陆相断陷盆地深部碎屑岩成岩演化及控制因素:以东营断陷盆地古近系孔店组为例

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演化及控制因素进行详细研究。研究结果表明:东营断陷盆地孔店组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;其中,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、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;成岩演化经历了准同生期-中成岩B期,部分达到晚成岩期的演化过程,成岩演化过程控制了深部碎屑岩孔隙演化;并推断原始干旱-半干旱沉积环境、基准面变化、深埋藏环境、构造-岩浆活动是控制成岩及孔隙演化的主要因素。     

深部埋藏条件下砂岩中碳酸盐胶结物的成因及储层改造——以济阳坳陷始新统孔店组为例

济阳坳陷始新统孔店组深部碎屑岩中普遍发育碳酸盐胶结物。依据普通薄片、扫描电镜、X衍射、阴极发光、流体包裹体测温和碳氧同位素等实验结果,对济阳坳陷始新统孔店组深部砂岩中的碳酸盐胶结物进行了深入研究。结果表明:碳酸盐胶结物类型有方解石、铁方解石、铁白云石和菱铁矿等,胶结方式有早期基底式胶结、成岩期点状胶结、成岩后期裂缝充填,胶结物的纵向上和横向上分布具有一定的规律性;早期基底式胶结主要形成于原始沉积水介质的化学沉积分异作用,这种沉积分异作用主要发生在湖盆沉积的同生期,由于化学物质的饱和度分异造成;成岩期胶结物主要跟成岩演化过程中流体的自由流动、粘土矿物转化、有机质的演化和地质环境的变化有关,断裂构造活动形成的深部热液也是形成部分碳酸盐胶结物的主要原因;碳酸盐胶结物对储层具有明显的改造作用,早期基底式胶结沉淀作用对岩石储层具有强烈胶结作用和抗压实作用,成岩期碳酸盐的沉淀作用对储层空间具有明显的堵塞作用,成岩过程中的碳酸盐矿物的溶解作用提高了深部地层的储层质量。     

碎屑岩储层碳酸盐胶结物成因研究进展

在对国内外相关文献充分调研的基础上,对碎屑岩储层碳酸盐胶结物的基本特征、物质来源、成因机制进行系统梳理和论述,总结了不同机制下碳酸盐胶结物的分布规律,并强调了几个需要注意的问题。碳酸盐胶结物具有多类型、多期次和多种分布形式的特征,其物质来源可分为内源和外源2种类型。碳酸盐胶结物可以由砂泥岩协同成岩作用、蒸发作用、生物碎屑溶解再沉淀作用、沉积速率控制作用、热对流作用、深部热流体作用等机制形成。在陆相碎屑岩储层中,砂泥岩协同成岩作用是形成碳酸盐胶结的最重要机制;但在海陆过渡相—海相地层中,除了砂泥岩协同成岩作用外,生物碎屑溶解再沉淀作用、沉积速率控制作用也是重要的碳酸盐胶结物形成机制。不同成因机制下形成的碳酸盐胶结物的矿物类型及特征、控制因素和分布规律存在差异。碳酸盐胶结物成因分析应注意利用δ13C值判断物质来源的不确定性;应重视层序地层和沉积环境在海陆过渡相—海相地层中对碳酸盐胶结的作用;应注意相同的矿物类型(如"铁白云石")或相似的分布特征(如"顶钙")成因的多解性。     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区山西组储层成岩作用及孔隙演化

山西组致密砂岩是鄂尔多斯盆地上古生界重要的油气产层,其致密化过程对储层质量有重要影响.采用镜下鉴定、阴极发光、扫描电镜、储层物性和包裹体测温等测试分析手段,研究杭锦旗地区山西组储层发育特征、成岩作用和孔隙演化.结果表明:山西组岩石类型主要是岩屑石英砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩;储层除有少量原生粒间孔外,还发育大量次生孔隙;主要经历了压实、胶结和溶蚀作用;基于石英包裹体测温数据,山西组均一温度集中分布在80～100℃和120～140℃,表明至少存在晚三叠世—早侏罗世和中侏罗世—早白垩世至今两次烃类充注,确定了山西组成岩演化序列;储层主要经历了压实、多期胶结和多期溶蚀作用后,最终致密化;储层致密的直接原因是压实作用,平均视压实率为68.90％;储层以硅质胶结和碳酸盐胶结为主,平均视胶结率为20.40％;溶蚀作用是最重要的增孔作用,平均视溶蚀率为80.06％.     

