C(PDB)值,并伴有较低的δ18O值,指示这些砂岩中方解石胶结物形成过程中受到了较为强烈的有机影响。砂岩中方解石胶结物的出现对储层具有双重影响。

梨树断陷营城组砂岩方解石胶结物碳、氧同位素特征

梨树断陷深层砂岩中广泛分布着方解石胶结物,方解石胶结作用对梨树断陷深部储层的致密化有着重要影响。以苏家屯-皮家地区砂岩储层中方解石胶结物为研究对象,结合岩相学特征,包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明了方解石胶结物碳、氧同位素及其成因。研究表明,储层砂岩类型为岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩、长石砂岩。方解石胶结物碳同位素δ13 CPDB为-16‰^-0.4‰,平均值为-6.67‰。氧同位素δ18 OPDB为-23.2‰^-13.2‰,平均值为-20.1‰。通过对碳、氧同位素数据计算分析,得到碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于83.48~117.61之间,表明其形成时的古流体具有淡水的特征。方解石的形成温度为94.06~179.43℃。方解石胶结物碳氧同位素特征分析结果表明,其形成与有机酸脱羧作用有关,可能来源于有机碳。

三肇凹陷扶余油层方解石胶结物特征及其对储层致密化的影响

方解石是三肇凹陷扶余油层致密砂岩中广泛发育的胶结物,同时方解石胶结作用也是导致储层致密化的重要因素。以方解石胶结物为研究对象,综合利用薄片鉴定、阴极发光、包裹体测温、激光拉曼和扫描电镜能谱等资料,分析方解石形成时期及其成因。研究结果表明:扶余油层方解石胶结物主要类型为细晶方解石和粗晶方解石2种。其中细晶方解石充填粒间孔中,呈连晶式生长,或以细小晶体交代长石,在长石表面的溶蚀孔及微孔内沉淀,有时呈嵌晶状胶结多个颗粒;粗晶方解石以残留孔隙充填为特征,呈不规则状分布。方解石胶结物发育2期:第1期为嫩江期(距今78~77 Ma),形成温度为89.5~110.2℃;第2期为明水期(距今73~65 Ma),形成温度为122.6~134.3℃。早期方解石胶结物形成与生物气有关,晚期方解石胶结物形成与有机酸脱羧作用有关,2期方解石胶结物均极大破坏了储层物性,也是导致研究区储层致密化的重要因素。

塔中地区中2井良里塔格组溶洞方解石胶结序列及环境指示

为了对塔中地区南缘断裂带附近的中2井上奥陶统良里塔格组灰岩溶洞中发育的不同类型方解石胶结物的流体环境及胶结期次进行精细化研究,结合前人的研究成果,在岩心及镜下薄片观察基础上,运用流体包裹体、阴极发光、LA-ICP-MS等测试方法进行分析研究,依次划分出纤维-柱状和粒状两种晶形方解石胶结物,后者细分为颗粒较大和颗粒较小两种。纤维-柱状方解石胶结物具有高温中盐度特征,而Fe/Mn、Na具有淡水特征,Sr含量具有地层水特征。粒状方解石胶结物具有高温特征,其中晶粒小的粒状方解石胶结物具有中高盐度、较强阴极发光性、Fe/Mn具有海水的性质、Sr元素流失特征;晶粒大的粒状方解石胶结物包裹体具有高盐度、阴极发光性差、Sr元素流失的特征。方解石胶结物整体上稀土元素强烈亏损,但是与二叠纪岩浆稀土总量相近,具有轻稀土富集、重稀土亏损特征。早期形成的纤维状-柱状方解石胶结物成岩流体记录了大气淡水和外来热流体的混合影响,而后期的两类粒状方解石胶结物可能记录了热流体与奥陶纪海水、热流体与大气淡水的混合成因流体环境,多期方解石胶结物元素特征也揭示了大气淡水活动的间歇性影响。

