准噶尔盆地腹部超压顶面附近碳酸盐胶结带的成因机理

准噶尔盆地腹部超压顶面附近普遍存在碳酸盐胶结带,在分析超压顶面附近碳酸盐胶结物岩石学特征的基础上,重点挖掘了碳酸盐胶结物碳、氧同位素的地球化学信息,得出:(1)碳酸盐胶结物主要由含铁方解石、含铁白云石或铁白云石等组成;(2)碳酸盐胶结物形成于深部较高的地温环境,受有机流体运移的影响;(3)碳酸盐胶结物中所对应的碳、氧离子呈现出自超压仓向上部泄压环境迁移的趋势.综合分析认为准噶尔盆地腹部超压顶面附近的碳酸盐胶结带是地史时期深部超压有机流体向上多次排放的自然产物,这一研究为碎屑岩超压盆地超压仓顶部碳酸盐胶结带的形成与超压流体排放可能具有的内在关联提供了新的研究参考.     

致密砂岩气藏储层成岩流体演化与致密成因机理——-以四川盆地上三叠统须家河组为例

四川盆地上三叠统须家河组储层在岩石学上表现为低成分成熟度、低胶结物含量和结构成熟度中等的“两低一中”特征,总体储层物性较差,属低孔低渗和特低孔特低渗储层,局部发育有少量中孔低渗储层．根据各成岩矿物共生组合关系,可以确定成岩矿物由早到晚形成的相对顺序：早期方解石（泥晶菱铁矿）-石英Ⅰ期加大-绿泥石薄膜-长石、岩屑溶解-绿泥石孔隙衬边-石英Ⅱ期加大（加大、剩余粒间孔、粒间溶孔充填石英）-溶蚀作用-石英Ⅲ期加大（粒间溶孔、粒内溶孔中充填石英）-连晶（含铁）方解石-白云石-铁（方解石）白云石-后期溶蚀作用-石英、方解石脉形成．机械压实作用是使本区岩石固结成岩最主要的因素,石英Ⅱ,Ⅲ期加大作用是使本层砂岩致密化的另一个重要原因．长期封闭条件下成岩流体只对长石和部分岩屑进行溶解,而粒间的胶结物如石英、碳酸盐则未发生溶解,使已致密化的须家河组砂岩孔隙度改变不大,这是须家河组砂岩最终保持致密化的又一个原因．有机质大规模生烃发生在第Ⅱ期石英加大后,烃类选择性进入相对有利的储层中形成致密砂岩烃类气藏．     

准噶尔盆地示踪石油运移的无机地球化学新指标研究

以准噶尔盆地为例, 探索了石油运移示踪研究的新思路和新方法. 基于对储层中典型流体—岩石反应产物(方解石胶结物)的元素地球化学分析, 结合样品的地质产状, 提出方解石胶结物的MnO含量是示踪含油气流体活动的良好指标. Mn是典型与火山物质相关的元素, 胶结物中富集的Mn主要来自于油源流体对本区烃源层系中火山岩物质的溶蚀. 同一世代方解石胶结物中MnO含量降低的方向指示石油运移方向. 据此, 结合石油运移过程中的有机地球化学分析, 研究了多源充注地区的石油运移通道和方向, 取得良好效果.     

多阶段成岩作用对深层碳酸盐岩岩石物理性质的影响——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性质的测量,并结合岩石学特征分析、多尺度孔隙结构分析及沉积环境的划分,在成岩作用过程框架下分析岩石物理特征的变化规律.研究结果表明,目标层段白云岩差异性成岩过程形成了不同的岩石孔隙结构特征与微观结构特征.丘滩相高能微生物白云岩分别经历同生期微生物白云岩化与渗透回流白云岩化作用、准同生期选择性溶蚀作用、埋深白云岩化作用以及构造-热液白云岩化,形成的晶粒白云岩主要为致密“焊接”型和紧密型白云石晶体接触边界,溶蚀孔隙发育,微裂隙与孔喉共同作为流体渗流通道.滩间海低能硅质、泥质与灰质云岩主要经历弱毛细管浓缩白云岩化作用、强机械压实致密化与埋深白云岩化作用,形成的晶粒白云岩存在致密“焊接”型、黏土型、石英胶结型与方解石型晶体接触边界,孔隙以残余原生粒间或晶间孔为主,以微裂隙作为主要的流体渗流通道.晶粒边界性质与孔隙结构共同控制了样品的宏观物性及地震弹性性质,相同晶粒边界的样品具有一...     

