表生和埋藏成岩作用的温压条件下不同组成碳酸盐岩溶蚀成岩过程的实验模拟

表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０～１００℃，常压～２５ＭＰａ），方解石、白云石相对含量不同的碳酸盐岩的溶蚀证明，在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃、２０ＭＰａ）下，方解石的溶解速率大大超过白云石，随着温度和压力的升高，两者溶解速率的差值变小。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，白云石的溶解速率已超过方解石，在１００、２５ＭＰａ的温压条件下，微晶白云石（白云石/方解石＝９８/２）的溶解速率已是含云灰岩（白云石/方解石＝１６/８４）的２倍，造成这种现象的原因是白云石的温度、压力效应大大超过方解石之故。根据实验的结果可以预测:表生与相对浅埋藏的温压条件下，石灰岩的岩溶作用较白云岩发育；但在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙应比方解石更为发育，这是埋藏深度大于２０００ｍ的地层中，白云岩储层多于石灰岩的重要原因。     

表生和埋藏成岩作用的温压条件下不同组成碳酸盐岩溶蚀成岩过程的实验模拟

表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０～１００℃，常压～２５ＭＰａ），方解石、白云石相对含量不同的碳酸盐岩的溶蚀证明，在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃、２０ＭＰａ）下，方解石的溶解速率大大超过白云石，随着温度和压力的升高，两者溶解速率的差值变小。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，白云石的溶解速率已超过方解石，在１００、２５ＭＰａ的温压条件下，微晶白云石（白云石／方解石＝９８／２）的溶解速率已是含云灰岩（白云石／方解石＝１６／８４）的２倍，造成这种现象的原因是白云石的温度、压力效应大大超过方解石之故。根据实验的结果可以预测：表生与相对浅埋藏的温压条件下，石灰岩的岩溶作用较白云岩发育；但在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙应比方解石更为发育，这是埋藏深度大于２０００ｍ的地层中，白云岩储层多于石灰岩的重要原因。     

石膏对白云岩溶解影响的实验模拟研究

表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０-１３０℃、常压－３０ＭＰａ）条件下，含膏与不含膏白云岩的溶解实验证明:在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃，２０ＭＰａ）下，石膏（或硬石膏）的存在可不同程度地加速白云岩的溶解，随着实验温度和压力的升高，石膏（或硬石膏）对白云岩溶解的这种积极作用逐渐降低。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，石膏（或硬石膏）的存在显著阻止白云岩的溶解，随着实验温度和压力的继续升高，石膏（或硬石膏）对白云岩溶解的这种消极作用也逐渐增加。从实验的这种结果可以预测，在近地表条件下和埋藏成岩作用的早期阶段，由溶解作用造成的含膏白云岩地层的次生孔隙将比不含膏的白云岩地层更为发育，因而在经历了古风化作用的地层中，含膏白云岩层更易形成良好的储层；与之相反，在相对高温高压的深埋藏成岩阶段，不含膏的白云岩地层中将更容易因酸性水的溶解作用而形成次生孔隙。因而在非蒸发沉积环境中形成的白云岩体（如正常海沉积环境的灰岩中的白云岩透镜体）更易因深埋藏溶蚀作用而形成良好的储层。     

近地表温压条件下白云岩溶解过程的实验研究

与溶解作用有关的次生孔隙是碳酸盐岩最主要的油气储集空间,从实验模拟角度研究碳酸盐溶解机制具有重要的理论与应用价值。本文在近地表的温度和压力条件下,进行了具相同成分和结构的白云岩在CO2和乙酸介质中的对照溶解实验,两种类型的具相同成分和不同结构的白云岩在CO2介质中添加和不添加硬石膏的对照溶解实验,以及方解石含量50%的岩石在CO2介质中添加和不添加硬石膏的对照溶解实验。实验结果表明:(1)近地表温压条件的酸性环境中,乙酸对碳酸盐矿物的溶解能力显著大于CO2流体,乙酸对白云石的溶解是接近化学计量的,而CO2流体则是非化学计量的,白云石中Ca优先溶出而Mg滞留;(2)溶解CaSO4的加入会显著改善近地表温压条件下CO2流体对白云石的溶解效果,使得白云石溶解接近化学计量组成,该过程是通过抑制Ca的溶出和加速Mg的溶出来实现的;(3)对于白云石含量大于90%的较纯的白云岩来说,溶解CaSO4的加入会使得白云岩溶出离子的Ca、Mg合量增加,因而总体上有利于白云岩溶解,与之相反,溶液中CaSO4的沉淀可能导致白云石的沉淀。实验结果可以帮助我们更深刻理解近地表环境白云岩的溶解过程,尤其是与膏盐伴生的白云岩的溶解及相应岩溶过程和次生孔隙的形成机制。      