东胜地区直罗组含铀砂岩中方解石的碳氧同位素组成及铀成矿意义

方解石是东胜地区直罗组含铀砂岩中重要的胶结物类型,同时碳酸盐化与铀成矿作用关系密切。通过方解石胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素分析,研究了含铀砂岩中方解石碳氧同位素组成、沉淀机制及铀成矿意义。研究表明,东胜地区砂岩类型为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩,粘土矿物主要由蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,方解石类型以含铁矿方解石为主,其次为铁方解石。方解石δ^(13)C_(PDB)为-15.7‰^-1.6‰,平均-9.08‰,δ^(18)O_(PDB)为-15.6‰^-10‰,平均-12.4‰,显示其形成与有机酸脱羧作用有关,碳来源为有机碳。碳氧同位素分析数据计算表明,与方解石平衡的水相氧同位素组成变化范围较宽,为-7.66%-9.71‰,推测较轻的同位素组成具有封存大气降水的特征,而较重同位素组成则反映成岩成矿过程中深部富含油气低温热流体的加入。综合分析认为,东胜地区直罗组砂岩中方解石是地表水和深部油气共同作用的结果:早期有机酸促使长石类骨架颗粒溶蚀,形成石英颗粒次生加大边,并伴随着自生高岭石沉淀;后期随着大量烃类注入砂岩中,成岩成矿环境由酸性向碱性转变,还原性增强,介质水中的CO_2与Ca^(2+)圾Fe^(2+)结合形成含铁为特征的方解石,沉淀在原生粒间孔和各类次生溶蚀孔隙中。整个过程都伴随有铀元素运移和沉淀,暗示东胜铀矿床是地表水和深部油气混合作用形成的。

致密砂岩碳酸盐矿物SEM-CL和EPMA矿物学表征及其成岩意义——以川西坳陷须家河组为例

扫描电镜—阴极发光(SEM-CL)可通过同时分析矿物的微观结构和阴极发光特性来反映成岩机制及流体来源,但碳酸盐矿物在SEM-CL下的发光特性及其影响因素尚不明确。应用光学显微镜阴极发光(OM-CL)、电子探针(EPMA)和SEM-CL等技术手段,以川西坳陷须家河组致密砂岩中碳酸盐矿物为研究对象,分析碳酸盐矿物在OM-CL和SEM-CL下发光特性的差异,评估影响碳酸盐矿物SEM-CL发光特性的因素,探讨砂岩中方解石胶结物的成岩意义。结果表明,相比OM-CL,SEM-CL在区分碳酸盐岩屑和碳酸盐胶结物方面具有更高的灵敏度。当Mn/Fe值低于0.1或Mn/Fe值介于0.1~0.5且Fe含量低于0.1%时,碳酸盐矿物具有中低强度的SEM-CL发光强度;当Mn/Fe值高于0.5且Fe含量高于0.1%时,碳酸盐矿物在SEM-CL照射下几乎不发光。Mn/Fe值和Fe含量是影响SEM-CL照射下碳酸盐矿物发光强度的主要因素。阴极发光分析和EPMA元素组成面扫描分析表明,方解石胶结物的元素分布是均质的,形成于同一成岩世代,晚于长石等矿物的溶解。岩屑砂岩和岩屑石英砂岩的方解石胶结物具有相同的来源,表现为高Mn/Fe特征;钙屑砂岩的方解石胶结物具低Mn高Fe特征,成分组成与白云石岩屑相似,推测流体可能受到白云石岩屑溶解的影响。

甘泉油田长8油藏水下分流河道砂体钙质夹层特征及成因

钙质夹层研究对油田开发初期井网布置、后期增储上产等具有重要意义。通过岩心观察、铸体薄片观察、扫描电镜观察、测井资料分析等手段,对甘泉油田延长组长8段钙质夹层岩性、电性、分布成因及其对储集层非均质性的影响开展了系统研究。结果表明,钙质夹层发育受水下分流河道微相控制,主要发育在砂体顶部和底部,具有稳定性较高、厚度较大等特征,此外,具有低自然伽马、低声波时差、高电阻率的测井响应特征。钙质夹层发育主要受控于2期方解石胶结,第一期与同生成岩期方解石的过饱和沉淀有关,此时期,壳类生物残体的溶解、河流携带的Ca^(2+)及CO_(2)^(3-)、大气中CO_(2)的溶解等是方解石胶结的物质来源;第二期方解石胶结为中成岩阶段B期的孔隙式胶结,地层中残留流体的Ca^(2+)及CO_(2)^(3-)、不稳定组分溶蚀、黏土矿物转化等为钙质胶结提供了Ca^(2+)及CO_(2)^(3-)。钙质夹层的发育增强了储集层砂体的层内非均质性,导致砂体垂向连通性变差和油水关系复杂。在油藏注水开发过程中,钙质夹层与相邻非渗透性隔夹层斜交形成有效隔挡,形成局部剩余油富集区。

