Therm odynamics of Diagenetic Fluid and Fluid／Mineral Reactions in the Eogene Xingouzui Formation,Oil Field T,Jianghan Basin

This study focuses on the thermodynamics of diagenetic fluid from the Eogene Xingouzui Formation which represents the most important reservoir in Field Oil T in the Jianghan Basin. The measured homogenization temperatures (110–139 °C) of fluid inclusions in diagenetic minerals fell within the range of 67 –155 °C at the middle diagenetic stage. The pressure of diagenetic fluid is estimated at 10.2 –56 MPa. The activity of ions in the fluid shows a tendency of Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > K⁺ > Fe³⁺ > Fe²⁺ for cations, and HCO ₃ ⁻ > SO ₄ ²⁻ > F⁻ > Cl⁻ > CO ₃ ²⁻ for anions. For the gaseous facies, there is a tendency of CO₂> CO> H₂S> CH₄> H₂. According to the thermodynamic calculations, the pH and Eh of the fluid are 5.86–6.47 and −0.73–−0.64V, respectively. As a result of the interaction between such a diagenetic fluid and minerals in the sediments, feldspars were dissolved or alterated by other minerals. The clay mineral kaolinite was instable and hence was replaced by illite and chloritoid. This project was jointly funded by the National Natural Science Foundation of China (49133080) and the Open Laboratory of Ore Deposit Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences.     

马家山—小涧子油田砂岩成岩作用及其对储层的影响

为了揭示鄂尔多斯盆地马家山—小涧子油田砂岩成岩作用对储层的控制作用,综合采用了薄片鉴定、铸体薄片、压汞、扫描电镜、X-射线衍射和包裹体分析等多种方法。研究认为:该区延长组长61、长4 5段砂岩成岩作用进入了中成岩阶段的A期;成岩相的平面分布具有明显的规律性,由水下分流河道砂体及河口砂坝中心向边缘,直至水下分流间湾,依次发育溶蚀孔隙相、绿泥石胶结相、碳酸盐胶结相及压实杂基相4种成岩相类型;储层物性依次变差;有利的储集相带为水下分流河道砂体和河口砂坝中心的溶蚀孔隙相和绿泥石胶结相。     

柴西南地区古—新近系砂岩储层成岩作用及其对储层物性的影响

依据普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、X—衍射等分析,对柴西南地区古近—新近系砂岩储层的岩石学特征、成岩作用进行了研究,结果表明:该区储集砂体成分主要由长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩组成,主要成岩作用类型有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和交代作用,成岩演化阶段已达到中成岩B期;机械压实作用及胶结作用是早成岩阶段原生孔隙遭受破坏的主要成岩作用类型,溶蚀作用是中成岩阶段形成次生孔隙的主要成岩作用类型;受成岩作用及成岩演化阶段的控制,深部储层出现孔隙度、渗透率高异常发育带。     

苏里格西部致密砂岩气藏储层成岩作用特征及孔隙度定量演化

为了探究鄂尔多斯盆地苏里格西部地区储层致密成因及孔隙演化规律,本文基于铸体薄片、电镜分析和高压压汞等室内测试,通过建立理论计算模型,对其苏48区储层的孔隙演化进行定性分析与量化表征。分析结果表明,区内盒8段储层岩性主要为石英砂岩和岩屑石英砂岩,储层成岩阶段处于早成岩和中成岩阶段,部分达到晚成岩期,成岩作用顺序依次为:压实-硅质胶结-绿泥石胶结-黏土矿物胶结-溶蚀溶解-碳酸盐胶结;量化结果显示:压实作用和胶结作用是造成储层孔隙度下降的主要因素,其中压实作用使得原始孔隙度下降22%,胶结作用使其下降9.81%,溶蚀作用对储集空间有所改善,增加了3.88%的孔隙,最终形成了当今平均孔隙度为7.47%的致密砂岩储层。据理论计算与实测物性数据进行对比,计算结果与实测结果基本吻合,相对误差小于3%。根据成岩作用的作用强度,结合岩石特征分析,可将研究区盒8段储层成岩相划分出4种,即弱-中胶结强溶蚀相、中胶结中溶蚀相、中溶蚀强胶结相和强压实致密相。综合试气成果可知,弱-中胶结强溶蚀相区域气产量较为可观,可将弱-中胶结强溶蚀相区域作为天然气持续上产的主要研究区域。     

