砂岩储层不同产状自生高岭石成因机制及其储层改造意义——以东营凹陷沙河街组为例

酸性流体环境下长石颗粒的溶蚀及改造是次生孔隙形成及演化的重要成因之一,该类成岩作用对含油气盆地深部有利储层的形成、演化及分布具有重要影响。自生高岭石作为酸性流体环境下长石颗粒转化过程中最主要的成岩产物,其成因机制和形态影响该过程中储层次生孔隙的类型。以东营凹陷沙河街组为例,以热力学为基础,采用数值模拟方法明确不同地层温度条件下不同产状自生高岭石的形成过程,利用铸体薄片、扫描电镜等手段明确不同产状自生高岭石的分布特征,并揭示不同成岩环境下其成因机制及长石转化过程。结果表明:当地层温度高于120℃时,储层中自生高岭石为三水铝石与长石转化的产物,此过程中形成的次生孔隙为高岭石晶间微孔,孔隙结构类型为微孔-细喉型;当地层温度低于120℃时,储层中自生高岭石为孔隙流体沉淀或三水铝石与含硅粒子结合的产物,此过程中形成的次生孔隙为长石溶蚀孔,孔隙结构类型为大孔-粗喉型。

东营凹陷砂岩储层自生高岭石发育特征与成因机制

通过大量薄片鉴定、岩心观察以及扫描电镜、粘土矿物粉晶衍射等分析测试手段,对东营凹陷砂岩储层中发育的高岭石的分布、产状以及镜下特征等进行了分析。结果表明,研究区砂岩储层中高岭石有自生和陆源两种成因。自生高岭石在储层中较为常见,其微观特征表现为结晶形态完整,呈典型的书页或蠕虫状充填于粒间孔和长石颗粒溶孔内,在铸体薄片中可见自生高岭石集合体呈"斑状"的聚集充填特征。陆源高岭石在研究区较为少见,一般在浅层出现,是在沉积过程中与碎屑颗粒等非粘土矿物同时形成。在上述研究的基础上,对自生高岭石成因机制进行了讨论,认为东营凹陷砂岩储层中长石类矿物的溶蚀作用是自生高岭石形成的主要物质来源。研究区粒度大、分选好的砂岩储层中高岭石含量较高,说明除酸性的流体环境和一定的物质供应外,流体动力条件也是自生高岭石形成的重要控制因素。

库车冲断带巴什基奇克组砂岩自生高岭石成因与油气成藏

克拉2构造是该区最大的气田,白垩系储层自生高岭石也最为发育,平均相对含量大于20%,以书页状和蠕虫状分布于骨架颗粒间。克拉3、克拉1和吐北1等勘探失利的圈闭,高岭石均不发育。克拉2构造自生高岭石是长石颗粒在地层酸性介质中溶解的沉淀产物,同时伴随次生孔隙的形成。其成岩环境处于开放或半开放流体系统。这一成岩环境既能保证来源于下伏源岩层系酸性流体的注入,又要允许长石等溶解物质的排出。自生高岭石与次生孔隙的形成过程与天然气的充注,为两个机理上紧密联系的共生过程。贯通-贯穿型断裂向下贯通烃源岩、向上又断穿膏盐岩盖层,构成超压流体运移的主通道。有贯通-贯穿型断裂发育的地区,不仅具备了自生高岭石与次生孔隙的形成条件,而且有利于天然气成藏。断裂输导通道的类型对比表明,克拉苏构造带比秋里塔克构造带更有利于天然气的成藏。

扶余油田自生高岭石对注蒸汽的影响

扶余油田开采过程中存在注蒸汽压力较高等问题,为此,开展了注蒸汽室内实验研究。从该区域自生高岭石矿物含量,自生高岭石在不同蒸汽温度条件下的水岩反应产物,高岭石及高温水岩反应生成的蒙皂石对储层伤害等方面进行了影响因素分析。实验中300℃高温蒸汽条件下,静置120 h后岩心中蒙皂石含量由无上升到30%,高岭石含量由90%下降到60%。注蒸汽过程中,注汽速度远大于注水速度,造成油层的速敏性伤害,同时高温反应产生的蒙皂石可能造成水敏性伤害,导致注汽压力由较低的启动压力4～6 MPa快速上升到9.5 MPa以上,超过油层的破裂压力。研究证明,高岭石矿物含量高是造成扶余油田注汽压力高的主要原因。

