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。     

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。     

碳酸盐岩溶蚀机制的实验探讨:表面溶蚀与内部溶蚀对比

通过表面溶蚀和内部溶蚀两种实验方式,分别对六种类型碳酸盐岩用0.2%乙酸溶液进行溶蚀实验,对比研究了从表生环境到深埋藏环境下有机酸与不同类型碳酸盐岩的溶蚀作用机制。对比研究表明:(1)在近地表环境下(25℃,1.0 MPa),泥灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩的溶解速率大于细晶白云岩,前两者约为后者的2³倍;随着温压的增加,泥灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩和细晶白云岩的溶解速率均相应增加,但细晶白云岩的溶解速率增加幅度更大;在深埋藏环境下(180℃,45 MPa到210℃,52.5 MPa),细晶白云岩的溶解速率逐渐与泥灰岩和含生物碎屑泥晶灰岩的溶解速率趋于一致。(2)在60℃,10 MPa时,白云质颗粒灰岩在乙酸溶液中的溶解能力大于粉细晶白云岩和亮晶鲕粒白云岩;随着温压的增加,有机酸溶液对石灰岩与白云岩的溶解能力均相应降低,且石灰岩溶蚀作用下降幅度更大,当温压达到或超过90℃、20 MPa时,粉细晶白云岩和亮晶鲕粒白云岩在乙酸溶液中的溶解能力大于白云质颗粒灰岩。根据实验结果推测:表生和相对浅埋藏的温压条件下,石灰岩的溶解速率和溶解能力大于白云岩,石灰岩的溶蚀作用较白云岩发育;但在深埋藏阶段,由于白云岩的溶解能力大于石灰岩,因此白云岩溶蚀产生的次生孔隙较石灰岩更为发育,这或许是深部的碳酸盐岩储层中多见白云岩储层的重要原因。     

埋藏条件下碳酸盐岩实验室溶蚀作用模拟的热力学模型与地质勘探方向——以陕

陕甘宁分下奥陶统马家沟组段为湖坪相碳酸盐岩夹蒸发盐沉积，马五段经历了多期复杂的成岩作用，其中溶蚀作用对马五段影响深刻，首次引用热力学理论对埋藏条件下碳酸盐岩溶蚀作用进行了理论分析和计算，其结果表明碳酸盐在埋藏成岩的不同温度压力条件下，酸性介质中溶解反应的吉布斯自由能均为负值，说明反应可自动向方解石，白云石溶解的方向进行，并随着温压的升温溶解的趋势增大，而且白云石溶解的趋势比方解石更大，碳酸盐岩溶蚀     

鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO₂溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO₂溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。     

埋藏条件下碳酸盐岩实验室溶蚀作用模拟的热力学模型与地质勘探方向——以陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组第五段为例

陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组五段为潮坪相碳酸盐岩夹蒸发盐沉积。马五段经历了多期复杂的成岩作用，其中溶蚀作用对马五段影响深刻。首次引用热力学理论对埋藏条件下碳酸盐岩溶蚀作用进行了理论分析和计算。其结果表明碳酸盐岩在埋藏成岩的不同温度压力条件下，酸性介质中溶解反应的吉布斯自由能均为负值，说明反应可自动向方解石、白云石溶解的方向进行，并随着温压的升高溶解的趋势增大，而且白云石溶解的趋势比方解石更大。碳酸盐岩溶蚀作用是受热力学规律支配的自然地质作用。碳酸盐岩溶蚀实验模拟的热力学数学模型对陕甘宁盆地油气田勘探具有重大的理论意义和实际应用价值。     

