岩石微观孔隙结构研究方法综述

孔隙是流体赋存于岩石中的基本储集空间,吼道则是连通孔隙的细小通道,控制了流体在岩石中的流通。储集层岩石的孔隙结构特征是影响储集层流体(油气水)的储集能力和开采油气资源的主控因素,它不仅控制了石油的运移和储集,而且影响采收率,因此研究孔隙结构对认识和评价储集层及油气层产能的预测、油气层改造等具有重要意义。介绍了岩石孔隙结构研究方法:毛细管压力曲线法(半渗透隔板法、压汞法和离心机法等)、铸体薄片法、扫描电镜法及CT扫描法和利用测井资料研究岩石孔隙结构特征以及三维孔隙结构模拟法。介绍了它们基本原理和优缺点。     

准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷沉积储集层研究进展

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷中心区10×10~8t级砾岩大油区的发现,带动了该区沉积储集层研究的不断深入。作者梳理了准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究现状和进展,认为准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究的进展主要表现为:(1)提出了新的砂砾岩储集层岩石相和岩石学分析方法;(2)探索形成了新的沉积储集层地球物理测井和地震描述技术;(3)针对不同层系,在沉积物源、沉积相、沉积环境、沉积体系和沉积模式等方面取得大量新认识,建立了大型退覆式浅水缓坡扇三角洲沉积模式,指导油气勘探不断获得新突破;(4)在成岩作用理论指导下,所发现的储集层埋藏深度不断增加。研究表明,玛湖凹陷的沉积体系具有继承性:从二叠纪到新近纪,发育了火山—碎屑岩沉积体系、细粒—蒸发盐沉积体系以及粗粒冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积体系,气候、构造和湖平面变化控制了沉积体系的形成和演化。沉积储集层研究为玛湖砾岩大油田的发现提供了有力的理论支持。未来应当加强针对古老层系和深部地层的沉积储集层研究工作,重视新理论新技术在西北缘和玛湖沉积储集层研究中的应用,已经形成的理论技术需要在勘探实践中接受进一步检验和完善。     

热磁技术确定矿床有效指示元素的试验与效果

针对找矿指标的有效性和找矿模型的普适性问题,研究引入热磁技术,以乌努格吐山铜矿和丰山洞铜矿为例,对比分析了土壤热磁组分与岩石、岩石热磁组分与黄铁矿的元素组合。试验表明,在确定成矿指示元素组合方面,土壤热磁组分是一种可行的介质,相比岩石具有更高的元素含量,可以挖掘出更多的异常信息;而岩石热磁组分与黄铁矿则具有一致的元素组合,比较而言,岩石热磁组分具有更宽的适用范围(如风化岩石)。作为一种人工方法分离组分,热磁组分弥补了岩石或黄铁矿等自然介质本身所固有的一些不足,为成矿指示元素的选择提供了一个新的研究平台;对于确定同一类型矿床有效指示元素组合,解决找矿模型的普适性问题,开拓了一种新思路。     

准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷沉积储集层研究进展*

准噶尔盆地西北缘玛湖凹陷中心区10×10⁸ t级砾岩大油区的发现,带动了该区沉积储集层研究的不断深入。作者梳理了准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究现状和进展,认为准噶尔盆地西北缘及玛湖凹陷的沉积储集层研究的进展主要表现为: (1)提出了新的砂砾岩储集层岩石相和岩石学分析方法;(2)探索形成了新的沉积储集层地球物理测井和地震描述技术;(3)针对不同层系,在沉积物源、沉积相、沉积环境、沉积体系和沉积模式等方面取得大量新认识,建立了大型退覆式浅水缓坡扇三角洲沉积模式,指导油气勘探不断获得新突破;(4)在成岩作用理论指导下,所发现的储集层埋藏深度不断增加。研究表明,玛湖凹陷的沉积体系具有继承性: 从二叠纪到新近纪,发育了火山—碎屑岩沉积体系、细粒—蒸发盐沉积体系以及粗粒冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲等沉积体系,气候、构造和湖平面变化控制了沉积体系的形成和演化。沉积储集层研究为玛湖砾岩大油田的发现提供了有力的理论支持。未来应当加强针对古老层系和深部地层的沉积储集层研究工作,重视新理论新技术在西北缘和玛湖沉积储集层研究中的应用,已经形成的理论技术需要在勘探实践中接受进一步检验和完善。     

