松辽盆地三肇凹陷扶杨油层碳酸盐胶结物发育特征

扶杨油层是松辽盆地致密油勘探重要的目的层,碳酸盐胶结作用是造成储层致密的重要原因,揭示碳酸盐胶结物特征对认识和评价扶杨油层致密储层具有重要意义。本文通过岩心精细描述、岩石薄片鉴定和孔渗分析,详细介绍了碳酸盐胶结物的宏观和微观特征。研究表明:扶杨油层孔隙度主体为6%~18%,小于12%的样品占60%以上;渗透率小于1×10~(-3)μm~2的样品占70%以上,碳酸盐胶结物是扶杨油层主要的胶结物类型,碳酸盐含量与孔隙度和渗透率总体呈负相关关系。方解石主要以微晶和亮晶为主,微晶方解石主要以孤立状分布,亮晶方解石呈连晶状胶结。砂岩底部物性差,碳酸盐含量高,中上部物性变好,碳酸盐含量低。扶杨油层多以砂泥互层或薄砂厚泥组合为特征,砂岩顶底泥岩较发育,砂泥互层结构有利于泥岩中粘土矿物转化过程中分离出来的钙、铁、钾等离子进入毗邻的砂岩中,并在砂岩内富集和沉淀,从而形成碳酸盐胶结物。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ~(18)OPDB值为-22.5‰~-19.4‰,大部分为-8.4‰~-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃~121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca~(2+)来源。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩方解石胶结物成因

运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对鄂尔多斯盆地东南缘上三叠统延长组砂岩中普遍存在的方解石胶结物的成因进行了系统研究。结果表明:鄂尔多斯盆地东南缘延长组砂岩中的方解石胶结物以微晶基质及连生结构的产状存在于砂岩中,且方解石胶结物的碳、氧同位素值相对较轻,δ13 CPDB值为2.50‰～-9.83‰,为正低或负低值,δ13OPDB值为-10.58‰～-27.24‰,属于负高值;有很少一部分是早成岩阶段与甲烷生成有关的方解石胶结,其余大部分是中成岩阶段微咸水向半咸水的封闭-半封闭环境下有机质脱羧基作用形成的方解石胶结;在此基础上计算出因碳酸盐胶结作用消除的原始孔隙达17.29%,使本区砂岩物性变差。     

松辽盆地下白垩统泉头组三、四段长垣地区碳酸盐胶结物发育特征

泉头组位于白垩系上统下部,是松辽盆地的主要勘探对象之一,碳酸盐胶结物既是影响储层储集性的主要因素,又是储层环境变化的重要指示计,揭示碳酸盐胶结物特征对认识和评价该区致密储层具有重要意义。通过岩心描述、岩石薄片鉴定等方法,对碳酸盐胶结物的主要类型与分布特征进行了总结,结果表明:长垣地区泉头组三、四段碳酸盐胶结物主要以方解石与含(铁)方解石为主,方解石占绝大部分且发育有两期,类型主要为微晶方解石和亮晶方解石。砂层上下为泥岩层时,砂层的顶底部碳酸盐含量高,且砂层越薄,整体碳酸盐胶结物越发育,砂层上下的泥岩排出的泥岩压实水是砂层中碳酸盐胶结物的主要物质来源,也是砂体顶底碳酸盐发育的主要原因。粒度在中砂岩以下时,碳酸盐含量随着粒度的增大而轻微升高,不同的岩性制约着碳酸盐胶结物的沉淀与富集。     

