碱性沉积环境下碎屑岩的成岩演化——以山东东营凹陷陡坡带沙河街组四段为例

通过铸体薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、地球化学等分析,对东营凹陷陡坡带沙河街组四段砂岩储层的成岩演化过程进行了系统研究。研究结果表明:沙四段原始沉积环境为碱性盐湖环境,岩石中普遍含钙质和泥质;成岩演化主要受碱性原始沉积环境、层序发育、构造作用、粘土矿物转化、有机质热演化提供的酸性流体等因素的控制,先后发生了原生隐晶方解石胶结→早期绿泥石胶结→石英溶解→长石溶解→石英Ⅱ加大→石英Ⅲ加大→铁碳酸盐胶结→石英及方解石脉充填,后期成岩裂缝比较发育。证实东营凹陷沙四段储层早期主要受碱性水介质的影响,发生了原生隐晶方解石胶结、石英溶解、长石加大等碱性成岩作用;后期受酸性流体的影响,发生了石英次生加大、长石溶蚀、方解石溶蚀等成岩作用。     

东营凹陷下第三系流体-岩石相互作用研究

盆地内地层流体-岩石相互作用导致储层特征和流体性质发生变化,影响油气藏的形成与分布。本文分析了东营凹陷下第三系地层孔隙流体的化学和动力学特征及其分布规律,根据地层中矿物的组成和结构特征对成岩过程中地层古流体的地球化学特征进行了推测。并通过对典型油田泥岩层和砂岩层中矿物组合及其在地层剖面上的变化规律的实例剖析,揭示了东营凹陷下第三系储层中流体-岩石相互作用的基本特点,在此基础上,建立储层中流体-岩石相互作用的地质/地球化学模型。     

胜利油区古近系地层水性质对储层物性的影响

以胜利油区古近系为例,利用数学统计方法和镜下微观资料,探讨了研究区古近系地层水的分布和演化特征,阐述了地层水对储层物性产生影响的机理。对油区内主要凹陷地层水资料和储层物性之间的统计分析表明,在同一沉积盆地中,受沉积环境影响的地层水是影响碎屑岩储层成岩作用最根本的因素,它在纵向和横向分布上的规律性影响着储层物性演变。进而总结了地层水性质和碎屑岩储层物性之间的4种对应关系,得出根据地层水矿化度、碳酸盐含量的高低和储层物性的优劣可以判断储层成岩环境和物性演化历史的认识。     

高岭石的储层敏感性研究

<正>高岭石是储层中常见的1:1型的黏土矿物,主要呈分散质点状充填于孔隙之间,容易与流体发生化学反应,从而导致渗透率下降,对储层造成伤害。因此为了减轻储层伤害,提高采收率而进行高岭石储层敏感性的研究具有重要意义。针对东营凹陷沙四段的地层条件,选定实验温度为150℃,用纯度为100%的高岭石样品,在容积为300 m L的哈氏合金反应釜内以1 g/100m L的固/液比填充高岭石与不同浓度的酸碱液,     

膏盐脱水在盐底辟发育过程中的作用分析-以东营凹陷为例

基于国内外已经取得的盐构造研究成果, 根据东营凹陷盐构造的发育特征, 指出流体在盐构造发育过程的重要作用。东营凹陷沙四段含有大量膏盐和含膏地层, 根据岩心、测井和地震等资料分析了东营凹陷盐构造特征。由于膏盐脱水作用会导致地层内部产生异常高压, 而异常高压可以作为动力迫使流体向上流动继而在上覆地层产生水压力裂缝, 流体上涌过程中可以带动盐类物质向上运动, 因此认为膏盐脱水对盐构造形成发育有重要作用。基于膏盐脱水和超压流体作用, 建立了东营凹陷沙四段盐底辟构造发展史模型, 分析了东营凹陷盐构造在流体作用下形成发育过程, 结果表明膏盐脱水在盐构造发育初期和中期具有重要作用。      

