成岩作用对豫西北马家沟组三段遗迹化石充填物孔隙发育的影响

豫西北奥陶系马家沟组三段碳酸盐岩的野外露头观察和室内测试分析结果表明,马家沟组三段的岩性以泥晶灰岩为主,岩石中具有典型的遗迹化石充填特征。遗迹化石充填物经历了白云石化、胶结、溶蚀、压实/压溶、去白云石化等成岩作用,其中溶蚀作用对充填物孔隙发育具有建设性,压实作用和去白云石化作用具有破坏性,而白云石化作用、胶结作用和压溶作用则具有建设性和破坏性的双重影响。潜穴充填物的孔隙类型主要以白云石晶间孔、晶间次生溶孔和晶内次生溶孔为主。随着成岩环境的变化,孔隙度经历了降低—升高—降低—升高的反复演化过程。早成岩阶段的白云石化作用对于潜穴充填物孔隙的发育贡献最大,此后充填物孔隙度的提升主要依赖于表生环境下大气淡水的淋滤溶蚀,而遗迹化石充填物经成岩改造后对提高宿主岩层的储层物性具有促进作用。     

塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构的数字化表征与连通性分析*

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组发育大规模生物扰动碳酸盐岩储集层。在岩心观测和详细描述的基础上,通过岩石薄片的偏光显微镜、阴极发光显微镜观测和柱塞样品的X射线显微镜扫描与分析,实现了塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙结构的数字化表征与连通性分析。结果表明: (1)由于生物扰动区潜穴充填物和围岩基质的岩石组构差异大,使这类储集层呈现极强的非均质性。(2)生物潜穴充填物主要由白云石晶体组成,白云石晶体以自形、半自形晶体为主;白云石晶间孔隙发育,孔隙体积集中于10~100μm³,喉道半径一般小于10μm,喉道长度一般小于40μm,白云石晶间孔为这类储集层的主要储集空间,围岩基质孔隙不发育。(3)生物潜穴充填物孔隙度介于7%~10%,孤立孔隙虽然数量多,但连通孔隙体积占比大,且连通孔隙拓扑结构复杂,孔隙连通性很好;通过表征单元体的尺度粗化升级分析发现,这类储集层的孔隙局部连通较好,而整体连通性相对较差。该研究真实、直观、准确刻画了生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构特征,可为后续这类生物扰动碳酸盐岩储集层的微观渗流模拟研究提供所需的特征参数;未来将这类生物扰动碳酸盐岩储集层微观尺度上的孔隙结构数字化表征和渗流模拟结果与宏观分布规律相结合并应用到实际储集层评价中,可为这类储集层的油气资源量估算、开发方案优选、产能预测和提高采收率提供指导。     

塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构的数字化表征与连通性分析

塔河油田奥陶系鹰山组和一间房组发育大规模生物扰动碳酸盐岩储集层。在岩心观测和详细描述的基础上,通过岩石薄片的偏光显微镜、阴极发光显微镜观测和柱塞样品的X射线显微镜扫描与分析,实现了塔河油田奥陶系生物扰动碳酸盐岩储集层孔隙结构的数字化表征与连通性分析。结果表明:(1)由于生物扰动区潜穴充填物和围岩基质的岩石组构差异大,使这类储集层呈现极强的非均质性。(2)生物潜穴充填物主要由白云石晶体组成,白云石晶体以自形、半自形晶体为主;白云石晶间孔隙发育,孔隙体积集中于10～100μm3,喉道半径一般小于10μm,喉道长度一般小于40μm,白云石晶间孔为这类储集层的主要储集空间,围岩基质孔隙不发育。(3)生物潜穴充填物孔隙度介于7%～10%,孤立孔隙虽然数量多,但连通孔隙体积占比大,且连通孔隙拓扑结构复杂,孔隙连通性很好;通过表征单元体的尺度粗化升级分析发现,这类储集层的孔隙局部连通较好,而整体连通性相对较差。该研究真实、直观、准确刻画了生物扰动碳酸盐岩储集层微观孔隙结构特征,可为后续这类生物扰动碳酸盐岩储集层的微观渗流模拟研究提供所需的特征参数;未来将这类生物扰动碳酸盐岩储集层微观尺度上的孔隙结构数字化表征和渗流模拟结果与宏观分布规律相结合并应用到实际储集层评价中,可为这类储集层的油气资源量估算、开发方案优选、产能预测和提高采收率提供指导。     