梨树断陷营城组砂岩方解石胶结物碳、氧同位素特征

梨树断陷深层砂岩中广泛分布着方解石胶结物,方解石胶结作用对梨树断陷深部储层的致密化有着重要影响。以苏家屯-皮家地区砂岩储层中方解石胶结物为研究对象,结合岩相学特征,包裹体测试和碳、氧同位素分析,查明了方解石胶结物碳、氧同位素及其成因。研究表明,储层砂岩类型为岩屑质长石砂岩、长石质岩屑砂岩、长石砂岩。方解石胶结物碳同位素δ13 CPDB为-16‰~-0.4‰,平均值为-6.67‰。氧同位素δ18 OPDB为-23.2‰~-13.2‰,平均值为-20.1‰。通过对碳、氧同位素数据计算分析,得到碳酸盐的相对古盐度值(Z)介于83.48~117.61之间,表明其形成时的古流体具有淡水的特征。方解石的形成温度为94.06~179.43℃。方解石胶结物碳氧同位素特征分析结果表明,其形成与有机酸脱羧作用有关,可能来源于有机碳。     

松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿碳氧同位素特征及铀成矿意义

为进一步探讨松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿的成岩环境、铀沉淀机制及成矿机理,通过钻井岩心观察,岩石薄片,含铀砂岩碳酸盐胶结物碳、氧同位素分析,对研究区砂岩岩石类型、碳酸盐胶结物类型、成岩阶段以及碳、氧同位素特征进行了系统研究。结果表明:含铀砂岩岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,碳酸盐胶结物可分为3个期次,以第一和第二期次为主,胶结物包括方解石、铁方解石,见极少量含铁白云石。δ~(13)C_(PDB)值为-22.45‰～-13.65‰,平均值为-18.33‰,δ~(18)O_(PDB)值为-17.56‰～-9.46‰,平均值为-13.52‰,揭示有一定有机质参与;古盐度Z值介于75.98～90.97之间,为淡水沉积;古温度介于67.31～94.92℃之间,结合以上岩石特征、胶结物类型及成岩作用判定成岩环境处于早成岩—中成岩阶段A期。综合分析认为:早成岩阶段砂岩的压实、胶结作用使含铀砂岩孔隙度减小,抑制含氧富铀流体运移;随着成岩作用进行,埋藏深度增加,有机质成熟度升高发生热脱羧基作用,与压实作用产生的吸附水形成酸性溶液对长石、碳酸盐胶结物等进行溶蚀形成次生孔隙,增大砂岩孔隙度,促进含氧富铀流体下渗运移,下伏油气由断裂向上逸散,为地层提供还原剂,使铀在四方台组底部大规模沉淀和富集。     

塔里木盆地哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物沉积特征及其成因

塔里木盆地石炭系东河砂岩是我国典型的深埋海相碎屑岩优质储层,储集砂体物性好,但受碳酸盐胶结物影响导致非均质性较强。为了更准确地预测优质储层发育带,通过精细岩心观察、大量薄片鉴定及碳氧同位素和阴极发光资料分析,对哈拉哈塘地区石炭系东河砂岩段碳酸盐胶结物宏观及微观沉积特征和成因进行了研究。研究发现：前滨及上临滨相带砂岩含油性较好,不含油的含碳酸盐胶结物砂层主要有Ⅰ类生物潜穴型、Ⅱ类层理纹层型、Ⅲ类薄层灰质砂岩型和Ⅳ类钙质砂岩团块型4种岩性组合;碳酸盐胶结物主要类型为方解石,其次为铁方解石,主要填充在溶蚀粒间孔及碎屑颗粒粒内溶孔中。东河砂岩储层中碳酸盐胶结物主要为有机酸脱羧成因,常见于Ⅱ、Ⅲ类岩性组合;少量生物成因及沉积暴露成因,主要见于Ⅰ类和Ⅳ类岩性组合。研究区碳酸盐胶结物δ¹³C较高的关键原因是东侧轮南低凸起的奥陶系碳酸盐岩地层侵蚀溶蚀供给。     

