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。     

东营凹陷碎屑岩储层长石溶蚀、Al迁移富集特征

成岩作用过程中骨架颗粒长石的溶蚀淋滤是碎屑岩储层形成次生孔隙的重要作用。长石在溶蚀反应中Al元素的活动性最低,只有在流体动力较强的条件下Al才发生迁移作用,长石溶蚀反应中高岭石的形成与分布受控于Al的迁移富集能力。因此研究成岩元素Al在流体中迁移富集特征对于储层评价具有重要意义。运用铸体薄片、扫描电镜以及粉晶衍射等分析测试技术,对东营凹陷碎屑岩储层的成岩特征进行了研究,结果在镜下可见研究区长石溶蚀以及Al的迁移富集特征明显。通过斜长石溶蚀形成高岭石的化学反应方程式,对比反应前后斜长石含量的变化,对河140井2 9213~2 9258 m深度段的砂岩进行了理论高岭石含量的计算。这种理论计算结果和实际形成高岭石含量曲线的差异,说明相对开放体系里长石溶蚀产物Al发生了微观的迁移富集作用。通过研究牛庄凹陷砂岩夹层中高岭石的含量分布特征,发现在砂泥岩界面靠近砂体一侧出现高岭石的富集,说明长石溶蚀产物Al在一定的流体动力条件下发生了迁移富集。研究区储层中长石溶解后形成高岭石,且其分布基本上受流体活动活跃的砂/泥岩界面位置和岩石物性控制。以钠长石和钾长石溶蚀形成高岭石和石英为例,对成岩反应前后岩石的体积变化进行了理论计算,结果表明如果长石溶解产物Al没有发生较大尺度的迁移,那么长石溶蚀后几乎相等体积的次生矿物将会沉淀充填孔隙。对于碎屑岩储层,次生孔隙发育的岩相学特征只能说明砂岩骨架颗粒发生了溶蚀作用、引起了孔隙重新分布、增加了砂体的非均质性,不足以说明砂岩孔隙度是否会真正提高。同时高岭石含量不能作为有效次生孔隙发育的标志,只有在Al发生迁移净输出之后,才能真正提高储集层的物性。     

饶阳凹陷古近系成岩作用特征

通过26口井岩石薄片和铸体薄片的镜下观察及14口井扫描电镜等资料的分析,对饶阳凹陷古近系碎屑岩储层的岩石学特征、成岩作用及成岩相进行了研究。研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低,岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,磨圆中等,多呈次棱-次圆状,分选中等偏差。成岩作用主要有压实作用、胶结作用、交代蚀变作用、溶解作用等。中深部储层的成岩相组合可划分为胶结-溶解成岩相、胶结成岩相、压实-胶结成岩相、胶结-溶解-交代成岩相4种类型。     

东营凹陷北部沙河街组四段深部储层多重成岩环境及演化模式

主要通过薄片鉴定、扫描电镜观察、包裹体分析、粘土矿物分析、镜质体反射率测试和岩心物性分析等手段,结合构造发育史和有机质热演化史等研究成果,以揭示东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层成岩环境及演化模式为目的展开研究工作。结果表明:东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。酸性成岩环境以碳酸盐矿物溶解、长石溶解蚀变为高岭石并伴生石英次生加大等为标志,碱性成岩环境以石英质颗粒及其次生加大边溶解、长石次生加大和晚期碳酸盐矿物沉淀为标志。研究区古近系深部碎屑岩储层成岩环境由浅至深大致经历了碱性—酸性—酸性碱性交替(局部碱性较强)—碱性—弱碱性的演化过程,并建立了沙河街组四段的成岩演化和储层改造模式。     

海拉尔盆地贝尔凹陷铜钵庙组成岩作用及其对孔隙演化的影响

海拉尔盆地贝尔凹陷铜钵庙组发育一套火山碎屑岩类、火山-沉积岩类和少量的陆源碎屑岩岩石组合。其中,火山碎屑岩类、火山-沉积岩类成岩作用受火山碎屑物质控制作用明显。典型的成岩作用类型包括压实作用,胶结作用和溶蚀、溶解作用等。成岩阶段属中成岩A期。通过孔隙演化研究发现,压实作用是该区原始孔隙损失的最主要因素;其次为胶结作用。早期压实作用和胶结作用共损失83%以上的原生孔隙,晚期岩屑溶蚀和长石溶蚀作用增加6.53%的孔隙度,有效地改善了储层的物性特征。此外,不同岩石类型成岩作用特征及其对孔隙的影响差异较大。     