雄安新区蓟县系雾迷山组地层水对白云岩溶蚀的模拟实验研究

为了研究雄安新区雾迷山组地层水对白云岩的溶蚀作用,文章以雾迷山组白云岩为研究对象,以井下雾迷山组地层水为实验流体,开展高温高压条件下溶蚀模拟实验。实验结果表明：（1）样品在地层水中的溶蚀速率随温度增加总体呈下降趋势,具有快速下降—缓慢增加—快速下降的特征,在100～140℃范围内明显增加。样品在地层水中的溶蚀速率随压力增加明显增大。反应溶液的Ca2+、Mg2+浓度增加量随温度、压力变化特征与样品溶蚀速率随温度、压力变化特征一致;（2）孔隙、微裂隙欠发育的样品仅在样品表面发生溶蚀,使得样品表面变模糊。孔隙、微裂隙发育的样品,沿粒间、晶间孔隙及各类裂隙溶蚀、扩展,最终呈一定程度连通;（3）埋藏成岩环境下,在100～140℃范围存在一个保持较高溶蚀能力的温度窗口,这可能是研究区雾迷山组白云岩岩溶储层形成的有利温度区间。     

从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩溶蚀的实验模拟

通过细粉晶白云岩、泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩与2 ml/L乙酸溶液的溶解动力学实验,研究了从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩储层的改造作用机理。结果显示,四种类型碳酸盐岩的溶解速率在3.34×10–9~2.27×10–8 mol/(cm2·s)之间,并且溶解速率随埋藏深度(地层温度和地层压力)的增加而增大。从表生到中埋藏环境下,泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的溶解速率大于细粉晶白云岩;在深埋藏环境下,细粉晶白云岩的溶解速率逐渐与泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的一致,这揭示出在相对高温高压下,埋藏有机酸性流体对碳酸盐岩的溶蚀改造作用中,碳酸盐岩的溶蚀速率与其方解石和白云石含量的关系并不大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,细粉晶白云岩的晶间溶孔、晶内溶孔更加发育。细粉晶白云岩中白云石溶解成蜂窝状溶解孔,晶间缝溶蚀加大且相互连通,这种微观溶蚀特征更有利于油、气的储集及运移。结合岩石的溶蚀速率及其微观溶蚀演化特征,指出碳酸盐岩矿物成分和含量固然对其溶蚀作用具有控制影响,但是碳酸盐岩溶蚀形成的孔隙类型及其连通性能与碳酸盐岩有利储层形成的关系更为密切。     

鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块马五41段白云岩储层建设性埋藏成岩作用及意义

受古岩溶作用的影响,鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块形成了层位较稳定的溶蚀孔洞白云岩储层。利用钻井岩心、铸体薄片、阴极发光及地球化学手段等,对研究区马五41段白云岩储层埋藏环境下建设性成岩作用进行了系统研究。研究表明,区内埋藏环境下建设性成岩作用有埋藏白云石化作用、埋藏溶解作用、裂缝作用等。研究区晶粒白云岩C、O同位素比值与奥陶纪海水的C、O同位素值相比明显偏负,表明地层经历了埋藏白云石化作用,埋藏白云石化作用使得岩石体积缩小、岩石孔隙度有所增加,有利于晶间孔的形成。埋藏溶解作用可形成大量的溶蚀孔、洞、缝等储集空间,为油气的储集成藏提供了有利的场所。裂缝的发育增加了溶蚀孔洞的连通性,有效地提高了储层的孔隙度与渗透率。上述3种建设性成岩作用相互叠加配合,使得裂缝与原本存在的孔隙配套,对良好油气储集空间的形成起了决定性控制作用。     

Experimental simulation of dolomite dissolution under burial diagenesis conditions and thermodynamic interpretation

Simulating experiments on dolomite dissolution by acetic acid were made under burial diagenesis conditions,at temperatures ranging from 75℃to 130℃ and pressures from 20 MPA to 30MPa,The results show that the dissolution rate of dolomite increased rapidly with increasing temperature and prssure,From 75℃/Mpa to 130℃/30 MPa,the total amount of released ca and Mg increased from 32.98mg/L to 337.9mg/L,over one order of magnitude in difference,Thermodynamic calculation indicates that the increment of Gibbs free energy (ΔG） of the chemical reaction decreases with increasing temperature and pressure.This thermodynamic result is consistent with the experimental result.Based on the Experimental results.it is suggested that secondary prosities formed by dolomite dissolution under conditions of deep burial diagenesis should be more common than those under epigenesis and shallow burial conditions,and therefore dolomite reservoires in the formations that have been deeply buried should be more abundant than in the formations that have only been shallowly buried.     