致密砂岩储层成岩作用与孔隙演化:以川西南上三叠统为例

致密砂岩储层成岩作用控制孔隙演化,并进一步决定相对优质储层分布。川西南上三叠统砂岩储层整体孔隙度小于6%,基质渗透率小于0.1×10-3μm2,属于典型致密砂岩储层。铸体薄片和储层流体包裹体综合分析表明,砂岩储层经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,储集空间以粒内溶孔、铸模孔和粒间溶孔为主。综合各成岩矿物共生组合关系,结合储层流体包裹体均一化温度,确定各成岩事件和成岩矿物形成相对顺序:压实作用→第Ⅰ期裂缝→第Ⅰ期伊利石胶结→第Ⅰ期石英加大→第Ⅰ期方解石胶结→第Ⅱ期石英加大、硅质充填→长石、岩屑溶蚀→绿泥石胶结或者伊利石胶结→第Ⅱ期方解石胶结→长石溶蚀作用→第Ⅱ期破裂作用→第Ⅲ期石英加大、硅质充填→第Ⅲ期碳酸盐胶结→碳酸盐交代长石和石英→第Ⅲ期构造破碎→晚期方解石和石英胶结成岩。镜质体反射率(Ro)及砂岩储层流体包裹体均一温度表明砂岩储层目前已达到中成岩A2期至B期,压实作用是储层致密化的最主要原因,造成孔隙度损失约27.5%,硅质和碳酸盐胶结作用仅损失孔隙度约5.3%。     

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.     

川东北巴中—通南巴地区须家河组致密砂岩储层裂缝发育特征及控制因素

以岩芯及野外观察、分析测试、测井等资料为基础,分析了川东北巴中—通南巴地区致密砂岩储层裂缝的类型及成因,结合裂缝充填矿物包裹体分析,厘定裂缝形成期次。在此基础上,探讨了岩性组合、岩层厚度、断层、褶皱变形强度对裂缝发育的控制作用。研究表明:研究区须家河组裂缝具有多成因、多期次、差异分布的特点。主要发育构造裂缝,且主要分布于致密砂岩储层中,可划分为3期:燕山中期(中侏罗世)的NNW和NWW向共轭构造缝,被细粒方解石充填;燕山晚期(白垩纪)的NE向断层、褶皱伴生高角度缝,被粗粒方解石或石英充填;喜马拉雅期(古近纪)的NW和近SN向断层伴生缝,被粗粒方解石半充填或未充填。成岩裂缝和超压裂缝的成因与黏土矿物失水收缩及烃源岩大量生烃引起的流体增压有关,主要形成时间为晚侏罗世—早白垩世。裂缝发育的差异性主要受控于岩性组合、地层厚度、断层及褶皱变形强度,单层厚度小、距断层距离近、褶皱变形强度大的中、细砂岩储层,裂缝最为发育。     

藏北中侏罗世遗迹化石Tisoa Serres的发现及其环境意义

遗迹化石TisoaSeres国内尚无报导,70多块遗迹化石Tisoa标本见于藏北羌塘地区中侏罗统色哇组。本文对所采集的Tisoa标本作了详细的研究,Tisoa通常由紧靠的圆柱状平行潜穴管组成,单一潜穴管直径2～7mm间,两栖管间距1～4mm,外部由锥形或圆柱形钙质结核所包围,钙质结核直径10～25mm。保存完好的标本表明Tisoa为两个潜穴管底部相连的“Ｕ”形管,大多数只含两个平行潜穴管的标本实际上只是保存的一个“Ｕ”形管的上部。在大多数Tisoa管壁通常发育不规则的黄铁矿层或一微晶方解石薄层;栖管中常充填微晶和亮晶方解石以及黄铁矿、云母及泥质和石英。一般认为Tisoa是一种节肢动物潜穴。沉积环境分析,产Tisoa的沉积环境为正常浅海环境。     

新疆十红滩层间氧化带型砂岩铀矿同位素地球化学研究

文章在对吐哈盆地十红滩层间氧化带型砂岩铀矿床地下水和粘土矿物的氢、氧同位素，钙质砂岩的碳、氧同位素，黄铁矿和长石的铅、硫同位素组成进行分析测试的基础上，系统总结了矿床的地球化学特征；认为形成层间氧化带和铀矿化的层间水主要来自大气降水，研究区水与有机烃类气体同位素交换、强烈的蒸发作用和水岩反应是控制地下水和矿物中同位素分馏的主要机制，层间氧化带和铀富集成矿是地下水在低温、常压下对围岩长期作用的结果，钙质砂岩的碳和黄铁矿的硫均主要为生物有机成因，盆地深部的煤成油、气也参与了成矿作用。     

