莺歌海盆地黏土矿物异常转化及其地质意义

莺歌海盆地因其异常高压和高温热流体强烈活动而孕育了多种特殊地质现象。应用分析化验资料与热力学计算相结合的方法,研究了莺歌海盆地黏土矿物转化的特征,分析了其成因。结果表明,莺歌海盆地发育三种黏土矿物转化类型:正常演化型、快速演化型和缓慢演化型。其中超压抑制黏土矿物转化,形成黏土矿物缓慢演化型;高温热流体活动促进黏土矿物转化,形成黏土矿物快速演化型。超压对黏土矿物转化的抑制作用延缓了H+、阳离子和层间水的排出,减弱了胶结作用和溶蚀作用,有利于在深部形成优质储层。热流体的活动加速了黏土矿物转化,增强了储层的胶结作用,不利于深部优质储层的发育。

黏土矿物与页岩气

黏土矿物与页岩气有密切关系。黏土矿物的吸附作用影响有机质的富集,有机质向烃转化过程中黏土矿物起催化作用;黏土矿物的种类影响吸附态页岩气的分布。蒙皂石向伊利石转化过程中,蒙皂石单位构造高度(d0)减小引起构造塌陷,会在泥页岩中产生微裂缝,为页岩气提供储集空间和运移通道,黏土矿物转化过程中层间水的析出为页岩气的运聚提供载体。在中国含油气盆地黏土矿物纵向分布的6种基本模式中,正常转化型Ia亚型黏土矿物纵向转化阶段与有机质热演化阶段、压实阶段有良好的对应关系,如渤海湾、北部湾和苏北等盆地大部分凹陷的古近系和松辽及二连等盆地大部分凹陷的白垩系,有利于页岩气的生成和富集。同时,还可预测在正常转化型Ⅰa亚型分布区各黏土转化阶段页岩气的主要赋存状态。

混维凹凸棒石黏土应用现状与前景展望

混维凹凸棒石黏土的主要矿物成分是凹凸棒石,还含有伊利石、绿泥石、高岭石和伊蒙混层黏土等,大多呈现砖红色、灰色或土黄色。由于共存矿物组成相对复杂和色泽较深,混维凹凸棒石黏土过去常常被认为是低品位矿,不具备工业应用价值。随着高纯凹凸棒石黏土资源的快速消耗,自然界中储量更大的混维凹凸棒石黏土高值利用受到了重视。介绍了混维凹凸棒石黏土中黏土矿物含量差异、棒晶发育和类质同晶取代等主要特征,系统总结了在环境污染物吸附、土壤改良与修复、功能复合材料及其结构演化等方面的应用研究现状,从工业潜在应用角度展望了未来研究的重点方向,以期为我国混维凹凸棒石黏土的高效利用提供新视角。

酒泉盆地营尔凹陷异常高压形成机理

酒泉盆地营尔凹陷下白垩统砂泥岩普遍发育超压。通过对地层压实特征、黏土矿物转化及有机质演化特征的分析,揭示了凹陷超压形成的机理。结果表明:①营尔凹陷纵向上发育常压带、浅层超压带、过渡带和深层超压带4个压力带,超压带内具有明显的泥岩密度降低、电阻率减小和声波时差增大的欠压实特征,表明不均衡压实作用是形成该区超压的主要原因;②凹陷内发育3个蒙脱石向伊利石转化带,第一迅速转化带对应于浅层超压带,第二迅速转化带对应于深层超压带,反映黏土矿物转化与凹陷超压有一定的联系;③深层有机质演化程度较高(镜质体反射率Ro>0.6%),与浅层超压带相比,生烃作用对深层超压带的超压贡献更大。由此认为,营尔凹陷的下白垩统地层超压是不均衡压实作用、黏土矿物脱水作用和生烃作用共同影响的结果,并且隆起带和洼陷带的成因机理有所差异。

鄂尔多斯盆地延长组泥页岩储层SiO_2赋存状态研究

鄂尔多斯盆地泥页岩储层纯页岩段黏土矿物含量高,储集空间体积小。因此,黏土矿物转化释放的二氧化硅缺乏足够的空间,不能生长成自生石英,只能以非晶态存在于黏土矿物之间;而其粉砂质泥岩夹层中常见微米级孔洞。孔洞由长石溶蚀和黏土矿物转化形成,内部则发育晶形完好的自生石英、绿泥石及含铁方解石。此外,粉砂质泥岩的碎屑颗粒间常发育结块状非晶态二氧化硅,碎屑石英颗粒周围则以次生加大边的形式发育粒状和席状(或片状)非晶态二氧化硅。二氧化硅主要来源于黏土矿物转化与石英碎屑颗粒溶蚀。

