鄂尔多斯盆地延长组泥页岩储层SiO2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。     

四川盆地自流井组陆相页岩石英成因研究

为了分析含气陆相页岩中石英矿物的成因、分布及其影响因素,以四川盆地自流井组含气页岩层段为主要研究对象,利用X射线衍射分析、普通薄片、扫描电镜、阴极发光、电子探针及元素地球化学分析测试手段,识别出陆源石英和成岩过程中形成的石英。陆源石英在阴极光下表现为棕色光,粒径较大。成岩过程中形成的石英在阴极发光下不发光,晶形较好,粒径较小。根据成岩作用的不同,将成岩过程中形成的石英细分为黏土矿物转化过程中形成的石英和硅质交代介壳边缘形成的石英。分析不同成因的石英分布特征发现,东岳庙段内石英矿物主要为陆源输入和黏土转化成因;马鞍山段内的石英主要为陆源石英;大安寨段内的石英则为硅质交代自生和陆源输入成因。在此基础上,总结了陆相页岩中不同成因石英的影响因素,包括沉积环境和地层压力。在沉积环境方面,随陆源物质输入的增加,陆源石英增加。同时,适合的湖水盐度,有利于介壳生物的生存,为硅质交代介壳形成石英提供物质基础。此外,地层的异常高压会抑制黏土转化,减少硅质析出,阻碍自生石英的沉淀。     

松辽盆地南部HX井上白垩统青山口组黑色泥岩的矿物组成与自生微晶石英成因

泥质岩的矿物组成和成岩作用是制约其作为CO₂地质封存的盖层封闭能力和作为页岩气储层具易压裂性质的重要原因。通过地球化学分析、X-射线衍射分析和扫描电镜观测及能谱测定,确定了松辽盆地南部HX井上白垩统青山口组泥岩的矿物组成,识别出了蒙皂石转变伊利石反应过程中形成的亚微米级自生微晶石英。研究表明：HX井上白垩统青山口组泥岩的母岩岩石类型和风化效应一致,泥岩主要由黏土矿物、钠长石和石英组成,钾长石少量;黏土矿物以伊利石/蒙皂石混层为主,其次为绿泥石;脆性矿物（钠长石、石英和钾长石）的平均质量分数为44.43%,黏土矿物平均质量分数为54.26%。蒙皂石转变伊利石反应过程中形成的亚微米级微晶石英单晶呈自形－半自形粒状,集合体呈巢状,分布于伊利石/蒙皂石混层黏土矿物的微孔隙中。以伊利石/蒙皂石混层矿物为主、且存在一定量的自生微晶石英的泥岩盖层（例如HX井青山口组泥岩）将有助于注入CO₂的长期封存。HX井青山口组泥岩中的脆性矿物含量符合工业价值页岩气的储层标准,而黏土矿物含量则相差较多。     

华南陡山沱组磷块岩中微米级自形钠长石的发现及其可能成因

文中报道了在华南新元古代震旦纪陡山沱组磷块岩中首次发现的大量微米级自形长石。岩相学观察显示这些长石为自形-半自形板-柱状,呈团聚状或分散状产于砂级胶磷矿颗粒中,粒径大多在10~30μm,光学显微镜下无法观察到双晶。扫描电镜能谱(EDS)半定量分析表明这些自形长石为钠长石。电子探针(EPMA)分析显示所测样品钠长石端员(Ab)平均含量为97.96%,与典型自生钠长石成分一致。钠长石所包裹有机质的拉曼光谱特征指示其经历的最高温度不超过350℃,排除了其来源于高温的岩浆岩或高级变质岩的可能性。以上资料表明这些微米级自形长石为典型的自生成因高纯钠长石,可能形成于磷块岩的早期成岩阶段。自生钠长石与丝状化石常相伴出现,与前人通过嗜碱菌还原黏土矿物实验所获得微米级长石及微生物的产出关系相似;钠长石核部可见富含有机质,表明后者可能促进了矿物的生长。文中提出磷块岩中自生钠长石的成因模式:钠长石的Al和Si来自于黏土矿物的分解,该过程可能受嗜碱微生物介导;Al和Si与来源于海水或碳氟磷灰石晶格中的Na~+结合,在低温条件下结晶形成高纯度钠长石。微生物及其相关有机分子可能为钠长石结晶提供了成核点。     