Formation mechanisms of calcite cements in tight sandstones of the Jurassic Lianggaoshan Formation,northeastern Central Sichuan Basin

The characteristics and formation mechanism of calcite cements in the tight sandstone of the Jurassic Lianggaoshan Formation in the northeastern Central Sichuan Basin were analysed using petrographic and isotopic techniques. In the tight sandstone of the Lianggaoshan Formation, cements are mostly calcite and occur as poikilitic, pore-filling, fracture-filling and replacement of clastic particles. Contents of Al, Si, Fe and Mn in the poikilitic calcites are significantly less than that in the dissolution pore-filling and metasomatic calcites. Three stages (early, middle and late) of authigenic calcites correspond to temperature ranges of <60, 60–100 and ≥100?°C, respectively, with most calcite cements formed under lower temperature (<100?°C) conditions. The δ¹⁸O values of the early–middle authigenic calcites are in equilibrium with connate water, and the δ¹⁸O values of late calcites are depleted in ¹⁸O indicating equilibrium at higher temperatures. The early authigenic calcites precipitated in a relatively open system associated with CO₂ from bacterial fermentation at an immature to low-mature stage, and a Ca²⁺- and alkaline-rich environment owing to hydration–hydrolysis and dissolution of silicate minerals during phase A of eodiagenesis. The middle–late authigenic calcites precipitated in a relatively closed system with CO₂ from decarboxylation of organic acids and Ca²⁺ from dissolution of silicate minerals and transformation of clay minerals during phase B of eodiagenesis to mesodiagenesis. Calcite cements mainly occur in the medium and fine sandstones of sand flats and beach bars. Authigenic calcite dissolution is extremely weak, and calcite cementation is pore-space destructive.     

海相碳酸盐矿物的阴极发光性与其成岩蚀变的关系

引言众所周知,原始的海相碳酸盐矿物为文石、高镁方解石和低镁方解石,但它们对成岩蚀变极度敏感,在大气淡水成岩环境中,文石和高镁方解石都会转变为成岩低镁方解石,同时,原始的低镁方解石也会有不同程度的蚀变。在进行古代碳酸盐岩的沉积环境和古海洋学研究时,往往需要测定岩石中的微量元素及氧、碳、锶等同位素组成,用以判断古海水     

采场底板突水条件及位置分析

分析采场突水条件和位置是突水预测的基础,根据采场支撑压力发展规律和底板应力分布特征,进行了突水条件突水位置的研究,底板突水的条件矿压对底板的破坏使其有效隔水层厚度降为零和水压不小于卸压区的侧向压力,在采场的内外应力场形成之前,突水位置在采空区;内外应力场形成之后,突水位置在煤壁附近。     

深厚砂黏分界处不同工况下多圈管冻结温度场特性

多圈管冻结壁设计方案是解决深冻结问题的有效方法,为研究深厚砂黏层分界处不同工况下多圈管冻结温度场特性,采取分界处原黏性土XRD试验结果,利用ANSYS数值模拟冻结三圈管,对比分析了细砂土与膨胀性黏土在冻结管偏斜与不偏斜工况下温度场冻结壁形成与发展特性。研究表明:多圈管不偏斜冻结,细砂层与膨胀性黏土层冻结壁温度场均呈规则、对称、有序发展,主冻结中圈管间、内圈管间、中-内圈管间、中-外圈管间、外圈管依次形成交圈过程,随着冻结时间增加,中-内圈、中-外圈管间冻结温度由抛物线型发展为梯形降温形状,且温差减少,内、外圈管外侧呈倒八字型发展形态,内圈管内侧降温效果明显好于外圈管外侧。偏斜时,冻结壁温度场交圈降温不规则,冻结冷锋交圈叠加具有随机性和离散性。膨胀性黏土冻结壁形成时间严重滞后,偏斜、土性差异对冻结壁温度影响均较大,偏斜对膨胀性黏土影响尤其明显,与某矿冻结法凿井在地层-400 m以上砂黏分界处发生的多根冻结管断管事件较为吻合,研究成果可以为类似深层矿井冻结施工提供参考。      

