鄂尔多斯盆地东部太原组碎屑岩中自生伊利石形成机制及其对储层形成的影响

鄂尔多斯盆地东部太原组砂岩骨架颗粒中几乎没有碎屑长石,残余的微量长石(在岩石中的平均含量为0.4%.低于X射线衍射检测限)主要为钾长石,同时具有较低的自生高岭石含量(1.02%)、很低的自生石英含量和同期火山物质含量,以及较高的自生伊利石含量(1.22%),这表明太原组的自生伊利石主要是在相对高温的深埋藏封闭条件下,通过钾长石溶解反应:钾长石+H~++H_2O→高岭石+硅质+K~+和高岭石伊利石化反应:高岭石+K~+→伊利石+H~++H_2O或其加和反应:钾长石+高岭石→硅质+伊利石+H_2O形成,后者通过消耗钾离子而克服钾长石溶解的动力学屏障,是前者的重要驱动反应,并向流体输出氢离子,因此对次生孔隙的形成、尤其是在相对深埋藏的成岩过程中与钾长石溶解有关的次生孔隙的形成具有显著的积极作用.     

鄂尔多斯盆地双山地区太原组砂岩次生孔隙形成机制

鄂尔多斯盆地双山地区太原组砂岩的储集空间存在多种类型的次生孔隙。为指导本区天然气的勘探开发,通过岩心观察和铸体薄片鉴定分析方法,探讨了该区太原组砂岩次生孔隙的形成机制。研究认为,双山地区太原组砂岩次生孔隙的形成机制主要受被溶蚀组分的物质基础、酸碱溶蚀性流体与被溶组分之间的溶解反应、溶蚀后自生矿物的充填以及构造压裂缝4个因素的影响。其中,酸性溶蚀方式及自生矿物的充填对次生孔隙的发育起到主导作用。     

鄂尔多斯盆地神木地区下二叠统太原组浅水三角洲沉积特征

鄂尔多斯盆地神木地区太原组是在北隆南倾的古地形背景下形成的以浅水三角洲为主的充填沉积。携带沉积物的河流进入海水后,由于河水与海水之间存在着较大的密度差异、侧向扩散较少,其三角洲前缘沿着海底继续向前快速推进,使水下分流河道延伸较远。研究区地形坡度平缓、水体浅,三角洲平原向前推进并进一步降低了地形坡度,从而减弱了携带沉积物的流体的动能,使得大部分沉积物在三角洲平原的分流河道中沉积下来。同时因水体浅,河口坝、席状砂等前缘沉积物常遭受进积的水下分流河道的冲刷和侵蚀而难以保存。研究区三角洲平原分流河道沉积极为发育,前三角洲相对不发育,三角洲前缘也以水下分流河道沉积为主。分流河道、水下分流河道常对下伏沉积物强烈冲刷,切割先期的沉积物乃至包括海相沉积物在内的深水沉积物。在三角洲废弃期,三角洲前缘沉积物常被潮汐作用改造。三角洲平原分流河道及三角洲前缘水下分流河道砂体呈带状分布,是天然气勘探的有利目标。     

鄂尔多斯盆地神木气田太原组沉积特征与演化

鄂尔多斯盆地东缘的神木气田太原组为特征性的碎屑岩与碳酸盐岩互层含煤岩系.近期天然气勘探证实其具有良好的开发潜力.为指导神木气田太原组开发和盆地太原组储层勘探,根据测井、录井、常规薄片、铸体薄片、物性和粒度资料,结合岩芯描述,研究了神木气田太原组地层组合、沉积特征、沉积环境演化、砂体宽度以及沉积相对储层控制作用.太原组地层发育了碎屑岩型、灰岩型和互层型3种组合.地层颜色、粒度、成分、结构、沉积构造、岩石相、测井相、含有物以及沉积序列特征反映其为潮控三角洲与低能碳酸盐台地沉积,主要发育三角洲平原分流河道、分流间洼地微相,三角洲前缘远砂坝、分流间湾微相,以及碳酸盐灰坪、灰泥坪微相.太原组下部(太二段)以三角洲平原沉积为主,分流河道砂体发育,但宽度较窄(7.1～131.9 m),上部太-段为三角洲前缘与碳酸盐潮坪沉积,反映其经历了一个沉积水体总体逐渐加深的海侵过程和/或碎屑供应逐渐减少的沉积过程,而太一段碎屑岩与灰岩的互层沉积则反映了太原组晚期沉积水体的振荡性加深→变浅和/或陆源碎屑供应的周期性缺乏.储层主要发育在太二段高能量的三角洲平原分流河道中、粗砂岩中.     