海拉尔盆地贝尔凹陷南屯组火山碎屑岩成岩作用的讨论

利用偏光显微镜、扫描电镜、染色法以及X-衍射分析等方法,查明南屯组火山碎屑岩成岩作用模式.研究表明火山碎屑岩成岩作用方式包括：机械压实作用、胶结作用与自生作用、交代作用和溶蚀溶解作用.成岩共生序列为：黏土矿物包壳-泥晶碳酸盐矿物、自生蒙皂石、自生伊利石-长石溶解-自生石英-自生高岭石-绿泥石、白云石-铁方解石-铁白云石.成岩阶段划分为早成岩阶段B期和中成岩阶段A期,并且以中成岩阶段A期为主.     

塔里木盆地西北缘下寒武统黑色岩系差异性成岩演化及其影响因素

尽管泥页岩在埋藏过程中经历的复杂成岩改造会显著影响页岩油气储层发育潜力,但对其成岩作用,特别是泥页岩中成岩矿物的类型、成岩演化及其影响因素、成岩矿物元素在低孔低渗孔隙系统中的迁移等问题的认识仍很薄弱,因而制约了对泥页岩储层的深入认识。为此,本文以塔里木盆地西北缘下寒武统玉尔吐斯组发育的两套黑色岩系为例,在沉积环境认识的基础上,通过矿物组分、黏土矿物组合、有机碳含量及有机质成熟度等测定分析,着重研究了黑色岩系自生矿物的分布及在成岩演化阶段的变化特征,阐述了成岩变化的时空分布及其影响因素。研究结果表明：（1）在浅水缓坡台地环境下,玉尔吐斯组受两个较为完整的海进-海退沉积旋回控制而形成的两套黑色岩系主要经历了早成岩阶段和中成岩阶段;（2）受沉积环境和热液作用的影响,这两套黑色岩系在石英、重晶石、碳酸盐胶结物和黏土矿物等自生矿物的组合、分布及形成顺序上存在显著的差异,呈现出差异性成岩演化的特点;（3）伊利石、伊蒙混层、绿泥石、白云石、石英胶结等中成岩阶段成岩产物的广泛分布,反映出在成岩过程中特别是中成岩阶段低孔低渗的泥页岩仍存在一定程度的内部和外部来源的矿物元素迁移。本次研究对深入认识塔里木西北缘下寒武统黑色岩系成岩机制,以及分析页岩储层发育特征提供了重要的依据。     

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统古老碱湖成因探究：来自全球碱湖沉积的启示

碱湖沉积在全球范围内均有分布,在特定的构造背景、火山活动、热液作用及气候条件下形成。我国准噶尔盆地玛湖凹陷风城组发育的碱湖沉积形成年代老且埋藏较深,在完整的沉积-成岩演化研究中具有独特优势。此外,风城组碱湖沉积的分布与页岩油藏的分布具有密切关系,其形成演化对碱湖页岩油藏研究提供重要支持。通过全球尺度下碱湖及碱湖沉积主要特征分析,总结碱湖沉积特征和成因,为准噶尔盆地玛湖凹陷风城组碱湖沉积成因分析提供借鉴。综合分析表明,同期火山活动和特定气候条件均可主控碱湖沉积的形成。此外,碱湖沉积形成需湖盆水文封闭、充足的溶质供给、低硫酸盐占比及强蒸发环境条件。汇总分析全球碱湖沉积矿物种类与埋深关系,发现成岩作用下矿物转变规律:单斜钠钙石随成岩作用增强依次转变为钙水碱、碳钠钙石,苏打石和天然碱转变为碳酸氢钠石。通过与全球碱湖沉积实例对比分析可知,玛湖凹陷风城组碱湖沉积中碳酸氢钠石和碳钠钙石经成岩作用形成,钠硅酸盐矿物和特征矿物与火山活动及热液作用有关。碳酸氢钠石生长形态及磁黄铁矿指示玛湖凹陷风城组碱湖沉积中心为高盐度分层且底部缺氧的常年生湖泊。下二叠统风城组碱湖沉积形成与周缘火山岩及同沉积火山活动密切相关,受气候、构造背景、火山活动和后期成岩作用的共同控制。     

