Quartz Cement in Middle Jurassic Reservoir Sandstones in North Sea A Review. Part II： Duration and Silica Sources

The timing and duration of quartz cementation in sandstones have been mainly inferred from diagenetic texture, relationship between pore filling minerals, fluid inclusions and isotopic data. Fluid inclusion temperatures from North Sea reservoir sandstones indicate that most of the quartz cement forms at temperature exceeding 90℃ and is continually proceeding after oil emplacement, based on the fluid inclusion temperatures in quartz overgrowth which is approaching the bottom-hole temperatures. The duration of quartz cement after oil emplacement depends upon the saturation of porewater and the distribution of pore water film and the property of water-wet or oil-wet of the reactants. The leaching of K-feldspar by meteoric water requires pore water flow to move the released potassium and sodium and silica out the solution, which suggests the mechanism does not appear to be a major source of silica for quartz cementation. The quartz cementation coincidence with the compaction and pressure solution suggests the major source of silica. The alteration of feldspar by illitization of kaolinite may serve as another important source of silica at deep burial depth. External sources are not need to call on for illustrating the quartz cementation, because there is no evidences for large scale convection of pore water flow occurred in the burial history of reservoir sandstones of middle Jurassic in the North Sea.     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组石油充注对砂岩储层成岩演化的影响

综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法,对石油充注鄂尔多斯盆地东南缘三叠系延长组砂岩储层后的成岩反应系 统进行了研究,揭示了石油充注对储层成岩环境的改变在一定程度上影响了本区储层成岩作用的演化。研究表明,该区延 长组长石砂岩储层在石油充注后有机酸和CO2大量出现,pH值降低,促进了岩石骨架颗粒长石的溶解,导致了次生孔隙的发 育,增强了储层的储集性能,但未能增加石英的溶解度;但是由于含油饱和度偏低,石油的充注使成岩环境的变化仅在很 小程度上抑制伊利石的生长,并没有完全阻止伊利石的生长,伊利石“搭桥”胶结孔隙,一定程度上降低了储层的储集性 能;同时石油的充注也使成岩早期形成的碳酸盐胶结物出现溶解,当成岩温度>100℃时,有机质热演化产生较高的CO2分 压,缓冲了pH值使含铁碳酸盐大量沉淀从而使储层致密化。石油充注对储层的这些影响对下一步的储层评价提供了重要依 据。     

合肥盆地周缘石炭—二叠系碎屑岩储层特征及盆内储集性预测

合肥盆地周缘中石炭系－二叠系碎屑岩的成分成熟度和结构２成熟度较高，成岩后生作用强烈，特别是强的机械压实作用和成岩自生矿物的多期胶结作用，使其孔隙结构和储集物性变差。盆地南缘石炭系碎屑岩成岩强度更强，孔隙结构更差。碎屑岩的孔隙类型多样，以构造裂隙和次生孔隙为主，且裂隙和次生孔隙的形成呈多期性，先期形成的次生孔隙不同程度地被后期的自生矿物充填。     

湘西北下古生界黑色页岩扫描电镜孔隙特征

利用扫描电镜对湘西北下古生界下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组的黑色页岩样品进行了观察,进一步分析了黑色页岩中的微观孔隙类型、特征及其形成演化过程。区内两套黑色页岩内部发育多种储集空间类型,可概括分为3大类:矿物基质孔、有机质孔、微裂缝,其中矿物基质孔又可细分为粒间骨架孔、凝絮成因孔、溶蚀孔和基质晶间孔,有机质孔主要包括生物骨架孔和生烃残留孔。原始的沉积环境与成岩过程决定了泥页岩中的孔隙和微裂缝系统,不同的成岩阶段控制着页岩中孔隙结构的演化过程,进而影响着页岩气的赋存状态。泥页岩中这种复杂的微观孔隙网络系统为油气储集提供了有效空间,也为页岩气的渗流提供了主要通道,对页岩气的成藏和开发有重要意义。     