砂岩中碳酸盐胶结物成岩流体演化和水岩作用模式——以川西孝泉-丰谷地区上三叠统须四段致密砂岩为例

碳酸盐胶结物是川西坳陷孝泉-丰谷地区须四段第一重要的胶结物类型.通过碳酸盐胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素以及包裹体均一温度等的系统分析,讨论了研究区须四段致密砂岩中不同类型碳酸盐胶结物的沉淀机制、孔隙流体演化以及分布规律.连晶方解石胶结物具有相对较重的碳、氧同位素(δ13C=2.14‰,δ18O=-5.77‰),沉淀时间早,是在常温常压条件下,直接从过饱和碱性湖水介质中析出的产物.沉淀时流体的氧同位素较轻,主要表现为大气水-海水混合流体的特征(δ18O=-3‰),说明研究区须四段沉积时期的沉淀流体同时受到了大气水和海水的影响;次生孔隙中充填的方解石胶结物具有相对较轻的碳、氧同位素(δ13C=-2.36‰,δ18O=-15.68‰),沉淀时间晚,主要沉淀于中、晚侏罗沉积期的埋藏作用阶段,反映了有机质参与的长石溶蚀过程是该类碳酸盐胶结物沉淀的重要物质来源,粘土矿物转化过程中释放的Ca2+,Fe3+和Mg2+离子也是其重要的物质来源之一.由于埋藏过程中,水岩相互作用的影响,沉淀时流体的氧同位素出现了较明显增大(增重3‰左右);钙屑砂岩中的白云石胶结物沉淀于中侏罗沉积期的埋藏作用阶段,与碳酸盐岩屑具有类似的较重的碳氧同位素特征(δ13C=1.93‰,δ18O=-6.11‰),说明了两者在来源上的一致性,沉淀时流体氧同位素显著偏重(δ18O=2.2‰左右).不同胶结物沉淀时流体氧同位素的差异体现了不同水岩相互作用体系或是不同水岩相互作用强度的影响.这是含较多刚性颗粒的砂岩具有相对偏负的碳同位素(岩屑石英砂岩)、沉淀流体具有相对偏重氧同位素(钙屑砂岩)的主要原因.     

塔里木、四川及鄂尔多斯盆地白云岩储层孔隙成因探讨及对储层预测的指导意义

以塔里木、四川和鄂尔多斯盆地蒸发潮坪白云岩储层、蒸发台地白云岩储层、埋藏白云岩储层和热液白云岩储层为例,系统阐述了白云岩储层储集空间的成因,指出原岩(石灰岩)特征和各种溶蚀作用主导白云岩储层储集空间的发育,并不是传统观点所认为的白云石化是重要的孔隙建造作用.蒸发潮坪白云岩储层的孔隙形成于表生期大气淡水对膏云岩中石膏及未云化灰质的溶蚀;蒸发台地白云岩储层的孔隙形成于表生期大气淡水对石膏及未云化文石或高镁方解石颗粒的溶蚀;埋藏白云岩储层的孔隙主要是对原岩孔隙的继承和调整,埋藏溶蚀作用对孔隙建造有一定的贡献;热液白云岩储层晶间孔可能形成于热液白云石化作用或是对原岩孔隙的继承和调整,晶间溶孔和溶洞形成于热液溶蚀作用.白云岩的分布与白云岩储层的分布不完全吻合,白云石化作用总能形成白云岩,但不一定是白云岩储层.蒸发潮坪白云岩储层侧向上分布于蒸发潮坪膏云岩带,带状或准层状分布,受相带控制,垂向上分布于向上变浅的蒸发潮坪旋回顶部(层序界面之下)的膏云岩中,多套叠置.蒸发台地白云岩储层侧向上分布于蒸发台地(盐湖)周缘及膏盐层之下,环带状及层状分布,受相带控制,垂向上分布于向上变浅旋回顶部(层序界面之下)的礁滩相白云岩、膏云岩中,多套叠置.埋藏白云岩储层侧向上分布于台缘或台内白云石化(交代或重结晶)的多孔礁滩相沉积中,受相带控制,垂向上分布于向上变浅旋回顶部(层序界面之下)的晶粒白云岩中,多套叠置.热液白云岩储层沿断裂、不整合面等热液通道呈准层状、透镜状分布.     

