去白云石化作用机理及其对储集层的改造*

去白云石化作用在地层中普遍发育,但对其形成环境、影响因素、形成机理以及对储集层的作用等的认识一直存在争议。文中分析了去白云石化的识别标志,从是否保留原始晶形、产出状态及形成环境以及成岩作用中的表现形式3个方面对去白云石化作用进行了详细的分类。去白云石化形成环境广泛,从近地表受大气淡水影响的环境,直到浅埋藏、深埋藏等环境,甚至表生矿床、湖相环境中都可以发育去白云石化。影响去白云石化的因素主要有：原始白云石的化学成分与物性、有序度、流体性质（包括流体中SO^2-₄浓度、Ca/Mg值、温度、CO₂分压和pH值等）以及原始白云石是否含Fe等。利用阴极发光与地球化学分析等手段,可有效界定近地表、海水与淡水混合以及埋藏等不同环境下去白云石化的形成机理。去白云石化的过程可以被分为两个步骤：（1）白云石的溶解;（2）方解石的沉淀。这两个步骤可能仅发生其中之一或前后顺序不同。去白云石化多从白云石晶体核心或边缘与核心之间的界面处开始,这是由于这些地方在白云石生长过程中有缺陷或Ca含量较高。去白云石化可以被认为是Mg²⁺逐渐释放的过程。方解石—白云石—溶液体系的研究有助于探讨方解石、白云石之间相互转化的条件及影响因素。近地表去白云石化常常与膏盐溶解和渗流带/潜流带大气淡水有关。横向上连续分布的去白云石化地层可指示不整合面。研究去白云石化作用产物的特征,可以反映成岩作用期次及流体来源。去白云石化可增大溶模孔和晶间隙,改善储集性能,但去白云石化贡献的孔隙多与后期淋滤有关,如果缺乏后期淋滤,晚期埋藏形成的去白云石化方解石对于储集层孔隙是破坏性的。     

四川盆地东部下三叠统飞仙关组白云岩化作用及其与储集层发育的关系*

四川盆地东部下三叠统飞仙关组鲕滩相储集层多为白云岩,主要分布于环开江—梁平盆地的台地边缘相带。岩石学和地球化学特征表明,飞仙关组鲕滩相储集层经历了多期白云岩化作用,其中最重要的一期发生于成岩早期近地表环境,由蒸发海水回流引起,形成的粉晶交代白云石构成了现今白云岩的主体。飞仙关组早期白云岩经历了不同程度的埋藏重结晶作用,形成了不同的岩石结构类型。飞仙关组白云岩的孔隙多为原岩中继承而来,白云岩化作用对储集层发育的意义并非创造孔隙,而是保存已有的孔隙。由于白云岩化作用发生的时间早以及白云岩的抗压溶性质,原生（鲕）粒间孔以及早期大气淡水溶蚀作用形成的鲕模孔/粒内溶孔可以在很大程度上保存下来,构成了现今鲕滩相储集层的主要储集空间。     

鄂尔多斯盆地中部上古生界砂（砾）岩储集层孔隙成因及控制因素*

鄂尔多斯盆地中部横山—靖边—安塞地区山西组和下石盒子组发育低孔低渗至特低孔特低渗砂（砾）岩储集层,其物性控制了气层产能的大小。文中通过对显微镜下的孔隙形态特征、易溶碎屑组分含量和孔隙结构特征3个方面的分析,提出山西组二段砂（砾）岩储集层主要发育原生孔隙,而下石盒子组八段砂（砾）岩储集层以溶孔为主。在研究区内储集层埋藏深度差异不大的情况下,砂（砾）岩原生孔隙的保存程度和溶孔的发育规模主要受粒径、碎屑组分、石英次生加大和有机酸来源的影响,粒径是山西组二段和下石盒子组八段储集层孔隙发育的基本影响因素,储集层渗透率大于0.2×10^-3 μm²的有利储集层均发育于中粗砂岩及以上粒级的砂（砾）岩中。山西组二段石英砂（砾）岩的强抗压性、缺少易溶碎屑组分是原生孔隙保存较多的主要原因,而丰富的硅质来源是原生孔隙减少的重要因素。对下石盒子组八段而言,易溶物质含量适中、有机酸来源丰富是岩屑砂（砾）岩溶孔发育的主要原因。进一步的研究表明,储集层的孔隙成因与孔隙结构之间有良好的相关性,原生孔隙储集层的孔隙结构要优于溶孔储集层,表现为在相同孔隙度时,前者的渗透率明显高于后者。     