松辽盆地北部三肇凹陷下白垩统泉头组4段储集层成岩作用及孔隙演化

松辽盆地三肇凹陷扶余油层(下白垩统泉 4段)储集层的渗透率平均值为1.53 × 10^-3 μ m²,属于典 型的低渗透储集层。文中通过岩石铸体薄片、扫描电镜及 X衍射等技术,对三肇凹陷扶余油层储集层的岩石组 分、孔隙类型、成岩作用特征进行了识别鉴定。分析认为：储集层主要岩石类型为长石岩屑细砂岩和岩屑细砂 岩,成熟度较低;次生溶蚀孔隙提供了大量有效储集空间,所占比例甚至可达25%;储集层经历了压实、胶结、 交代、溶解、破裂等成岩作用,主要处于晚成岩阶段 A1期和A2期。压实、胶结作用等破坏性成岩作用使原生 孔隙遭到破坏,形成致密储集层;交代作用对储集层物性影响不大;溶解、破裂作用等建设性成岩作用使储集 层物性得到改善,形成次生孔隙发育带。孔隙度随深度增加呈逐渐增大趋势,与由有机质分解形成的酸性流体 使储集层中不稳定矿物发生溶蚀密切相关。这一研究对三肇凹陷低渗透储集层的开发具有指导作用。     

地热能的水泡沫

钻进地下汽储集层,可能是个复杂的工序。从钻孔中带出含碎屑的液体,阻隔含汽多孔岩石的储集层,而会毁坏地热储集。在阿布奎基(Albuquerque)N．M．的圣迪亚(Sandia)国家实验室的研究者们已经发展了一种新的钻探液—水泡沫。它可以抵挡高温的地热能而不使之溢出污染地热能。该泡沫是一种水、气和有机表面活化剂的混     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组海相碳酸盐岩储集层特征*

探讨了鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组海相碳酸盐岩储集层岩石物理相特征及储集层分类方法。应用露头、岩心、薄片分析及储集层物性测试及压汞实验方法开展了碳酸盐岩储集层岩性、孔隙结构及物性研究,应用储集层流动带指标FZI开展了储集层岩石物理相特征及储集层分类方法研究。马家沟组碳酸盐岩储集层岩石类型主要为岩溶角砾泥晶—粉晶白云岩、膏盐溶蚀角砾泥晶—粉晶白云岩、含膏盐或膏盐质白云岩、粉晶—细晶白云岩、残余结构中晶—细晶及粗晶—中晶白云岩、次生灰岩、泥晶灰岩及白云岩,发育洞穴、溶洞、孔隙及裂缝4种储集空间,主要发育晶间孔型、裂缝型、裂缝—晶间孔型、裂缝—晶间孔—溶洞型4类储渗类型。依据流动带指标将储集层划分为6类岩石物理相及24类亚相,据此将储集层分为5类7亚类：一类储集层是天然气赋存的优质储集层,主要分布于马五₁、马五₄及马五₆段;二、三类储集层是马家沟组主要储集层类型,以孔隙为主的二₁、三₁类储集层主要分布于马五₁—马五₆段,以裂缝为主的二₂、三₂类储集层主要分布于马四段;四类储集层物性差,见于各段;五类为非储集层。研究结果表明,基于岩石物理相的储集层研究方法是揭示碳酸盐岩储集层特征及开展储集层定量分类与评价的有效途径。     

碳酸盐岩储集层成岩作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究进展、地质意义及鄂尔多斯盆地实例

基于碳酸盐岩储集层成岩作用中受孔隙尺寸控制的矿物沉淀和胶结非均质特征的发现与思考,结合当今国内外有关多孔介质中流体—岩石相互作用及化学流体动力学研究进展的调研,对相关研究进展及其地质意义进行了简单的梳理和归纳。(1)地质环境中"孔隙尺寸控制沉淀"现象广泛存在,表现为储集层孔隙的胶结非均质性及其最终形成的"大孔充填而小孔保存"特征。现今研究主要从不同尺度孔隙结构观察、流体—孔隙介质相互作用的数值模拟、矿物沉淀实验3个方面开展。(2)受孔隙尺寸控制的非均质沉淀特征可以利用与表面化学相关的动力学模型进行解释,即微孔隙中更大的界面张力和矿物晶体曲率导致矿物的有效溶解度更高,因而更容易保持过饱和状态而不发生沉淀。(3)"孔隙尺寸控制沉淀"现象可使油气储集层发生微孔的选择性保存,在不同尺度孔隙共生的情况下,较大孔隙更倾向于被胶结充填而小孔则更易于被保存,不同的胶结模式对岩石整体渗透率的影响略有不同;该现象在地热储集层开发和二氧化碳地质封存研究中也值得重视。最后,结合鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储集层的非均质胶结特征和孔隙分布,分析总结成岩流体性质、来源及胶结模式差异对孔隙结构演化和优质储集层分布的影响。"孔隙尺寸控制沉淀"现象的发现和重视对于理解流体—岩石复杂作用过程具有重要理论意义,也为储集层成岩作用和孔隙保存研究提供了新的视点和思考角度。     

