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。     

鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区石盒子组砂岩的岩石学、地球化学与成岩作用特征

鄂尔多斯盆地马家滩地区石盒子组是天然气的重点勘探层位。对马家滩地区石盒子组的岩石学特征和成岩作用研究表明,石盒子组的储层岩石类型主要为石英砂岩、岩屑石英砂岩,少量的长石岩屑砂岩。储层砂岩的成岩作用类型主要有压实和压溶、石英次生加大、胶结、溶解。根据成岩作用特征,建立了研究区储层砂岩的成岩共生序列: 自生伊利石--自生绿泥石--石英次生加大--高岭石--方解石。鄂尔多斯盆地作为中国CO2 地下埋藏的潜在目标区,开展CO2 可能埋藏层段的岩石学特征和成岩作用研究,可为CO2 地质储存的数值模拟研究提供岩石学信息。     

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%。     

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。     

山东省牛庄洼陷古近系沙河街组沙三中亚段储集层成岩作用研究

山东省牛庄洼陷古近系沙河街组沙三中亚段储集层岩石类型以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主,岩石结构成熟度和成分成熟度均较低。砂岩成岩作用包括压实作用、胶结作用、交代作用、溶解作用等。压实作用主要有刚性颗粒发生脆性破裂、颗粒之间呈线接触和凹凸接触、岩石碎屑颗粒呈明显的定向排列、塑性颗粒挤压变形或刚性颗粒嵌入变形颗粒中、粘土质碎屑被挤压变形发生假杂基化等五种表现形式。胶结物主要有泥质胶结物、碳酸盐胶结物、自生粘土矿物和自生石英、长石。交代作用主要有石英交代长石颗粒、碳酸盐胶结物交代石英、长石及岩屑颗粒、碳酸盐胶结物之间的相互交代。发生溶解作用的主要是石英、长石和岩屑颗粒,胶结物中主要是碳酸盐矿物。目前研究区沙三中亚段储集层成岩演化处于晚成岩A期。影响成岩作用的主要因素为岩石成分、沉积环境、孔隙流体性质等。成岩作用对储集物性的影响主要表现在孔隙度和渗透率的变化,其中压实作用和胶结作用使储层原生孔隙迅速减少、渗透率降低,使得储集物性变差;而溶解作用是次生孔隙发育的主要因素,从而改善砂岩的储集性能。     

晋城矿区粘土矿物特征及沉积-成岩响应

在X射线衍射和扫描电镜观测的基础上,结合区域沉积演化分析,探讨了晋城矿区粘土类型、组合特征、微观结构与沉积-成岩作用的关系。结果表明,晋城矿区粘土矿物以高岭石为主,其次为伊利石和伊利石/蒙脱石混层,还有少量的绿泥石和蒙脱石;山西组粘土矿物颗粒排列定向性优于太原组,多呈带状或平叠状产出,而太原组多为蜂巢状、花朵状或凝絮状;由于太原期频繁的海侵海退致使煤层顶底板处于pH值较高的碱性环境,使成岩过程中高岭石向伊利石转化,造成太原组粘土矿物的伊利石含量明显高于山西组,而高岭石含量相对较低。     

华池油田华152区长3油层组砂岩的成岩作用与孔隙演化

华池油田华152区长3油层组储层以粉细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩为主,发育多种孔隙类型,主要有粒间溶孔、粒内溶孔、剩余粒间孔、晶间微孔隙和构造缝,其中粒间溶孔是长3油层组储层的主要孔隙类型。主要成岩矿物为伊利石、绿泥石、伊／蒙混层、高岭石、方解石、白云石、石英等。根据成岩作用的矿物岩石学标志,将研究区成岩阶段界定为中成岩A期。压实和胶结作用破坏了砂岩的原生孔隙结构,而溶蚀作用形成次生孔隙,有效地改善了砂岩的孔隙结构。     

河流相致密砂岩储层成岩作用及其对储层的影响——以大牛地气田下石盒子组砂岩储层为例

研究了鄂尔多斯盆地大牛地气田下石盒子组辫状河相砂岩储层成岩作用,分析了成岩作用对储层物性的影响。结果表明,下石盒子组砂岩储层成岩作用处于早成岩B期至晚成岩A期。压实作用、胶结作用和溶解作用是控制储层物性演化的主要成岩作用,其中压实作用和胶结作用造成了储层原生孔隙的大量丧失。自生粘土矿物、碳酸盐矿物以及石英次生加大是造成本区储层物性降低的主要胶结物。溶解作用对于储集性能的改善起到了重要作用,而晚成岩阶段的酸性流体以及高岭石伊利石化所产生的H+是下石盒子组储层溶解作用发生的主要动力和介质。     