川东北地区普光气田油气运聚和调整、改造机理与过程

近年来随着川东北地区普光、龙岗等一系列特大型气田的发现,叠合型盆地古老海相碳酸盐岩层系高含H2S气藏形成机理成为了石油地质学研究的热点和前沿领域．通过构造反演、数值模拟和地球化学分析等方法研究后认为,普光古油藏输导体至少发生晚印支-早燕山早期和早燕山中期两期流体活动,油气通过普光．东岳寨等断裂与长兴组-飞仙关组礁、滩相白云岩输导体由北西和南西两个方向沿着三个优势运移路径向普光构造汇聚,形成昔光古油藏;自中燕山早期原油发生高温裂解以来,普光气藏经历了构造运动控制下的流体调整和TSR控制下的化学改造两个过程．中燕山期是普光气藏接受热化学硫酸盐还原作用（TSR）化学改造的主要时期,TSR一方面对气藏内部的成藏流体进行改造,造成天然气干燥系数变大和碳同位素变重;另一方面TSR相关流体（烃类、H2S和水等）与储层岩石之间的相互作用使储层被溶蚀和硬石膏发生蚀变,对改善其物性具有重要意义．在晚期构造叠加作用下,普光气藏内部的流体存在晚燕山-早喜马拉雅期和晚喜马拉雅期两期调整,现今气藏为早期气藏调整后流体经再次运移与聚集后形成的．     

塔中地区奥陶纪碳酸盐岩热液岩溶及其对储层的影响

通过塔中地区与热液作用有关的奥陶系样品的显微观察、包裹体测温、微量元素、锶同位素和稀有气体同位素分析等综合研究,提出热液溶蚀的判识标志为岩石热褪色、热碎裂和典型热液矿物的发育,如萤石、重晶石、黄铁矿、石英、闪锌矿等,热液矿物的原生包裹体均一温度主体高达260～310℃之间,为热液流体的主体温度.热液流体的地球化学特征表现为贫Na,Mg等元素和富集Fe,Mn,Si等元素;3He/4He比值为0.02Ra,表现为典型的壳源流体特征.热液岩溶的发育模式为来源于深部壳源岩浆流体,可能来源于该区二叠纪岩浆活动,热液流体有效溶蚀组分为CO2和H2S等特征,沿断裂与不整合面等主要通道发生运移,并对其流经的碳酸盐岩围岩发生溶蚀作用.热液溶蚀作用的机理主要是两种或两种以上流体因离子强度和pH值等不同时混合而产生一种对碳酸盐岩不饱和的新的流体造成的.热液溶蚀是塔中地区奥陶系碳酸盐岩次生溶蚀孔隙发育的重要因素,同时热液矿物的形成对储层物性也有有利的影响.     

深水页岩黄铁矿特征、形成及意义

作为地球化学硫循环重要的金属载体,深水页岩黄铁矿的形态及地球化学特征记录了沉积环境的变迁.本文将深水页岩黄铁矿分为三大类(自形黄铁矿、草莓状黄铁矿和交代型黄铁矿)和六个亚类.一方面,在微观尺度上,不同类型的黄铁矿指示不同的形成过程及环境:在成矿物质分布均匀的环境中,草莓状黄铁矿通过爆发式成核形成;而自形黄铁矿通常在非均质系统中依附预先存在的“支点”形成;交代型黄铁矿则源于成矿物质对环境中先存矿物的交代.另一方面,深水页岩黄铁矿的同位素特征为追踪其成矿物质的来源、反演地球硫和铁汇的变动提供了依据.深水页岩黄铁矿微量元素含量可以作为沉积水体(以古海洋为主)微量元素丰度的指标,反演大气含氧量的变化.此外,在烃类生成、储集及对页岩储层的预测方面黄铁矿也发挥着重要的作用.     