鄂尔多斯盆地东部二叠系山西组23段石英砂岩砂体结构类型及成岩作用差异*

鄂尔多斯盆地东部子洲—清涧地区二叠系山西组2₃段石英砂岩区块单井产能与砂体结构类型具有一定相关性。基于单砂体垂向粒度韵律和自然伽马测井资料,将砂体结构划分出块状型砂体、正粒序型砂体和叠加型砂体3种类型。通过铸体薄片鉴定和粒度分析实验,对3种类型砂体储集层在成岩作用类型、特征、发育程度、产物、垂向变化及成岩孔隙演化的差异性进行表征。研究表明,3类砂体的溶蚀作用、压实作用强度及分布特征存在较大差异,粒度及其垂向分布是制约不同结构类型砂体成岩演化的直接因素,进而影响储集层物性,决定了含气层与致密层的垂向分布规律。块状型砂体储集层原生孔隙、次生溶孔共同发育,含气层厚度较大,局部致密。正粒序型砂体垂向物性差异较大,中—下部储集层溶蚀程度较弱,以原生孔隙为主,次生孔隙少量发育,为含气层;上部储集层压实、胶结作用强烈,相对致密。叠加型砂体储集层形成于河流控制作用逐渐增强的过渡环境,兼有正粒序型、块状型砂体的特征,多层含气且厚度大。     

柴达木盆地西南区古近系及新近系砂岩储层

根据40余口钻井的岩石学资料,较系统地描述了柴达木盆地西南区古近系及新近系的砂岩储层特征：（1）砂岩储层的岩石（矿）成分在时空上呈现规律性的变化。在研究区东南和西北两侧,砂岩成分成熟度和结构成熟度均比中部地区明显偏低;从古近系到新近系,砂岩的成分成熟度和结构成熟度均逐渐降低,这与区域上由早到晚构造活动逐渐增强是一致的。砂岩储层岩石学的这种变化明显地影响到其储集性质,本区东南和西北两侧砂岩储层性质比中部地区变差即与此有关。（2）砂岩储层的孔隙类型以原生孔隙为主。前人大都认为本区砂岩储层的孔隙类型以次生孔隙为主,尤其是下干柴沟组,主要发育次生孔隙。本文认为古近系及新近系砂岩储层以原生孔隙为主,其次为胶结物溶孔和碎屑颗粒溶孔,次生孔隙仅在有限程度上改善了砂岩的储集性质。因此研究砂岩储层的原生孔隙的发育规律是比较重要的。（3）压实作用的差异是造成储集性质变化比较大的主要因素,其次为胶结作用。压实作用的大小受到埋藏深度和岩性的影响,也与储层所经历的埋藏方式有关。本区砂岩储层中的胶结物以方解石和硬石膏为主,也见少量方沸石。不同层段砂岩中的碳酸盐胶结物含量为4.0%～16.0%,局部地区硬石膏胶结物含量可达11.5%～28.0%,成为影响储集性质的主要因素。     

白云凹陷北坡珠江组陆架边缘三角洲前缘砂体储层特征及控制因素

采用铸体薄片、岩石薄片、扫描电镜和压汞实验、物性分析等测试资料,对珠江口盆地白云凹陷北坡珠江组陆架边缘三角洲前缘砂体储层特征及控制因素进行研究。结果表明,该储层主要为灰色中细粒岩屑砂岩,成分成熟度、结构成熟度均较低。储集空间以次生孔隙为主,其次为剩余原生粒间孔、原生孔隙等。储层具有排驱压力较高、配位数较高、孔喉半径小和孔喉分选性较差的孔隙结构特点,为中-低孔、中-低渗型储层。储层发育受沉积相和成岩作用的复合控制,水下分流河道砂体储集物性明显优于其它微相砂体。成岩作用过程主导储层物性变化,砂岩储集体中的原生储集空间因机械压实作用、胶结作用而大幅降低,后期溶蚀作用产生较多的次生储集空间,尤其是长石的溶蚀极大改善了本区储层物性,导致储集体中溶蚀性次生孔隙为主要的储存空间。     

鄂尔多斯盆地东南缘延长组成岩作用及储层物性特征

通过成岩作用及储层物性的综合分析,该区主要油层组长9、长8、长6及长2的岩石成分成熟度和结构成熟度均较差,均经历了晚成岩A期。压实作用降低了储层的孔隙度,致密的碳酸盐岩胶结降低了孔隙度并阻止了次生孔隙的产生。该区储层为低孔低渗储层,孔隙度在4%~8%之间,渗透率多小于0.1×10^-3μm²。     

