柴达木盆地西部北区E13碎屑岩的成岩作用及其热力学分析

柴达木盆地西部北区E13地层普遍发育了很好的碎屑岩，储层物性与成岩作用密切相关。为了认清柴西北区E13有利储层的分布规律，在岩心观察、显微分析和各种分析化验的基础上，划分了本区成岩作用序列，并通过热力学分析进一步研究了成岩作用的控制因素。研究发现，本区主要存在四次较大规模的成岩作用，第一次是白云石胶结及交代作用，第二次是方解石的胶结与交代作用，第三次是胶结物的溶解，第四次是晚期硬石膏的胶结及交代作用，而油气充注发生在溶解作用之后硬石膏胶结作用之前。另外，压实和压溶作用贯穿整个成岩作用过程。各种成岩作用都是在一定的热力学体系下进行的，通过细致的热力学推导，绘制出包含方解石、白云石和硬石膏等矿物相在内的五组分相图，从而得到了成岩环境的地球化学特征。     

柴达木盆地西部北区E13碎屑岩的成岩作用及其热力学分析

柴达木盆地西部北区E13地层普遍发育了很好的碎屑岩,储层物性与成岩作用密切相关.为了认清柴西北区E13有利储层的分布规律,在岩心观察、显微分析和各种分析化验的基础上,划分了本区成岩作用序列,并通过热力学分析进一步研究了成岩作用的控制因素.研究发现,本区主要存在四次较大规模的成岩作用,第一次是白云石胶结及交代作用,第二次是方解石的胶结与交代作用,第三次是胶结物的溶解,第四次是晚期硬石膏的胶结及交代作用,而油气充注发生在溶解作用之后硬石膏胶结作用之前.另外,压实和压溶作用贯穿整个成岩作用过程.各种成岩作用都是在一定的热力学体系下进行的,通过细致的热力学推导,绘制出包含方解石、白云石和硬石膏等矿物相在内的五组分相图,从而得到了成岩环境的地球化学特征.     

库车凹陷克拉2气田深层优质储层成因及成岩作用模式

基于成岩作用的影响因素及库车盆地的实际,深入研究了克拉2气田次生孔隙发育段储层岩石成分特征及早期古气候条件下胶结物对于成岩作用及次生孔隙的影响,分析了地层压力系统中超高压带、构造裂缝、自生矿物分带的成因、作用、特点及其与储层物性、成岩环境的相关关系,评价了储层中长石、方解石的溶解,白云石对方解石的交代,压实、胶结等主要成岩作用类型对次生孔隙的具体影响和贡献,认为该区早期碱性成岩环境下方解石胶结物的溶解是形成该区次生孔隙发育带的主导因素,并根据该区自生矿物流体包裹体及埋藏史特征,建立了该区成岩作用及孔隙演化的模式。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田西部长8段储层成岩作用与致密成因

通过22口井共计600.02m的岩心观察、125块普通薄片和16块铸体薄片的鉴定,153块普通薄片和235块铸体薄片的鉴定报告,12个扫描电镜观察,结合阴极发光、X射线衍射、荧光等手段,分析姬塬油田西部长8段储层岩性、物性特征,针对该地区成岩作用类型、成岩阶段、成岩演化序列、成岩环境的研究发现:岩石主要类型为长石质岩屑砂岩和岩屑质长石砂岩,结构成熟度中等,成分成熟度差—中等。储层经历了压实作用、压溶作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用等成岩作用,整体处于中成岩A期。典型成岩序列为压实作用-泥晶方解石胶结-石英加大、长石加大-绿泥石膜-长石、岩屑溶蚀、高岭石生成(油浸)-自生石英、自生长石-铁方解石胶结-长石、岩屑、铁方解石溶蚀。成岩过程中碱性和酸性环境交替出现。储集空间以原生粒间孔隙和粒内溶蚀孔隙为主,其中水下分流河道物性最好,孔隙度8%~18%,渗透率0.3×10~(-3)~14×10~(-3);分流间湾物性最差,孔隙度小于6%,渗透率小于0.1×10~(-3)。研究区原始沉积物具有初始孔隙度40.28%~41.55%。压实作用平均减少孔隙度30.53%,对储层影响最大;胶结、交代作用使孔隙度进一步平均降低了4.85%;后期的溶蚀作用新增平均孔隙度3.04%,对储层物性有一定改善作用,局部地区是储层物性改善的主要因素。     

