论碎屑岩储层成岩过程中有机酸的溶蚀增孔能力

碎屑岩储层成岩过程中,烃源岩中有机质热演化能够释放大量有机酸并强烈溶蚀铝硅酸盐和碳酸盐矿物,进而形成规模性次生孔隙的观点为石油地质学家所普遍接受。笔者以国内外有机质热解生成有机酸的实验为依据,系统计算了单位质量干酪根的生酸潜力。以东营凹陷北部陡坡带为例,在计算古近系沙河街组沉积地层泥砂比、主力烃源岩有机质丰度及主力烃源岩最大生排酸潜力的基础上,分别计算了有机酸溶蚀铝硅酸盐和溶蚀碳酸盐矿物对储层的最大增孔能力。然后以全球范围油气储层地层水有机酸浓度为参考,结合室内有机酸溶蚀碳酸盐矿物的实验,探讨了碳酸盐矿物的规模性溶蚀作用与地层酸性流体供给能力的匹配关系。结果表明：在缺少断层和不整合等优势运移通道时,有机质热演化过程中释放的有机酸溶蚀铝硅酸盐矿物能够产生的最大次生孔隙度约4.49%~7.48%,这一数据在一定程度上与现有认识一致;而有机酸溶蚀碳酸盐矿物能够产生的最大次生孔隙度约1.54%~2.56%,这一数据要大大低于多数学者的主观认识。在缺少足够的碳酸盐溶蚀证据的情况下,将中深层异常高孔隙度储层中大量的粒间孔隙界定为早期碳酸盐胶结物完全溶蚀形成的次生孔隙的观点值得商榷。     

苏北溱潼凹陷戴南组一段次生孔隙形成与分布特征

次生孔隙是戴南组一段（E2d1）砂岩储层的主要孔隙类型，其分布与油气聚集关系密切。本文在沉积、成岩作用研究基础上，探讨了次生孔隙成因机理，指出有机酸的溶解作用是形成戴南组一段次生孔隙的主要原因，并根据有机质成熟生烃和粘土矿物的转变导致的泥岩压实异常特征，进行次生孔隙的横向分布预测，取得了凹陷不同构造带次生孔隙分布与油气聚集规律的新认识。     

砂岩储层次生孔隙形成机制的研究进展

砂岩中次生孔隙的形成与长石在埋藏成岩过程中溶解或转化密切相关,形成有丰富的可溶矿物、酸性流体和水、有利的迁移条件。通过对砂岩中长石溶蚀的研究发现,相比钙长石和钠长石,钾长石的溶解速率最慢,也是次生孔隙得以保存的最主要矿物。而对于长石溶蚀的酸性流体来源中CO2主要来源为:是大气水中溶解的CO2、有机酸脱羧酸形成的CO2以及碳酸盐分解;有机酸的来源主要为:有机质热演化过程中形成的短链酸,泥质转变而来以及烃类氧化反应所产生。     

砂岩储层中有机酸对主要矿物的溶蚀作用及机理研究综述

砂岩储层中有机酸对矿物的溶解和沉淀在很大程度上影响着次生孔隙的发育。研究发现，有机酸之所以能提高石英的溶蚀速率和长石的溶解度，主要是由于在矿物的表面及溶液中形成络合物，有效地降低了矿物表面反应的活化能及溶液中硅、铝离子浓度的结果。有机酸与粘土矿物的吸附或催化反应可抑制长石等其他矿物的溶解。有机酸与CO2一起共同控制着体系中碳酸盐的溶解或沉淀。     

铝硅酸盐矿物成岩演化对形成过渡带气的影响

生油成气的过程不只是简单的有机物之间的转化，而是无机和有机两个系统综合运动的产物，它们之间相互联系相互制约。成岩作用伊始，两系统独立演化，均受成岩环境的制约。一旦环境适合于有机物裂化分解，两系统就共同发挥作用，通过质子的转移而相互作用。由于生物热催化过渡带气埋藏浅、热演化程度不高等特点，铝硅酸盐矿物成岩作用主要表现为:砂质岩以机械压实作用、胶结作用、溶解作用、矿化交代、自生矿物充填作用为主，泥质岩最显著的变化就是矿物的成岩演化，即蒙脱石→伊／蒙混层→伊利石，及蒙脱石→绿／蒙→绿泥石的成岩演化，其实质是有机与无机相互作用，即赋存在粘土中有机质的有机酸使砂质岩发生溶解，和碎屑岩溶解孔隙水中的Ａｌ３＋替代蒙脱石晶层间的Ｓｉ４＋，形成质子酸，对有机质形成过渡带气起着催化作用。     