东营凹陷古近系孔店组成岩特征及对储层的控制

通过岩石薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、物性分析等资料,对东营断陷盆地古近系孔店组成岩作用进行研究。结果表明:原始碎屑组分和化学沉积分异作用引起的早期胶结物性质决定了后期的成岩演化;典型成岩现象有强烈压实作用、硬石膏胶结、多期次碳酸盐胶结、多期次粘土矿物胶结、硅质强烈胶结、矿物强烈穿插交代、碎屑颗粒和胶结物的溶解作用,各种成岩现象对深部碎屑岩储层均产生重要影响。同时也证实:压实作用是引起深部碎屑岩强烈致密化的主要原因;硬石膏胶结、碳酸盐胶结和硅质胶结是引起致密化的又一重要原因;长石、碳酸盐胶结物的溶解作用是引起该地区储层改善的主要成岩因素。      

胶东黄铁矿显微构造变形与金富集关系：黄铁矿EBSD组构和地球化学约束

载金黄铁矿显微构造变形与金富集关系可以从显微-超显微尺度揭示金成矿作用和地质过程,探讨金的再活化或再聚集作用。在胶东焦家金矿带成矿期识别出4种类型的黄铁矿,文章应用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电子探针(EMPA)等技术方法,探讨黄铁矿显微构造特征、超微观结构与金的富集关系。结果显示:载金黄铁矿均不发育环带,其中w(Fe)为45.70%～46.85%,w(S)为52.57%～53.37%;显微构造变形既有脆性变形又有塑性变形;黄铁矿晶体优选方位(CPO)主要表现为平行于晶轴极密和复杂极密;黄铁矿晶格间距为0.58 nm,主要发育刃位错。焦家金矿带在金成矿作用过程中,可见金集合体经历了从复杂的纳米尺度到宏观尺度矿物载体富集的过程,包括成矿流体中金络合物、金-铋-硫族化合物富集等化学结构变化过程和纳米金、载金黄铁矿纳米颗粒、岩矿石显微-超显微构造微环境变化过程。因此,不同类型载金黄铁矿CPO受到化学结构变化和显微-超显微变形微环境变化的联合制约,间接反映出载金黄铁矿中金的富集与黄铁矿内部变形、表面形貌和结构缺陷有密切关系。     

内蒙古林西地区晚二叠世林西组碎屑岩成岩作用及其对储层物性的影响

通过薄片鉴定、扫描电镜以及岩石物性分析等方法,对内蒙古林西地区晚二叠世林西组碎屑岩成岩作用及其对储层物性的影响进行了系统研究,结果表明该地区林西组地层碎屑岩成岩作用主要为压实作用、胶结作用、交代作用及溶蚀作用。砂岩胶结物主要为黏土矿物、硅质矿物及碳酸盐矿物3种,其中黏土胶结物出现最多,以伊利石为主,绿泥石次之;碳酸盐胶结物以方解石为主;硅质胶结主要表现为石英次生加大和自生微晶石英。有机质镜质体反射率(Ro)、泥岩伊利石/蒙皂石(I/S)中的S(%)含量、石英次生加大级别、颗粒接触类型、伊利石结晶度等多项数据指标显示林西地区林西组碎屑岩处于晚成岩阶段。储层物性与成岩作用密切相关,压实作用、胶结作用使储层孔隙度和渗透率降低;溶蚀作用使储层孔隙度提高。     

粤北金鸡岭丹霞群砂岩矿物表面结构初步研究

本文对丹霞群砂岩中的石英、长石、电气石、锆石４种碎屑矿物的表面结构特征作了初步研究，并与现代河流和海岸砂质沉积物中的同类矿物的表面结构特征进行类比。文章指出，由于成岩作用的影响，古代砂岩中的碎屑矿物比现代砂的同类矿物具有更为复杂的表面结构，原因在于成岩环境下，溶解、溶蚀和压溶作用对古代砂岩的矿物表面有更深刻的改造。     