四川盆地西南部震旦系白云岩成岩过程中的孔隙演化

我国南方,特别是西南地区震旦系白云岩具有良好的油气储集潜力。四川盆地西南部震旦系白云岩储层多集中分布在灯影组的中、上部,储集空间以次生成因的孔、洞、缝为主。这些孔隙的形成与演化受多种因素的影响,其中成岩作用的控制明显,压实作用和多期白云岩的胶结作用使原生孔隙基本消失,而重结晶作用和溶解作用促进了次生孔隙的形成,但多期白云石和硅质的充填作用又导致次生孔隙缩小,局部消失。总之,震旦系白云岩储层内的孔隙是在长达六亿年左右的地质历史中,由各种成岩作用及其它因素相互影响下的最终产物。     

四川盆地西南部震旦系白云岩成岩过程中的孔隙演化

我国南方,特别是西南地区震旦系白云岩具有良好的油气储集潜力。四川盆地西南部震旦系白云岩储层多集中分布在灯影组的中、上部,储集空间以次生成因的孔、洞、缝为主。这些孔隙的形成与演化受多种因素的影响,其中成岩作用的控制明显,压实作用和多期白云岩的胶结作用使原生孔隙基本消失,而重结晶作用和溶解作用促进了次生孔隙的形成,但多期白云石和硅质的充填作用又导致次生孔隙缩小,局部消失。总之,震旦系白云岩储层内的孔隙是在长达六亿年左右的地质历史中,由各种成岩作用及其它因素相互影响下的最终产物。     

塔里木盆地柯坪地区下二叠统的成岩作用及次生孔隙

位于塔里木盆地西北缘柯坪地区的二叠系是该区可能的储集体。对这套岩系的成岩作用和孔隙的研究尚属首次.笔者通过多种分析手段,发现和论述了该区下二叠统碎屑岩的十多种成岩作用,列举了六种识别次生孔隙的有用标志,强调溶解作用在形成次生孔隙中的重要作用,并建立了成岩模式。     

白云岩化作用与白云岩孔隙的形成———来自实验模拟交代反应的启示

意义 白云岩是一种常见的碳酸盐岩和重要的油气储集层,四川盆地海相碳酸盐岩层系中96%的探明地质储量来自于白云岩储层。因此,白云岩化作用和白云岩孔隙成因的研究引起了极大的关注,并取得了显著进展,然而有关白云岩化作用对孔隙的影响仍存在较大争议。 方法 通过归纳总结白云岩孔隙成因的主要理论观点,结合多种类型交代反应的实验模拟结果,阐明白云岩化过程中孔隙的形成与演化,并对白云岩孔隙成因的研究提出了展望。【 进展 】已有理论表明,白云岩的孔隙可以继承于原岩,也可形成于等摩尔交代、白云岩化过程中的方解石溶解或者白云岩形成之后的溶蚀作用;白云岩化作用可以增加、保持或者降低储层孔隙,取决于交代反应的环境、时间和流体性质。【 结论与展望 】综合实验模拟结果的共性特征发现,交代反应是一个溶解—运移—沉淀的微过程;新孔隙的形成贯穿交代反应的整个过程,并提供了流体、离子交换的通道,以保持交代反应的持续进行;新孔隙的形成并非受矿物摩尔体积控制,而是受控于相对溶解度,即反应物的溶解量大于生成物的沉淀量。交代过程中产生的新孔隙以微孔隙为主,对储层有效孔隙度的贡献仍待进一步评价。     

长岭断陷深层碎屑岩储层成岩作用及异常高孔带成因

利用钻井岩心、岩石薄片、扫描电镜、阴极发光等分析资料,对松辽盆地南部长岭断陷深层碎屑岩储层开展了储层岩石学、成岩作用、次生孔隙的分布与成因等方面的研究。研究表明:长岭断陷深层碎屑岩储层的岩性主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩,成分成熟度低,其主要成岩作用类型包括压实作用、胶结作用、交代作用以及多期次的溶解作用。压实作用及胶结作用导致原生孔隙进一步消失,而溶解作用产生次生孔隙明显起到改善储集性质作用。纵向存在2个异常高孔带,有机酸及CO2酸性水溶蚀作用是其形成的主要因素。     

沉积白云石形成条件的试验研究

经过大量试验研究工作，总结出在常温常压条件下，全成碳酸盐矿物的控制因素和形成条件，合成出原白云石（无序白云）等一系列碳酸盐矿物.原白云石经加温加压，在100℃或150℃转化为白云石（有序白云石）.     