沉积和成岩作用对湖相重力流致密砂岩储层质量的影响——以鄂尔多斯盆地合水地区长7段为例

为揭示深水重力流沉积致密砂岩储层发育特征及分布规律,笔者等以鄂尔多斯盆地合水地区三叠系延长组7段（简称长7段）为例,通过岩芯描述、铸体薄片以及扫描电镜观察,结合物性数据以及分析化验资料对研究区长7段沉积、储层岩石学、孔隙类型以及成岩作用特征进行了分析,在沉积和成岩作用特征研究基础上探讨了优质储层的形成机理,据此建立了湖相深水重力流致密砂岩储层质量的演化模式。结果表明：合水地区长7段储层岩性以长石岩屑砂岩为主,孔隙类型主要为溶蚀孔和残余粒间孔,属于特低孔—超低渗储层,主要成岩作用为压实、胶结和溶蚀作用。重力流致密砂岩储层质量受沉积相和成岩作用共同影响,限制性水道中沉积的砂体由于具有强的抗压实能力、少的伊利石和碳酸盐矿物含量以及较多长石、岩屑溶蚀孔隙,储层质量最好。不同沉积环境中的砂岩在颗粒粒度、分选、沉积厚度方面存在差异,通过影响成岩作用类型与强度综合控制储层质量。研究成果可为相同类型储层的预测和评价提供参考。     

鄂尔多斯盆地彭滩-杨井地区长2储层的成岩作用

彭滩-杨井地区长2主力层砂岩岩石学、成岩作用、孔隙类型研究表明:该区长2储层岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,成分和结构成熟度均较低,主要经历的成岩作用有压实作用、胶结作用、交代作用和溶解作用。根据砂岩成岩作用特征,结合其埋藏深度、岩石古地温、有机质成熟度等分析资料及岩石结构、孔隙类型特征,长2主力层主要处于晚成岩A期成岩阶段。     

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气田储集层特征与成因*

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储集层普遍以低孔低渗为主要特征,但在低孔低渗的背景上发育相对优质储集层。应用偏光显微镜、恒速压汞等技术手段,从碎屑岩的粒度、碎屑组分、孔隙结构等分析入手,对比神木气田、榆林气田和苏里格气田3个大气田的储集层特点,并对致密砂岩中相对优质储集层的成因进行了分析。研究认为：高石英类矿物含量、适量的可溶性组分(包括长石、火山岩岩屑及凝灰质等）及残余少量粒间孔形成的酸性流体的渗流通道是形成相对优质储集层的必要条件;而较高含量的千枚岩屑、泥板岩等软组分,在上覆地层压力作用下被压实变形、充填孔隙,造成残余粒间孔全部丧失和酸性流体渗流通道的缺乏,因而形成低孔低渗的致密砂岩储集层。     

鄂尔多斯盆地华庆地区长6油层组砂岩成岩相及储层质量评价

本文借助于薄片分析、扫描电镜分析、阴极发光分析和物性分析等研究手段,以鄂尔多斯盆地华庆地区长6油层组低渗透砂岩的形成机制为解剖对象,通过对砂岩埋藏前组成、化学成岩作用和物理成岩作用的相对重要性、自生矿物组成、孔隙构成、物性与孔隙结构等研究,明确了主要成岩作用对储层的影响。在此基础上,结合沉积相的研究,选择骨架颗粒构成、自生矿物组成、物性、孔隙构成以及粒间体积等有关的15个成岩相定量评价参数,对华庆地区长6油层组低渗透砂岩进行成岩相的定量评价。结果表明：① 华庆地区长6油层组砂岩经历了较强的物理成岩作用和较弱的化学成岩作用,原生孔隙是主要储集空间,压实作用是孔隙度降低的最主要因素,其次为方解石的胶结作用;② 成岩相定量评价表明,弱胶结、强压实成岩相以及强方解石胶结、中-强压实成岩相的储层质量均较差,受北部物源区控制的绿泥石胶结、弱-中等压实成岩相具有较好的储层质量,建议作为今后的优选勘探开发区。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组砂岩钠长石化与热液成岩作用研究

鄂尔多斯盆地延长组储层砂岩发育大量自生钠长石矿物,其成因和产出与浊沸石有关,含量和分布比浊沸石多而广泛,但没有引起人们的注意。大量详细岩相学观察发现延长组储层砂岩发育丰富的自生钠长石,其主要为由斜长石碎屑蚀变形成或呈胶结物充填分布在砂岩碎屑颗粒之间。钠长石中含有大量原生的发亮黄色荧光的油气包裹体,表明其形成与油气注入同时。电子探针成分分析表明,钠长石Na2O含量较高,几乎为斜长石的纯钠长石端员(NaAlSi3O8),没有钙长石端员(CaAl2Si2O8)。激光拉曼光谱特征反映出钠长石为沉积成岩期形成的低温钠长石,而非来源于岩浆岩或者变质岩区的碎屑钠长石。应用LA-MC-ICP/MS原位微分析技术对钠长石进行的稀土元素分析表明,延长组砂岩钠长石具有热水成岩作用地球化学特征,属于热液成岩作用产物。认为大量钠长石形成与石油充注的同时进行导致了储层致密过程中岩性油藏的形成。延长组储层砂岩中热液成岩作用对油藏形成和分布意义重大,值得重视和研究。     