岩石矿物中超微量铱的快速测定

在一定量的[F eC l4]-的存在下,以磷酸三丁酯(俗名TBP)萃取,然后用K I—HC l反萃取,进行富集分离铱(Ir)的实验研究。确定了萃取和反萃取的条件,考查了多种共存元素的分离情况,并在此基础上,制定了岩石矿物中超微量铱的简便、快速的测定方法。在拟定的条件下,铱的检测下限为0.005ng/mL。并对两个w(Ir)值分别为0.27×1-0 6和0.05×10-6的标准地质样品进行了9次测定。其相对标准偏差(R.S.D)为9.4%和7.5%。因此,该方法适用于岩石矿物中超微量铱的测定。     

地质封存CO2水岩作用对页岩有机碳的萃取效应研究

CO₂ 水岩相互作用实验研究对于CO₂地质封存以及页岩气开发都具有重要意义。近年来多数研究主要侧重于岩石中矿物成分的反应过程,对于岩石中有机质成分的研究比较有限。本文选取盖层页岩,重点研究CO₂对于页岩中有机碳的萃取效应作用。实验使用高压反应釜在95 ℃和15 MPa条件下进行CO₂ 水页岩反应,同时考查不同的水岩接触方式对反应的影响,实验中分别测试了反应后水体中的溶解性有机碳(DOC)和反应前后岩石表面形态变化(SEM表征)。DOC的测试结果表明,相对于空白对照组高压N₂作用,超临界CO₂体系对于岩石有机碳具有明显的萃取效果,其中在不含水和仅含少量水的体系中,CO₂体系对DOC的萃取量能达到N₂体系的3倍以上,显示超临界CO₂极强的萃取能力。对比不同含水量的实验体系,发现含有少量水的情况下,CO₂对于有机碳的萃取量达到最大,比不含水的体系高出了87%,而这种能力的提高是由于少量极性分子H₂O的加入,能够增强超临界CO₂流体的溶剂化性能导致的。SEM结果也说明了不同的水岩气接触方式对岩石表面形貌具有不同的改造效果。本文实验结果有助于更好认识CO₂地质封存水岩作用及其潜在环境风险。     

准噶尔盆地阜东斜坡阜东16井区齐古组一段沉积储集层特征

齐古组是准噶尔盆地具石油勘探潜力的地层单元,但有关该地层单元的沉积储集层特征研究较少,这种基础地质研究的欠缺成为阻碍该地区齐古组油气藏勘探开发的难点。以宏观钻测井及地震资料结合微观实验分析资料为基础,在高分辨率层序地层格架内,对阜东斜坡阜东16井区齐古组一段沉积特征(主要包括碎屑颗粒结构特征、岩芯和测井相特征以及沉积相平面展布)和储集层特征(主要包括岩石类型、储集空间类型、孔隙结构和储集物性特征)进行重点研究,认为齐古组一段岩性油气藏具有良好的勘探前景。     

川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组储集层特征与控制因素

根据薄片、阴极发光、扫描电镜、岩石物性等分析化验资料以及测井资料,对川东及其周缘地区下寒武统龙王庙组储集层特征与控制因素进行研究。结果表明:(1)龙王庙组储集层岩性主要为颗粒碳酸盐岩,其次是粉-细晶白云岩。(2)龙王庙组储集层储集空间主要为粒间(溶)孔、晶间(溶)孔、粒内溶孔,构造缝和溶蚀缝发育;储集层基质孔隙度值和渗透率值低,平均值分别为4.25％和6.25×10^-3μm²,储集层类型包括孔隙型和裂缝-溶孔型2种。(3)龙王庙组储集层的形成和分布可能受到沉积作用、成岩作用、埋藏过程等3种控制因素的共同影响:沉积作用提供了储集层发育的地质基础;成岩作用是影响储集层发育的关键因素;埋藏方式影响储集层的最终形成,是川东地区龙王庙组储集层质量差于川中及川东南地区的原因之一。(4)综合储集层的岩性、物性、厚度及分布范围,认为川东及其周缘地区龙王庙组储集层以局限台地内滩体最为有利,局限潮坪次之。     

