南白碱滩断裂带结构特征及流体作用

南白碱滩断裂带可分为滑动破碎带和诱导裂缝带两个结构单元。滑动破碎带具断裂角砾岩特征,厚度小,压实强,岩性致密,封闭性好;诱导裂缝带宽度大,裂缝发育,胶结充填作用强。断裂充填物主要为方解石,其次为方沸石,另外还发现硅质和沥青充填。充填物中流体包裹体发育,有盐水包裹体,也有有机包裹体,主要沿方解石解理面和微裂隙呈线状分布。盐水包裹体均一温度可分为3个区间,有机包裹体在荧光镜下也显示出棕色、亮黄色及蓝绿色3种颜色,表明南白碱滩断裂带至少经历了3期大规模的流体活动。成岩胶结作用对南白碱滩断裂带的封闭性起重要作用,受后期构造运动的影响,早期封闭性断裂会重新开启,流体将再次活动,形成新的胶结物,故该断裂的封闭是多期流体活动发生成岩胶结作用的结果。      

断层成岩封闭及其应用

影响断层封闭性的成岩作用类型主要包括:充填作用、压实作用和胶结作用。断裂带充填物中泥质含量越高, 其孔渗性越差, 形成封闭的可能性越大。压实作用是控制断裂带充填物致密性和断裂静止期封闭强度的关键, 压实作用越强, 断裂带越紧闭, 封闭性越好。流体进入断裂破碎带, 随压力和温度的降低, 热液矿物发生沉淀结晶, 逐渐胶结裂缝和角砾岩。断裂带胶结矿物主要有方解石和石英, 温度和压力是控制胶结作用发生的主要因素。夏503井断裂带内泥质充填物发育, 厚1 m左右, 由于埋藏深, 压实作用强, 断裂带充填物致密坚硬。扫描电镜观察, 裂缝和岩石孔隙中充填有沉淀结晶矿物, 这种胶结作用发生的范围大致在断裂带附近3 m左右。在充填、压实、胶结共同作用下, 夏503井断层封闭性强, 是控制江家店油田成藏的关键。      

碳酸盐岩断层破碎带构造成岩作用——以塔中Ⅰ号断裂带为例

多旋回叠合盆地断层具有异常复杂的构造变形与成岩演变,跨学科结合的构造成岩作用研究为断层破碎带演变机制与流体-岩石作用分析提供了新思路。结合塔中Ⅰ号断裂带构造解析和地化资料分析,探讨古老碳酸盐岩断层破碎带构造成岩作用的特殊性。结果表明,塔中Ⅰ号断裂带上奥陶统台缘带碳酸盐岩断层破碎带发育多类、多期构造成岩作用,明显不同于围岩。断层破碎带宽度高达2~4km,裂缝类型多样、纵横向变化大、开启程度较高。沿断裂带压实作用较弱且有差异,发现有碳酸盐岩压实变形带发育,并有后期裂缝与溶蚀作用形成的局部高渗透带。断层破碎带观测到多期压溶低角度缝合线与高角度构造缝合线,部分具有渗透性。多达4~5期不同类型胶结作用沿裂缝带发育,大气淡水胶结较多,胶结程度相对较弱。准同生期大气淡水溶蚀与局部风化壳岩溶主要沿断层破碎带发育,而且埋藏溶蚀作用较强,发育大型缝洞体与溶蚀孔洞。构造成岩作用揭示塔中Ⅰ号断裂带东段上奥陶统碳酸盐岩断层破碎带经历断裂萌芽期-形成期-定型期-复活扩张期-局部开启期等5期演变,不同演化期构造成岩作用有明显差异。构造成岩作用的多期差异活动是造成古老碳酸盐岩断层破碎带复杂性的重要因素。     