塔中地区志留系沥青砂岩成岩作用及其对储层性质的影响

运用沉积学原理对塔中地区志留系经历复杂成岩演化的沥青砂岩进行研究分析,了解到该岩石主要经过压实作用、胶结作用和溶蚀作用等成岩作用。其胶结物的主要类型有绿泥石、伊利石、高岭石、伊-蒙混层等粘土矿物以及碳酸盐矿物、石英、长石、黄铁矿等。孔隙类型以粒间孔隙、粒内孔、铸模孔、特大孔、裂缝孔隙等为主,其中以粒间孔隙最为发育,低地温梯度有利于在深层形成次生孔隙。志留系沥青砂岩储层物性受沉积和成岩双重因素的影响,成岩演化阶段处于晚成岩A期。根据影响储层物性的储层成岩作用,可将成岩相类型划分为不稳定碎屑溶蚀成岩相、压实-弱溶蚀成岩相、压实充填成岩相、压实压溶成岩相、碳酸盐胶结成岩相等几种主要类型,成岩相类型决定了储层性质,不稳定碎屑溶蚀成岩相和压实-弱溶蚀成岩相是本区较好的油气储层。     

铜钵庙-南屯组砂岩成岩作用与相对高孔隙带的关系——以海拉尔盆地乌尔逊凹陷南部为例

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南部铜钵庙-南屯组砂岩类型主要以岩屑长石砂岩为主,有少量长石砂岩和长石岩屑砂岩。成岩作用包括压实作用、胶结作用、交代作用、溶解作用等。孔隙度和渗透率随埋深的增加而逐渐减小,在1 500 m左右、1 850~2 050 m、2 300 m左右和2 600~2 800 m出现4个相对高孔隙带。造成相对高孔隙带出现的原因是原生孔隙保存和次生孔隙发育,压实作用、胶结作用较弱和自生粘土矿物包壳、自生石英微晶存在,有利于原生孔隙的保存;有机质热演化、粘土矿物转化过程中,次生孔隙形成。     

鄂尔多斯盆地东缘C-P煤系致密砂岩储层敏感性分析

鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界致密砂岩储集层中矿物组成多样、孔隙结构复杂且黏土矿物含量高,直接影响储层改造和开发效果。文章基于X 衍射、铸体薄片、气测孔渗、压汞和敏感性实验,系统研究了储层敏感性及其影响因素。结果表明研究区砂岩中石英和岩屑含量高,长石含量较低,以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩和石英砂岩为主。黏土矿物主要为伊利石、高岭石、绿泥石以及伊/蒙混层;储层普遍低孔低渗,孔隙结构较差。速敏以太原组最强,山西组最弱,与伊利石+绿泥石含量正相关,高岭石含量负相关。水敏下石盒子组最强,太原组最弱,与伊/蒙混层含量正相关。盐敏与水敏有类似特点,与伊/蒙混层含量表现出正相关。酸敏山西组最强,下石盒子组最弱,与绿泥石和铁白云石矿物含量正相关。碱敏性山西组最强,太原组最弱,受长石、石英和高岭石含量影响。相关认识有助于指导研究区钻井、压裂等施工工艺选择和排采控制。     

石英砂岩的硅质胶结作用及其对储集性的影响

作者应用阴极发光显微镜、扫描电镜、电子探针及包体测温等手段,对华北太原组石英砂岩的硅质胶结现象、形成温度、物质来源及其对储集性的影响作了研究。结果表明:太原组石英砂岩有两期硅质胶结,第二期规模大;其形成温度为130°-140℃;砂岩处于中成岩阶段晚期;硅质胶结作用是使该砂岩丧失良好储集性能的主要因素。     

应用扫描电镜与X射线能谱仪研究柳江盆地上石盒子组砂岩孔隙与矿物成分特征

柳江盆地是国家级地质遗迹自然保护区,位于河北省秦皇岛市北部的燕山脚下。该区内的二叠系上石盒子组砂岩的岩石学研究工作多集中于宏观野外地质观测,缺少微观尺度下对上石盒子组孔隙特征和矿物组分特征的研究。本文在野外地质观察与剖面实测基础上,采用扫描电镜和X射线能谱测试,分析了柳江盆地上石盒子组砂岩的孔隙特征与成分特征。结果表明,柳江盆地上石盒子组以含砾粗砂岩、中砂岩与粉砂岩-泥岩互层为主,具有"二元结构"。扫描电镜下观察发现上石盒子组砂岩孔隙包括原生孔隙和次生孔隙两大类,次生孔隙依据孔隙形态与分布位置又可分为粒间溶孔、粒内溶孔、微裂隙和晶间微孔。砂岩矿物组成含量最多的矿物为石英和长石,其次为高岭石和绿泥石等黏土矿物;黏土矿物的种类组合特征表明,上石盒子组砂岩处于中成岩阶段早期。     