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.      

准噶尔盆地克拉美丽气田滴西14井区石炭系蚀变凝灰岩储层热液作用过程及时限

为明确克拉美丽气田滴西地区石炭系蚀变熔结凝灰岩储层经历的流体作用及成岩孔隙演化过程,利用铸体薄片观察、扫描电镜、电子探针、阴极发光、荧光、微量/稀土元素分析及U-Pb同位素定年等方法技术开展综合研究.结果表明,火山碎屑物质的溶解及成岩转化为自生矿物的形成提供了物质基础;成岩过程中因埋藏、生烃、热液充注等活动而产生的成岩环境改变是控制区内孔隙形成及演化的重要因素:伴随着有机质的成熟,有机酸溶蚀形成大量晶屑铸模孔并在孔隙中沉淀出高岭石及石英;随着酸性流体向碱性转变,在溶蚀孔隙中沉淀出钠长石以及方解石,其充填作用使孔隙急剧减少;燕山中期（135±27 Ma）的构造热事件对储层形成及演化起到关键作用:高温、含硅热液流体的充注使基质中的伊利石转变为钾长石,同时二次溶解形成的Ca2+与流体携带的P5+、Ti4+、F-等离子结合形成含氟磷灰石、榍石充填孔隙,多余的SiO₂则在孔隙中沉淀出石英.随着成岩环境再次向碱性、还原环境转变,含砷黄铁矿进一步在孔隙中形成,高岭石则进一步向绿泥石转化.温度升高引起的脱玻化、黏土矿物/沸石矿物转化、重结晶作用以及溶解作用在一定程度上增加了岩石中的次生储集空间,有利于油气的储集.      

准噶尔盆地中拐地区上乌尔禾组富火山碎屑砂砾岩储层的古环境及储层机理研究

通过准噶尔盆地中拐地区二叠系上乌尔禾组的岩石矿物学特征、元素地球化学特征、沉积环境特征、物性特征、成岩作用特征等综合分析,研究了该区富火山碎屑砂砾岩储层的成因机理。结果表明,研究区乌尔禾组古气候总体较为稳定,为温暖湿润的气候,丰富的降水使上乌尔禾组发育多套厚层砂砾岩扇三角洲沉积体系,大量的火山碎屑在流域内湿润的气候条件下发生化学风化,并被富氧淡水携带入湖,水解释放大量的阳离子,使得上乌尔禾组时期湖盆水体环境为咸水的氧化条件。火山碎屑沉积埋藏后也为后期成岩作用提供了碱性的成岩流体环境以及自生矿物形成的物质基础。该区上乌尔禾组储层物性受到沉积环境和成岩作用的双重控制,埋深较浅的扇三角洲前缘水下分流河道微相的砂砾岩为研究区的主要目的储层,其储集空间主要为剩余粒间孔,以及长石、火山碎屑等溶蚀孔隙。     