湘西北下古生界黑色页岩扫描电镜孔隙特征*

利用扫描电镜对湘西北下古生界下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组的黑色页岩样品进行了观察,进一步分析了黑色页岩中的微观孔隙类型、特征及其形成演化过程。区内两套黑色页岩内部发育多种储集空间类型,可概括分为3大类:矿物基质孔、有机质孔、微裂缝,其中矿物基质孔又可细分为粒间骨架孔、凝絮成因孔、溶蚀孔和基质晶间孔,有机质孔主要包括生物骨架孔和生烃残留孔。原始的沉积环境与成岩过程决定了泥页岩中的孔隙和微裂缝系统,不同的成岩阶段控制着页岩中孔隙结构的演化过程,进而影响着页岩气的赋存状态。泥页岩中这种复杂的微观孔隙网络系统为油气储集提供了有效空间,也为页岩气的渗流提供了主要通道,对页岩气的成藏和开发有重要意义。     

The Effects of Diagenesis on the Reservoir Characters in Ridge sandstone of Jurassic Jumara dome,Kachchh, Western India

Ridge sandstone of Jurassic Jumara dome of Kachchh was studied in an attempt to quantify the effects of diagenetic process such as compaction, cementation and dissolution on reservoir properties. The average framework composition of Ridge sandstone is Q₈₀F₁₇L₃, medium-to coarse grained and subarkose to arkose. Syndepositional silty to clayey matrix (3% average) is also observed that occurs as pore filling. The diagenetic processes include compaction, cementation and precipitation of authigenic cements, dissolution of unstable grains and grain replacement and development of secondary porosity. The major cause of intense reduction in primary porosity of Ridge sandstone is early cementation which include silica, carbonate, iron, kaolinite, illite, smectite, mixed layer illite-smectite and chlorite, which prevents mechanical compaction. The plots of COPL versus CEPL and IGV versus total cement suggest the loss of primary porosity in Ridge sandstone is due to cementation. Cements mainly iron and carbonate occurs in intergranular pores of detrital grains and destroys porosity. The clay mineral occurs as pore filling and pore lining and deteriorates the porosity and permeability of the Ridge sandstone. The reservoir quality of the studied sandstone is reduced by clay minerals (kaolinite, illite, smectite, mixed layer illitesmectite, chlorite), carbonate, iron and silica cementation but on the other hand, it is increased by alteration and dissolution of the unstable grain, in addition to partial dissolution of carbonate cements. The potential of the studied sandstone to serve as a reservoir is strongly related to sandstone diagenesis.     

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.     

鄂尔多斯盆地合水地区长8储层成岩作用与有利成岩相带

综合运用物性分析、高压压汞、铸体薄片、电镜扫描技术对鄂尔多斯盆地合水地区长8储层的成岩作用及有利成岩相带进行了分析研究。结果表明：研究区长8储层物性较差,孔喉整体细小,岩性以细-中粒长石岩屑砂岩为主,碎屑成分复杂,成分成熟度低,结构成熟度低到中等。压实作用使储集层的原始孔隙空间损失,胶结作用不仅破坏了部分原生孔隙,而且使部分次生溶孔遭到破坏,溶解作用使储层物性得到了改善。依据成岩作用对物性的影响,划分出5种成岩相,优质储层与成岩相的关系密切,绿泥石胶结-长石溶蚀相物性、含油性最好,绿泥石胶结相次之,它们成为储层发育的有利成岩相带。     

塔里木盆地塔中地区上奥陶统储层岩石学及储集空间特征

应用野外工作和室内研究相结合的方法,从储层的岩石学和储集空间等角度对塔中地区储层特征进行了研究。研究表明,研究区内良里塔格组灰岩段岩性主要为颗粒灰岩、骨架礁灰岩、藻粘结灰岩、泥晶灰岩、岩溶角砾岩等,其中颗粒灰岩大多经历了多期多成因成岩作用改造,裂缝较为发育;泥晶灰岩中多期压溶作用和白云石化作用较为常见;藻粘结灰岩受成岩作用改造相对最弱。宏观储集空间主要包括大型溶洞、孔洞及裂缝,其中孔洞多呈孤立、稀疏并沿裂缝分布;构造缝是裂缝的主要类型。微观储集空间主要包括溶孔和微裂缝,其中溶孔主要发育在亮晶颗粒灰岩中,可细分为粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔、铸模孔、溶蚀骨架孔、残余粒间孔及沿裂缝扩溶形成的溶孔,粒间溶孔所占比例最高。埋藏期溶蚀作用发育期次多,规模大,分布广泛,对储层物性的改善和油气聚集的影响最为明显。     