安塞油田长2油层成岩作用及其对储层物性的影响

安塞地区长2油层储层以中细粒长石砂岩为主，主要成岩矿物为绿泥石环边、方解石胶结物、石英和长石加大生长、伊利石、伊一蒙混层、钠长石和高岭石等。绿泥石环边的发育对原生粒间孔的保存起到有利的作用。石英加大级别达Ⅲ级，加大边含有丰富的有机包体，均一温度范围48．1～76．5℃，烃类进入储层的时间为早白垩世中期至晚白垩世。储层发育多种孔隙类型，面孔率平均为11．60％．主要类型有粒间孔、骨架颗粒溶孔和微裂缝等。残余粒间孔和骨架颗粒溶孔是本区长2储层的主要孔隙类型。根据成岩作用的矿物岩石学标志、有机质成熟度及古温度，将长2油层砂岩的成岩作用划分为3个成岩阶段：早成岩阶段、晚成岩阶段和表生成岩阶段。储层性质明显地受到沉积微相和成岩作用的影响，沉积物粒度较粗、厚度较大的分流河道储集物性明显优于各种粒度较细、厚度较薄的分流间席状砂体。     

Diagenesis in the Middle Jurassic Khatatba Formation sandstones in the Shoushan Basin,northern Western Desert,Egypt

The Middle Jurassic Khatatba Formation acts as a hydrocarbon reservoir in the subsurface in the Western Desert, Egypt. This study, which is based on core samples from two exploration boreholes, describes the lithological and diagenetic characteristics of the Khatatba Formation sandstones. The sandstones are fine‐ to coarse‐grained, moderately to well‐sorted quartz arenites, deposited in fluvial channels and in a shallow‐marine setting. Diagenetic components include mechanical and chemical compaction, cementation (calcite, clay minerals, quartz overgrowths, and a minor amount of pyrite), and dissolution of calcite cements and feldspar grains. The widespread occurrence of an early calcite cement suggests that the Khatatba sandstones lost a significant amount of primary porosity at an early stage of its diagenetic history. In addition to calcite, several different cements including kaolinite and syntaxial quartz overgrowth occur as pore‐filling and pore‐lining cements. Kaolinite (largely vermicular) fills pore spaces and causes reduction in the permeability of the reservoir. Based on framework grain–cement relationships, precipitation of the early calcite cement was either accompanied by or followed the development of part of the pore‐lining and pore‐filling cements. Secondary porosity development occurred due to partial to complete dissolution of early calcite cements and feldspar. Late kaolinite clay cement occurs due to dissolved feldspar and has an impact on the reservoir quality of the Khatatba sandstones. Open hydraulic fractures also generated significant secondary porosity in sandstone reservoirs, where both fractures and dissolution took place in multiple phases during late diagenetic stages. The diagenesis and sedimentary facies help control the reservoir quality of the Khatatba sandstones. Fluvial channel sandstones have the highest porosities and permeabilities, in part because of calcite cementation, which inhibited authigenic clays or was later dissolved, creating intergranular secondary porosity. Fluvial crevasse‐splay and marine sandstones have the lowest reservoir quality because of an abundance of depositional kaolinite matrix and pervasive, shallow‐burial calcite and quartz overgrowth cements, respectively. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

松辽盆地红岗油田白垩系青山口组含片钠铝石砂岩自生矿物共生序列

松辽盆地红岗油田白垩系青山口组发育含片钠铝石砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、阴极发光 仪、Ｘ射线衍射等多种技术手段,对含片钠铝石砂岩的碎屑成分、胶结物类型及自生矿物共生序列等特征进行 了研究。该区含片钠铝石砂岩为岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩,胶结物有次生加大长石、次生加大石英、自生 石英微晶、黏土矿物、片钠铝石、方解石、铁方解石及铁白云石。方解石的形成分为两期,第１期方解石为原 始生物碎屑颗粒溶蚀溶解的产物,第２期方解石可能与ＣＯ^２ 充注后钙长石及早期碳酸盐矿物的溶蚀溶解有关。 含片钠铝石砂岩的自生矿物共生序列为：次生加大长石、早期次生加大石英-自生石英微晶-早期高岭石、第１ 期方解石、片钠铝石-晚期次生加大石英-晚期高岭石、第２期方解石、铁方解石、铁白云石。其中ＣＯ^２ 注入 后的矿物共生组合为：片钠铝石-晚期次生加大石英-晚期高岭石、第２期方解石、铁方解石、铁白云石。     