松辽盆地北部泉头组三、四段储层质量预测

为了预测松辽盆地北部泉头组三、四段低渗透储层的质量,首先将碎屑岩的成岩作用细分为早成岩阶段A、早成岩阶段B期、中成岩阶段A1亚期、中成岩阶段A21、A2、中成岩阶段B期。统计结果表明,成岩作用对储层的物性和含油性具有明显的控制作用,处于中成岩阶段B期的任何沉积相的砂体均不能产出工业油气流,在中成岩阶段A22只有主河道砂...     

从苏北盆地黄桥和朱家墩气田成藏特征看江汉盆地勘探前景

苏北盆地发育了“黄桥型”和“朱家墩型”两类气藏。黄桥型气藏为断裂—裂缝型复合圈闭,不受层位控制,其气源为具有晚期生烃潜力的海相烃源岩重新深埋后再次生成的烃类气和经多期次火成岩侵入和喷发产生的大量CO2。朱家墩型气藏主要是海相烃源岩深埋后二次生烃形成晚期烃源充注、向上运移到白垩系成藏,属“古生新储”型。江汉盆地的成藏条件与苏北盆地具有可对比性,其中的江陵凹陷具备形成黄桥型气藏的条件,而沔阳凹陷则具备形成朱家墩型气藏的条件。江陵凹陷与苏北黄桥气田在构造演化、储盖条件、烃源、岩浆活动等方面均具有相似性,且前者的成藏条件更显优越。沔阳凹陷与苏北盐城坳陷东南部的烃源岩基础数据具有可比性,古生界均具备多套烃源岩层,且均表现为高演化特点,晚期生烃潜力也相似,其烃源为晚期生烃的古生界和上三叠统—侏罗系。     

致密砂岩储集层成岩相的测井识别与评价:以冀中坳陷饶阳凹陷古近系沙河街组三段为例*

充分利用岩心、薄片和钻测井等资料,对冀中坳陷饶阳凹陷沙河街组三段致密砂岩储集层的成岩作用、成岩相特征进行了研究。结果表明,沙三段砂岩储集层经历了压实、胶结、溶蚀和破裂等成岩作用,现今正处于中成岩A期。根据成岩作用类型和强度、成岩矿物等将储集层成岩相划分为压实致密、黏土矿物充填、碳酸盐胶结、不稳定组分溶蚀和中等压实弱胶结5种成岩相类型。选取声波时差、自然伽马和电阻率等测井曲线,通过岩心、薄片资料刻度测井曲线,归纳了不同成岩相的测井响应特征,由此建立了各成岩相的测井识别标准,实现了单井纵向上成岩相的识别与划分,探讨了单井纵向上成岩相分布规律。成岩相识别结果与试油结论以及物性分析匹配良好。成岩相的深入分析是致密砂岩储集层甜点预测的重要方法。     

Palaeo‐climate controlled diagenesis of the Westphalian C & D fluvial sandstones in the Campine Basin (north‐east Belgium)