鄂尔多斯盆地南部上古生界低孔低渗砂岩储层成岩作用特征研究

对鄂尔多斯盆地南部山西组二段—下石盒子组八段储层砂岩的岩石学特征、孔隙类型与物性特征、胶结物种类及成岩作用特点的详细研究表明:山西组二段—下石盒子组八段砂岩的主要孔隙类型大部分是与胶结物和泥质杂基有关的微孔隙,也是造成研究区砂岩储层低孔低渗的内在原因之一。砂岩主要的成岩作用包括机械压实作用、胶结作用、溶蚀溶解作用。压实作用是成岩早期导致砂岩储层质量变差的主要原因之一;胶结作用包括硅质胶结、钙质胶结和粘土矿物胶结,硅质胶结对储层物性的贡献大于其他胶结类型,方解石是造成储层物性降低的主要胶结物;煤系地层埋藏后提供的酸性孔隙流体造成早期长石和方解石的溶蚀溶解,形成次生孔隙,对早期储层物性起到了一定的改善作用,但由于后期强烈的方解石胶结作用而消失殆尽。     

高邮凹陷南坡真武—曹庄地区戴南组砂岩成岩作用及其对储层性质的影响

在详细岩心观察描述的基础上, 利用铸体薄片、扫描电镜、压汞分析、X-射线衍射、埋藏史-热史模拟等多种分析测试手段, 对戴南组砂岩成岩作用特征进行了详细研究, 发现砂岩储层主要经历了压实、胶结、溶蚀和交代作用, 自生胶结物主要有高岭石等粘土矿物、铁碳酸盐、石英、长石及硬石膏等, 发生溶蚀则主要为长石和岩屑, 戴南组地层现今主要处于晚成岩的A期.戴南组砂岩储层主要受压实作用、高岭石胶结、铁碳酸盐胶结、石英次生加大及溶蚀作用的影响, 发育塑性组分溶蚀成岩相和高岭石充填成岩相的储层性质往往较好, 是有利的油气储集带; 而发育压实-充填成岩相和碳酸盐胶结成岩相的储层孔渗性能很差, 多为致密储层.      

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。     

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。     

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。     

济阳坳陷古近系深部储层成岩演化模式

运用岩石薄片鉴定、扫描电镜分析、镜质体反射率分析、X-衍射分析和油层物性分析等手段,结合区域油气地质研究成果,以揭示济阳坳陷古近系深部碎屑岩储层的成岩演化模式和物性演化规律为目的开展工作。结果表明,济阳坳陷古近系深部碎屑岩储层主要受其所处构造背景、地层压力和流体环境的影响,发育6种成岩演化模式。弱陡坡/缓坡构造背景条件下发育早期中强超压-中强压实/胶结/溶蚀-多重介质成岩演化模式和晚期中强超压-（较）强压实/胶结/溶蚀-酸性介质成岩演化模式,超压形成的早晚是影响储层压实作用强弱的主要因素,而流体环境的差异与构造背景的差异有关。深洼陷发育弱超压/常压-（中）强压实/胶结-强溶蚀-热液酸性介质成岩演化模式和中弱超压-较强压实/胶结-强溶蚀-热液酸性介质成岩演化模式,热液活动加强了成岩流体对酸溶性组分的溶解,是该类成岩演化模式的主要影响因素。处于陡坡常压条件下的深层碎屑岩发育（中）强压实/胶结-弱溶蚀-热液酸性介质和强胶结-中弱溶蚀-多重介质成岩演化模式,早期沉积水体、后期成岩水体以及两者混合造成的多重介质是其主要影响因素。综合分析认为,层位和埋深是深部储层遭受成岩改造程度强弱的首要控制因素;构造位置是影响成岩压力场和流体场的基本前提;在不同的流体场背景中,深部热液对储层演化会不同影响;酸碱交替的多重成岩环境增加了次生孔隙带发育个数和次生孔隙垂向分布,但原始孔隙度保存率比以酸性介质为主的成岩环境低5%以上。     