鲕粒白云岩内部溶蚀及孔隙非均质性演化研究

在地表和埋藏条件下溶蚀作用形成的次生孔隙是碳酸盐岩油气储层重要的储集空间。为探究孔隙的溶蚀改造机理及其控制因素,通过柱塞样,开展了0.2%的乙酸环境中鲕粒白云岩的溶蚀实验,实验温度和压力范围分别为40~160 ℃和10~50 MPa。实验采取连续取样获得溶液中Ca²⁺与Mg²⁺离子含量,通过CT 成像技术获取溶蚀反应前后孔隙图像并运用分形与多重分形方法定量分析孔隙在二维和三维空间上的非均质性。研究表明,溶蚀过程中,鲕粒白云岩溶蚀液中[Ca²⁺+Mg²⁺]浓度在实验开始时最低,之后稳步上升并在120 ℃、40 MPa时达到最大值,而后缓慢下降,溶蚀窗范围出现在70 ℃(20 MPa)~120 ℃(40 MPa)之间。二维和三维微观孔隙结构在空间上的分布具有显著的多重分形特征,溶蚀作用使得孔隙的不规则性减少、孔隙的奇异范围缩减。这些结果对于认识近地表和深埋藏条件下溶蚀作用对碳酸盐岩储层孔隙的改造强度及孔隙的动态演化规律具有重要的理论及实际意义。     

利用天然气包裹体方法划分天然气成藏期次--以鄂尔多斯盆地东南部上古生界储层为例

鄂尔多斯盆地东南部上古生界天然气储层主要为太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组,岩性以石英砂岩为主。储层的主要成岩作用有压实和压溶作用、胶结和交代作用、裂隙和溶蚀作用等,依据显微镜下岩相学研究,在研究区可以识别出四个大的成岩阶段,分别对应早成岩阶段的早期和晚期、晚成岩阶段的早期和晚期。识别出两期天然气包裹体,第一期天然气包裹体形成于早成岩阶段的晚期,分布在早期裂隙及与其相关的溶蚀孔隙中,形态不规则,气/液比较高,偶尔可见包裹体发荧光。第二期天然气包裹体形成于晚成岩阶段晚期,分布在晚期裂隙中和晚期亮晶方解石和石英胶结物中,包裹体气/液比小,大部分为有机气态和盐水组成的气液两相有机包裹体,包裹体壁薄色浅。研究认为第一期代表了早期天然气初次运移和注入储层事件,而第二期代表了天然气大规模二次运移聚集成藏事件。     

云南会泽石炭系摆佐组白云岩地球化学特征及其成因分析

为了解云南会泽石炭系摆佐组中、粗晶白云岩的地球化学特征及其成因,对白云岩进行岩石学、岩石地球化学和同位素等分析、研究。研究区位于华南陆块群扬子微陆块滇中（昆明）中生代隆起带,白云岩岩石类型主要为灰-灰白色、肉红色、米黄色中、粗晶白云岩,白云岩在岩石学特征上具有半自形-自形结构,MgO-CaO分析显示白云石是交代或重结晶成因而非沉积成因的;微量元素分析显示白云岩中Sr含量较低,反映了白云岩可能是后期埋藏成岩作用过程中形成的,且白云化时间较晚,Sr已经大量流失,同时Sr/Ba比值较高,表明白云岩在深埋过程中所形成时水介质盐度较高;稀土元素配分模式显示Ce、Eu呈现负异常,Ce弱负异常由于Ce3+ 将不断被氧化成相对易溶的Ce4+ 离子被迁移而贫化,Eu弱负异常可能为Eu在化学风化过程中被优先带出而造成的;碳、氧同位素分析研究表明该区白云岩具有较高的成岩温度（52.40℃～69.44℃）和盐度指数Ｚ值（121～125）,表明其形成环境为超咸浓缩海水环境并具较高的成岩温度,推测该地区白云岩为中深埋藏环境,根据区域地层资料、区域构造演化史推测其白云岩化时间可能发生于二叠纪,属后生白云岩。综合分析认为本区白云岩成因为埋藏成因,并且在后期可能受到了构造作用和地壳抬升作用的影响,使白云岩产生化学风化作用,造成Eu的负异常,这可能与滇东北地区印支-海西阶段所形成的拉张和垂直升降运动有关。     