四川盆地须家河组砂岩储层中自生绿泥石的来源与成岩演化

由于在成岩过程中能有效抵抗上覆岩层的机械压实作用,抑制石英在颗粒表面成核的数量,自生绿泥石包膜对四川盆地须家河组砂岩储层的原生粒间孔的保存起到了重要的作用。须家河组早期自生绿泥石物质来源主要有同沉积的富铁沉积物的溶解、河流溶解铁的絮凝沉淀以及相邻泥岩压释水的贯入,主要以新生沉淀形式集中形成于同生期至早成岩早期。成岩中后期,由于下伏富Mg流体沿裂缝系统的持续进入,须2段的自生绿泥石的继续生长得到了充足的物质来源,其MgO的含量随地层深度明显增加,而须4段后期再生长现象不明显。该区自生绿泥石包膜对储层物性的影响通过绿泥石含量与参与孔隙度的关系以及孔隙度分布频率图可以得到较好的评估。从对储层的影响来说,自生绿泥石包膜存在一个最合适的厚度值,超过或低于这个值就会对储层造成负面影响而无法保护储层,该区此最适合的厚度值为5～10 μm。     

Origin of Quartz Cement in the Paleogene Sandstone Reservoir of Shahejie Formation, Bohai Bay Basin, China

The precipitation of authigenic quartz plays a significant role to reduce the reservoir characteristics and enhance the stiffness of the rock.The Es₁ sandstone of Shahejie Formation is acting as a significant hydrocarbon producing rock in the Nanpu Sag.Various methods like thin section petrography,cathodoluminescence(CL),scanning electron microscope(SEM,with EDS),and electron microprobe analysis has been used to reveal the origin of quartz cement as well as to evaluate the effect of quartz cement on reservoir quality.The studied sandstone is classified as immature to mature feldspathic litharenite and lithic arkose and consists of quartz,feldspar,rock fragments and micas.Petrographic studies and SEM analysis shows that the authigenic quartz is acting a significant cement that reduces the reservoir quality.Whereas clay minerals(kaolinite and mixed layer illite to smectite)are dominant in the Es₁ sandstone,that can reduce the reservoir quality.SEM,CL and thin section analysis reveal that there are two stages of quartz cement in the studied samples;that are pore filling authigenic cement and quartz overgrowth cement.Fluid inclusion homogenization temperatures shows that stages of quartz cement were developed with continuous process from 70℃ to 130℃.Quartz cements were generally originated from I/S reaction,feldspar dissolution,conversion of rock fragments and pressure solution.Feldspar dissolution(K-feldspar)and kaolinite to illite reaction is an insignificant silica source for the silica cement which is internally precipitated in a close system with diffusion transporting mechanism.Overall,quartz cement significantly enhance the rock strengthen and brittleness effectively as well as it reduce the overall reservoir quality.     

哈得逊油田成藏研究

对哈得逊油田的原油成分、原油和储层沥青族组分碳同位素、储层自生伊利石年龄和包裹体研究,以及该地区沉积和构造历史的研究表明,哈得逊油田发生过两次油气充注,第一次油气充注发生在晚二叠纪,早期原油在油田范围内只是经过,并没有聚集成藏。由于当时储层埋藏较浅,储层成岩作用弱,没有包裹体的形成。晚海西期由于构造抬升,储层中残留的早期原油发生了降解,只保留了一些重质组分。目前油藏中保存下来的原油为喜马拉雅期注入的、由O2 O3源岩形成的原油。     