断层对砂岩胶结物和砂岩物性变化的控制作用——以惠民凹陷临南洼陷夏503井断层为例

惠民凹陷临南洼陷夏503井断层附近致密砂岩的碳酸盐胶结物含量远高于远离断层的正常砂岩,为探讨其形成机理及对断层封堵的影响,本文对夏503井断层附近岩芯开展全岩矿物、铸体薄片、阴极发光、同位素以及物性等分析.研究表明:致密砂岩中δ13C为0.1‰～0.6‰(平均0.42‰),δ18O为-13.5‰～-12.3‰(平均-13.1‰),碳氧同位素投点分布于中低温热液白云岩区;根据占位关系、阴极发光以及碳氧同位素特征,认为碳酸盐胶结物的形成可划分为四期:第一期方解石,第二期白云石,第三期铁白云石,第四期铁方解石;碳酸盐胶结物含量与储层物性呈负相关关系,断层附近致密砂岩的孔隙度、渗透率、排驱压力分别为4.8%,0.37 mD和1.97 MPa,与远离断层正常砂岩的14.3%,3.73 mD,0.27 MPa相比,相差一个数量级;经计算,不考虑对接盘的岩性,仅由于碳酸盐胶结的影响,致密砂岩与正常砂岩的排驱压力差就可以封堵41 m高的油柱.     

塔里木盆地塔北地区上震旦统奇格布拉克组白云岩储层形成与成岩演化

古老白云岩储层在深层油气勘探中的地位愈发重要,其成孔-保孔作用复杂,超深层规模优质白云岩储层形成机理一直是核心议题.随着国内外震旦系白云岩深层油气的突破,塔北地区上震旦统奇格布拉克组开始受到关注,但其储集空间差异和形成机理尚未厘清.本文以塔北地区超深钻井岩芯和野外露头为研究对象,基于宏观-微观、定性-定量的储层岩石学分析方法,对其岩相学、储集空间差异和成储机制进行了系统分析:(1)白云岩类型可分为5大类,包括微生物白云岩、颗粒白云岩、残余颗粒白云岩、结晶白云岩和岩溶角砾白云岩,进一步可分为11小类;(2)绵层格架孔、绵层铸模孔和非组构选择性溶蚀孔洞为主要储集空间类型,泡沫绵层石白云岩、岩溶角砾白云岩和细晶白云岩为优势储层岩石类型;(3)(准)同生期高频沉积旋回和表生期大气淡水岩溶是关键成储作用,形成两套规模优质储层,其中奇格布拉克组顶部储层主要受柯坪运动表生岩溶控制,而中上部储层主要受准同生期高频沉积旋回控制,规模储层为“浅成深埋”模式;(4)深部储层品质取决于增孔和减孔地质事件的动态平衡结果,准同生-浅埋藏阶段的白云石胶结作用和深埋藏阶段的压实压溶作用是最主要的破坏性成岩作用,但在多...     

深部流体及有机-无机相互作用下油气形成的基本内涵

含油气盆地作为地球系统中相对稳定的克拉通块体,从早期烃源岩发育环境、油气形成、储层溶蚀改造到油气聚集或者破坏都受到地球系统演化的影响.深部流体作为联系盆地内、外因素的纽带,以有机-无机相互作用的方式贯穿了油气形成和聚集的全过程.深部流体携带的营养物质促进了成烃生物的勃发和碳氢源的额外补充,有利于优质烃源岩的发育和提高烃源岩生烃潜力,其携带的能量促进了烃源岩早熟和高成熟烃源活化加氢生烃.深部富CO_2流体对碳酸盐岩、碎屑岩储层的溶蚀改造,改善了深层储集体空间,使得油气储集空间向更深延伸.深部超临界CO_2对深层滞留原油的萃取和泥页岩中CH_4的驱替,提高了深层和致密储层中烃类流动性.同时,深部流体携带的物质(C、H、催化物质)和能量不仅能够促使费托合成无机CH_4,促使有机质热演化生烃形成"热液石油",而且也能使得有机来源的原油发生热蚀变.因此,从地球层圈相互作用的视角看,深部流体不仅对沉积盆地输入了大量的外源C和H,改善了油气赋存空间,而且也提高了油气富集聚集效率.     