莱州湾凹陷北洼沙三段砂岩碳酸盐胶结物特征及地质意义

碳酸盐胶结特征不仅反映了成岩环境,而且可表明成岩阶段及其对储层质量的影响。综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对莱州湾凹陷北洼古近系沙三段砂岩中碳酸盐胶结物的分布规律、形成环境、物质来源、沉淀温度以及其对储层物性的影响进行了系统研究。结果表明：沙三段发育两期碳酸盐胶结物,分别为形成于埋藏早期的菱铁矿和隐晶方解石,以及成岩作用中后期形成的方解石、白云石、铁方解石和铁白云石,其中方解石是最主要的胶结物类型。碳酸盐胶结物形成于埋藏作用中后期的高盐度流体环境,与有机质脱羧作用相关,有机碳是最主要的碳来源,Ca2+是长石的溶蚀和粘土矿物转化的产物。包裹体均一温度研究结果表明,碳酸盐胶结物在油气充注的同时或之后形成。形成于成岩作用早期的碳酸盐胶结物在一定程度上增强了岩石骨架颗粒固结和抗压实能力,同时也是后期有机酸溶蚀的主要对象,对储层物性起到促进作用;溶蚀作用之后形成的碳酸盐胶结物占据粒间孔隙和部分溶蚀孔隙,对储层物性起到破坏作用。     

松辽盆地南部乾安油田青山口组含片钠铝石砂岩的成岩作用

松辽盆地南部乾安油田青山口组发育大量含片钠铝石砂岩.通过偏光显微镜、扫描电镜、茜素红-S染色和X-射线衍射分析等,对含片钠铝石砂岩的骨架碎屑成分、胶结物与自生矿物、成岩共生序列和流体演化等进行了系统研究.结果表明:松辽盆地南部乾安油田含片钠铝石砂岩的粒度为粉砂、微粒-细粒,分选中-好,岩石类型为微粒含片钠铝石长石砂岩、微粒含片钠铝石岩屑长石砂岩.胶结物与自生矿物主要为片钠铝石、铁白云石、方解石、次生加大石英、自生粘土矿物(高岭石及伊利石).片钠铝石一部分以放射状、束状和板状等产出,另一部分呈凝块状大面积地连片出现,尤为特殊.成岩共生序列依次为方解石-自生高岭石、次生加大石英-伊利石-片钠铝石、铁白云石.CO2注入前形成的自生矿物组合主要为多期方解石组合,高岭石、次生加大石英组合;CO2注入之后形成了片钠铝石和铁白云石组合.流体演化过程为碱性流体环境-酸性流体环境-酸性流体向碱性流体过渡或偏碱性流体环境-碱性流体环境.     

碱性沉积环境下碎屑岩的成岩演化——以山东东营凹陷陡坡带沙河街组四段为例

通过铸体薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、地球化学等分析,对东营凹陷陡坡带沙河街组四段砂岩储层的成岩演化过程进行了系统研究。研究结果表明:沙四段原始沉积环境为碱性盐湖环境,岩石中普遍含钙质和泥质;成岩演化主要受碱性原始沉积环境、层序发育、构造作用、粘土矿物转化、有机质热演化提供的酸性流体等因素的控制,先后发生了原生隐晶方解石胶结→早期绿泥石胶结→石英溶解→长石溶解→石英Ⅱ加大→石英Ⅲ加大→铁碳酸盐胶结→石英及方解石脉充填,后期成岩裂缝比较发育。证实东营凹陷沙四段储层早期主要受碱性水介质的影响,发生了原生隐晶方解石胶结、石英溶解、长石加大等碱性成岩作用;后期受酸性流体的影响,发生了石英次生加大、长石溶蚀、方解石溶蚀等成岩作用。     