中国油气盆地砂岩储层的成岩压实机制分析

埋藏成岩作用理论认为碎屑沉积物的压实作用是由上覆岩柱的有效应力产生的,但该理论解释不了我国油气盆地砂岩储层的成岩作用特征。我国油气盆地复杂的地质条件导致碎屑岩成岩压实机制的多样性,它既有上覆岩柱引起的压实效应(静岩压实效应),也有盆地热流控制的压实效应(热压实效应)、地层流体性质影响的压实效应(流体压实效应)以及构造变形引起的压实效应(构造压实效应)。静岩压实效应、流体压实效应和热压实效应是沉积盆地中普遍的砂岩成岩作用现象;构造控制成岩作用贯穿于整个成岩过程,本文的构造活动指施加于岩石的构造变形作用,它引起的压实效应见于我国西部地区的油气盆地物理模拟的实验结果表明静岩压实速率为0.013～0.138%/MPa,模拟温度提高,其压实速率变大。热压实效应具有深度加大,热效应压实量(或热效应压实速率)减小;以及盆地的地温梯度差距加大,热效应压实量(或热效应压实速率)增大的特点;在相同的地层温度(T)下,低地温梯度地区的砂岩孔隙度是高地温梯度地区的e~(0.077 0.0042×T)倍。流体压实效应具有粒级越粗,其压实效应越强;以及深度变大,一定岩性储层的流体压实效应变弱,而不同粒级之间储层流体压实效应的差距变大的特点构造压实效应反映在多个方面,侧向构造挤压和基底隆升加快砂岩的压实进程,侧向构造挤压应力每增加1.0MPa,砂岩压实量平均增加0.1051%;而晚期构造推覆使下伏砂岩储层保持较高孔隙度。     

白云石成因研究新方法--白云石晶体结构分析

传统的白云石研究方法对于白云石成因分析具有多解性,对于已有白云石成因模式的套用或重新建立新的白云石成因模式将白云石的形成机理过于简单化、模式化。白云石的晶体结构保存了晶体的形成环境、结晶速度、晶体生长与变化特征、流体特征的证据,白云石晶体结构分析是进行白云石成因分析的有效手段,之前很少有研究者从晶体结构角度进行白云石成因分析。在岩石学和地球化学研究的基础上,本文对四川盆地灯影组-寒武系鞍状白云石、纤状白云石、残余颗粒细晶白云石、孔洞充填粗晶白云石和泥晶白云石五种白云石进行了微组构取样,并利用X衍射仪、透射电镜等晶体结构研究手段,从晶体结构角度对五种白云石组构的有序度、晶胞参数、晶格条纹、晶面间距、晶格缺陷等晶体结构参数进行了差异性研究,分析了它们不同的形成环境和成岩演化特征,初步建立了不同类型白云石晶体结构判识标志。     

塔里木盆地英买力地区志留系储层构造挤压及火山热液改造效应

针对构造挤压、火山热液发育区的砂岩储层特征及其物性空间变化,依据露头、岩芯、实验分析、测井等资料,基于砂岩动力成岩理论,提出了构造挤压和火山热液作用对砂岩储层性质的定量影响效应。研究表明:塔里木盆地英买力地区志留系柯坪塔格组为临滨亚相石英砂岩沉积,英买35井区构造压实减孔比英买34井区多7%~8%,海西早期构造挤压及海西晚期火山热液作用产生的裂缝改善了英买35井区储层性质。石英砂岩储层性质受构造挤压和火山热效应影响明显,构造挤压成岩效应受控于构造作用时间、构造样式和砂岩原始沉积组构;火山热液对砂岩储层性质的影响具有空间分带性,影响范围为侵入岩体厚度的一半,变质矿物的广泛发育是储层性质遭受破坏的见证。     