华北地台串岭沟组砂脉中自生碳酸盐沉淀和自生黄铁矿——中元古代甲烷厌氧氧化的沉积证据

华北中元古界串岭沟组暗色页岩中普遍发育的砂脉构造被解释为气体逃逸形成的沉积构造。在砂脉和相邻围岩中发现有自生碳酸盐沉淀和自生黄铁矿。自生碳酸盐主要由白云石组成,表现为微晶质条带或隐晶质斑块状胶结物。微晶白云石条带多出现在有机质纹层密集发育的部位,沿微生物膜两侧发育;而隐晶质斑块多以胶结物形式充填粒间孔隙或沿砂脉外缘密集产出。围岩中共生草莓状黄铁矿,砂脉中有具环带黄铁矿。这种特殊的矿物组构以及富有机质沉积和丰富的微生物成因构造(MISS)均表明串岭沟组形成于缺氧环境。层面发育的气泡构造为砂脉的气体逃逸成因提供了支持,而自生碳酸盐和黄铁矿则是沉积浅层硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)甲烷厌氧氧化(AOM)和细菌硫酸盐还原(BSR)的产物;气体源于有机质的厌氧分解和甲烷菌活动。砂脉中发现有疑似微生物化石,围岩含古菌和硫细菌生物标志物,表明有发生AOM和BSR作用的条件。串岭沟组砂脉中识别的自生碳酸盐沉淀及其AOM成因对进一步认识中元古代古海洋与古气候条件具有重要意义。由于海洋的低硫酸盐浓度,SMTZ带很浅,海底沉积层的甲烷仅少量被AOM消耗;而大量甲烷进入大气必然导致中元古代强烈的温室气候效应。     

鄂尔多斯盆地环县-西峰地区延长组长9油层组自生绿泥石发育特征研究

本文以鄂尔多斯盆地环县-西峰地区延长组长9油层组为研究对象,利用钻孔岩心、薄片鉴定、扫描电镜等资料,对长9油层组砂岩储层中自生绿泥石的产状、成因及其与形成环境的关系进行研究。结果表明,自生绿泥石主要以孔隙的环边衬里形式出现,其沉淀作用发生在沉积期后而不是沉积阶段或沉积作用以前,其分布对应于辫状河三角洲前缘水下沉积环境。     

南海北部神狐水合物赋存区浅表层沉积物自生矿物特征及其成因探讨

通过对南海北部神狐海域Site5B和Site4B站位岩心柱沉积物中自生矿物的类型、形貌特点、丰度和稳定同位素特征的研究,探讨了自生矿物的成因机制。研究表明,沉积物中主要发育黄铁矿和碳酸盐类自生矿物。两个站位中发育的自生矿物的丰度、分布位置、晶体形貌和个体大小等存在明显差异,可能与不同站位中甲烷通量和深部构造有关。自生黄铁矿可能是硫酸盐与甲烷等烃类气体或有机质的厌氧氧化作用的产物,极低负值的硫同位素值可能与硫酸盐还原菌和单质硫歧化菌共同参与有关。自生碳酸盐矿物的成因则相对复杂,其形成过程受多种因素的综合影响。碳同位素值未表现出极低负值,可能是甲烷、有机质和正常海水等碳源混合的结果。     

新疆三塘湖盆地马朗凹陷中二叠统芦草沟组泥页岩层系SiO2赋存状态与成因

为了弄清新疆三塘湖盆地马朗凹陷芦草沟组泥页岩层系中SiO_2对储集层物性、脆性等特性的影响,通过全岩和黏土矿物X衍射、岩石力学性质、阴极发光、扫描电镜及电子能谱等实验手段对其中SiO_2的赋存状态进行了研究,初步探讨了SiO_2不同形态赋存的机理,并在此基础上探究了石英含量对储层的影响。研究表明:凝灰岩、泥页岩和粉砂质泥岩中二氧化硅多以非晶态形式存在。二氧化硅在凝灰岩中多呈不规则球粒状,而在泥页岩和粉砂质页岩中无固定形态。凝灰质泥岩、凝灰质白云岩和白云岩中二氧化硅呈现一定的晶体形态。在凝灰质泥岩中,二氧化硅以自生石英形态聚集呈条带状,在凝灰质白云岩中则以自生石英形态发育于孤立的孔、洞之中,而白云岩中二氧化硅只能生长成Opal-A/Opal-CT阶段。凝灰质成分及其脱玻化作用为自生石英的生长提供了二氧化硅和生长空间,是控制SiO_2赋存状态的根本因素。此外,储集层孔隙度、渗透率和抗压强度都与石英含量呈一定正相关性,泊松比则与其呈负相关性。     