东营凹陷沙四段滩坝砂油藏耗水作用与成藏机制探讨

通过对储集体内充填孔隙的主要蚀变矿物-伊利石的研究确认,东营凹陷沙四段滩坝砂大面积含油的原因是前成岩期长石高岭石化引发的耗水作用所致,而现今的伊利石则是耗水期高岭石在后期碱性环境下进一步蚀变的二次产物。滩坝砂体中的耗水作用减少了储层内同沉积地层水的含量,在相对封闭的油藏体系内降低了地层压力,增加了空孔体积,形成了烃源岩与储层之间的压力势差,为油气成藏提供了动力来源。依据埋藏成岩演化规律和有机质热演化剖面的对比分析,确定了晚成岩A期是主要的耗水作用阶段,与烃类聚集高峰期相对应。提出了"耗水降压、负压充注"的成藏模式,揭示了滩坝砂大面积含油的成藏机理。通过对长石含量、蚀变程度和单位摩尔分子耗水量的计算,得出东营凹陷滩坝砂体的总耗水量约为20亿t,即相当于提供了等量的原油储集量,展示了该地区滩坝砂油藏的勘探潜力。     

胜利油田东营凹陷流体—砂岩相互作用期次及其识别标记

胜利油田东营凹陷主要储层砂岩自始新世形成以来经历了至少四期流体的活动,这四期流体与砂岩的相互作用通过矿物溶解、胶结及脉体充填等成岩事件而表现出来。作用过程中溶解作用使砂岩孔隙度增加,改善储层质量;而胶结作用通常使孔隙度减少,伤害储层或破坏储层,但早期胶结作用形成的粗晶碳酸盐矿物可以支撑格架颗粒,阻止后期的压实而导致孔隙“坍塌”。通过东营凹陷坨胜永断裂带和中央背斜及凹陷带沙三段（Es3）和沙四段（Es4）段储层砂岩薄片镜下观察,胶结物电子探针成分分析,综合其它资料得出:第一期流体与砂岩相互作用发生在孔店晚—沙四晚期,以方解石＋石膏胶结为标志;第二期发生在沙三—东营（Ed）末,以粗晶“马鞍状”白云石为标志;第三期发生在馆陶(Ng)沉积时期,以微晶含铁白云石为标志;第四期发生在馆陶沉积之后,以铁白云石脉为标志。     

渤南洼陷北带沙四上亚段储层成岩流体演化

渤南洼陷北带沙四上亚段在埋藏过程中经历了多期酸碱流体演化,同时经历了多期油气充注作用,导致储层物性经历了复杂的演化过程。对渤南洼陷北带沙四上亚段埋藏演化史、有机质热演化、膏盐层脱水等综合研究,结合各种烃类和盐水包裹体特征分析,确定了渤南洼陷北带沙四上亚段成岩流体演化序列：(1)沙四上亚段沉积时期气候干旱,原始地层水呈弱碱性。(2)开始沉积至距今42.5 Ma,有机质尚未成熟,地层流体仍保持弱碱性,成岩作用主要为压实排水作用,形成早期球粒状黄铁矿胶结物。(3)距今42.5~30 Ma,为有机酸控制下的酸性环境,发生长石溶解、石英加大。(4)距今30~24.6 Ma,有机酸发生脱羧,同时沙四上亚段顶部膏盐层脱出大量碱性水,使地层水pH值呈碱性,发生碳酸盐胶结和石英溶解,其中距今28.8~24.6 Ma,发生第一期油气充注;距今24.6~6 Ma,地层经历抬升及再沉降,在抬升过程中有机质再次生成有机酸,使地层水pH值呈酸性,发生第二期酸性溶解、石英加大,其中距今10~6 Ma,发生第二期油气充注。(5)距今6 Ma至现今,沙四上亚段膏盐层发生脱水,地层流体呈碱性,发育少量晚期黄铁矿胶结等。     

牛庄洼陷沙三中亚段浊积岩储层成岩作用及主控因素分析

东营凹陷牛庄洼陷沙三中亚段浊积岩储层以长石细砂岩、岩屑细砂岩及粉砂岩为主,结构成熟度及成分成熟度均较低.浊积岩样品的显微特征及成岩矿物的组合关系分析结果表明:该区的浊积岩储层目前主要处于晚成岩A期到B期的过渡阶段,成岩现象包括压实压溶作用、石英的次生加大作用、碳酸盐矿物胶结作用、溶解作用和粘土矿物转化作用等,这些作用过程受矿物与孔隙流体之间的相互作用控制.影响成岩作用的主要因素是岩石性质、沉积微相、水介质的性质、超压、高温以及烃类的早期注入.     