碳酸盐岩储集层成岩作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究进展、地质意义及鄂尔多斯盆地实例*

基于碳酸盐岩储集层成岩作用中受孔隙尺寸控制的矿物沉淀和胶结非均质特征的发现与思考,结合当今国内外有关多孔介质中流体—岩石相互作用及化学流体动力学研究进展的调研,对相关研究进展及其地质意义进行了简单的梳理和归纳。(1)地质环境中“孔隙尺寸控制沉淀”现象广泛存在,表现为储集层孔隙的胶结非均质性及其最终形成的“大孔充填而小孔保存”特征。现今研究主要从不同尺度孔隙结构观察、流体—孔隙介质相互作用的数值模拟、矿物沉淀实验3个方面开展。(2)受孔隙尺寸控制的非均质沉淀特征可以利用与表面化学相关的动力学模型进行解释,即微孔隙中更大的界面张力和矿物晶体曲率导致矿物的有效溶解度更高,因而更容易保持过饱和状态而不发生沉淀。(3)“孔隙尺寸控制沉淀”现象可使油气储集层发生微孔的选择性保存,在不同尺度孔隙共生的情况下,较大孔隙更倾向于被胶结充填而小孔则更易于被保存,不同的胶结模式对岩石整体渗透率的影响略有不同;该现象在地热储集层开发和二氧化碳地质封存研究中也值得重视。最后,结合鄂尔多斯盆地马家沟组碳酸盐岩储集层的非均质胶结特征和孔隙分布,分析总结成岩流体性质、来源及胶结模式差异对孔隙结构演化和优质储集层分布的影响。“孔隙尺寸控制沉淀”现象的发现和重视对于理解流体—岩石复杂作用过程具有重要理论意义,也为储集层成岩作用和孔隙保存研究提供了新的视点和思考角度。     

论德拜-席勒技术在推定石英冲击压力上的应用

近十多年来,经受天然或人工冲击的石英形变特征已研究得比较深入,其中用德拜-席勒技术对受冲击石英的研究已取得不少成果。较早从事这方面工作的有赵景德、T.E.Bunch和F.Dachille等人。赵景德通过对采自西德雷斯(Ries)陨石坑岩石中不同平均折光率石英单晶颗粒的德拜-席勒技术研究发现:(1)已经部分玻璃化的石英颗粒给出的     

基于岩石物理相的储集层分类评价:以北部湾盆地乌石凹陷东区始新统流沙港组三段Ⅱ油组为例

目前储集层分类方法多数只是从储集层的物性特征角度进行分类,而没有从储集层的成因机制进行分类。通过利用分析化验资料、钻测井资料和测试资料,对北部湾盆地乌石凹陷东区始新统流沙港组三段Ⅱ油组(L_3Ⅱ油组)的沉积特征、成岩作用和构造特征进行分析,进而研究其对储集层物性的影响,并对储集层进行分类。结果表明:L_3Ⅱ油组主要发育扇三角洲内前缘水下分流河道、外前缘水下分流河道和席状砂3种沉积微相;成岩相主要识别出泥质杂基充填相、不稳定组分溶蚀相和强压实致密相3种成岩相;裂缝相则以无裂缝相为主,局部可观察到高角度和网状裂缝相。在此基础上通过三者的叠加对储集层的岩石物理相进行分类命名,划分出内前缘水下分流河道—泥质杂基充填相—高角度裂缝相等9种不同的岩石物理相。根据不同的岩石物理相特征,总结归纳出了Ⅰ类好储集层、Ⅱ类中等储集层和Ⅲ类差储集层共3类储集层,实现了从储集层成因机制的角度对储集层进行分类和评价。     

伊拉克M油田白垩系Mishrif组潟湖环境碳酸盐岩储集层成因机理

为深化潟湖相碳酸盐岩储集层非均质性认识,以伊拉克M油田白垩系Mishrif组为例,基于岩心观察、物性分析数据、铸体薄片及压汞实验,对潟湖相储集层特征及成因机理开展研究.结果显示:研究区潟湖环境岩石类型复杂,生物碎屑具有多样性,储集层以低渗、特低渗为主,孔隙度分布范围宽,发育大量的基质微孔、铸模孔和晶间孔.储集层强非均质...     