博兴洼陷沙四上亚段滩坝砂岩次生孔隙形成机制

根据砂岩铸体薄片、扫描电镜、地层压力分析,研究了博兴洼陷沙四上亚段滩坝砂岩次生孔隙的形成机制.研究表明博兴洼陷地层中的上升流为滩坝砂岩次生孔隙的形成创造了条件,硅酸盐和碳酸盐矿物在CO2和有机酸作用下的溶蚀是次生孔隙形成的主要因素,黏土矿物的转化也为次生孔隙的发育做出了贡献.在构造高部位碳酸盐胶结程度较低或断层较发育的区域次生孔隙较发育,在构造高部位侧翼的厚层滩坝砂岩次生孔隙也较发育.依据次生孔隙的结构特征、胶结物的性质和产状、碎屑颗粒的性质将博兴洼陷滩坝砂岩划分为4种成岩相:其中不稳定碎屑溶蚀成岩相控制的区域次生孔隙最为发育,可成为较好的油气聚集区;碳酸盐胶结和压实-溶蚀成岩相控制的地区次生孔隙发育次之,但也可以成为油气聚集区;压实成岩相基本不具储集性能.     

白豹油田长8油藏成岩储集相

以沉积相为基础,利用各类分析化验资料,对白豹油田长8油藏岩石学特征、储集特征和成岩作用开展深入研究。结果表明,研究区储层岩石成分成熟度偏低,结构成熟度中等,储集空间以粒间孔、长石溶孔为主,表现为细孔、微孔和细喉、微喉特征。依据本文提出的评价方法对研究区4种主要的成岩作用进行定量评价,表明储层成岩作用以中等-强压实、中等-强胶结、中等-强交代、中等溶蚀为主。综合以上研究,将白豹油田长8油藏划分为强溶蚀弱胶结混合孔隙成岩储集相、中等压实中等溶蚀复合孔隙成岩储集相、强压实中等胶结残余孔隙成岩储集相、强压实强胶结微孔隙成岩储集相4种类型,其中,强溶蚀弱胶结混合孔隙成岩储集相油气储渗能力最强,强压实强胶结微孔隙成岩储集相油气储渗能力最差。     

闵桥油田阜三段低阻油层成因分析与识别

闵桥油田阜三段油层电阻率较低,为低阻油层,在测井曲线上的响应特征与正常油层有明显的差别,通过对闵桥油田地质、粒度分析、压汞、粘土矿物分析等资料综合研究其低电阻率油层的成因。结果表明,引起低电阻率油层的原因是闵桥油田阜三段以粉砂岩、细砂岩为主,泥质含量较高,较高含量的泥质充填了颗粒的孔隙空间,由于粘土矿物的存在,使油层的粒间孔隙受到改造,引起孔隙直径变小且导致微孔隙发育,加之蒙脱石强烈的吸水能力,大量水被吸附于颗粒及粘土表面,同时由于较疏松的高岭石的迁移而堵塞孔喉了以孔喉为主的孔隙,使部分自由水成为束缚水,造成油层的束缚水含量较高,降低了油层电阻率;同时粘土矿物的附加导电作用也降低了油层电阻率;相对含量较高的导电矿物的存在是造成局部油层电阻率偏低的原因。利用声波时差和深感应电阻率交汇图可以对闵桥油田阜三段低阻油层进行有效的识别。     