罗布泊第四纪卤水钾矿储层孔隙成因与储集机制研究

罗布泊第四纪盐层中储集丰富的卤水钾盐资源，储集层主要为钙芒硝岩。研究表明，其储卤孔隙可划分为：原生晶间孔隙、准原生晶间孔隙、次生孔隙；次生孔隙又分为溶蚀孔隙、交代孔隙和晶洞孔隙。本文主要通过类比分析，确定钙芒硝岩在浅埋藏期间，在其原生沉积孔隙基础上，发育准原生晶闸孔隙，即蜂窝状孔隙，并在其中储集了大量富钾卤水。研究揭示出钙芒硝岩孔隙的发育的与矿物的菱片－菱板状结构、点－面式接触的“杂乱分布”密切相关。由于钙芒硝岩具有相对较的在硬度，其中大多数孔隙在埋藏过程中得以保存，同时，钙芒硝岩在承压环境中受溶蚀作用还可产生晶沿孔隙，这两种孔隙均储集了大量的卤水钾资源。     

Origins of authigenic minerals and their impacts on reservoir quality of tight sandstones: Upper Triassic Chang-7 Member,Yanchang Formation,Ordos Basin,China

Reservoir quality is critical for sweet-spot evaluation in tight sandstone plays, but few studies have focused on the origin of authigenic minerals in tight sandstones and their impact on reservoir quality. This study integrates petrographic analysis, carbon and oxygen isotopic data and mercury injection capillary pressure data of the Upper Triassic Chang-7 tight sand reservoir samples in the Ordos Basin, China to understand the origin of authigenic minerals and the impact of authigenic minerals on reservoir quality. Carbonate minerals, including calcite, ferroan calcite and dolomite, and kaolinite, are the major authigenic minerals in the Chang-7 sandstone. They were derived from the chemical diagenetic alteration of detrital feldspar and biotite, with the involvement of ions that are believed to be primarily from the connate water in interstitial pore space of the interbedded mudstones. Meteoric water and organic fluids from hydrocarbon generation may also have been involved in the alteration processes of the minerals in the Chang-7 tight sandstone. The origin of kaolinite indicates that the porosity was increased by dissolution of detrital grains, offsetting the porosity loss from burial compaction. Authigenic minerals appear to have a weak correlation with pore structure, suggesting that the pore structure of the Chang-7 tight sandstone is not only controlled by major authigenic minerals but also affected by other geological factors.     

苏北盆地金湖凹陷腰滩地区古近系阜宁组储层物性特征及其影响因素

苏北盆地金湖凹陷腰滩地区古近系阜宁组储层岩石类型以岩屑长石砂岩和长石砂岩为主,其成分成熟度中等,结构 成熟度中等到好。腰滩地区储层成岩作用主要包括压实、胶结、溶蚀和交代四种类型, 目前处于晚成岩阶段A期。研究区储 层的储集物性受成岩作用和构造运动的共同影响,主要表现为对孔隙度和渗透率的影响, 其中压实和胶结作用使储层原生 孔隙迅速减少、渗透率降低、储集物性变差,而溶解作用则是导致次生孔隙发育及改善砂岩储集性能的主要因素。压实作 用主要表现为刚性颗粒发生脆性破裂、塑性颗粒挤压变形或刚性颗粒嵌入塑性颗粒中、颗粒之间呈线接触和凹凸接触、碎 屑颗粒呈明显的定向排列等; 溶蚀作用表现为碳酸盐矿物的溶解; 胶结物主要为自生黏土矿物、碳酸盐和自生石英。交代作 用主要为碳酸盐胶结物交代石英、长石及岩屑颗粒及碳酸盐胶结物之间的相互交代等。构造运动使局部的储层物性得到改 善。