准噶尔盆地莫索湾-莫北地区油气运移方向和成藏体系

运用无机地球化学元素示踪方法,对储层方解石胶结物中的MnO含量变化趋势进行了分析,就准噶尔盆地莫索湾-莫北地区的油气运移方向开展比较系统地研究,揭示了盆1井西凹陷、昌吉凹陷和东道海子北凹陷的油源对该区都有贡献,但在油源组成、充注范围和强度上有所不同,可以划分出3个成藏体系:盆1井西凹陷-东环带、昌吉凹陷-莫索湾、东道海子北凹陷北坡成藏体系,并认为莫索湾凸起的南东翼和东道海子北凹陷的西北斜坡区是有利探勘区域。

鄂尔多斯盆地西南部长_8砂岩致密时间再认识

鄂尔多斯盆地延长组砂岩的致密时间目前尚无定论,这是由于对方解石胶结物的成因认识不一致造成的。通过铸体薄片和带有能谱仪的扫描电镜技术,对鄂尔多斯盆地西南部长_8砂岩中方解石胶结物的成因进行了研究。认为早成岩A期的泥岩压释水为方解石胶结提供物质来源,形成了浸染状均匀分布的Ⅰ型方解石胶结物和斑块状或星点状散布的Ⅱ~0型方解石胶结物;Ⅰ型方解石胶结的砂岩,流体难以进入而失去水岩反应能力,Ⅱ~0型方解石胶结物在中成岩A期经溶解-沉淀反应转化为Ⅱ型方解石胶结物;碳氧同位素和流体包裹体资料不能作为研究方解石胶结物成因的主要依据,这些资料的解释必须服从于岩石显微结构特征。鉴于此,鄂尔多斯盆地西南部长_8砂岩致密时间为早成岩A期,其与成藏时期的配置关系为先致密后成藏。

塔里木盆地阿克库勒地区石炭系卡拉沙依组成岩作用

阿克库勒地区卡拉沙依组碎屑岩储层的成分成熟度和结构成熟度均较低.储层的次生溶蚀孔隙所占比例远高于原生孔隙,次生孔隙是储层的主要储集空间.样品数据统计显示,卡拉沙依组储层属于低孔、低渗储层类型.根据岩石薄片、铸体薄片观察及储层样品的扫描电镜和阴极发光分析结果,本区石炭系储层主要经历的成岩作用有压实(压溶)作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,其中碳酸盐矿物的沉淀和溶蚀作用是本区卡拉沙依组储层所经历的最重要的成岩作用.成岩作用已达到晚成岩B期,早期方解石交代石英颗粒并发生大量溶蚀,生成大量次生孔隙,晚期方解石没有发生溶蚀.

激光铀铅同位素定年技术在塔里木盆地肖尔布拉克组储层孔隙演化研究中的应用

古老海相碳酸盐岩铀和铅含量普遍较低、且成岩组构直径小,很难取得足够的粉末样品,常规的溶液法铀铅同位素定年在古老海相碳酸盐岩中难以推广应用。针对以上问题,中国石油集团碳酸盐岩储层重点实验室和昆士兰大学(UQ)地球科学院放射性同位素实验室两家共同开发激光原位U-Pb同位素定年技术,并应用于塔里木盆地寒武系肖尔布拉克组储层成岩-孔隙演化研究。通过充填孔洞、孔隙和裂缝中不同期次白云石和方解石胶结物的测年,指出寒武系肖尔布拉克组白云岩储层的埋藏成岩过程是孔隙和孔洞逐渐被充填的过程。孔洞的充填作用主要发生在早加里东期,孔隙的充填作用主要发生在中加里东期和印支期,加里东和印支期断裂作为热液运移的通道,为充填孔洞和孔隙的胶结物提供了物源,未被白云石、方解石和硅质胶结物充填的残留孔洞、孔隙和裂缝构成了主要储集空间,建立了肖尔布拉克组白云岩储层的成岩-孔隙演化史。这些认识与该地区的构造-埋藏史、盆地热史具有很高的吻合度,结合下古生界烃源生烃史,为古老海相胶结物形成时间确定、成岩-孔隙演化研究和油气运移前有效孔隙评价提供了利器。