碎屑岩储层控制因素及钻前定量地质预测

认为碎屑岩储层的成因及其孔隙度保存与盆地性质和构造演化有密切关系,由此提出了成岩物质与盆地动力学特征相结合开展动力储层学研究的方法,其研究内容包括成岩物质、地温场、地层流体、地层加载方式、构造侧向应力以及这些参量与砂岩储层的关系。研究表明,砂岩的成岩作用和孔隙度演化是岩石、热流、流体和构造侧向应力相互作用的结果。这一认识为预测有利碎屑岩储层提供了更有效的途径。这一方法近几年在中国西部油气盆地应用后取得了较好效果。     

东营凹陷北部沙河街组四段深部储层多重成岩环境及演化模式

主要通过薄片鉴定、扫描电镜观察、包裹体分析、粘土矿物分析、镜质体反射率测试和岩心物性分析等手段,结合构造发育史和有机质热演化史等研究成果,以揭示东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层成岩环境及演化模式为目的展开研究工作。结果表明:东营凹陷北带古近系深部碎屑岩储层存在酸性、碱性和酸性碱性交替等多重成岩环境。酸性成岩环境以碳酸盐矿物溶解、长石溶解蚀变为高岭石并伴生石英次生加大等为标志,碱性成岩环境以石英质颗粒及其次生加大边溶解、长石次生加大和晚期碳酸盐矿物沉淀为标志。研究区古近系深部碎屑岩储层成岩环境由浅至深大致经历了碱性—酸性—酸性碱性交替(局部碱性较强)—碱性—弱碱性的演化过程,并建立了沙河街组四段的成岩演化和储层改造模式。     

东营凹陷古近系成岩层序特征与储集差异性分析

根据对东营凹陷油气储层成岩规律的分析,结合层序地层单元的分布构架,发现成岩演化过程所决定的成岩相特征与层序地层分布有密切相关性。阐述了在层序界面附近和层序体内部成岩作用发生的一般规律,认识到油气储层的储集性受成岩相和成岩层序控制。认为东营凹陷古近系近期勘探所取得的一系列成果,与成岩作用的差异性有关。将储层储集特征和成岩层序特征有机结合,合理地解释了凹陷内油气富集规律。说明该区油气勘探工作必须有的放矢,科学布局,循序追踪,才能获得最佳勘探效果。     

东营凹陷西部沙四上亚段滩坝砂体有效储层的物性下限及控制因素

滩坝砂体是东营凹陷西部沙四上亚段主要沉积储层。综合运用实测物性、解释物性、试油、压汞等资料,分别利用分布函数曲线法、试油法、束缚水饱和度法求取了沙四上亚段滩坝砂体不同深度下有效储层的物性下限,运用回归分析方法求取了物性下限与深度之间的函数方程。在物性下限研究的基础上,结合滩坝砂体沉积特征、成岩作用特征、地层压力特征等研究,探讨了有效储层发育的控制因素。研究区滩坝砂体的有效性主要受沉积微相和厚度的控制,其中坝主体和滩脊微相是有利储层发育区,而成岩作用和地层压力对砂体有效性的影响弱于沉积微相对砂体有效性的影响。     

含油气盆地微观裂缝脉体期次、成因与流体演化研究进展及展望

沉积岩石中断裂与裂缝是含油气盆地流体活动的重要通道,断裂与裂缝中充填的不同期次、不同类型的矿物脉体是烃-水-岩相互作用的产物,记录了断裂、裂缝形成过程中不同期次流体性质、组分、来源以及温压场、氧化还原环境等信息,为研究沉积盆地断裂发育、流体动力场特征、物理化学环境及封闭与保存条件等地层古流体活动、动态演化过程提供了重要线索。系统总结了含油气盆地微观裂缝脉体流体活动示踪、演化的基本方法及其地质应用现状,认为目前主要集中在三个方面:(1)通过对裂缝脉体充填的成岩矿物岩石学观察,分析成岩矿物类型、结构及形成的相对次序;(2)通过对脉体成岩矿物的同位素、微量-稀土元素、流体包裹体等地球化学测试,示踪成脉古流体性质、来源、温压-氧化还原环境等;(3)通过对脉体成岩矿物放射性同位素(如U-Pb、Re-Os等)的测试,精确确定脉体形成时间,结合区域构造演化探讨脉体形成过程、流体动力场环境及其动态演化过程。最后分析了现有研究方法存在的问题,探讨今后的发展趋势及地质应用前景,以期为含油气盆地古流体演化及其与油气运移、聚集与保存等油气成藏机理的研究提供参考。     