鄂尔多斯盆地东北部太原组砂岩中伊利石的特征及成岩演化

岩石学观察和X射线衍射分析表明,伊利石是鄂尔多斯盆地东北部地区上古生界太原组砂岩储层中分布最广、含量最丰富的黏土矿物。显微观察识别出下述几种类型的伊利石:碎屑伊利石、具蒙皂石转化特征的伊利石、交代长石的伊利石、具高岭石过渡形貌的伊利石以及其他的自生伊利石。根据研究区太原组浅海沉积背景以及砂岩样品的组构、矿物学特征,认为一部分伊利石的成因与浅埋藏开放体系中大量外部来源的钾有关。而太原组砂岩中高岭石在数量上的缺失以及相关的岩相学特征则表明大部分伊利石应来自于深埋藏条件下钾长石与高岭石之间的反应。该过程是受到热力学与动力学控制的,早成岩期高K+/H+活度比的流体对钾长石的保存、伊利石化作用发生前长石向高岭石的转化以及相对较高的地层温度是其重要的控制条件。     

鄂尔多斯盆地东北部延安组白色砂岩中高岭石成因探讨

正鄂尔多斯盆地东北部白色砂岩主要分布在东胜东部,在白泥渠、神山沟、准格尔召、考考乌素沟等地区露头广泛发育,东西向绵延约20 km;在东胜市西北部高头窑、北部罕台川地区零星分布。白色砂岩主要发育在延安组顶部,其分布型式多样,有紧挨着煤层的,也有与煤层之间有地层相隔的,且上覆地层多被剥蚀而裸露或仅有很薄的覆盖层,总体特征是厚度不等,由不足1 m至十几米,     

储层砂岩中自生绿泥石对孔隙结构的影响——来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的研究结果

通过对鄂尔多斯盆地陇东地区延长组10个砂岩样品的薄片分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、物性分析和压汞分析,研究了这些砂岩中自生绿泥石含量与各种孔隙结构参数之间的关系。研究结果表明：①在孔隙度变化不大的情况下,随着自生绿泥石含量的增加,砂岩的渗透率降低,排驱压力和中值压力增加,与之对应的喉道半径显著减小,同时喉道均值和各种类型喉道的百分数也都显著降低。②自生绿泥石含量的增加可以改善喉道的分选性和非均质性,但这是牺牲了大喉道的数量来实现的。③砂岩中自生绿泥石含量的增加还会显著降低退出效率。因此,在孔隙度类似的前提下,以孔隙衬里方式产出的自生绿泥石含量的增加,会降低砂岩储层的质量并影响烃类开发的效果。     

储层砂岩中自生绿泥石对孔隙结构的影响——来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的研究结果

通过对鄂尔多斯盆地陇东地区延长组10个砂岩样品的薄片分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、物性分析和压汞分析,研究了这些砂岩中自生绿泥石含量与各种孔隙结构参数之间的关系。研究结果表明：①在孔隙度变化不大的情况下,随着自生绿泥石含量的增加,砂岩的渗透率降低,排驱压力和中值压力增加,与之对应的喉道半径显著减小,同时喉道均值和各种类型喉道的百分数也都显著降低。②自生绿泥石含量的增加可以改善喉道的分选性和非均质性,但这是牺牲了大喉道的数量来实现的。③砂岩中自生绿泥石含量的增加还会显著降低退出效率。因此,在孔隙度类似的前提下,以孔隙衬里方式产出的自生绿泥石含量的增加,会降低砂岩储层的质量并影响烃类开发的效果。     

鄂尔多斯盆地双山地区太原组致密砂岩成岩相分析

通过岩心观察和铸体薄片鉴定分析方法,分析鄂尔多斯盆地双山地区太原组孔隙组合特征,结合其成岩作用特征划分成岩相类型,在单井单砂层内展开单点分析,再对其平面展布趋势进行宏观对比分析,进而对比不同类型成岩相在横向上的变化趋势。研究表明:鄂尔多斯盆地双山地区太原组成岩—孔隙组合类型主要划分为3种类型:Ⅰ类硅质胶结+溶蚀孔隙相、Ⅱ类混合胶结+溶蚀孔隙相和Ⅲ类混合胶结致密相;岩性主要为岩屑石英砂岩,成岩作用表现为强烈的压实作用和胶结作用,Ⅰ类成岩相的分布范围较为局限,Ⅱ类成岩相集中在地区中部,相对较差的Ⅲ类主要分布在地区周边分流间湾和河漫滩。     

鄂尔多斯盆地环县-西峰地区延长组长9油层组自生绿泥石发育特征研究

本文以鄂尔多斯盆地环县-西峰地区延长组长9油层组为研究对象,利用钻孔岩心、薄片鉴定、扫描电镜等资料,对长9油层组砂岩储层中自生绿泥石的产状、成因及其与形成环境的关系进行研究。结果表明,自生绿泥石主要以孔隙的环边衬里形式出现,其沉淀作用发生在沉积期后而不是沉积阶段或沉积作用以前,其分布对应于辫状河三角洲前缘水下沉积环境。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂岩成岩作用及孔隙演化