南堡凹陷周边寒武-奥陶系碳酸盐岩储层特征及成岩作用

基于大量的薄片及岩心观察,运用电镜扫描、X射线衍射、物性分析、铸体压汞等手段,对寒武-奥陶系碳酸盐岩储层进行了研究,探讨了成岩作用特征及孔隙演化模式.表明灰岩和白云岩为碳酸盐岩储层的主要岩石类型,以孔、缝、洞为主要储集空间,由于受连通性以及充填作用的影响,构造裂缝的储集性能更为优越.储层基质孔隙差,白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、胶结及充填作用以及构造作用为区内主要的成岩作用类型.碳酸盐岩孔隙演化主要经历了两个阶段:早期原生孔隙形成与收缩阶段、中晚期的次生缝、孔、洞发育与充填阶段;早期碳酸盐岩沉积时孔隙大,经初期成岩和埋藏后,失去了主要孔渗性能;中晚期的次生缝、孔、洞十分发育,但充填严重,晚期的构造缝及溶蚀孔、洞被部分保存.     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩埋藏溶蚀特征及初步预测

塔中地区奥陶系碳酸盐岩发育多种形式岩溶作用,其中埋藏溶蚀是形成有利储层的重要机制之一.录井岩心分析化验资料及宏观地质背景分析表明,塔中地区奥陶系碳酸盐岩主要发育4期埋藏溶蚀,其中Ⅰ、Ⅱ期溶蚀孔洞基本已被充填,Ⅲ期残留部分孔隙和Ⅳ期溶蚀孔洞为现今储层有效储集空间.上奥陶统良里塔格组现今未被充填的粒内溶孔及铸模孔可能主要形成于埋藏溶蚀,并非准同生溶蚀.埋藏溶蚀发生的流体介质主要为有机质演化过程中形成的有机酸和CO2,在更深部或经历更高热史经历的区域,H2S对储层的形成可能会有较大贡献,热水-热液溶蚀对储集空间贡献有限.初步分析表明,卡塔克隆起西北部埋藏溶蚀孔隙较发育,塔中南部台地边缘带可能是埋藏溶蚀另一相对较发育地区.     

陕甘宁盆地中部气田奥陶系碳酸盐岩储层溶蚀及充填作用特征

陕甘宁盆地中部气田产于奥陶系顶部古风化壳碳酸盐岩储集体中，碳酸盐岩储集空间的形成是不同期次的溶蚀作用和充填作用相互作用的结果。根据盆地发展演化阶段不同，大致可以分出四期：第一期为近地表早期成岩溶蚀作用与充填作用（Ｏ＿１）；第二期为风化壳岩溶作用及充填作用（Ｏ＿２－Ｃ＿１）；第三期为浅埋藏期溶蚀作用与充填作用（Ｃ＿２）；第四期为深埋藏期溶蚀作用与充填作用（Ｐ－Ｑ）．化学充填作用形成的自生矿物主要有方解石、白云石、粘土矿物、石英、石膏等．根据充填顺序、地球化学特征等的不同，判别了自生矿物生成顺序及期次．最后论述了不同期次溶蚀作用和充填作用对储集空间形成的建设与破坏作用．     

塔河油田于奇地区奥陶系碳酸盐岩岩溶作用研究

塔河油田北部于奇地区经多期构造运动,岩溶储层发育不均。从岩心观察、薄片鉴定、钻井和录井资料及测井、地震资料等方面进行分析解释,论述于奇地区奥陶系碳酸盐岩多期岩溶作用的存在依据和发育特征,总结同生、表生期大气水裸露风化壳型岩溶作用和侵蚀埋藏岩溶作用模式。结果表明:研究区西南部岩溶斜坡集中发育岩溶缝孔洞和洞穴,北部岩溶高地溶蚀作用不强,岩溶缝孔洞相对较少。于奇地区主要经历了加里东中晚期表生大气水岩溶作用、海西早期同生岩溶作用及海西期埋藏岩溶作用。     