柴达木盆地昆北地区路乐河组砂砾岩有效储层发育主控因素及分布规律

柴达木盆地昆北地区路乐河组砂砾岩储集体非均质性强,明确砂砾岩体内有效储层发育的主控因素及分布规律是油藏勘探开发中亟待解决的关键地质问题。本文主要利用了区内路乐河组大量钻井岩芯分析资料,应用储层量化地质研究方法对该问题进行了探讨。首先根据试油、岩芯油气显示与物性之间的分布关系,对砂砾岩体内有效储层进行量化识别,认识到渗透率是评价该砂砾岩是否为有效储层的决定性物性参数,确定的渗透率下限值约0.7×10-3 μm2（气测值）。其次,通过对有效储层发育控制因素的量化分析,确定泥质杂基含量是砂砾岩体内有效储层发育的主控因素,含量上限值约7%。最后,根据泥质杂基含量与沉积微相间的密切联系,揭示出砂砾岩体内有效储层主要为冲积扇辫状水道微相沉积,其在垂向上主要发育在单期冲积扇扇体的顶部,平面上在扇中区域呈大面积连片分布,并沿扇体辐射线方向向扇根和扇端地区呈条带状延伸和尖灭。该认识被近期钻探所证实,对下一步勘探开发部署具指导意义。     

准噶尔盆地西北缘二叠系碎屑岩次生孔隙发育控制因素

二叠系碎屑岩储集层是准噶尔盆地西北缘地区重要的勘探层位,埋藏深度大,研究其次生孔隙分布及其控制因素是研究区储集层研究的一项难点。利用岩芯、铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、黏土矿物等资料,结合沉积相、构造演化及有机质演化特征,对二叠系碎屑岩次生孔隙发育控制因素进行了研究。研究结果表明:二叠系碎屑岩除发育原生粒间孔外,还发育颗粒溶孔、胶结物溶孔及裂缝等次生孔隙。颗粒溶孔、碳酸盐及沸石胶结物溶孔主要受烃源岩热演化产生的有机酸及大气淡水无机酸作用的范围、规模控制。无机酸成因的溶孔主要发育于不整合面和断裂发育的盆地边缘区域,有机酸成因的次生孔主要发育于紧临烃源岩的盆地中部区域;裂缝主要是在构造挤压应力作用下产生,受构造应力大小、岩性粒级及杂基含量控制,主要分布于西北缘逆冲断裂带内低杂基含量的砂砾岩中。平面分布上,西北缘二叠系碎屑岩储集空间类型在盆地边缘以原生粒间孔为主、其次为无机酸成因的溶蚀孔及裂缝;向盆地中部过渡为有机成因的溶孔为主,原生粒间孔次之的储集空间组合。结合研究区沉积相展布、胶结物分布、构造特征及有机质演化特征,指出盆地中部的扇三角洲前缘区带,浊沸石胶结物发育,靠近烃源岩,处于三期有机酸运移的上倾方向,是有利的浊沸石溶蚀孔隙发育区带。     

碎屑岩储层控制因素及钻前定量地质预测

认为碎屑岩储层的成因及其孔隙度保存与盆地性质和构造演化有密切关系,由此提出了成岩物质与盆地动力学特征相结合开展动力储层学研究的方法,其研究内容包括成岩物质、地温场、地层流体、地层加载方式、构造侧向应力以及这些参量与砂岩储层的关系。研究表明,砂岩的成岩作用和孔隙度演化是岩石、热流、流体和构造侧向应力相互作用的结果。这一认识为预测有利碎屑岩储层提供了更有效的途径。这一方法近几年在中国西部油气盆地应用后取得了较好效果。