大量岩石薄片、孔隙铸体薄片、扫描电镜与X衍射以及常规物性等分析资料研究表明,鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组砂岩主要为成分成熟度及结构成熟度较低的长石质岩屑砂岩、岩屑砂岩和长石砂岩。优质储层主要发育于粗粒富含刚性颗粒的砂岩中,这类砂岩在埋藏过程中由于早期快速埋藏加之泥岩、板岩及千枚岩岩屑含量高,经历了强烈的压实作用,使其由原始孔隙度大约为39%降低至18.5%;此后发生石英颗粒次生加大及绿泥石胶结,使孔隙有一定程度的损失(大约3.5%);紧随其后的是方解石及白云石碳酸盐胶结,损失孔隙度5%;后来出现碳酸盐胶结物与长石及岩屑的溶蚀作用,新增加孔隙度4％～8%,最晚期的是含铁方解石和含铁白云石胶结充注溶蚀孔隙和部分原生孔隙。     

鄂尔多斯盆地南部马家沟组孔隙类型及其演化

经数百片岩心薄片观察和扫描电镜分析认为,鄂尔多斯盆地南部马家沟组发育微缝、晶间缝、溶缝、破裂缝以及微孔、粒间孔、晶间孔、晶间溶孔、溶孔和溶洞等多种储集空间类型,其中晶间孔和晶间溶孔是主要的孔隙类型。在孔隙演化过程中白云石化、去膏化和溶蚀作用对形成孔隙有利,而胶结作用、岩溶压实作用、膏化作用及去白云石化作用使孔隙消失,为破坏性成岩作用。低重结晶及中等重结晶作用有利于孔隙的形成,但强重结晶作用不利于孔隙的形成。据盆地南部马家沟组碳酸盐岩经历的成岩环境、成岩阶段及相应成岩作用特征,将其孔隙演化分成早期原生孔隙形成与减少、中期和晚期次生孔隙形成及充填三个阶段。从演化过程来看,中期表生成岩阶段及晚期深埋藏成岩阶段对有效储集空间的最终形成具有决定意义。     

自生绿泥石对砂岩储层孔隙的保护机理

自生绿泥石可以抑制石英的胶结作用,但其抑制机制目前尚无定论.根据自生绿泥石的产状、性质及其与伴生成岩矿物的关系,综合分析了自生绿泥石的形成条件及其对后期成岩环境的影响,系统研究了自生绿泥石在整个成岩演化过程中对储层孔隙发育的作用.认为对储层有建设意义的是早期形成的孔隙衬里绿泥石,它通过占据石英的结晶基底并保持孔隙流体和颗粒表面的碱性条件来抑制石英颗粒的自生加大,但不能抑制自生石英雏晶的生长,只有与高孔渗的开放环境相配合,流体运移频繁,硅质能被及时带出,自生石英雏晶的生长才能得到有效抑制.孔隙衬里绿泥石常与浊沸石伴生并不表明绿泥石的生成是产生浊沸石的条件,而是说明孔隙衬里绿泥石和浊沸石具有相似的形成条件,适量孔隙衬里绿泥石的存在具有指示并维持高孔渗的碱性成岩环境的意义,并预示浊沸石可能出现,而浊沸石的形成对压实作用的抑制和次生溶蚀孔隙的发育具有重要意义.     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%);镜质体反射率(Ro)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟—过成熟阶段,具有很好的生气潜力.为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素.结果表明:研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41 m3/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和;泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系;页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响.综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考.     

鄂尔多斯盆地东部太原组古岩溶特征

鄂尔多斯盆地下二叠统太原组为碳酸盐与陆源碎屑混合沉积,主要由灰岩、岩屑石英砂岩、泥岩和煤岩组成。太原组沉积时期鄂尔多斯盆地东部为碳酸盐与陆源碎屑混合沉积的陆表海潮坪沉积体系和三角洲沉积体系。北部发育三角洲前缘沉积。南部发育碳酸盐潮下带—潮间带及陆源碎屑潮下带。太原组中普遍发育冲刷充填现象,说明短期的沉积间断发生频繁。太原组中岩溶角砾岩发育,主要为镶嵌状角砾岩,见到少量裂缝角砾岩和紊乱角砾岩。太原组中的岩溶形成于同生期,没有形成岩溶地貌。与现代碳酸盐沉积物相比,太原组灰岩具有较高的Mn和Fe含量,明显低的Sr含量和δ18O值。这是由于埋藏作用和淡水淋滤所引起的,低的Sr含量和δ18O值主要由淡水淋滤所致。与大多数地质学家研究得出的二叠纪生物和非生物成因的方解石的δ13C值相比较,太原组方解石的δ13C值无明显差异。宏观和微观特征均说明太原组存在古岩溶。岩溶作用使得灰岩的储集性能在一定程度上得到了改善。     