济阳坳陷陡坡带沙河街组砂砾岩体储层质量差异性研究

济阳坳陷不同凹陷北部陡坡带沙河街组沙三段或沙四段发育近岸水下扇或三角洲较粗粒砂砾岩体,其中东营凹陷北部发育近岸水下扇（利88井区）、惠民凹陷北部发育三角洲（基山砂体）、沾化凹陷北部发育扇三角洲（义170井区）、车镇凹陷北部发育近岸水下扇（车66井区）,它们的沉积类型及组成均存在差异。大量岩芯和储层实验资料分析表明,在埋藏成岩演化过程中,沙河街组储层均经历了压实、胶结、溶解和交代等成岩作用。但受沉积类型及组成、埋藏速率、古地温变化、断裂作用等基本地质因素差异的影响,不同沉积成因的凹陷北部陡坡带碎屑岩储层经历的成岩作用、成岩演化和物性发育特征具有差异性,总体形成了低孔低渗储层。目前,不同凹陷北部陡坡带沙河街组碎屑岩埋深多为2 000~3 000 m,储层处于中成岩演化阶段。尽管济阳坳陷不同凹陷陡坡带沙河街组储层和成岩演化阶段具有相似性,但是沙河街组储层质量存在差异。这种储层质量差异不仅受控于原始沉积条件,而且也受控于储层成岩演化。在埋深和成岩演化阶段相同的情况下,溶蚀作用对于改善储层质量起到了重要作用。济阳坳陷四个凹陷北部砂砾岩体储层主要经受了有机酸对碳酸盐胶结物和长石以及岩屑颗粒的溶蚀,形成的粒间和粒内孔隙不仅能增大孔隙度,而且能提高渗透率,可明显改善储层质量（孔隙度可达到20%以上,渗透率达到60×10-3 μm2）。显然,发现溶蚀作用及其形成的次生孔隙发育深度对于预测有利储层是非常重要的。根据济阳坳陷四个凹陷北部陡坡带沙河街组储层主控因素及其差异性特征分析,认为有机酸溶蚀有利于储层质量的改善,与此相关的有利储层发育深度主要位于2 200 m（惠民、东营和车镇凹陷北部）和2 900 m左右（沾化凹陷北部）深度段,溶蚀孔隙发育的三角洲河道砂体和近岸水下扇水道砂体是有利储层发育区和有利油气勘探目标。     

东营凹陷沙四段盐湖的深水成因模式

东营凹陷下第三系沙四段广泛发育的蒸发岩类与暗色泥、页岩和深水浊积砂体呈现明显韵律层,为厚度达千米的盐湖沉积。通过分析了该地区蒸发岩地层的沉积特征和沉积条件,认为东营凹陷沙四段蒸发岩类的物质基础是深层卤水 深部古老地层中的盐类物质是其盐源 凹陷中北部的同沉积深大断裂是沟通凹陷与地壳深部盐类物质的通道。在此基础上提出东营凹陷沙四段盐湖的深水成因模式,可与东非裂谷基伍湖和东濮凹陷下第三系深水成因盐湖对比。     