苏北高邮凹陷戴一段砂岩矿物和孔隙成岩机理的探讨

苏北盆地高邮凹陷下第三系戴一段岩层是主要的产油层系.通过对不同埋深的砂岩、泥岩和有机质的分析,表明砂岩的颗粒、胶结物、孔隙的性质发生了一系列的成岩变化,长石矿物的溶蚀所形成的大量次生孔隙是本区砂岩储集层的明显特征.在两个不同深度上出现的次生孔隙密集带,具有不同的成因机制(有机质的脱羧基作用和矿物的交代作用),并分别控制着低成熟、高成熟石油及天然气的分布.     

苏北高邮凹陷戴一段砂岩矿物和孔隙成岩机理的探讨

苏北盆地高邮凹陷下第三系戴一段岩层是主要的产油层系.通过对不同埋深的砂岩、泥岩和有机质的分析,表明砂岩的颗粒、胶结物、孔隙的性质发生了一系列的成岩变化,长石矿物的溶蚀所形成的大量次生孔隙是本区砂岩储集层的明显特征.在两个不同深度上出现的次生孔隙密集带,具有不同的成因机制(有机质的脱羧基作用和矿物的交代作用),并分别控制着低成熟、高成熟石油及天然气的分布.     

复式油气田与深层勘探——以济阳坳陷为例

深层勘探是当前的热点和难点问题，该文以济阳坳陷为例，从裂谷盆地的地质特点出发，对此种类型复式油所区的深层勘探进行了初步探讨。认为，储层及其物性是决定成藏与产能的首要因素，储层物性的好坏取坏决于生孔隙的发育，次生孔隙的发育同烃源岩有机质向烃转化生成的有机酸和ＣＯ２有着密切的关系，提出了有机质成熟窗就是形成次生孔隙的有利窗，在此基础上对砂砾岩，碳酸盐岩，变质岩和火成岩次生孔隙成因类型及分布规律进行了分     

硅质碎屑岩中碳酸盐胶结物及其对储层的控制作用的研究

次生孔隙形成的机制是地球化学家和岩石学家感兴趣的问题之一。硅质碎屑岩中的成岩碳酸盐胶结是世界各大油田极普遍的现象。这是因为这种碳酸盐与碎属矿物的水化作用和有机质将进入成熟期的脱羧基作用有关。脱水化作用所放出的Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋和Ｆｅ２＋离子与脱羧基作用产生的ＣＯ２水溶液结合形成的碳酸盐胶结破坏储层。它与压实、压溶作用破坏储层是不同的。由于它充填于孔隙中，而整个岩石体积未减少，这为后来有机质转变为有机酸离析Ｈ＋和继续脱羧作用放出ＣＯ２水溶液进行溶解产生次生溶孔提供了物质基础。总的来说，成岩碳酸盐对研究油气的生成、运移和富集都有着实际的意义。     

桥口地区沙三组3-4亚段次生孔隙研究

桥口地区沙三组3-4亚段储层为低孔低渗致密层,次生孔隙类型为粒间溶孔、伸长状孔隙、充填后剩余的粒间孔隙、粒内溶孔、晶内溶蚀孔隙;其中溶蚀粒间孔隙和溶蚀粒内孔隙是最主要的次生孔隙类型;次生孔隙的孔径一般为2～25μm.纵向上,沙三组3-4亚段发育3个次生孔隙发育带;平面上,次生孔隙在中央隆起带的翼部、靠近东部物源区的水下扇的扇中-扇根和轴向重力流水道较为发育;次生孔隙发育的形成机理是干酪根脱羧及粘土矿物脱水形成的酸性孔隙水溶解长石等铝硅酸盐矿物和异常高压保存下来的次生孔隙经热循环对流局部改造形成.     

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.     