歧口凹陷沙河街组火山岩成岩作用及对储集性能的控制

根据岩心观察资料,利用偏光显微镜、扫描电镜等对歧口凹陷沙河街组火山岩的成岩作用进行了详细地研究,把成岩作用类型分为早期和晚期两个阶段、13种成岩作用类型。根据成岩作用阶段划分依据,结合盆地埋藏-热演化史和烃类充注史等资料,将歧口凹陷沙河街组火成岩成岩作用阶段划分为早期和晚期两个阶段。火成岩共发生了3期溶蚀作用、2期构造作用、2期油气充注作用,以及绿泥石、硅质、碳酸盐等胶结作用。主要成岩序列为溶蚀作用Ⅰ→构造作用Ⅰ→栉壳状绿泥石→细纤维状绿泥石→硅质Ⅰ→较粗纤维状绿泥石→烃类充注Ⅰ→硅质充填Ⅱ→亮晶方解石Ⅰ→构造作用Ⅱ→溶蚀作用Ⅱ→烃类充注Ⅱ→亮晶方解石Ⅱ→铁方解石→硅质充填Ⅲ→溶蚀作用Ⅲ。成岩作用对储集性能的控制具有改善和破坏的双重作用,对储集性能具有改善作用的成岩作用类型有挥发分逸出作用、熔蚀作用、冷凝收缩作用、脱玻化作用、机械压实破裂作用、风化淋滤溶蚀作用、次生溶蚀作用。对储集性能具有破坏作用的成岩作用类型有熔结作用、充填作用、机械压实压溶作用、胶结作用。     

山东东营凹陷古近系碎屑岩储层特征及控制因素

通过对大量储层物性数据的分析和整理,结合薄片观察和扫描电镜分析结果,研究了不同构造背景、不同沉积类型及不同埋深的储层物性特征及其控制因素。东营凹陷近系碎屑岩储层类型多样,大多形成在冲积扇-河流、扇三角洲、近岸水下扇、深水浊积扇、三角洲前缘滑塌浊积扇以及滨浅湖滩坝等多种沉积环境中。碎屑岩储层类型主要包括砾岩、含砾砂岩、中粗砂岩、细砂岩及粉砂岩。其中中砂岩和细砂岩是最好的储层。但是不同地区、不同类型储层物性存在较大的差异。物性最好的储层为河道、（扇）三角洲前缘水下分流河道及河口坝砂体。在相同深度条件下,中央隆起带的物性最好,北部和南部次之。另外,本区随埋藏深度增加,碎屑岩储层物性逐渐变差（剔除次生孔隙的影响）。根据碎屑岩储层物性差异性分析和储层成岩演化研究结果,其储层物性主要受压实作用、碳酸盐溶蚀与胶结作用及沉积条件四大因素控制,其中压实作用、溶蚀作用及胶结作用是主要控制因素,而沉积条件对物性的影响主要表现在控制原生孔隙的发育程度,并进一步控制溶蚀、胶结等成岩作用。     

砂西油田低渗透储层成岩储集相及储集空间演化模式

综合应用取心井的岩石铸体薄片、图像分析、扫描电镜、电子探针能谱、阴极发光、粘土矿物X衍射分析和镜质体反射率等实验测试资料,研究了E₃1储层的成岩作用、成岩演化序列和成岩阶段划分。通过分析低渗透储层成岩作用对储集物性的影响,认为造成本区储层砂岩较低渗透率的主要成因机理是成岩期各种自生矿物的充填和胶结作用。根据成岩作用及其特有的储集空间组合,将E₃1储层划分为4种成岩储集相类型:A相——不稳定组分中强溶解次生孔隙成岩储集相、B相——中等胶结中强压实残余粒间孔成岩储集相、C相——碳酸盐强胶结成岩储集相、D相——早期硬石膏强胶结成岩储集相。详细阐述了低渗透储层中各类成岩储集相的特征及其形成机制,并探讨了其储集空间类型及演化模式。      

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。     

渤南油田中部古近系沙河街组低渗透储层岩石学和成岩作用

该区储层岩石类型主要为岩屑质长石砂岩，溶解作用是主要的建设性成岩作用，压实、自生矿物充填和胶结作用是主要的破坏性成岩作用，成岩阶段处于晚成岩A亚期。该区储层较高的孔隙度是晚成岩期强烈的溶解作用形成次生溶孔的结果，而储层砂岩较低渗透率的主要成因机理是成岩期各种自生矿物的充填和胶结作用；此外，溶蚀作用形成的孤立、互不连通的粒间孔也是形成低渗微细喉道储层的主要原因。有利孔隙组合为粒间溶蚀孔-原生粒间孔-粒内破碎缝，有利储层的分布受砂体分布、构造配置及成岩作用的联合控制。