构造成岩作用研究现状及展望

构造成岩作用（structural diagenesis）是构造地质学与沉积学交叉融合形成的前沿研究领域,主要研究构造作用、构造和非构造成因的变形构造和变形效应与沉积物（岩）成岩变化之间的相互作用。变形构造及变形过程通过影响成岩流体流动对成岩作用非均质性产生重要影响;与变形构造相关的成岩作用研究则有助于揭示储层成岩演化、流体流动以及构造活动时期、期次及速率等重要信息。构造成岩作用提供了构造-成岩格架下探讨储层演化的新思路,在实际工作中应注意这一思路在储层成因与预测、致密化机制及沉积盆地动力学过程等研究方面的应用。碳酸盐岩变形条带相关研究起步较晚,相对较薄弱,未来应加强这方面的研究;同时亟待建立考虑碳酸盐岩在内的新的变形条带分类体系。目前,不同变形构造之间的研究程度不均衡,变形条带与裂缝几乎构成了构造成岩作用研究的主体;与软沉积物变形构造、砂岩脉等变形构造有关的构造成岩作用研究有待强化。变形构造空间分布预测及其对流体流动影响的研究要综合岩芯、露头及数值模拟等多种资料与方法。国内学者就中国中西部盆地深层系构造作用对储层演化的物理影响开展了研究,并取得了重要进展,构造作用对储层化学变化影响的相关研究已经起步;未来应重视运用构造成岩作用思路探究储层演化与分布的动力机制和过程,推进储层成岩动力学过程和沉积盆地动力学研究。     

陆相断陷盆地深部碎屑岩成岩演化及控制因素:以东营断陷盆地古近系孔店组为例

通过岩石薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、物性分析等资料,对东营断陷盆地古近系孔店组成岩演化及控制因素进行详细研究。研究结果表明:东营断陷盆地孔店组典型成岩现象有强烈压实作用、硬石膏胶结、多期次碳酸盐胶结、多期次粘土矿物胶结、硅质强烈胶结、矿物强烈穿插交代、碎屑颗粒和胶结物的溶解作用;其中,压实作用是引起深部碎屑岩强烈致密化的主要原因;硬石膏胶结、碳酸盐胶结、硅质胶结是引起致密化的又一重要原因;长石、碳酸盐胶结物的溶解作用是引起该地区储层改善的主要成岩因素;成岩演化经历了准同生期-中成岩B期,部分达到晚成岩期的演化过程,成岩演化过程控制了深部碎屑岩孔隙演化;并推断原始干旱-半干旱沉积环境、基准面变化、深埋藏环境、构造-岩浆活动是控制成岩及孔隙演化的主要因素。     

东营凹陷北部陡坡带沙四上亚段砂砾岩储层固体-流体相互作用研究

东营凹陷北部沙四上亚段是重要的含油层系,其储层的形成过程和分布规律是近年来的研究难点和热点。通过对研究区样品进行偏光显微镜和荧光观察、扫描电镜分析,并结合区域构造演化史和有机质热演化史,研究东营凹陷北部沙四上亚段的固体-流体相互作用机制及其对储层物性的影响。结果表明研究区可划分出7个流体活动期次,其成岩环境的变化依次为碱性、酸性、碱性、酸性、碱性、酸性至酸碱交替。酸性流体与固体的相互作用表现为明显的碳酸盐溶解、长石溶解及石英的次生加大等,主要改善了储层物性;而碱性流体与固体的相互作用主要表现为石英的溶解、长石次生加大、铁方解石和(铁)白云石及硬石膏沉淀等,在很大程度上堵塞了孔隙,降低了储层物性。研究区共发生两次油气充注,为沙二段到东营组沉积时期以及馆陶组沉积末期,两次油气充注分别对应了两个次生孔隙发育带。     

渤海湾盆地东营凹陷沙四下亚段地层压力演化与天然气成藏

通过实测压力、泥岩声波时差、流体包裹体古压力恢复,对东营凹陷民丰地区沙四下亚段地层压力的演化特征进行了分析。研究表明,民丰地区地层压力纵向上存在“常压-超压-常压”三段式结构;时间上,沙四下亚段地层压力具有“二旋回波动模式”,即存在“常压-弱超压-常压”和“常压-超高压-常压（弱超压）”的演化过程,其中两次地层超压的形成时间与中深层天然气藏的两期成藏时间相对应,为油气藏的形成提供了动力条件。研究区地层压力的动态演化过程是多因素作用的结果,第一次高压的形成是地层快速沉积产生欠压实的结果,生烃贡献相对较小;第二次超压的形成是烃源岩大量生烃和原油裂解成天然气造成的,沉积作用为辅。由于地温梯度降低、断裂-砂体泄压、饱和气藏深埋等作用的影响,现今民丰地区沙四下储层表现为以常压为主,伴生部分超压的分布特征。