Diagenetic features of Jurassic Fort Member sandstone,Jaisalmer formation,western Rajasthan

Jaisalmer Formation consists of 360m thick succession of medium to coarse grained sandstones with interbeds of shale, claystone and occasional lignite that rest over Lathi Formation, is the basal part of the Jaisalmer basin. The rocks are exposed amidst desert, low mounds and shallow stone quarries. Sandstones were deposited in shallow marine to deltaic environments. The studied sandstones consist of abundant quartz followed by feldspar, mica, chert, rock fragments and heavy minerals. The study mainly deals with identification of various diagenetic features such as compaction, cementation and porosity evolution. During mechanical compaction rearrangement of grains took place and point, long and suture contacts were formed. The sandstones are cemented by iron oxide, silica overgrowth, carbonate and clay. Porosity has developed due to dissolution of iron, carbonate cement and feldspar grains. Dissolution and alteration of feldspar, lithic fragments and pressure solution were the main source of quartz cements. The sandstones show good amount of existing optical porosity with an average of 7.19%. Porosity reduction is mainly due to early stage of mechanical compaction and subsequent pervasive calcite and iron oxide cementation. Further, porosity reduced due to deposition of clay cement.     

利用天然气包裹体方法划分天然气成藏期次--以鄂尔多斯盆地东南部上古生界储层为例

鄂尔多斯盆地东南部上古生界天然气储层主要为太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组,岩性以石英砂岩为主。储层的主要成岩作用有压实和压溶作用、胶结和交代作用、裂隙和溶蚀作用等,依据显微镜下岩相学研究,在研究区可以识别出四个大的成岩阶段,分别对应早成岩阶段的早期和晚期、晚成岩阶段的早期和晚期。识别出两期天然气包裹体,第一期天然气包裹体形成于早成岩阶段的晚期,分布在早期裂隙及与其相关的溶蚀孔隙中,形态不规则,气/液比较高,偶尔可见包裹体发荧光。第二期天然气包裹体形成于晚成岩阶段晚期,分布在晚期裂隙中和晚期亮晶方解石和石英胶结物中,包裹体气/液比小,大部分为有机气态和盐水组成的气液两相有机包裹体,包裹体壁薄色浅。研究认为第一期代表了早期天然气初次运移和注入储层事件,而第二期代表了天然气大规模二次运移聚集成藏事件。     

尼日尔Termit盆地上白垩统储层岩石学特征及控制因素分析

本文对尼日尔Termit盆地17口井218个井壁取芯样品开展普通薄片、阴极发光、X衍射、扫描电镜及重矿物分析,研究上白垩统储层的岩石学特征,并探讨其控制因素。实验分析结果表明,Termit盆地上白垩统储层的岩石类型主要为石英砂岩,成分成熟度高,以石英为主,含量达86%以上,钾长石、方解石及斜长石等含少量,占比约5%,这种岩石类型对原生孔隙的保存比较有利;填隙物主要为粘土杂基,含量为7%左右,矿物成分以高岭石为主,利于对晶间孔的保留;岩石中发育硅质、方解石和铁质等胶结类型,胶结物的含量占比较小,对储层的破坏作用不大;重矿物类型为磁铁矿、赤铁矿、锆石、磷灰石,推测物源区的母岩类型主要为花岗岩;以细粒结构和少量的不等粒结构为主,分选中等-差,磨圆度一般为次棱角-次圆状,磨圆差。与国内石英砂岩沉积于高能的滨浅海环境不同,研究区石英砂岩成分成熟度高,但分选程度和磨圆度较低,一方面反映了物源区母岩富含石英,同时也反映了这种石英砂岩沉积于近源的河流-三角洲环境。影响研究区上白垩统储层物性的主要因素是岩石类型及成岩作用,由于储层的岩石类型为石英砂岩,压实作用对储层的破坏作用较一般岩石类型偏小。砂岩埋深小于2500m时,主要发育原生孔隙,面孔率大于15%。溶蚀作用对本区储层产生一定的影响,最常见的为长石的溶蚀,溶蚀作用形成粒内溶孔和粒间溶孔,还会扩大原生孔隙形成混合孔,改善了砂岩的储集性能。