山西云岗石窟侏罗系地震液化砂岩柱的发现及其大地构造意义

本文主要报道在华北克拉通北缘云岗石窟景区内侏罗系地层中发现的20余个由地震液化形成的砂岩柱。地震导致的砂土液化是非常普遍的自然现象,地震波的震动使埋藏在地下未固结的饱和砂质沉积物迅速变为流体并在巨大压力下喷涌至地表,形成砂火山或泥火山。2008年汶川8. 0级大地震和2012年新西兰6. 2级地震都产生了严重的液化现象,在对地表造成严重破坏的同时,分别在地表形成了一系列的溢出丘和形态完好的砂火山。古地震之后,液化砂质沉积物往往在上涌的通道内固结成岩,形成穿层的岩柱或岩管。近年来,美国科罗拉多大峡谷相继发现很多地震液化形成的中生代巨型碎屑岩柱。2018年,本文作者在云岗石窟景区内的侏罗系云岗组中发现了20多条直径15~20cm左右、高可达2m以上穿层“侵入”的砂岩柱,有的在纵向上呈串珠状排列,有的呈不规则的树枝状自下向上伸展,膨大狭缩、分支复合现象非常明显,砂岩柱内部结构均一,不见任何层理。砂岩柱顶端的泥质围岩石中有明显向上牵引、拖拽的痕迹。这些砂岩柱没有任何硅化木的特征,也不是普通成岩作用形成的结核,与暴雨、泥石流、重力滑塌等作用均无任何关系,是古地震液化作用在地层内保存的遗迹,故称为液化砂岩柱。地震液化砂岩柱发育的层位位于李振宏等人(2014)在宁武—静乐盆地侏罗系云岗组顶部的凝灰质泥晶碳酸盐层位(160 Ma)之下约40m处,初步判定形成这些液化砂岩柱的古地震发生于160. 75 Ma~160 Ma之间的晚侏罗世。古地震的形成过程与燕山运动引起的地壳运动有直接的关联,是华北克拉通内与燕山运动伴生的古地震在地层中留下的最直接证据。     

北京砂卵石地层盆形冻结的温度场扩展规律研究

地下工程盆形冻结止水结构包括位于开挖范围周围的冻结帷幕（盆壁）及开挖范围底部的水平冻结板（盆底）两部分。采用物理模型试验与数值模拟的方法,分析了北京典型富水砂卵石地层条件下盆形冻结在静水及0.5 m/d渗流条件下的温度场扩展规律。研究发现：盆形冻结技术作为冻结工法在市政工程领域的全新应用,对地下工程的施工区域能够有效起到冻结止水效果;盆形结构不同部位在不同的渗流条件会表现出不同的冻结交圈次序,静水条件下盆壁冻结管会先于盆底冻结管交圈,渗流条件下则依次是顺水流盆壁、盆底、背水面盆壁、迎水面盆壁,此时盆壁冻结是制约盆形冻结的关键因素,实际工程应重点关注盆壁冻结;冻结厚度是评价冻结效果最直观的指标,在静水条件下盆壁厚度趋于稳定,盆底水平冻结板厚度逐渐超过盆底冻结管长度且向盆内与盆外两个方向同时发展;渗流条件下,迎水面盆壁厚度最小,背水面盆壁由于绕流现象出现冻结锥体而局部厚度增大,盆底水平冻结板厚度仅向盆内单向发展。