华北某些地区石炭—二叠系成岩作用及成岩阶段的研究

成岩作用及成岩阶段的确定是储集层评价的重要依据。作者应用铸体薄片、阴极发光、扫描电镜的观察,x射线衍射分析及包体测温等方法,对华北一些地区石炭一二叠系砂岩的成岩作用及成岩阶段作了系统的研究。从太原组到上石盒子组,由于沉积环境、岩石类型的差异,它们经历了不同的成岩作用过程。太原组石英砂岩以石英增生与胶结作用为主;山西组长石砂岩及长石石英砂岩以长石及石英增生、碳酸盐胶结交代作用为主;上、下石盒子组粘土含量较高的岩屑砂岩以压实作用、粘土矿物的转化作用为主。 成岩阶段的确定主要根据自生石英中包裹体测温、镜煤反射率测定及粘土矿物的演变等。研究结果得出石炭一二叠系经历的古地温为100—150℃,有机质处于成熟期,粘土矿物转化为以伊利石为主,混层矿物中伊利石达80％,可见研究区内石炭一二叠系的成岩阶段处于中成岩期的晚期。其原始孔隙基本消失,代之以一定次生孔隙。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷下白垩统火山碎屑岩成岩作用类型及序列

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷下白垩统发育火山熔岩-正常碎屑沉积岩之间的过渡岩石类型,其成岩作用类型与正常沉积岩相比具有特殊性.采用显微镜下描述与扫描电镜分析相结合的方法对研究区成岩作用类型进行了研究,并总结出成岩作用序列.结果显示火山碎屑岩的成岩作用类型包括熔结作用、机械渗滤作用、压实作用、脱玻化作用、重结晶作用、胶结作用、自生矿物转化和溶蚀溶解作用.其中,熔结作用、脱玻化作用以及凝灰质的溶蚀溶解作用是火山碎屑岩所特有的成岩作用类型.研究区具有成因联系的成岩共生组合主要有4类,分别是:(1)微晶石英和微晶方解石;(2)石英的溶解与结晶;(3)自生白云母、蒙皂石、伊利石和绿泥石;(4)沸石与自生长石.成岩序列可以分为熔结作用阶段、机械渗滤作用阶段、脱玻化作用阶段、凝灰质溶蚀溶解作用阶段、粘土矿物混层阶段、自生白云母阶段、沸石胶结阶段、颗粒强烈胶结阶段以及铁白云发育阶段.研究区下白垩统处于早成岩B期至晚成岩B期,主要为晚成岩A期.      

黄骅坳陷三马地区中-深部储层成岩作用及主控因素分析

黄骅坳陷三马地区储集岩样品的显微特征及成岩矿物的组合关系分析结果表明，三马地区下第三系中深层储层主要处于晚成岩A期，成岩现象包括石英、长石的次生加大、碳酸盐矿物胶结作用、矿物交代作用、溶解作用和粘土矿物转化作用等。其中石英次生加大于2700m左右开始出现，随埋深增大，石英增生加强；长石次生加大现象不十分普遍；碳酸盐胶结作用包括早期自生泥晶方解石胶结作用、连晶方解石和晚期白云石(或铁方解石)的胶结作用。在扫描电镜下可见到方解石与含铁方解石集合体充填在粒间孔隙中或与石英、钠长石及粘土矿物共生，白云岩多呈菱形粒状分布于粒间；常见的交代现象主要有方解石交代长石、石英及粘土矿物，粘土矿物交代长石、石英等；溶解作用主要有长石的溶解、碳酸盐颗粒的溶解和方解石胶结物的溶解等，粘土矿物的转化主要为蒙脱石、高岭石向伊利石(或绿泥石)转化。还讨论了储层岩相、岩性特征、孔隙水中有机酸含量、早期方解石的充填、烃类早期注入等因素对储层成岩演化的控制作用。     

惠州凹陷东部珠海组储层碱性成岩作用及孔隙演化

根据铸体薄片、扫描电镜、粒度分析、X衍射等资料,对惠州凹陷东部珠海组储层的岩石学特征、成岩作用和孔隙演化过程进行分析研究。研究认为,惠州凹陷东部珠海组储层的岩石类型以岩屑砂岩、长石质岩屑砂岩、岩屑质石英砂岩和岩屑质长石砂岩为主,结构成熟度与成分成熟度较低。砂岩埋藏过程中经历了明显的碱性成岩作用:石英的溶蚀与交代、碳酸盐矿物胶结、伊利石和绿泥石的沉淀以及钠长石化等。碱性成岩作用对孔隙的影响包括:石英溶蚀形成次生溶孔、碳酸盐胶结物沉淀损失粒间孔隙、黏土矿物沉淀形成晶间微孔。研究区珠海组主要发育粒内溶孔和粒间溶孔,原生孔隙较少。储层现今处于中成岩阶段A期,早期经历了强烈的压实作用,使其孔隙度由原始孔隙度32.1%降低至8.8%。早成岩阶段为碱性成岩环境,石英溶蚀增孔约0.5%;碳酸盐、硫酸盐、伊利石等胶结物沉淀减孔约2.3%。中成岩阶段A期为酸性成岩环境,硅质、高岭石等胶结物沉淀减孔约1.2%;长石、岩屑等溶蚀增孔约4.3%。最终,储层演化至现今孔隙度10.1%。     