龙门山中段前缘金马-聚源地区雷四上亚段储集岩埋藏溶蚀特征

龙门山中段前缘金马-聚源地区雷口坡组四段上亚段的碳酸盐岩储集岩溶蚀作用极为发育,具多类型、多期次的特征。区内溶蚀作用主要包括古表生淡水溶蚀、有机酸溶蚀和热液溶蚀等类型,可分为浅埋藏、表生-再埋藏和深埋藏等三个阶段。浅埋藏和表生-再埋藏溶蚀阶段,以大气水和有机酸对组构的非选择性溶蚀为特征;深埋藏溶蚀阶段,以热液的选择性溶蚀为特征(伴以有机酸非选择性溶蚀),溶蚀作用多沿缝分布,伴生萤石、高温石英、天青石、闪锌矿和黄铁矿等热液矿物。白云石化作用形成的晶间孔、压溶作用和构造作用形成的微裂缝为酸性流体和热液的运移提供了通道。     

塔河油田奥陶系岩溶型碳酸盐岩油藏储集空间发育特征及地质模式探讨

碳酸盐岩表生岩溶作用控制着塔河油田奥陶系油藏缝洞系统的发育及分布。塔河油田奥陶系油藏经历了加里东期和海西早期两次岩溶作用,造成了储层极强的非均质性。通过塔河油田岩溶作用演化及发育期次的研究,将塔河油田奥陶系垂向岩溶带划分为地表岩溶带、纵向渗滤岩溶带和水平潜流岩溶带,平面上发育岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地3个地貌单元。通过对野外露头、岩心、钻井、测井、地震及生产动态资料的综合研究,认为溶洞、溶蚀裂缝及蜂窝状孔洞等连续孔隙是该区有效储集空间,基质作为不渗透（低渗）层对缝洞系统有一定的隔挡作用。结合表生岩溶洞穴的原理及对孔隙状态的控制作用,将塔河油田溶洞储集体根据不同成因分为落水洞、潜流洞和小溶洞,按溶洞充填物类型分为垮塌充填洞、机械充填洞和化学充填洞,同时建立了不同类型孔洞系统的识别特征及地质模式。结合塔河油田洞穴储层发育特征及生产实际,最终建立了塔河油田岩溶储集空间展布模式。     

深层碳酸盐岩原位模拟实验及勘探启示——以川东北地区二叠系为例

关于川东北深层海相碳酸盐岩溶蚀型孔隙的成因,主要有两种观点:早期的大气淡水溶蚀和浅埋藏白云石化以及晚期的深埋藏流体溶蚀。以二叠系石灰岩和白云岩为例,通过原位模拟实验分析得知:随着埋深、温度的增加,方解石和白云石均趋向于胶结而不是溶蚀,其中方解石胶结程度更高。因此判定深部碳酸盐岩储层总体上发生溶蚀作用而形成孔隙的可能性较小,早期的成岩作用才是形成次生溶蚀的关键。     

Autochthonous Dolomitization and Dissolution in the Microbial Carbonate Rocks of the Fengjiawan Formation in the Ordos Basin

Many euhedral dolomite crystals and related pores are found in the microbial siliceous stromatolite dolomite and siliceous oolitic dolomite in the Fengjiawan Formation of the Mesoproterozoic Jixian System in the southern Ordos Basin. With the application of the microscope, scanning electron microscope, cathodoluminescence and in-situ trace element imaging, it can be seen that different from the phase I dolomite that was damaged by silicification, the intact euhedral phase II dolomite occurred through dolomitization after silicification, concentrated mainly in the organic-rich dark laminae of the stromatolite and the dark spheres and cores of the ooids. A considerable number of phase II dolomite crystals were dissolved, giving rise to mold pores and vugs which constituted the matrix pores and also the major pore space of the Fengjiawan Formation. The formation and dissolution of the dolomite were controlled by the microenvironment favorable, respectively, for carbonate precipitation and dissolution under the influence of microbial biological activities and related biochemical reactions. The driving force and material supply of dolomitization and dissolution were confined to the fabrics enriched with microorganisms, which are highly autochthonous. This mechanism may be a key factor for the development of Precambrian dolomite and related reservoirs, in the context of the domination of microbial rocks.     

白云岩的残余结构及由此引发的孔隙分类问题

对碳酸盐岩的结构分类方法进行了评述,但目前的分类并未对白云岩的残余结构问题进行充分论述.为了能更准确地恢复岩相古地理和进行精细的成岩研究,有必要对残余结构进行细分.白云岩的残余结构是由于原始粒屑结构的灰岩,经白云岩化、重结晶、溶蚀、胶结等成岩作用之后,岩石原始结构遭到不同程度的破坏,但仍残留有部分原始结构信息而形成的....     