关于苏里格气田东二区盒8段储层成岩相的再认识

成岩相作为油气勘探过程中的热门方法,其定义的不同造成研究成果的差异。前期通过对苏里格气田东二区盒8段储层岩石学和成岩作用的详细研究,按照邹才能等(2008)提出的成岩相分类和命名原则,将研究区盒8段储层划分为五种成岩相。此次研究结合流体包裹体的分析测试结果,对研究区盒8段储层的成岩环境进行了分析,并利用成岩环境对其成岩相进行了再研究,在原研究程度的基础上完善了成岩相的形成过程和形成阶段。研究区盒8段储层在成岩过程中经历了淡水-弱酸性的大气成岩环境、弱酸性-酸性的埋藏成岩环境和弱碱性的埋藏成岩环境。受成岩环境的影响,形成了不同的成岩相:同生成岩-早成岩A早期受大气淡水、弱酸性埋藏成岩环境的影响,主要发生压实、弱酸性溶蚀作用形成弱溶蚀-压实相;早成岩A晚期-早成岩B期受弱酸性埋藏成岩环境的影响,压实作用与酸性溶蚀作用持续增强,形成溶蚀-压实相;中成岩A期-中成岩B早期为酸性埋藏成岩环境,广泛产生胶结作用与酸性溶蚀作用,形成溶蚀-胶结相;中成岩B晚期表现为碱性埋藏成岩环境,主要发生碱性交代作用,形成交代相。根据储层成岩相的影响因素:岩性、成岩环境、成岩作用类型和孔隙结构特征,按照"成岩相是成岩环境的物质表现"的定义,提出采用"岩性+成岩环境+(孔渗级别)+主要成岩作用"的命名方法,将苏里格气田东二区盒8段储层成岩相划分为五种类型:中细粒(杂)砂岩大气环境致密压实相;净砂岩大气、酸性埋藏环境特低孔渗溶蚀-压实相;净砂岩酸性埋藏环境低孔渗溶蚀相;净砂岩酸性埋藏环境特低孔渗溶蚀-胶结相以及净砂岩碱性埋藏环境致密交代相。     

库车凹陷克拉2气田储层成岩作用和油气充注特征

克拉2气田是中国陆上勘探已知最大的天然气气田,下白垩系巴什基奇克组砂岩是其主力储层.为了揭示本区储层成岩作用和油气充注之间的成因联系,综合应用偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电镜、CT扫描三维重构、X-射线衍射、荧光光谱、显微测温和激光拉曼等技术手段研究了克拉2气田储层的成岩作用和油气充注期次及特征,并且探讨了油气充注对成岩作用的影响.研究结果显示:本区的成岩矿物组合为石英次生加大边、方解石、白云石,铁白云石,微晶石英和自生高岭石.发育3期油气充注:第1期为低温高盐度的低成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙、长石解理和方解石胶结物中的黄褐色荧光包裹体为代表,充注时间为18 Ma;第2期为高温高盐度的高成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙和白云石胶结物中的黄白-蓝白色荧光包裹体为代表,充注时间为6 Ma;第3期为高温低盐度的天然气充注,以记录在石英愈合裂隙和铁白云石胶结物中的无荧光气烃包裹体为代表,充注时间4 Ma.本区储层中自生高岭石、微晶石英和储层沥青是晚期天然气充注对储层改造的结果.      

地层水条件下碳酸盐矿物热力学平衡条件及其在克拉2气田的应用

基于热力学平衡理论及库车盆地的实际,建立了该区地层水温度、压力条件下方解石溶解、白云石对方解石交代作用的热力学平衡条件,并根据地层水介质特征探讨了该区方解石溶解、白云石交代方解石的具体成岩反应状况,认为该区地层水条件下正进行着方解石溶蚀及白云石对方解石的交代作用,方解石的溶蚀是形成该区深层次生孔隙的根本因素。      