Dissolution–precipitation reactions in hydrothermal experiments with quartz–feldspar aggregates

Batch and flow-through experiments were performed on quartz–feldspar granular aggregates at hydrothermal conditions (up to ≈150 °C, up to 5 MPa effective pressure, and near-neutral pH) for up to 141 days. The effect of dissolution–precipitation reactions on the surface morphology of the mineral grains was investigated. The starting materials as well as the solids and fluids resulting from the experiments were characterized using BET, energy dispersive X-ray spectroscopy, electron microprobe analysis, inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray powder diffraction, and X-ray fluorescence spectroscopy. The electrical conductivity of fluid samples was used as a proxy for the evolution of the fluid composition in the experiments. The chemical analyses of the fluids in combination with hydrogeochemical simulations with PHREEQC suggested the precipitation of Al–Si-bearing solid phases. Electron microscopy confirmed the formation of secondary amorphous Al–Si-bearing solid phases. The microscopic observations are consistent with a process of stoichiometric dissolution of the mineral grains, transport of dissolved ions in the fluid phase, and spatially coupled precipitation of sub-μm sized amorphous particles on mineral surfaces. These findings shed light onto early stages of diagenesis of quartz–feldspar sands and indicate that amorphous phases may be precursors for the formation of crystalline phases, for example, clay minerals.     

两北地区三叠系深部碎屑岩储层特征及控制因素

运用钻井岩心、铸体薄片、扫描电镜等资料,研究了两北地区三叠系深部碎屑岩储层的特征及储层发育的控制因素。研究表明,三叠系主要岩石类型为长石岩屑砂岩和岩屑砂岩,具有成分成熟度低和结构成熟度中等的岩石学特征。储集空间以粒间溶孔为主,其次为裂缝,属于中孔、中-低渗型储层。在后期成岩作用的改造下,储集性能明显变好。分流河道和河口坝砂岩具有良好储层物性,方解石、长石、岩屑在大气水和有机酸的溶蚀作用下,产生大量的溶蚀孔隙,改善了储集性能,溶蚀作用是形成优质深部碎屑岩储层的关键因素。     

西湖凹陷某构造低渗储层成岩演化研究

使用西湖凹陷某构造的常规岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜及储层物性分析资料,利用视压实率、视胶结率和视溶蚀率等参数,定量研究了西湖凹陷某构造低渗储层成岩演化序列及孔隙演化过程。研究结果表明: (1)研究区低渗储层孔隙类型以次生溶蚀孔隙为主,粒间溶蚀孔是最主要的次生孔隙类型。(2)机械压实作用是储层低渗的主要因素,导致原始孔隙度损失达65%,溶蚀作用产生的次生溶蚀孔隙一定程度上使储层物性变好。(3)研究区处于中成岩阶段A2期和中成岩阶段B期,成岩演化序列为: ①脆性颗粒破碎,塑性颗粒变形,局部绿泥石衬边胶结; ②部分长石及岩屑早期溶解,早期石英次生加大; ③碳酸盐胶结并交代石英、长石等,石英颗粒发生溶蚀作用; ④碳酸盐、长石、岩屑等矿物溶蚀形成次生孔隙,石英次生加大; ⑤晚期铁方解石少量胶结、交代。该研究成果可为西湖凹陷低渗气藏优质储层的预测与评价提供科学依据。     