四川南江地区灯影组白云岩优质储层的形成与演化

南江地区震旦系灯影组白云岩优质储层主要为潮坪或粒屑滩环境成因的藻白云岩、粒屑白云岩和重结晶成因的粉-细晶白云岩,现存储集空间都是与溶解作用和重结晶作用相关的晶间（溶）孔、粒间溶孔、特大溶孔、缝合线溶孔和残余岩溶孔洞等。通过对原生和后生控制因素研究表明,灯影组优质储层是经过5个演化阶段后的最终产物,主控因素为表生期大气淡水岩溶作用及深埋期埋藏溶蚀作用。原始的沉积微相和岩石类型控制着岩溶作用的强度,埋藏溶蚀作用主要是对岩溶孔洞进行溶蚀扩大或充填破坏。     

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。     

基于扫描电镜和CT成像技术的碳酸盐岩溶蚀作用微观结构和变化规律研究

为研究溶蚀作用下碳酸盐岩孔隙的演变规律及控制作用,文章选取三峡地区4种类型碳酸盐岩开展溶蚀实验。同时结合扫描电镜、CT成像对实验前后岩石的溶蚀特征及孔隙结构进行测试。结果表明:溶蚀总发生在低晶格能的矿物处且沿矿物晶体的菱形解理面以及薄弱部位发育,表现为对矿物和孔隙等结构的选择性溶解;碳酸盐岩的孔隙度对溶蚀过程影响较小,岩石的孔径大小是影响碳酸盐岩溶蚀速率的重要因素;小孔径岩石的溶蚀多在样品表面发育小型溶孔,大孔径岩石的溶蚀主要发生在孔隙隙壁且有向岩石内部溶蚀的痕迹;经溶蚀改造,孔喉半径和连通性均呈现出增长趋势。本研究对碳酸盐岩差异性岩溶作用机理及岩溶发育规律的认识有一定指导意义。      

鄂尔多斯盆地西部奥陶系风化壳岩溶作用模式

鄂尔多斯盆地下古生界马家沟组顶部遭受长期风化剥蚀,形成了以膏云岩为主的风化壳岩溶储层。通过偏光显微和超微扫描电镜深入观察了（含）膏云岩的孔隙类型及充填规律,分析了其岩溶作用特点,研究了以膏云岩为主的岩溶作用特征与传统碳酸盐岩岩溶作用特征的区别,探讨了膏云岩发育区的岩溶作用模式。结果表明:硬石膏结核和石膏晶体以其强亲水性和远高于白云石、方解石的溶解度,极易率先吸水发生溶解形成组构选择性溶蚀孔隙,导致膏云岩层蜂窝状溶孔的形成。硬石膏的高溶解度和力学不稳定性使得研究区以膏云岩、白云岩和灰云岩互层的风化壳储层以膏模孔、扩溶膏模孔及与之伴生的胀缩微裂缝为主要储集空间,孔隙大小具有明显的自限性。岩性—（含）膏云岩和沉积微相—海平面低位期潮上带（含）膏云坪沉积是储层形成的先天物质基础和环境条件,并因此直接导致（含）膏云岩储层的成层分布特征。表层膏云岩首先遭受淡水淋滤形成蜂窝状溶孔,多层成层分布膏云岩这种独特的物理化学性质使风化壳内的岩溶水以弥散性渗透为主,这是膏云岩发育区岩溶作用特征和模式与碳酸盐岩产生重要差异的根本原因。     