高压下白云石的原位拉曼光谱研究

利用热液金刚石压腔研究了白云石在温度298 K、压力100～1000 MPa下C-O键弯曲振动峰V1097的拉曼变化特征.结果表明,在实验的压力范围内白云石稳定,其拉曼位移和压力具有很好的线性关系,拟合后得出压力与白云石1097 cm-1拉曼线频率位移的关系为:P=143.47(△Vp)1097 102.67(1097＜Vp＜1103).因此白云石非常适合作为热液金刚石压腔的压标.     

贵州施秉白云岩溶蚀特性及孔隙特征实验研究

以贵州施秉白云岩为研究对象,从宏观和微观角度分析白云岩的溶蚀特性及孔隙特征,结果显示:(1)在众多影响施秉喀斯特发育的因素中,矿物成分是最基本的内因,水是最关键的外因,孔隙结构起辅助作用。(2)极细晶白云岩的单位表面积溶蚀量一般大于细晶白云岩的,在晶粒相同的情况下,白云岩的溶蚀量与Ca O和Mg O的含量分别成正比,且Mg O的含量影响较Ca O大。(3)施秉白云岩溶蚀速率不仅受岩石矿物颗粒粒径大小的控制,还受岩石内部孔隙结构特征的影响,颗粒粒径越大,孔隙度越高,连通性越好,越有利于水溶液进入,溶蚀量也就越大。(4)施秉白云岩的溶蚀特性是多种因素综合作用的结果,必须把各个因素分离开来,从宏观和微观角度逐个作详细的分析研究,然后综合起来,才能对喀斯特发育规律有更深入的了解。     

青海湖底沉积物中球状白云石集合体的发现及其地质意义

青海湖为盐度低于海水的微咸水湖。为了探索白云石的成因,在青海湖二浪尖以北约15 km的湖底采集了长25 cm的沉积物柱状样品。对样品所做的X-衍射矿物物相定量分析表明其中含有2.2％的白云石。文献中也曾报道青海湖底沉积物中含有高达10％的白云石矿物。对这些含白云石矿物的湖底沉积物所进行的扫描电镜研究发现了其中呈球状、椭球状,大小1~2 μm的白云石集合体及其伴生的草莓状黄铁矿的存在。其特征与文献中报道的现代近海高盐度泻湖和萨勃哈中发现的微生物成因的白云石极为相似。这是内陆低盐度环境中此类白云石的首次发现,对于探讨不同盐度环境中白云石的形成机理,促进“白云石问题”的深入研究具有重要的理论意义。     

Impact of Burial Dissolution on the Development of Ultra-deep Fault-controlled Carbonate Reservoirs: Insights from High-temperature and High-pressure Dissolution Kinetic Simulation

Burial dissolution is a critical diagenetic process influencing ultra-deep carbonate reservoir development and preservation. Artificial carbonate samples with different internal structures were prepared, and high-temperature and high-pressure dissolution kinetic simulations were conducted. The results demonstrate that the intensity of burial dissolution is controlled by temperature and pressure, while tectonic-fluid activity influences the development pattern of burial dissolution, ultimately determining the direction of its differential modification. Extensive burial dissolution is likely to occur primarily at relatively shallow depths, significantly influencing reservoir formation, preservation, modification, and adjustment. The development of faults facilitates the maintenance of the intensity of burial dissolution. The maximum intensity of burial dissolution occurs at the tips and overlap zones of faults and intersections of multiple faults. The larger the scale of the faults, the more conducive it is to the development of burial dissolution. Burial dissolution fosters the formation of fault networks characterized by enhanced reservoir capacity and permeability. Burial dissolution controlled by episodic tectonic-fluid activity is a plausible explanation for forming the Tarim Basin’s ultra-deep fault-controlled “string-bead-like” reservoirs.     

深部碎屑岩储层溶蚀作用实验模拟研究

结合渤海湾深层天然气勘探实际,选用渤海湾盆地深埋储层的长石砂岩和灰质长石砂岩,配制与地层有机酸组分相近的反应液,模拟开放-半开放条件下,晚成岩期有机酸溶解作用。通过样品定位对比分析,结果证明:①乙酸对碎屑岩颗粒,特别是钾长石、钠长石、方解石、白云石溶蚀过程中,Ca、Mg、Na、K离子优先释放,Al、Si离子释放较慢。②扫描电镜定位对比分析表明,在实验模拟的高温、开放成岩环境下,乙酸优先溶解方解石,方解石溶出速度大于白云石;钠长石比钾长石更易溶解。③溶解试验反应161h后,孔隙度平均提高2%~3%,证实了乙酸可提高深部储层的次生孔隙空间。溶解量的大小与矿物中可溶物质含量有关(特别是方解石、长石、白云石的含量有关)。④X衍射、能谱分析和扫描电镜资料证实,溶解沉淀物为硅质、铝硅酸盐沉积物,呈块状、粒状产出。由于沉淀时间短,其晶形较差,而且随着反应时间增加,沉淀物数量增加。