致密油储集层孔隙结构分类评价及成因分析

在岩心观察的基础上,结合常规、铸体薄片、扫描电镜、压汞和核磁共振等资料对鄂尔多斯盆地合水地区延长组长7段致密油储层岩石学、物性特征及孔隙结构特征进行了研究.结果表明合水地区长7油层组致密油储层储集空间以溶蚀孔隙和微孔隙为主,原生孔隙保留较少,孔喉连通性较差,总体表现为物性差和孔隙结构复杂的特征.储层经历较强的压实作用,胶结物类型主要为碳酸盐和粘土矿物,此外还发育较强的溶蚀作用.根据压汞曲线形态与压汞参数,结合核磁共振T_2谱特征,将长7致密油储层孔隙结构类型划分为四类.并分别阐明了压实作用、胶结作用、溶蚀作用及其微孔隙含量对不同类型孔隙结构的影响,并运用综合考虑了压实、胶结成岩作用以及微孔隙含量的成岩综合系数来阐明并定量表示成岩过程中多种成岩作用对孔隙结构改造的综合效应.成岩综合系数与T_2几何平均值具有良好的统计正相关关系,因此可以作为不同类型孔隙结构定量表征的理想参数.经过对影响孔隙结构特征的成岩作用类型和强度的深入剖析,可在成因机理分析的基础上通过成岩综合系数来实现储集岩孔隙结构的定量评价.同时通过T_2几何平均值可以反推储层在成岩演化阶段所经历的成岩作用类型及强度,进而实现储层精细评价.     

滇-黔-桂地区右江盆地流体流动与成矿作用

对右江盆地及其周缘地区金、砷、锑、汞低温矿床的C,H,O,S,Sr同位素、同位素年代学、流体的常量、微量稀土元素地球化学等的综合研究表明,成矿流体为富含矿质的盆地流体,燕山晚期大规模的同源流体流动引起了大面积的低温成矿作用和硅化.在盆地和台地间,成矿流体由盆地流向台地;在盆地内部,流体由台间盆地流向孤立台地,同沉积断裂和古岩溶面是流体垂向和侧向流动的主要通道.     

滇-黔-桂地区右江盆地流体流动与成矿作用

对右江盆地及其周缘地区金、砷、锑、汞低温矿床的C,H,O,S,Sr同位素、同位素年代学、流体的常量、微量稀土元素地球化学等的综合研究表明,成矿流体为富含矿质的盆地流体,燕山晚期大规模的同源流体流动引起了大面积的低温成矿作用和硅化。在盆地和台地间,成矿流体由盆地流向台地;在盆地内部,流体由台间盆地流向孤立台地。同沉积断裂和古岩溶面是流体垂向和侧向流动的主要通道。     

四川盆地侏罗系致密砂岩弹性特征及岩石物理建模

近年来围绕四川盆地侏罗系陆相致密砂岩已取得了勘探突破,其中川中—川西过渡带具备形成大气田的地质条件,但对该套致密砂岩弹性性质变化规律的研究还较少,致使利用地震方法进行"甜点"储层预测的精度不高.本文利用四川盆地侏罗系沙溪庙组32块样品开展了系统的声学测量,在此基础上,分析了样品弹性性质的变化规律.结合X射线衍射矿物组分分析、扫描电镜、铸体薄片和岩石薄片特征确定了不同成岩作用对岩石储集性能的影响.研究结果表明,研究区致密砂岩储层表现为孔隙型储层,受差异性成岩作用影响,黏土含量、钙质含量和硅质含量的差异以及它们分布特征之间的差异对岩石弹性性质造成了很大的影响.在研究区对岩石物性及弹性性质有明显影响的成岩作用包括早期的钙质胶结作用、压实作用和溶蚀作用,因此针对不同时期的成岩作用对岩石弹性及物性的影响,利用接触-胶结模型、微分等效模量模型和临界孔隙度校正的Hashin-Shtrikman上限模型建立了研究区致密砂岩的岩石物理模型.     