陆相断陷湖盆层序对成岩演化控制作用探讨——以东营箕状断陷湖盆古近系沙河街组为例

以层序地层研究为基础,根据铸体薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射及地球化学等分析,对东营凹陷沙河街组层序与成岩的关系进行了系统研究。研究结果表明:不同层序部位具有不同的成岩响应,低位体系域主要发育微晶方解石胶结、硬石膏胶结、黄铁矿胶结等,湖盆扩张体系域主要发育有铁碳酸盐胶结、粘土矿物胶结等;高位体系域主要发育有白云石胶结、铁白云石胶结、溶蚀作用、粘土矿物胶结等;层序界面附近主要发育溶蚀现象和铁碳酸盐岩胶结现象。层序发育过程中,原始水介质条件及元素富集规律是引起早期成岩响应的主要因素,并对早期的成岩物质组分造成强烈影响;讨论了层序对成岩演化的控制作用,主要体现在3个方面:a.层序发育控制了原始成岩组分,进而控制后期成岩改造;b.早期成岩作用对层序发育过程具有一定的响应关系,后期成岩改造掩盖了部分成岩响应;c.层序界面通过河流作用、沉积间断减缓压实作用、后期成岩流体的侵入作用对成岩演化造成影响。     

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。     

Very early diagenesis in a calcareous,organic-rich mudrock from Jordan

The diagenesis in the organic-rich Cretaceous to Eocene Al Hisa Phosphorite Formation (AHP), Muwaqqar Chalk Marl Formation (MCM) and Umm Rijam Chert-Limestone Formation (URC) formations of Jordan can be linked directly to the fluctuating sedimentary environment of this shelf depositional system in the Middle to Late Eocene, and its influence on the composition of the deposited sediment and the early burial diagenetic environment. Most cementation was early, mostly within the first 10 m of burial, perhaps entirely within the first 100 m of burial. We propose that the siliceous cements are derived from biogenic silica, probably of diatoms, deposited in a shelf of enhanced productivity. Volumetrically, the most important processes were the redistribution of biogenic opal-A (diatoms) and calcite to form pervasive, layered and nodular cements. The formation of the silica and carbonate cements is closely linked through the effects their dissolution and precipitation have on pore fluid chemistry and pH. The chert beds have a biogenic silica origin, formed through replacement of diatoms and radiolaria by opal-CT, and subsequently by quartz. Calcite cement has carbonate derived from microbial diagenesis of organic matter and calcium derived from seawater. The Mg for early dolomite may have been generated by replacement of opal-CT by quartz, ore dissolution of unstable high Mg calcite bioclasts. The silica and carbonate diagenetic processes are both linked to microbial diagenesis of organic matter, and are intimately linked in both time and space, with pH possibly influencing whether a silica or a carbonate mineral precipitates. The paucity of metal cations capable of precipitating as sulphides is crucial to the creation of acidic pore water favourable to silica precipitation, either as opal-CT, chalcedony or quartz. The lack of clay minerals as a sink for the Mg required for opal-CT polymerisation is the principal factor responsible for the remarkably early silica cementation. All the diagenetic processes, with the probable exception of the opal-CT to quartz transition are early, almost certainly within the first 10 m of burial, possibly much less. A paragenetic sequence is presented here based on these two cores that should be tested against a wider core distribution to see whether this diagenetic history can be generalised throughout the basin. Warm bottom water temperatures probably led to silica diagenesis at much shallower burial depths than occurs in many other sedimentary basins. Silicified layers, in turn, commonly host fractures, suggesting that mechanical properties of the strata began to differentiate at a very early stage in the burial cycle. This has wide implications for processes linking diagenesis to deformation.     

塔中地区热化学硫酸盐还原作用对深埋白云岩储层的改造

塔里木盆地塔中地区深埋碳酸盐岩储层显示出极强的非均质性。如灰岩地层孔隙度极低,而含酸性气藏的白云岩储层最大孔隙度高达27%。然而,造成这些现象的原因仍然不清楚。通过岩芯、薄片、扫描电镜观察,结合流体包裹体均一温度、盐度分析,方解石、白云石的碳氧同位素测定,试图解决这一问题。前人研究认为,塔中地区碳酸盐岩优质储层分布主要受控于原始沉积条件（如高能的礁滩相）和表生溶蚀,热液活动和断裂活动也起到重要作用。然而,多期流体活动和成岩作用导致大量同生期和表生期形成的溶蚀孔洞被破坏。在某些井区（如ZG9井和TZ75井）,埋藏溶蚀作用可能对优质储层形成起到重要作用。在寒武系和奥陶系岩芯中发现了大量硬石膏、重晶石、黄铁矿、沥青、方解石等,方解石交代硫酸盐,方解石具有较高的均一温度及较低的碳同位素值说明其形成与热化学硫酸盐还原作用（TSR）有关。在发生TSR的白云岩井段,储层物性较好,说明TSR可能对深埋储层的改善具有促进作用。这些认识有助于指导深层寒武系碳酸盐岩储层的进一步勘探。     