克拉苏冲断带白垩系储层成岩作用及其对储层质量的影响

利用大量岩石薄片、铸体薄片、测录井资料及岩芯观察等资料,对库车坳陷克拉苏冲断带白垩系巴什基奇克组储集层的岩石组分、成岩作用及孔隙类型特征等进行了系统研究。其岩石学特征为:成分成熟度低,分选中-好,磨圆次棱角状-次圆状,结构成熟度中等-偏低。储集空间为次生孔隙及原生孔隙。储层经历了压实、胶结、溶解、破裂等成岩作用,主要处于中成岩A2-B期。压实作用以机械压实为主,胶结作用主要为碳酸盐胶结;溶蚀作用导致碳酸盐胶结物、长石颗粒和少量岩屑溶解、破裂作用产生裂缝。在克拉苏断裂的上、下盘地层中,压实作用及胶结作用是孔隙减少的主要原因。断裂带上盘埋深较浅,抬升遭受表生溶蚀作用使得溶蚀孔隙非常发育;断裂带下盘埋深较深,压实和胶结作用使得储层致密化,后期构造挤压破裂作用形成的裂缝及溶蚀扩大缝有效地改善了深部储层物性。     

准噶尔盆地南缘红雁池断裂带结构特征及流体运移模式

为探讨断裂带流体运移的相关问题,以准噶尔盆地南缘红雁池断层为例,揭示了一个以岩石变形机制与流体成岩胶结为控制因素的断裂带流体运移模式。露头调查表明红雁池断裂带发育多个结构带,各结构带破裂及充填特征等显著不同;渗透性分析表明,破裂机制差异与胶结程度的强弱共同导致断裂带渗透性的非均质特征;流体运移的岩矿学记录证实,断裂带流体运移受控于破裂机制和流体成岩的相互作用。综合研究表明,断裂带流体运移首先受控于破裂机制,新形成的高渗透性脆性裂缝带是流体运移优势路径,绝大部分流体通过优势路径来运移;其次是成岩胶结,丰富的流体活动导致断裂带强烈的成岩胶结,渗透率迅速减低直至封堵,流体运移结束。     

准噶尔盆地西北缘克-百地区侏罗系成岩作用及其对储层质量的影响

准噶尔盆地西北缘克拉玛依—百口泉地区侏罗系砂岩、砂砾岩储层经历了压实、胶结、溶蚀等多种成岩作用,其中压实和溶蚀作用是控制储层物性的主要成岩作用,其次为胶结作用。压实作用以机械压实为主,是孔隙减少的主要原因。胶结作用主要为碳酸盐胶结,少量黄铁矿胶结,偶见方沸石胶结和硅质胶结。溶蚀作用导致碳酸盐胶结物、长石颗粒和少量岩屑溶解流失。储层孔隙经历了由原生到次生的演化过程。在成岩演化过程中,长石的溶蚀作用、碳酸盐矿物的沉淀与溶解作用是影响储层孔隙发育的关键因素,早期方解石的胶结有利于后期次生孔隙的形成。在克-乌断裂带上、下盘地层中,断裂带上盘埋深浅,一般小于1200m,原生孔隙非常发育;断裂带下盘埋深较深,压实作用强,原生孔隙所占比例明显减少,次生溶蚀孔隙相对发育。次生孔隙的形成受流体及断裂控制。     

准噶尔盆地红车断裂带结构与成藏差异性分析

红车断裂带中断裂十分发育,体系复杂,且主断裂延伸长,空间上不同部位断裂特征及控藏作用差异明显.利用测井、岩心、高精度地震数据体资料,根据断裂性质、组合样式及活动强度差异性等在平面上将红车断裂分为南北两段,北段主要发育逆断裂,南段主要发育走滑断裂;在剖面上分为上下两层断裂体系,上层为张性断裂体系,下层为压性断裂体系.红车断裂带深部断裂结构发育,成岩胶结作用强.对流体包裹体及裂缝胶结程度研究表明,红车断裂深部早期封闭性较差,但随成岩胶结作用进行,北段封闭性逐渐变好.断裂带浅部为砂泥岩互层,断裂结构不发育.利用断层泥比率、断裂带泥质含量、断面正应力及紧闭指数评价其封闭性,显示浅部封闭性在不同时期变化较大：白垩纪早期南段好于北段,古近纪中晚期—新近纪早期北段好于南段.红车断裂带北段油气比南段更为丰富,在北段为阶梯状成藏模式,南段为“花状”成藏模式.     