应用包裹体信息探讨鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏的成藏后的气藏改造作用

流体包裹体成分代表了古代流体的成分和性质,通过对比鄂尔多斯盆地二叠系包裹体气体、煤成气及现今天然气藏中气体的组分及碳同位素,探讨了初次运移、成藏过程中及成藏后的次生变化对气体组分及碳同位素组成的影响.结果表明:气体在从煤系源岩运移到砂岩储层的初次运移过程中,气体的组分发生了明显的分馏,甲烷碳同位素比值未受明显影响;上古生界天然气在储层运移过程中发生了运移和扩散分馏;在天然气藏形成后的漫长历史过程中受各种次生作用的影响较小,天然气的组分和碳同位素组成均未发生明显变化.     

泌阳凹陷碱性成岩作用及其对储层的影响

碱性成岩作用是指总体在碱性成岩环境下储层所经历的成岩作用历程. 由于碱性地层水的作用, 使得石英的显著溶蚀和长石的大规模加大成为最具特色的成岩现象, 碳酸盐矿物在演化上也出现晚期碳酸盐胶结物分布较少等特点. 随着成岩作用程度的加深和地层水碱性程度的下降, 石英的加大现象也变得很普遍. 在成岩作用过程中由于地层水性质的变化而导致储层孔隙在纵向分布上比经典的酸性水成因次生孔隙的分布更为复杂, 也使得早成岩B期成为重要的次生孔隙发育期.     

基于岩石物理相约束的致密砂岩气储层渗透率解释建模

充分利用岩心、薄片和钻测井等资料,对四川盆地JQ区块须家河组须二段致密砂岩气储层的沉积微相、成岩相和裂缝相特征进行了研究.结果表明,须二段沉积以辫状河三角洲前缘为主,发育水下分流河道、河口坝和分流间湾等微相;根据成岩作用类型、强度、成岩矿物及其对储层物性的影响将储层划分为压实致密、碳酸盐岩胶结、伊蒙混层充填和不稳定组分溶蚀4种成岩相;裂缝相则以局部层段发育的近水平缝为主.通过三者的叠加与复合对储层岩石物理相进行分类命名,划分出了河口坝-不稳定组分溶蚀-近水平缝相等多种岩石物理相.然后按照岩石物理相对储层物性的建设与破坏作用对其进行聚类分析,归纳出了PF1～PF4四大类岩石物理相.通过建立每一类岩石物理相的孔隙度-渗透率关系表明,基于岩石物理相约束而建立的储层渗透率解释模型具有更高的精度.岩石物理相是揭示致密砂岩气储层成因机理并提高其物性参数测井解释精度的有效途径.     

准噶尔盆地西北缘二叠系沸石矿物成岩作用及对油气的意义

近年来,硅酸盐矿物的成岩作用越来越受到人们的重视,特别是其对油气储层孔隙度和渗透率的影响.沸石作为自生铝硅酸盐矿物,在成岩演化过程中,其析出、胶结和溶蚀对研究区二叠系油气储层储集性能有不同程度的破坏与改善.准噶尔盆地西北缘地区二叠系沸石矿物形成于开放的水文环境,成因与大量火山物质的水化关系密切.地层水化学性质差异、孔隙水的pH以及阳离子的性质和比率决定沸石类型及其转化.沸石矿物类型主要有方沸石、片沸石和浊沸石.火山玻璃的沸石化蚀变过程为：火山玻璃-斜发沸石-方沸石-片沸石-浊沸石.方沸石的溶蚀对储层质量改善明显;片沸石的胶结现象普遍,对储层破坏严重.早期沸石的析出,使储层原始孔隙结构未被压实作用破坏,同时为后期溶蚀作用提供了物质基础.方沸石的溶蚀与烃源岩层排出的有机酸和NaHCO3弱酸性地层水有关,同时受岩层渗透性影响;在CaCl2型地层水中,片沸石和浊沸石难于溶蚀.在研究区,方沸石溶蚀带是次生孔隙发育带,可以作为寻找有利油气储层发育的目标区域.