莺歌海盆地泥岩稳定压实带成因及石油地质意义

莺歌海盆地为快速沉积、沉降的伸展-转换盆地，泥岩压实为常见的指数压实模式，同时，泥岩压实曲线具有典型的稳定压实带：即明显偏离正常压实趋势线，其声波时差值基本保持在约300μs／m，厚度一般为700～1000m，岩性主要以莺-黄组深海-半深海相泥岩为主，为孔隙度基本稳定段，但其测试地层压力却为正常静水压力．分析了泥岩声波稳定压实带的层位、岩性组合、热演化剖面、气测烃及与黏土矿物转化带的关系，认为其形成并非只与黏土矿物转化有关，中央凹陷带底辟区的泥岩稳定压实带是黏土矿物转化和流体排放共同作用形成的，非底辟区则是局部流体排放造成的结果．稳定压实带普遍位于超压带顶面上部，反映出稳定压实带实际上为超压系统的封闭层，强烈底辟区稳定压实带的消失则可能表明深部超压流体向浅部的排放，油气则可能主要集中在浅部层位．因此，正确识别稳定压实带对于准确预测欠压实引起的偏离正常压实趋势线的超压及油气聚集分布具有重要的理论和实践意义．

成岩作用对泥页岩储集性能的影响:以东营凹陷古近系沙四上亚段为例

陆相页岩油储集层孔隙结构特征及储集能力受泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造影响,纵向上表现出显著的差异性,但相关研究仍不够深入。以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙四上亚段典型陆相富有机质泥页岩为研究对象,基于岩心观察描述、岩石薄片鉴定、扫描电镜等多尺度观察手段,结合X射线衍射分析、同位素地球化学分析、物性分析及能谱分析等测试资料,开展泥页岩成岩作用特征及其控储差异研究。研究结果表明:(1)研究区可识别出7种成岩作用类型,其中,建设性成岩作用以方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用为主;沙四上亚段整体处于中成岩A阶段。(2)方解石重结晶、黏土矿物转化及白云石化作用在垂向上表现出显著的差异性演化特征,重结晶成因的亮晶方解石主要发育于纯上3小层与纯上2小层,黏土矿物转化所形成的晶间中—高孔区主要发育于纯上2小层;研究区主要发育2种类型的白云石,其中,泥晶白云石主要发育于纯上3小层,微晶铁白云石主要发育于纯上1、2小层。(3)方解石重结晶和黏土矿物转化的协同使得纯上2小层产生了大量微孔,同时适量的铁白云石可作为骨架矿物支撑孔隙,有利于中深层孔隙的保存,是该小层成为优质储集层的关键。

准噶尔盆地莫索湾凸起侏罗系超压成因

超压成因分析是压力预测和油气成藏研究的基础,准噶尔盆地腹部莫索湾凸起侏罗系超压分布普遍,且与油气成藏关系密切复杂,亟待深入开展超压成因研究。综合运用测井曲线组合分析法、Bowers法、声波速度—密度交会图法、孔隙度对比法和综合分析法等探讨了超压的成因。研究表明,准噶尔盆地莫索湾凸起侏罗系普遍发育超压,主要位于4000~4500 m以深地层,压力系数为0.92~2.11,平面上东部超压较强,压力系数可达2.11,西部较弱,压力系数可达1.6。声波时差、密度及电阻率测井曲线对超压的响应较为明显,表现为均存在不同程度的反转。多方法综合判识准噶尔盆地莫索湾凸起侏罗系地层超压以传导型成因超压与化学压实复合成因超压为主,且东部化学压实贡献略高于西部,欠压实成因贡献弱或者无。

泥岩化学压实作用的超压响应与孔隙压力预测

为探索泥岩化学压实作用的增压机制及其超压响应特征,结合国内外相关研究,对泥岩化学压实作用与超压发育关系、化学压实阶段超压响应特征以及孔隙压力预测方法进行了系统总结,分析了东营凹陷泥岩化学压实作用在孔隙压力预测中的意义.认为泥岩化学压实作用以黏土矿物转化为主导机制,通过改变泥岩的微观结构及岩石物理属性,化学压实作用影响了超压的发育及其测井响应,建立不同压实阶段正常压实趋势线是有效判识超压成因机制、准确预测孔隙压力的基础.研究结果表明:1)泥岩压实过程可以划分为机械压实阶段(<70℃)、过渡阶段(70~100℃)以及化学压实阶段(>100℃),黏土矿物转化(尤其是蒙脱石向伊利石转化)控制了泥岩的化学压实行为;2)泥岩化学压实的增压效应主要包括3个方面:形成垂直于最大有效应力方向排列的黏土颗粒组构,促进泥岩压实、导致自生胶结物沉淀降低泥岩渗透率,增强体系封闭性、使得泥岩发生骨架弱化作用,引起有效应力转移;3)在有效应力-孔隙度/密度和声波时差/电阻率-密度交会图中,化学压实导致的超压表现出非弹性卸载特征,即随着有效应力减小,呈现出孔隙度降低,而声波时差和密度同时增大的测井响应;4)适用于化学压实阶段的孔隙压力预测方法包括伊利石压实曲线法、纵横波速度比法、偏移-修正法、Dutta压实模型法以及两步测井预测法等;5)东营凹陷泥岩黏土矿物快速转化深度与超压顶深(2 000~2 800 m)大致相同,超压发育及测井响应与化学压实密切相关,基于化学压实正常趋势线预测的深部(>3 000 m)孔隙压力与实测压力更接近.