准噶尔盆地中拐凸起二叠系佳木河组砂砾岩沸石胶结特征及其成岩机制分析

准噶尔盆地中拐凸起佳木河组砂砾岩发育广泛的沸石胶结作用。沸石矿物的胶结特征以及胶结成岩机制分析对储层成因机理探索至关重要。以岩心观察为基础,微观镜下分析为辅助,结合电子探针等微区地化测试方法,对中拐凸起佳木河组沸石胶结型砂砾岩岩石物性、沸石胶结、溶蚀特征进行了分析研究,通过成岩作用分析,建立起成岩环境以及沸石胶结成因之间的相互关系。研究结果表明,佳木河组砂砾岩沸石类胶结作用类型主要有方沸石、浊沸石和片沸石,不同类型沸石胶结不具有明显的分带性,常形成多期、多类型沸石共同胶结,这与不同阶段成岩环境关系密不可分,是早期短暂开放性碱性成岩环境为基础、中期酸碱成岩环境交替为辅助、后期长期封闭型碱性成岩环境为主导的综合响应结果。     

川东北飞仙关鲕滩气藏储层流体包裹体与成藏特征

对川东北地区飞仙关组储层成岩作用特征、流体包裹体均一温度、盐度和阴离子的分析表明,海槽区、鲕粒坝相区和澙湖区等不同沉积相带的成岩作用类型和特征存在较大差别。多数井区至少发生了两次溶蚀作用,晚期胶结作用和包裹体欠发育。孔隙胶结物和裂缝方解石脉中包裹体的发育在时间序列上均不完整。HCO3-与SO24-含量总体呈互为消长的关系,表明富HCO3-和富SO24-代表不同溶蚀作用期次的流体。断裂和裂缝在发育时间上具有阶段性和不连续性,体现在所记录的包裹体信息不具完整性。伴随成岩、成藏演化,总体上成岩流体盐度逐渐增大,即成岩演化阶段越高,流体盐度越高。     

乍得南部Bongor盆地下白垩统碎屑岩储层成岩作用及其对物性的影响

综合利用铸体薄片、X射线衍射、阴极发光、扫描电镜、物性分析及镜质体反射率和包裹体温度等资料,结合岩心观察法,对Bongor盆地下白垩统碎屑岩储层基本特征及成岩作用进行了研究。依据胶结物的体积分数及形态、黏土矿物组分的分布、岩石结构镜下特征及孔隙演化、有机质热演化等证据划分了岩石成岩阶段,并分析了成岩作用对物性的影响。结果显示：该区储层岩石类型以长石砂岩为主,胶结物以碳酸盐和黏土矿物为主;溶孔-粒间孔组合型储集性最好,粒间孔-溶孔组合型次之;成岩作用是控制储层物性的主要因素,成岩作用主要包括压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用;压实作用和胶结作用是破坏性成岩作用,二者分别使原始孔隙度损失54.93%和31.30%,岩石颗粒中长石、碳酸盐胶结物等易溶物质发育,溶蚀作用是主要建设性成岩作用;目的层成岩阶段以中成岩A期为主,成岩作用弱-中等。     