阿克苏地区寒武系肖尔布拉克组不同白云岩的孔隙特征、成因及演化

根据阿克苏地区两条典型野外剖面（肖西沟剖面、苏盖特布拉克剖面）的细测及大量薄片资料分析,认为肖尔布拉克组发育凝块石云岩、残余颗粒云岩及晶粒云岩等3种类型白云岩,主要孔隙类型有晶间孔、晶间溶孔、粒间溶孔、凝块内溶孔等4种。凝块石云岩中孔隙面孔率与胶结物含量及单个凝块大小呈反比,孔隙的连通性与单个凝块大小、堆积疏松程度、胶结物含量、凝块含量呈正比。残余砂屑云岩孔隙面孔率与残余颗粒含量呈正比、与胶结物含量呈反比。根据沉积—成岩作用影响的差异,建立3种不同白云岩孔隙演化发育模式:在凝块石云岩中,同生—准同生期大气淡水溶蚀作用是形成孔隙的关键,埋藏期溶蚀作用使得孔隙进一步改善,最终形成以凝块内溶孔（占比72%）为主的孔隙类型;在残余颗粒云岩中,同生—准同生期的溶蚀作用是形成孔隙的基础,埋藏期溶蚀作用是增加有效孔隙的关键因素,最终形成以粒间溶孔（占比51%）为主的孔隙类型;在晶粒云岩中,早期的溶蚀改造作用对晶粒云岩孔隙发育影响较小,而埋藏期的扩大溶蚀作用是有效孔隙发育的关键因素,使其形成以晶间溶孔（占比62%）为主的孔隙类型。     

塔里木盆地寒武系与蒸发岩相关的白云岩储层特征及主控因素

塔里木盆地寒武系广泛发育白云岩,其中中寒武统地层沉积了巨厚的蒸发岩,蒸发岩和白云岩可以构成很好的储盖组合,该领域也是塔里木盆地未来勘探的新领域。萨布哈白云岩和渗透回流白云岩是两种与蒸发岩相关的白云岩,其储层发育的主控因素也都与蒸发岩存在着直接或间接的联系。通过对大量岩芯、薄片、主量元素、稀土元素、碳、氧稳定同位素及锶稳定同位素等地球化学测试和测井资料的细致研究,系统总结了它们的岩石学特征、地球化学特征。萨布哈白云岩储层的岩性以含石膏的泥 粉晶白云岩为特征,孔隙类型主要为膏模孔和溶塌角砾砾间孔,萨布哈白云石化作用及伴生石膏的沉淀作用和准同生期大气淡水溶蚀作用是该类储层的主控因素;渗透回流白云岩储层的岩性以保留原岩颗粒或藻（丘）格架结构的粉晶白云岩为特征,孔隙类型主要为粒间孔、铸模孔、格架孔,渗透回流白云石化作用和大气淡水溶蚀作用是该类储层的主控因素。两者主要发育于塔里木盆地干旱气候背景下的中-下寒武统地层,其分布规律主要受沉积相控制。     

川东北普光气田鲕粒白云岩储层粒内溶孔的成因

普光2井下三叠统飞仙关组储层鲕粒白云岩中,常见铸模孔、新月形、半月形溶孔和环状溶孔,溶孔常具定向特征,前人多认为这些溶孔为早期成岩的大气淡水溶蚀。研究发现,这些溶孔常与压性缝、碎裂（粒）化伴生,而溶孔无明显变形,表明是形成于构造挤压之后的埋藏溶孔。埋藏溶孔有二期,一期中有沥青充填,另一期无沥青充填,前者形成于石油侵位之前,后者形成于侵位石油演化为沥青之后。研究认为:构造挤压作用于岩石时,应力首先使鲕粒中结构薄弱点—同心圈层之间产生裂缝,当应力集中于上端,使鲕粒上端优先沿同心圈层发育裂缝,随应力增大裂缝沿同心圈层向下延伸,乃至形成圆形“脱壳”裂缝,在后期酸性流体进入时沿这些裂缝优先产生溶蚀,形成偏于上端的定向溶孔,以及沿同心圈向下溶蚀形成新月形、环状溶孔,挤压和（或）溶蚀更强,则发育成铸模孔。     

渤海中部古近系沙河街组有利砾岩类储层特征

渤海湾盆地是我国重要的含油气盆地,其中古近系沙河街组发育储集性较好的砾岩储层。通过对储层岩石薄片显微鉴定、物性分析、扫描电镜分析、阴极发光分析等,明确了沙河街组有利的砾岩储层的岩石学、储集性和成岩作用特征。砾岩类型多样,其中云质砾岩的储集性最好。砾岩储层物性较好,平均孔隙度为16.1%,平均渗透率为217.93m D。主要孔隙类型为原生孔,原生孔类型主要为砾石间残余原生孔和生物碎屑体腔孔,其次是溶蚀孔。砾岩储层成岩作用类型与砾岩填隙物成分关系密切,以砂岩为主要填隙物的成岩作用中有显著的长石溶蚀作用,以碳酸盐岩为主要填隙物的则具有多期白云石和方解石等胶结物,最有利的成岩作用是早期白云石衬垫和长石的溶蚀作用。