Dolomitization and the mineralization of the Marl Slate (N. E. England)

The Marl Slate, the English equivalent of the Kupferschiefer, has been studied with particular reference to the relationships between dolomitization and the origin of the metal sulphides. Dolomite occurs as: 1) discontinuous lenses of ferroan dolomicrite, 2) micronodules of finely crystalline dolospar in association with length-slow chalcedony and 3) discrete laminae of ferroan or non-ferroan dolospar. The ferroan dolomicrite has excess CaCO₃, and is more abundant in the lower, sapropelic facies of the Marl Slate. It is considered to have formed by the penecontemporaneous alteration of calcium carbonate under hypersaline conditions. Small micronodules (typically about 0.3 mm in diameter) are also more abundant in the sapropelic Marl Slate. These frequently contain cores of length-slow chalcedony (quartzine) fibres and sometimes quartz megacrysts. Textural observations clearly indicate that this silica is of authigenic origin and the dolomite/chalcedony micronodules are interpreted as diagenetic replacements of a calcium sulphate mineral such as anhydrite. The discrete laminae of finely crystalline dolospar are often inter-laminated with calcite in the upper part of the Marl Slate. This dolomite is also calcium rich and represents a replacement, possibly of anhydrite, during a later phase of diagenesis. Metal sulphides occur in two distinct forms: as disseminated framboidal pyrite and as discrete lenses of pyrite, chalcopyrite, galena, sphalerite and rarer sulphides. The framboidal pyrite originated during early diagenesis by reaction of sulphide, produced by reduction of sulphate by organic material and micro-organisms, with iron also released in the reducing environment. The sulphide lenses are often in intimate association with dolospar, length-slow chalcedony and authigenic quartz megacrysts. This indicates that the lenses were produced during diagenesis by the reduction and replacement of calcium sulphate (anhydrite). Various sources, such as co-precipitation with dolomite precursors and the underlying Yellow Sands, may have supplied metals which were mobilized and transported by connate brines as diagenesis progressed.     

东营凹陷古近系孔店组成岩特征及对储层的控制

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作用进行研究。结果表明:原始碎屑组分和化学沉积分异作用引起的早期胶结物性质决定了后期的成岩演化;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,各种成岩现象对深部碎屑岩储层均产生重要影响。同时也证实: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、碳酸盐胶结和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。      

辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩碳酸盐胶结物特征

碳酸盐胶结物中氧碳同位素组成研究是分析成岩过程中流体-岩石相互作用的重要技术方法.综合运用岩石学、矿物学和地球化学方法，对辽河盆地西部凹陷沙河街组砂岩中碳酸盐胶结物的化学组成和碳酸盐胶结物及成岩流体同位素组成特征进行系统分析.研究表明，研究区碳酸盐岩主要为方解石和白云石，胶结物主要类型为嵌晶式胶结、孔隙式胶结、斑块状胶结和星点状胶结.碳、氧稳定同位素组成能有效地反映成岩-成矿流体及其他物质的来源，碳酸盐胶结物与现今浅层地下水氧同位素组成差异巨大而与变质水同位素组成具有相似性，反映了盆地演化过程中活动热流体对成岩作用的影响.包裹体的氢、氧同位素组成可表征成矿溶液的演化特征，砂岩碳酸盐胶结物包裹体更富集氢的轻同位素和氧的重同位素，表明发生了明显的“氧-18漂移”.碳酸盐胶结的成矿溶液表现出“受热雨水”的同位素组成特征，反映了深源活动热流体对成岩作用的影响.      

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。