断裂在纯净砂岩中的变形机制及断裂带内部结构

以纯净砂岩为对象,考虑了影响断裂变形的主要因素,包括成岩阶段、孔隙度、温度和围压,系统剖析了不同性质砂岩的断裂变形机制、微构造特征及形成断裂带的内部结构,对研究砂岩内断裂封闭性具有重要的指导意义。研究表明：纯净的砂岩在未固结-半固结成岩阶段发生断裂,变形机制为颗粒边界摩擦滑动,导致颗粒旋转和滚动,即为颗粒流,形成的微构造为解聚带,孔渗性同母岩比没有明显降低,断裂带尽管具有断层核和破碎带二分结构,但渗透率比母岩高,为流体垂向运移的通道;在固结成岩阶段（孔隙度大于15%）发生断裂,变形机制为碎裂作用,颗粒边界摩擦滑动导致颗粒旋转,即为碎裂流,形成的微构造为碎裂带,渗透率同母岩比一般降低1～3个数量级,形成侧向有一定封闭能力、垂向渗透的断裂带;固结阶段（孔隙度小于15%）发生断裂,开始由于破裂作用,形成断层角砾岩,伴随着碎裂流发生,形成碎裂岩,因此早期形成高渗透断裂带,后期断层逐渐封闭。固结成岩的砂岩在抬升过程发生断裂,变形机制为破裂作用,形成无内聚力的角砾岩,为高渗透断裂带。在不同成岩阶段发生变形,形成多类型变形构造的叠加,对于一条晚期形成的断层而言,由于不同深度变形机制及微构造类型不同,导致油气选择性充注,碎裂带和压溶胶结碎裂带阻止油气向高孔隙度砂岩中充注,解聚带会成为油气运移的通道,裂缝有利于油气优先充注。因此,高孔隙性砂岩中孔隙度较低的储集层由于碎裂带不发育常常含油气性最好,而低孔隙性砂岩由于裂缝产生含油气性较好。     

鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统长8段砂岩储层 成岩作用与孔隙演化

鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组长8是该区油藏的主力储集层,主要为一套湖泊-三角洲相砂岩,储集岩主要为长石砂岩及长石岩屑砂岩.以岩心观察为基础,结合薄片鉴定、扫描电镜、压汞测试、X-衍射、包裹体测温、R.测定等方法认为,研究区延长组砂岩经历了压实、胶结、溶解、交代等成岩作用,成岩阶段已达中成岩阶段A期.成岩作用成为控制该区物性的一个关键因素,早期的机械压实和胶结作用使原生孔隙大量丧失,有机质分解形成的酸性流体使储集层中长石等易溶组分的溶蚀对储层物性起到重要的改善作用,成岩阶段后期以(含铁)碳酸盐胶结物为主的胶结又使砂岩致密化.成岩作用中的孔隙演化特征对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组低渗透储集层的开发具有积极的意义.     

碳酸盐岩内断裂带结构及其与油气成藏

以野外观察描述为手段,系统研究了碳酸盐岩断裂变形机制的影响因素及断裂带结构演化过程,剖析了碳酸盐岩地层中断裂带结构与流体运移的关系。研究表明,影响碳酸盐岩内断裂变形机制的因素包括岩性、孔隙度、变形深度、温度、胶结作用、先存裂缝等,控制断裂带结构形成的因素包括滑动位移和破裂模式等。低孔隙度碳酸盐岩以裂缝发育为主,高孔隙度碳酸盐岩变形早期产生变形带,带内裂缝联接逐渐发育成断层带。随着埋藏深度的增加,断裂带结构不同：埋藏深度小于3 km,断层核主要发育无内聚力的断层角砾岩和断层泥;埋藏深度大于3 km,断层核普遍发育有内聚力的断层角砾岩和碎裂岩,破碎带发育多种成因的裂缝。随着位移的增加,破裂模式从早期的破裂作用变为后期的碎裂作用,最终形成碎裂流。断裂带演化是一个四维过程,断层核和破碎带发育情况直接影响断层对油气的运移和封闭的作用。断裂变形机制、断裂带内部结构以及与流体运移关系的研究,都可为封闭性提供重要的理论依据。     