The Westphalian C and D fluvial sandstones in the Campine Basin (north‐east Belgium) are potential reservoirs for the sequestration of CO₂ and interesting analogues of the hydrocarbon reservoirs in the Southern North Sea. Although these sandstones were deposited in a relatively short period of time, their reservoir properties and mineralogical compositions are very different. A petrographic study complemented with stable isotope analyses, fluid inclusion microthermometry and X‐ray diffraction analyses of the clay fractions of the sandstones, which were sampled from deep boreholes (>1000 m) in the Campine Basin, revealed that these differences are related mainly to the climate at the time of deposition. The most important eogenetic processes affecting the Westphalian sandstones were the generation of a pseudomatrix by physical compaction of Al‐silicates and lithic fragments that were strongly altered by extensive meteoric leaching, kaolinitization of unstable silicates and precipitation of siderite. These processes had a detrimental influence on the reservoir properties of Westphalian C sandstones, but their impact on the Westphalian D sandstones was minimal. The difference is assumed to be related to the climate at the time of deposition, which changed from tropical humid in the Westphalian C to semi‐arid/arid during the Late Westphalian D. Both the Westphalian C and D sandstones were affected by similar mesogenetic processes. Mesogenetic quartz cementation resulted from chemical compaction and illitization of kaolinite, K‐feldspar and smectitic clays. Illitization of kaolinite was controlled by the available quantities of co‐existing kaolinite and K‐feldspar and mainly affected the Westphalian D sandstones. Illitization of K‐feldspar was controlled by the K‐feldspar content. It had a much larger impact on the reservoir properties of the Westphalian D as, in these sandstones, K‐feldspar was less affected by eogenetic alteration. The illitization of smectitic clays resulted in illite, quartz and ankerite cementation in both reservoirs. This process had a more important impact on the Westphalian C reservoir, since cementation here also resulted from smectite to illite conversion in the interbedded and underlying shales. The effect of mesogenetic alterations on the reservoir properties was much less drastic than the impact of eodiagenesis. Mesogenetic alterations do exert a significant control on the properties of the Westphalian D. The vast impact of eodiagenesis on the Westphalian C sandstones made them less susceptible to mesogenetic alteration. The effect of telogenetic processes on the porosity and permeability of the Westphalian sandstones was small and restricted to the top reservoir intervals that directly underlie the Cimmerian Unconformity. No significant telogenetic alterations related to the Variscan Unconformity were observed.     

低渗透储层成岩作用定量表征与成岩储集相——以吉林新立油田泉头组三、四段为例

作者采用铸体薄片、阴极发光、扫描电镜等手段,统计了新立油田泉头组三、四段储层的视压实率和视胶结率,对成岩作用强度进行了定量表征。引入了成岩系数和成岩储集相的概念,并按照成岩系数大小,将储层划分为4种成岩储集相,即强溶蚀次生孔隙成岩储集相(A相),中等压实-弱、中胶结混合孔隙成岩储集相(B相),强压实-弱、中胶结混合孔隙成岩储集相(C相)和碳酸盐强胶结成岩储集相(D相)。其中以A相最有利于油气聚集,B相次之,C相较差,D相最差。分析了各类成岩储集相特征和演化,认为晚成岩A亚期的酸性水溶蚀作用形成次生孔隙是改善储层物性的关键因素。     

同沉积期火山作用对鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层形成的意义

鄂尔多斯盆地上古生界主要为一套陆源碎屑沉积体系,其中广泛发育河流-三角洲相砂岩储集体,是该区上古生界天然气聚集成藏的主要场所。但由于陆源杂基的充填以及成岩压实作用、胶结作用的改造,大部分砂层储集性能都较差而无工业性储集意义。本文通过对鄂尔多斯盆地上古生界砂岩储层孔隙成因的分析,提出在局部层段集中分布的孔隙性砂岩,其孔隙主要为次生溶蚀成因。进一步的研究表明,由同沉积期火山作用形成的、分布于砂岩层中的火山碎屑组分的成岩溶蚀是次生溶孔形成的主要原因。因此,同沉积期火山作用控制了该区上古生界主要砂岩储层的发育和分布。中基性火山作用由于能提供较多的“易溶组分”,从而控制了次生溶孔发育的较高渗透性砂岩储层的分布; 而影响更为广泛的酸性火山作用则主要形成以蚀变高岭石晶间孔为主的低渗透性储层。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂岩储层岩石学特征

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组是该地区的主要产油层,素以“低孔低渗”而闻名。根据岩心观察、薄片鉴定、粒度分析和扫描电镜、阴极发光和X 衍射等分析化验对该地区延长组储层的岩石学特征及其变化规律进行了深入研究。研究表明,陇东地区延长组砂岩储层岩石类型主要为细中粒岩屑质长石砂岩和长石质岩屑砂岩;成分成熟度较低;总体上从西部耿湾-环县向东至合水-塔儿湾,砂岩成分成熟度逐渐增高;下部的长8-长10及上部长1-长4+5较粗,为中细粒砂岩,中部长6、长7较细,多为粉-细砂岩。砂岩岩屑含量高、类型丰富,发育泥岩、白云岩等沉积岩岩屑,喷发岩、花岗岩等岩浆岩岩屑及板岩、千枚岩、片岩等变质岩岩屑,其中长8-长10以喷发岩岩屑为主,含量东西差异小,长1-长7以白云岩岩屑为主,含量西高东低;变质岩岩屑各层段都存在;云母在东部含量较高。按岩屑对成岩作用的影响分为刚性和塑性两大类,其中刚性可再细分为易溶与难溶两类,塑性可细分为易压实变形及易蚀变两类。此项研究成果对于分析延长期的盆地演化、物源类型及储层后期成岩作用及孔隙演化具有重要意义。