鄂尔多斯盆地东部太原组页岩气吸附特征及影响因素

鄂尔多斯盆地东部太原组在绥德地区发育一套潜在的烃源岩,总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量为0.75%~5.71%(平均2.75%); 镜质体反射率(R_o)为1.43%~2.12%(平均1.80%),处在高成熟—过成熟阶段,具有很好的生气潜力。为了探讨鄂尔多斯盆地东部太原组泥页岩的吸附特征,选取了研究区SSD1井10个泥页岩样品进行等温吸附、总有机碳含量、镜质体反射率、X-射线衍射和比表面积等测试分析,在此基础上探讨了盆地东部太原组富有机质泥页岩的吸附能力及其影响因素。结果表明: 研究区SSD1井太原组10个泥页岩样品的兰氏体积为1.11~2.41 m³/t,随着压力的增加,吸附能力迅速增加,当达到一定压力后达到饱和; 泥页岩的吸附能力与总有机碳含量和黏土矿物含量有正相关关系; 页岩比表面积与兰氏体积相关性不明显,推测样品孔隙大小及形态对气体的扩散和吸附有一定的影响。综合评价认为,总有机碳含量、黏土矿物含量是影响太原组泥页岩吸附能力的重要因素,这为盆地东部页岩气勘探提供参考。     

鄂尔多斯盆地神木地区山2段、太原组天然气聚集条件研究

对神木地区山2段和太原组天然气聚集条件的分析发现,神木地区气源条件相对较好,生气强度整体大于16×108 m3/km2;同时泥岩盖层封盖能力较好,山1段和山2段内的泥岩作为直接盖层,对其下伏地层中的砂岩气藏保存起到了重要作用。山2段和太原组内储层整体较为致密,按其成岩作用与孔隙组合特征划分出4种类型的成岩相。在成岩相划分的基础上,考虑储层宏观、微观非均质性和构造等多种因素的差异,确定了致密背景下优势聚集区的特征及其分布。在良好的气源基础上,不同优势聚集区和泥岩的三维配套组合控制其内天然气的聚集程度,从而造成气藏呈现在三维空间内相邻或叠置的"准连续型"特征。     

神木—双山地区太原组桥头砂岩沉积特征及演化

在对砂岩的岩石学、粒度分析、地球化学、沉积构造、垂向层序、测井曲线及沉积体系展布等资料分析的基础上,研究了鄂尔多斯盆地神木-双山地区太原组桥头砂岩沉积特征,探讨了砂体沉积演化过程,建立了桥头砂岩沉积模式。桥头砂岩形成于相对海平面下降时期的辫状河-浅水三角洲沉积体系,陆源碎屑物质被河流不断向南搬运充填入盆地中,形成辫状河、浅水三角洲、障壁砂坝-潟湖-潮坪、陆表浅海在空间上共存的岩相古地理格局。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂岩储层孔隙成因类型及其控制因素

陇东地区延长组砂岩储层属于典型的低孔低渗储层,分析孔隙成因类型及其控制因素,对于寻找相对高孔渗储层具有重要指导意义。通过大量孔隙铸体薄片鉴定认为,陇东地区延长组砂岩发育原生与次生两大类孔隙类型,其中原生孔隙包括压实剩余原生粒间孔和胶结剩余原生粒间孔;次生孔隙包括粒间杂基及胶结物溶孔、长石和岩屑粒内溶孔及铸模孔、粒间高岭石绿泥石胶结物晶间孔;另外还存在少量构造成因的微裂缝。现今孔隙多为部分原生与部分次生组成的混合孔隙。孔隙成因类型受沉积条件和成岩作用双重因素控制,沉积条件决定了砂岩沉积时的水动力条件,从而决定了砂岩的岩石学特征和原生粒间孔的发育程度,压实作用决定了压实剩余粒间孔的大小与多少,胶结作用决定了胶结剩余粒间孔的多少,溶蚀作用控制了各种溶蚀孔隙的类型及发育程度,如粒间杂基和碳酸盐胶结物溶孔、长石及岩屑粒缘与粒内溶蚀孔隙的发育程度。原生孔隙在长8、长9、长4+5粒度较粗的层段中较明显,次生孔隙在长6、长7粒度细层段和顶部不整合面附近的长1-3中占的比例较多。系统运用大量薄片和物性资料首次明确指出陇东地区延长组砂岩储层孔隙为混合成因,且次生孔隙特征明显,原生孔隙由于压实和胶结作用大量损失。