咸化湖盆储集层中咸水流体与岩石矿物相互作用实验模拟研究

柴达木盆地西部南区新生界主要为咸化湖盆沉积,近年来该领域的油气勘探取得了重大突破。前人研究认为咸化环境提高了烃类转化率对生烃有利,其对储集层的控制作用尚待进一步明确。通过高温高压实验模拟了地层条件下成岩流体与岩石矿物之间的物理化学变化,进而研究咸化环境对储集层的影响。通过对实验前、后岩石样品的物性分析和毛管压力测试表明,咸化环境对储集层总体上具有不利影响。其机理为:1盐类矿物的沉淀占据了部分粒间孔和使喉道变细或堵塞;2成岩流体中富含的部分阳离子抑制了溶蚀作用不利于次生溶蚀孔隙形成;3成岩流体中含有的大量钾离子为蒙皂石和伊蒙混层向伊利石转化提供了物质条件,且钾离子浓度越高生成的伊利石越纤细,更易堵塞喉道从而降低岩石的渗透性。     

油砂沥青热碱水萃取分离技术现状

作为非常规石油资源的油砂受到愈来愈多的重视。本文评述了世界油砂资源开发现状和中国油砂资源的利用前景,总结了工业上成熟的油砂沥青热碱水萃取技术分离沥青的流程,论述了热碱水萃取过程中沥青与矿物、粘土和气泡之间相互作用及其对沥青分离效率的影响;全面总结了油砂沥青热碱水萃取过程中温度、pH值、多价阳离子和加工助剂等物理化学条件对沥青与矿物之间相互作用和沥青有效分离的影响。最后指出油砂沥青热碱水萃取分离的最优化实验技术研究是值得进一步深入研究的方向,原子力显微镜的运用和不同萃取技术的综合运用将在改善沥青的萃取分离效果上发挥作用。     

基于岩石物理相的储集层分类评价:以北部湾盆地乌石凹陷东区始新统流沙港组三段Ⅱ油组为例*

目前储集层分类方法多数只是从储集层的物性特征角度进行分类,而没有从储集层的成因机制进行分类。通过利用分析化验资料、钻测井资料和测试资料,对北部湾盆地乌石凹陷东区始新统流沙港组三段Ⅱ油组(L₃Ⅱ油组)的沉积特征、成岩作用和构造特征进行分析,进而研究其对储集层物性的影响,并对储集层进行分类。结果表明: L₃Ⅱ油组主要发育扇三角洲内前缘水下分流河道、外前缘水下分流河道和席状砂3种沉积微相;成岩相主要识别出泥质杂基充填相、不稳定组分溶蚀相和强压实致密相3种成岩相;裂缝相则以无裂缝相为主,局部可观察到高角度和网状裂缝相。在此基础上通过三者的叠加对储集层的岩石物理相进行分类命名,划分出内前缘水下分流河道—泥质杂基充填相—高角度裂缝相等9种不同的岩石物理相。根据不同的岩石物理相特征,总结归纳出了Ⅰ类好储集层、Ⅱ类中等储集层和Ⅲ类差储集层共3类储集层,实现了从储集层成因机制的角度对储集层进行分类和评价。     

碎屑岩储集层成岩作用研究进展与热点问题讨论

近10年来, 碎屑岩储集层成岩作用研究发展迅速, 总结国内外成岩作用研究进展、前沿研究热点和关键问题, 具有重要的学术探索意义。在归纳前人研究成果与认识基础上, 结合国内外典型研究实例, 讨论了近年来碎屑岩储集层成岩作用研究进展以及未来研究热点或发展趋势。认为成岩作用研究在物源对砂岩类型及其成岩演化路径的制约, 流体-岩石相互作用及其产物、热动力学与超压背景对成岩作用与孔隙发育的影响, 油气充注成藏过程与储集层低渗-致密化时序等研究方面取得了长足进展, 正在向将微观尺度成岩作用研究与盆地流体、盆地动力学与热动力学过程等宏观大尺度背景相结合的由源到汇的沉积作用过程、埋藏、烃类成熟与油气充注成藏、构造演化与流体活动、流体-岩石相互作用的成岩作用系统及其时空动态及定量演变机制研究方向发展。本文旨在抛砖引玉, 与业内相关领域的专家学者和同行一起, 在成岩作用研究精细程度、研究深度与广度、最先进的分析测试技术与方法之应用、以及多学科交叉融合方面共同努力, 以期推动中国碎屑岩储集层成岩作用研究的进程。