东营凹陷下第三系深层成岩作用及次生孔隙发育特征

通过钻井取心分析测试、岩石薄片和扫描电镜观察等手段,对东营凹陷下第三系深层成岩作用和次生孔隙发育特征进行研究。结果表明,东营凹陷下第三系深部碎屑岩地层经历了强烈的压实压溶作用和胶结作用、复杂的交代作用和多期次的溶解作用,原生孔隙消失殆尽。胶结作用是降低深层孔渗性能的主要因素,方解石类、黄铁矿、高岭石、绿泥石等成岩矿物的大量析出与次生孔隙发育密切相关;溶解作用使深层碎屑岩产生粒间溶孔、溶缝、溶蚀填隙物内孔隙和铸模孔等次生孔隙。从晚成岩A期到晚成岩C期,有机质成熟过程、粘土矿物转化、烃类与硫酸盐矿物的热化学氧化还原反应等造成的酸性地层水介质,使东营凹陷下第三系深部碎屑岩储层在不同构造部位分别发育2~4个次生孔隙发育带。      

惠民凹陷古近系碎屑岩次生孔隙纵向分布规律

为了在油气勘探的过程中更加准确地预测有效储层的分布, 根据铸体薄片、扫描电镜、碳酸盐含量、镜质体反射率、粘土矿物以及储层物性等数据, 研究了惠民凹陷古近系砂岩次生孔隙的纵向分布规律.在小于1400m的深度, 砂岩的孔隙主要为压实和胶结之后的原生粒间孔隙; 在埋深超过1400m以后开始出现少量次生孔隙, 在1400~1500m深度范围形成原生孔隙与次生孔隙并存的混合孔隙带; 超过1500m, 大量的次生孔隙出现在1500~2300m和2700~4000m的2个深度段.所收集的砂岩孔隙度和渗透率数据在纵向上的变化关系也间接证实了这一点.次生孔隙主要为长石溶蚀成因, 碳酸盐胶结物溶蚀是次要的.在次生孔隙发育带内, 惠民凹陷烃源岩演化产生大量有机酸和泥岩中的粘土矿物迅速脱水是产生溶蚀作用形成次生孔隙的直接原因.      

松辽盆地北部深部储层的次生孔隙发育机制和控制因素

本文对研究区内的次生溶孔的形成机制和控制因素进行了探讨:1.次生格架颗粒溶孔和粒间溶蚀扩大孔的形成机制:一是主要与沉积间断,即表生期地表淡水渗入有关的溶蚀作用机制;另一种是与埋藏期泥岩中有机质成熟作用有关的格架颗粒溶孔发育的机制.2.浊沸石溶孔的形成机制:有机质进入高成熟阶段,烃类热裂解造成孔隙水的pH值降低,并产生少量二氧化碳,导致浊沸石的溶解.沉积间断的存在和土壤化作用、泥岩中有机质的丰度和干酪根类型是控制次生孔隙发育的主要因素.据此对储层进行了区域性评价。     

准噶尔永进地区深部储层的保存与发育机理

随着油气勘探向深部发展,在深部寻找优质储层是一个亟待深入研究的问题。永进地区位于准噶尔腹部中石化中部3区块,勘探目的层埋藏深,大于5000m,储层多为低孔-特低孔低渗-特低渗储层,因此,在该地区深部寻找相对优质储层具有重要的理论意义和勘探意义。该地区发育区域性不整合,即J/K不整合。在不整合形成期间,大气淡水具有高的流速和相对开放的流体环境,可以溶蚀易溶矿物并将溶蚀产物带离出溶蚀区;颗粒包壳可以抑制石英加大和碳酸盐矿物沉淀,保存原生孔隙和形成的次生孔隙;永进地区油气充注早,早期的油气充注改善了流体成岩环境,抑制胶结作用,同时,其携带的有机酸溶蚀易溶矿物,产生次生孔隙,油气早期充注从两个方面改善储层。     

Dissolution characteristics of deep?buried dolostone in the Member 5 of Ordovician Majiagou Formation in southern Ordos Basin

The different types of deep-buried dissolution process in the Member 5 of Ordovician Majiagou Formation in the southern Ordos Basin and its influence on the reservoir properties are studied in this paper. It shows that three types of mechanisms include organic acid fluid, hydrothermal fluid and TSR are identified through studies of core observation, thin section analysis, inclusion temperature, trace elements and rare earth elements. It is found that the dissolution of organic acid fluid causes the stratified dissolution pores, film-like asphaltene and ring-like asphaltene, while hydrothermal fluid causes the non-selective dissolution pores without petrofabric, veins of pyrites, massive pyrites and the association of hypothermal minerals. Four occurrence models of dissolution include, (1) the deep-buried dissolution of low-temperature hydrothermal fluid occurs in Zhiluo Period of Middle Jurassic; (2) the deep-buried dissolution of organic acid fluid started from the late Middle Jurassic followed by the first hydrocarbon injection; (3) the deep-buried dissolution of middle-high temperature hydrothermal fluid occurred in the Dongsheng Period of Early Cretaceous; (4) TSR occurred at the end of Early Cretaceous with the second larger hydrocarbon injection. Both organic acid fluid and hydrothermal fluid can improve the porosity and permeability of reservoir, but the hydrothermal fluid is more effective than that of organic acid fluid.     