砂岩储层中自生高岭石的研究进展

自生高岭石作为沉积岩中最为常见的自生黏土矿物之一,受到了人们的广泛关注。由于自生高岭石可能对储层物性造成较大的影响,在石油地质学、储层沉积学等领域对其进行研究具有重要意义。在前人研究的基础上结合笔者自己的研究,对自生高岭石的形成环境、形成机制、赋存状态及其对储层物性的影响等问题进行归纳总结,主要有以下几点认识:自生高岭石的形成与酸性流体和大气淡水有着直接的关系,同时酸性流体的产生可能受到多种因素如煤系地层、油气充注的影响;长石类矿物的溶蚀作用是自生高岭石形成的主要物质来源,在该过程中Al3+含量并非处于平衡状态;自生高岭石可能形成于埋藏成岩作用多个阶段,但主要在早成岩作用阶段形成;自生高岭石和储层物性之间的关系受其赋存状态、分布特征以及储层砂岩的成熟度等因素的制约。研究还表明,在某些地区,如鄂尔多斯盆地上古生界盒8段,自生高岭石的形成对储层物性是有利的。

西湖凹陷古近系及新近系储层砂岩自生高岭石分布特征及形成机制

在西湖凹陷古近系及新近系储层砂岩中,自生高岭石是含量仅次于碳酸盐的第二大自生矿物,主要是长石等铝硅酸盐矿物溶解的产物;自生高岭石含量与砂岩碎屑中的长石含量有着明显的负相关性,自生高岭石含量在凹陷中呈现的"东西分带、南高北低"的分布特点与成岩作用过程中有机酸和大气水对长石等铝硅酸盐的溶解作用有关,其中有机酸作用明显强于大气水。西湖凹陷平湖组在西斜坡具有比中央反转带明显高的自生高岭石含量,南部地区相对北部地区具有相对较高的高岭石含量,说明西斜坡平湖组和南部地区具有更好的次生孔隙形成条件,其储层质量更好。

砂岩储层中自生高岭石的成因与演化

从储层演化的角度来说,高岭石是砂岩储层中最常见的自生黏土矿物之一,储层中的自生高岭石是酸性流体与长石等铝硅酸盐矿物反应的结果。本文通过薄片鉴定分析高岭石镜下特征,研究文献得出形成高岭石的酸性流体主要包括下渗的富CO2大气水,地层温度超过120℃后,孔隙流体逐渐转变为碱性,高岭石向伊利石转化。进入中晚成岩阶段,在偏碱性的环境下,高岭石就会向绿泥石转化。自生高岭石含量与储层物性之间具有较好的相关性,成岩场中,高岭石的迁移与沉淀对储层产生了不同的影响。自生高岭石含量较高,具有更好的成岩和次生孔隙形成条件,而且,油气侵位产生的惰性环境,往往有利于高岭石的保存。

西湖凹陷砂岩自生高岭石发育特征及其对储层物性的影响

从储层演化的角度来说,高岭石是砂岩储层中最常见的自生黏土矿物之一,通常出现在孔隙喉道中,是长石溶解和次生孔隙发育的指示矿物。以薄片鉴定、电镜扫描、X衍射分析等资料为基础,通过对西湖凹陷古近系、新近系影响储层质量的自生高岭石的分布特征及其形成机制的研究,认为西湖凹陷自生高岭石的含量和分布特点与成岩作用过程中有机酸和大气水对长石等铝硅酸盐的溶解作用有关;自生高岭石含量与储层物性之间具有较好的相关性;西斜坡平湖组具有比中央反转构造带平湖组明显高的自生高岭石含量,具有更好的成岩和次生孔隙形成条件;凹陷南部地区具有比北部地区相对较高的高岭石含量,有更好的次生孔隙形成条件与储层物性。

鄂尔多斯盆地神木-榆林地区太原组砂岩中自生高岭石对孔隙发育的影响

鄂尔多斯盆地东北部地区太原组为较为典型的致密砂岩储层,其粘土矿物含量相对较高,自生高岭石作为在陆相沉积碎屑岩中常见的黏土矿物之一,在碎屑颗粒之间的孔隙当中出现,与储集层的质量具有紧密的相关性,本文选取位于鄂尔多斯盆地东北部的神木-榆林地区太原组砂岩为研究对象,对较为代表性的岩心样品进行薄片观察,全岩XRD以及扫描电镜等实验分析,探讨其中自生高岭石对砂岩中孔隙发育的影响。

辽河拗陷滩海东部沙河街组低渗透砂岩储层成岩作用特征

基于铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射及物性资料综合分析,文中对辽河拗陷滩海东部古近系沙河街组一二段(简称沙一二段)储层的岩石学、物性及成岩作用特征进行了详细研究,建立了砂岩孔隙定量演化模式。结果表明:沙一二段储层岩性以长石岩屑砂岩为主,为中低孔、特低渗储层,以长石、岩屑的粒内溶孔为有利储集空间;目前处于中成岩阶段A期,经历了压实、胶结、溶蚀和交代4种成岩作用,其中压实、胶结作用降低储层孔隙度,破坏储层物性,孔隙度因压实作用减少了15.4百分点,因胶结作用减少了12.0百分点;溶蚀作用改善储层物性,并控制优势储层区域的分布,在其他非建设性成岩作用造成减孔与部分高岭石迁移造成增孔的综合控制下,实际溶蚀作用增加孔隙度7.2百分点。