山东桩海地区中生界碎屑岩储层特征及其控制因素

采用岩芯观察、薄片鉴定、扫描电镜分析及X-衍射分析等手段,对桩海地区中生界碎屑岩储层的成岩作用、储集空间和控制因素进行了研究。结果表明,桩海地区中生界碎屑岩储层经历了强烈的压实压溶作用和胶结交代作用、多期次的溶解作用和裂缝形成作用;成岩作用阶段可划分为早成岩B,中成岩A1,A2 和中成岩B期。储集空间以溶解孔隙和裂缝为主,裂缝主要有构造裂缝、压实裂缝和解理裂缝;溶解孔隙主要有长石溶解孔隙和碳酸盐胶结物溶解孔隙,其成因主要与大气降水溶解作用和沙河街组、东营组有机质演化过程中形成的有机酸溶解作用有关。桩海地区中生界碎屑岩储层的控制因素主要有沉积作用、成岩作用和构造作用。沉积作用控制了碎屑岩杂基、分选、磨圆等结构特征,进而控制了原生孔隙结构,为后期溶解作用的形成奠定了基础。断层和不整合面作为流体运移通道为溶解作用提供酸性介质,断层和不整合的规模越大对碎屑岩储层物性的控制作用越明显,距离断层和不整合面越近的储层物性越好。溶解作用受沉积作用和构造作用的控制,在原始孔隙结构好、压实作用和早期胶结作用弱以及裂缝发育的地区,溶解作用强烈、次生孔隙发育、储层物性好。在沉积作用、成岩作用和构造作用的综合控制下,中生界顶底及内部不整合面附近发育多个次生孔隙发育带,中生界顶部处于中成岩A1 亚期的储层次生孔隙最发育。     

断层内部结构及其对封闭性的影响

先前的研究多考虑断层封堵和开启的2种极端状态,近来的研究认为,在多数情况下断层处于2种之间的状态,只有在静止期具有封闭能力的断层,才有可能对油气起封堵作用。分析断层对流体运移的影响,需要分析断层在演化过程中的内部结构特征。断层可以划分出破碎带、诱导裂缝带和围岩3部分,断层岩和伴生裂缝构成破碎带的主体部分。常见的断层岩包括断层角砾岩、断层泥和部分碎裂岩,它们充填在断层裂缝空间中,断层内部结构受断层形成时的构造应力性质、断层活动强度和围岩岩性因素的控制。从动态角度看,随着断距增加,断层活动伴随着裂缝的发育和岩石的破碎混杂,可用泥质源岩层厚度和断距的比值来划分不同的发育阶段。断层活动期为油气运移通道,在静止时表现出差异性的封闭,通常用断层渗透率和排替压力2个参数来定量评价断层的封闭程度。断层岩渗透率主要受断距、泥质含量、埋深等因素的控制;断层排替压力的预测方法有2种:一种是从断层岩成岩角度分析的"等效埋深法",另一种是分析实测排替压力与主控地质因素的"拟合法"。通过简化的断层模型,建立了渗透率、排替压力与主控因素的预测关系。和储层类似,流体在断层中的运移遵循多孔介质的渗流特征。利用断层两侧的流体压力和油气柱高度并不能直接评价封闭性能,还必须考虑油气充注史和流体压力变化历史。     

Relations between shallow cataclastic faulting and cementation in porous sandstones: First insight from a groundwater environmental context

The interplay between fault zone cataclasis and cementation is important since both processes can drastically reduce the permeability of faults in porous sandstones. Yet the prediction of fault cementation in high-porosity sandstone reservoirs remains elusive. Nevertheless, this process has rarely been investigated in shallowly buried faults (<2 km; T°<80 °C) where its sealing capacity could be acquired early in the geological history of a reservoir. In this paper, the macro- and microscopic analysis of a fault zone in the porous Cenomanian quartz arenite sands of Provence (France) shows that silica diagenesis occurs in the most intensely-deformed cataclastic parts of the fault zone. This fault zone shows 19–48% of its total thickness occupied by low-porosity quartz-cemented cataclastic shear bands whose porosities range from 0 – ca. 5%. The analysis of the weathering profile around the fault zone reveals the presence of groundwater silcretes in the form of tabular, tightly silicified concretions cross-cut by the fault. Detailed transmitted light, cold-cathodoluminescence and scanning electron microscopy analyses of the silica cements (from the fault and the silcrete) reveal that all the silica cements originate from groundwater diagenetic processes. This study therefore shows that silica cementation can occur specifically in fault zones and as groundwater silcrete in the shallow context of a groundwater system, generated at the vicinity of an erosional unconformity.