塔里木盆地西北地区震旦系苏盖特布拉克组潮坪相碎屑岩成岩作用与成岩演化研究

塔里木盆地西北地区苏盖特布拉克组发育一套潮坪相沉积,是该层系油气勘探的主要目标。基于什艾日克剖面、奇格布拉克剖面、肖尔布拉克剖面的地质测量,采用薄片鉴定、阴极发光、扫描电镜、流体包裹体测温及黏土矿物X衍射等分析手段开展海相碎屑岩成岩作用和成岩演化研究,为塔里木盆地苏盖特布拉克组进一步开展油气勘探部署和甜点储层预测提供地质依据。结果表明：（1）研究区苏盖特布拉克组发育潮坪沉积环境的砂体,砂岩类型以岩屑石英砂岩、岩屑砂岩为主,偶见长石岩屑砂岩,成分成熟度和结构成熟度中等;（2）苏盖特布拉克组砂岩经历了压实（溶）作用、胶结作用、溶蚀作用及交代作用等成岩作用,压实作用是造成储层致密的直接原因,钙质胶结和硅质胶结是储层致密化的根本因素;（3）苏盖特布拉克组砂岩的成岩演化阶段已达到中成岩B期,成岩演化序列为：压实作用/自生黏土矿物（绿泥石）环边—第一期长石、岩屑溶蚀作用—第一期硅质胶结—第一期泥微晶方解石胶结/压溶作用/黏土矿物的伊利化—第二次硅质胶结/第二期铁方解石胶结—钙质胶结物溶蚀。据此建立的成岩演化模式为塔里木盆地超深层致密砂岩中甜点储层预测提供可靠的地质依据。     

富县探区上三叠统延长组成岩作用及孔隙结构特征

根据薄片观察、扫描电镜及X—衍射资料的详细分析,富县探区延长组成岩作用已经普遍进入晚成岩A期,主要成岩作用有压实—压溶、胶结充填和溶解作用。压实—压溶及胶结充填作用是导致砂岩孔隙丧失的主要原因。其中碳酸盐、粘土矿物胶结物和石英、长石加大是造成砂岩物性降低的主要原因,碎屑颗粒周围形成的绿泥石衬边阻止了部分石英、长石次生加大及碳酸盐胶结物的沉淀,使部分原生粒间孔隙得以保存。晚期成岩阶段有机质分解形成的酸性流体及表生成岩作用阶段的大气降水使得碎屑部分碎屑长石和早期的浊沸石胶结物溶解是形成次生孔隙的主要原因。浊沸石胶结物主要发育在长3油层组,其原因是该层位长石碎屑含量高,并在成岩过程中蚀变形成浊沸石。高岭石在上部长2、长3油层组含量高,可能是印支期大气淡水淋滤对长石溶蚀并发生了高岭石化。孔隙类型以残余粒间孔和长石溶孔为主,划分出小孔细喉、小孔微细喉、小孔微喉、微细孔微细喉和微细孔微喉型五类孔喉结构,其中最后一种为无效储层。     

页岩储层成岩作用及其对储层脆性的影响 ——以渝西地区五峰组—龙马溪组深层页岩为例

页岩粒度细小、岩石致密、微观非均质性显著,在成岩作用改造下发育形成页岩气储层,成岩作用的研究可以为优质页岩储层发育机理提供依据。以渝西地区綦江观音桥剖面、南川泉浅1井、南川三泉剖面、大足Z-203井等代表性剖面、钻孔为例,通过X射线衍射、氩离子抛光—场发射扫描电镜、能谱、岩石薄片/光片显微观察、有机地球化学测试、力学特征测试等手段,对储层成岩作用及其对储层力学脆性的影响展开系统研究。结果表明,研究区五峰组—龙马溪组页岩物质组分、岩石结构、力学性质存在层段性差异,成岩作用阶段介于晚成岩作用阶段至极低级变质作用阶段之间;储层主要成岩作用类型可以划分为压实作用等物理性成岩作用、矿物溶蚀作用等矿物相关化学性成岩作用和有机质生烃作用等有机质相关化学性成岩作用三类。研究区五峰组—龙马溪组底部存在部分脆性矿物高于80%的超高脆性矿物含量层段,碳质—硅质富层理页岩在特殊储层成岩作用的影响下形成大量自生微晶石英,构成以微晶石英+赋孔有机质为主的显微物相组合,兼具良好的力学脆性与储集能力,而其他层段缺乏持续演化不断形成微晶石英的物质基础。储层成岩作用发生的物质基础、岩石结构、类型、作用强度在层段间的差异,是储层脆性矿物与力学性质差异的关键影响因素,应纳入储层评价与优质储层机理研究的关注范畴。