松辽盆地梨树断陷致密气储层特征研究

梨树断陷下白垩统油气资源量大,勘探程度低,储层埋藏深,岩性致密,主要为中-细粒砂岩,孔隙类型以粒间孔、粒内溶孔、晶间微孔为主,铸模孔、粒缘缝和破裂缝次之。本文主要从岩石成分和孔隙类型两个方面分析影响储层储集性的因素,认为长石含量是决定储层物性的主要因素,浊沸石在成岩阶段早期被溶蚀形成有利孔隙,成岩晚期大量高岭石的出现说明生烃过程的排酸作用改变了成岩环境,方解石胶结物的溶蚀改变了储层的渗透性。     

华庆油田长81储层成岩相类型及微观孔隙结构特征

为探讨华庆油田长8₁储层成岩相类型及相内微观孔隙结构特征,在储层沉积特征背景上,开展物性、铸体薄片、扫描电镜、常规压汞、图像孔隙、X线衍射、油水相渗等测试实验,并结合试油及试采数据资料验证。研究表明,不同成岩相类型具有建设性与破坏性双重作用,具体表现在压实作用、胶结作用、溶蚀作用的差异上。室内实验对成岩相与微观孔隙结构的定性分析与定量描述具有一致性以及与试油、试采数据吻合性,指出依据微观孔隙结构特征能够预测并评价该类储层有利空间。长8₁储层水下分流河道沉积微相中绿泥石衬边残余孔溶蚀相粒间孔发育,为优势储集带;强压实-碳酸盐+伊利石胶结相孔隙被破坏,损失严重,储集性较差。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田北部盒_8、山_1段成岩作用及有利储层分布

通过对苏里格气田北部盒_8、山_1段24口钻井572块样品的成岩作用研究表明,苏里格气田北部盒_8和山_1段主要经历了压实作用、胶结作用、次生加大作用、自生矿物的生成、交代和蚀变作用、溶蚀作用、破裂作用等.根据它们对孔隙发育的贡献分为建设性成岩作用、破坏性成岩作用、保持性成岩作用3种类型.其中,约80%的砂岩粒间孔具有溶蚀现象,溶蚀作用使储集层孔隙结构得到有效的改善,以次生粒间孔最为常见,粒内溶孔较少见,粘土质微孔发育,并与岩石中保存下来的剩余原生粒间孔组合构成溶孔一原生粒间孔组合、溶孔-粘土质微孔组合及溶孔-微孔-(裂缝、粒缘缝)组合.保持性成岩作用所生成的环边绿泥石包膜使部分孔隙得以保存,对储层的发育具有积极意义.根据铸体薄片、扫描电镜下所观察到的自生矿物类型以及X衍射等测试手段所揭示的I/S混层粘土矿物的演变、粘土矿物组合及矿物中的混层比,这些成岩作用被划分为早成岩A期、早成岩B期、中成岩A期、中成岩B期和晚成岩期3个阶段5个期次;成岩作用研究认为S4井,S5井,S6井和T5井区为有利储层分布区.     

应用成岩岩相分析法评价和预测非均质性储层及其含油性--以塔里木盆地哈得逊地区为例

经镜下成岩特征分析,哈得逊地区石炭系含油气储集层,可划分为六种成岩岩相。其中,薄砂层由致密混合型胶结相和非致密混合型胶结相组成;东河砂岩由溶蚀相、原生孔隙相、溶蚀-原生孔隙相和碳酸盐胶结相组成。其储集性能也随成岩相的不同而变化,椐物性分析评价,溶蚀相为Ⅰ1类特好储集层,原生孔隙相和溶蚀-原生孔隙相为Ⅰ2 类好储集层,非致密混合型胶结相与碳酸盐胶结相中的非致密型为Ⅱ类中等储集层,致密混合型胶结相和碳酸盐胶结相中的致密型为Ⅲ类较差储集层。在此基础上,依据相应的测井参数模式,对全区八口井进行了分析研究,除了获得各成岩岩相及储层类型在纵横方向上的展布特征外,应用溶蚀相的展布、成因及油气运移机理等特点,对新含油区进行了预测。     