湖相页岩有机储集空间发育特点与成因机制

有机储集空间是页岩的重要储集类型, 但对处于生油窗内的湖相页岩是否发育有机储集空间却缺少研究.系统采集处于生油窗范围内不同演化程度的湖相页岩样品, 利用氩离子抛光样品制备技术, 分别使用Quanta200扫描电镜及EDAX能谱仪联机和JSM-6700f冷场发射扫描电子显微镜对湖相页岩进行微观特征观察和岩石组分分析, 背散射图像和二次电子图像均显示, 页岩内大量发育呈暗色条带状的有机质-粘土-碳酸盐和有机质-粘土-硫酸盐混合体.该混合体内极易发育孔隙, 从2 500~4 000 m, 该类孔隙连续分布, 当埋深小于3 600 m时, 这类孔隙的尺度一般为微米级, 但随着演化程度增高纳米孔隙增加, 并且呈密集分布.混合体内孔隙的发育分别与页岩含油饱和度迅速增高及游离有机酸含量的增加同步, 该类孔隙的发育不仅仅取决于生烃作用, 它的形成是生烃转化和有机酸溶蚀共同作用的结果.上述结果表明, 在生油窗范围内湖相页岩中, 有机质与无机矿物作为整体共同演化且相互作用, 在生烃与溶蚀叠合作用下形成了丰富的有机质-矿物混合体内储集空间, 该储集类型对陆相页岩油气赋存具有重要意义.      

鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组五段白云岩埋藏溶蚀作用研究

为了解鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组五段白云岩储集层不同类型埋藏溶蚀作用的作用过程及其对物性的影响,依据岩心和镜下观察,结合包裹体温度、微量元素和稀土元素数据分析,将马五段埋藏溶蚀作用分为有机酸流体埋藏溶蚀作用、热液埋藏溶蚀作用和TSR作用,其中有机酸流体溶蚀作用会导致层状溶孔、沥青薄膜和圆环的形成,而热液溶蚀作用会导致无组构无选择性溶孔、块状和脉状黄铁矿充填、热液矿物(组合)充填的出现。研究区马五段埋藏溶蚀作用发生模式为: (1)中侏罗世直罗期,低温热液埋藏溶蚀作用发生;(2)中侏罗世末期,伴随第1次烃类充注,有机酸流体埋藏溶蚀作用开始;(3)早白垩世东胜期,中—高温热液埋藏溶蚀作用发生;(4)早白垩世末期,伴随着第2次更大规模的烃类注入,TSR作用发生。对比发现,有机酸和热液溶蚀作用均对储集层有建设性作用,但热液比有机酸流体可以更有效地提高储集层物性。     

基于星点状方解石胶结与溶解的识别查明砂岩粒间孔隙类型——以雅布赖盆地新河组砂岩为例

目前含油气砂岩中粒间孔隙是原生孔隙还是次生孔隙的认识仍不一致,而对星点状方解石胶结与溶解的识别能够有效地查明粒间孔隙的类型。文章通过铸体薄片细致地观察雅布赖盆地新河组砂岩中的微观现象,以成岩环境演化和成岩序列分析为主线,重视方解石胶结物的赋存状态与物质来源和溶蚀流体来源的配置关系,精细解剖微观现象,从而弄清楚星点状方解石的成因,进而查明砂岩的粒间孔隙类型和储集空间类型。结果表明,粒间孔隙中的星点状方解石是成岩早期浸染状方解石胶结物的溶蚀残余,溶蚀流体为成岩中期的有机酸流体,溶蚀类型为一致性溶解,形成的粒间孔隙为次生孔隙。鉴于此,雅布赖盆地新河组砂岩的储集空间由次生粒间孔隙和次生粒内孔隙（长石、岩屑、方解石胶结物的溶蚀孔隙）组成。