Reservoir Porosity Evolution Characteristics and Evaluation of the Jurassic Deep Reservoir from Dibei in Kuqa Depression: Insight from Diagenesis Modeling Experiments Under the Influence of Burial Mode

In this study, using an independently developed diagenetic physical modeling system, we conducted a series of diagenesis physical modeling experiments to simulate reservoir physical property of the Jurassic coarse sandstone from Dibei in Kuqa depression. These experiments reproduced the geological process of early, long-term, shallow burial and subsequent rapid, deep burial, and late tectonic uplift. As the gradual increasing of the simulated temperature, pressure, depth and the continuous strengthening of the compaction, intragranular irregular cracks appeared in quartz, and secondary dissolution could be more easily discovered in feldspar; Porosity, pore throat and K, Na, Ca, Al, Si, Ti, Mn in diagenetic fluid all showed significant evolution and regularity; Calcite, quartz, I/S mixed layer and chlorite were commonly found in modeling samples. At the depth of 3 000~6 500 m, accompanied by strong dissolution, pore diameter and throat diameter reached the maximum, and calcite cementation and quartz overgrowth also increased quickly. At the tectonic uplift stage of 5 000~4 500 m, under the influence of temperature and pressure relief, sandstone porosity began to rebound, and feldspar and rock debris were obviously dissolved under the acidic water from hydrocarbon charging. The formation of effective reservoirs in Western China’s oil and gas basins can be deeply influenced by the factors of dissolution, the process of early, long-term, shallow burial and subsequent rapid, deep burial, and late tectonic uplift, lateral extrusion and cracks induced by tectonic action.     

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩成因

塔里木盆地塔中地区下奥陶统白云岩广泛发育,岩石类型复杂多样,主要包括结晶白云岩、残余颗粒白云岩、残余灰质白云岩、藻云岩、亮边雾心白云岩、环带白云岩及少量膏云岩等结构类型。白云岩交代现象明显,δ18O普遍为中—高负值（-3.2‰～-8.7‰）;δ13C值基本为低中负值（-3‰～-0.77‰）,Z值大多集中在118～123...     

四川盆地三叠系飞仙关组气藏储层成岩作用研究拾零

近年来在四川盆地三叠系飞仙关组鲕粒白云岩储层中发现的高含硫天然气三级储量已近1×1012 m3。鲕粒白云岩储层集中分布在含蒸发岩的层序中,储层中有残余石膏、硬石膏及它们的模孔、方解石铸模（假象）等,表明白云石化流体与蒸发海水有关。白云石化由层间古暴露面向下增强的成岩层序说明这种白云石化是成岩早期发生的,并可能有大气降水与蒸发海水混合的影响。白云岩样品各结构组分氧、碳同位素微区测试数据差别显著,这说明采用岩石混合样做研究白云石化成因的地球化学分析可能导致误解。飞仙关组的白云岩中多数保存了原岩结构幻影、结构残余或原岩的全部结构说明白云石化过程是等体积交代。白云岩储层中的孔隙是各种溶蚀孔而非白云石化等摩尔交代的体积收缩孔。飞仙关组高含硫气藏储层中沥青和溶蚀孔的关系表明深埋晚期溶蚀孔最发育。在溶液中碳酸的电离常数大大高于氢硫酸,飞仙关组高含硫气藏天然气组分中的CO2相对于H2S的质量亏损和储层中有富轻碳的高温方解石充填晚期溶孔、裂缝表明储层中的晚期溶解作用是由硫酸盐热还原过程（TSR）中生成的CO2引起的。