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。     

鄂尔多斯盆地南部长73页岩层系储层特征及主控因素

鄂尔多斯盆地长7₃亚段的页岩层系有机质含量、矿物含量变化大,发育凝灰岩夹层,具有较强的非均质性,不同岩相的孔隙结构差异及主控因素尚不明确。综合多种分析技术手段,对鄂尔多斯盆地南部长7₃页岩层系的岩相进行系统划分,对比不同岩相的孔隙结构及物性差异,探讨其有效孔隙网络及主控因素。根据粒度、TOC和矿物成分将长7₃细粒岩分为8种岩相类型,其中高有机质硅质页岩、凝灰岩及高有机质黏土质页岩三种岩相所占比例较高。长7₃页岩中有机质丰度高(平均20.04%),类型以Ⅰ型为主,处于低熟到成熟阶段。储集空间根据产状可分为基质孔隙(粒间孔、粒内孔、晶间孔、特大溶蚀孔)、有机质相关孔隙(有机质孔、有机质边缘孔隙)、裂缝(构造缝、成岩缝、晶面裂缝、粒边缝)。各岩相等温吸附曲线特征以IV型为主,迟滞回线以H₃型为主。宏孔是储集游离油的有效孔隙,储集性能受岩相、有机质含量及矿物组成控制。凝灰岩孔隙度、渗透率及宏孔比孔容最高,其次为高有机质硅质页岩和高有机质黏土质页岩,而低有机质页岩宏孔比孔容最小,介孔比孔容大。页岩中有机质、黄铁矿含量与宏孔比孔容呈正相关,凝灰岩中石英含量与宏孔比孔容也呈正相关。研究成果可为长7₃亚段页岩油甜点评价及预测提供地质依据。     

塔里木盆地轮南地区三叠系扇三角洲沉积与储集层研究

轮南地区三叠纪时由于受轮台断裂影响,断裂两侧地形高差大,冲积扇沉积直接进入湖盆,形成扇三角洲沉积体群?扇三角洲沉积体明显地可划分为:扇三角洲平原亚相?扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相?扇三角洲前缘亚相中的水下分流河道沉积砂体是主要的油气储集体,储集砂体最发育地区位于桑塔木断垒带及以南地区?储集砂岩类型主要是矿物和结构成熟度较低的细─粗粒岩屑砂岩,石英含量15~60%,长石含量10~25%,岩屑含量35~75%?储集层的储集空间以次生溶蚀孔为主,其中包括粒间溶孔?粒内溶孔?超大孔隙?胶结物溶蚀孔?微孔隙,其次是原生孔和裂缝?轮南地区三叠系属深埋?高孔?高溶储层特征,埋深4200~5400m,其储集砂体,泥质含量低,小于5%?有机酸和无机酸对颗粒的溶蚀,扩大了储集空间,粘土矿物中绝大部分为斑点状高岭石,不易堵塞孔隙和喉道,低的地温梯度和短期的深埋等使三叠系储层具备高孔高渗的特点?孔隙度为15~28.54%,渗透率为10~4317.9×10-3um2?     

山东渤南油田古近系沙河街组沙二段及沙三段低渗透储层成岩储集相

渤南油田位于济阳坳陷的渤南洼陷内,是山东省胜利油田储量最大的亿吨级深层低渗透断块岩性油藏,主要含油层系为古近系沙河街组沙二段和沙三段,属中孔低渗透砂岩储层。低渗透砂岩储层的成因机理十分复杂,为了更精确地预测有效储层的分布及其内部储集性能的差异,应用成岩储集相的概念在渤南油田三区古近系沙河街组开展了低渗透储层质量评价的研究。该项研究是建立在储层沉积相、成岩作用研究的基础上,通过分析低渗透储层成岩作用对储集物性的影响及成岩作用阶段划分,认为造成本区储层砂岩渗透率较低的主要原因是成岩期各种自生矿物的充填和胶结作用。选用流动层带指标、孔隙度、渗透率、粒度中值、泥质含量、孔喉半径均值和变异系数等七项参数,采用聚类分析和判别分析方法,将渤南油田三区古近系沙河街组划分为四类成岩储集相,阐述了各类成岩储集相的特征,并结合沉积相,实现了成岩储集相的时空展布。研究成果将对低渗透砂岩储层的开发起到指导作用。