自生绿泥石对储集层质量影响的定量评价:以北部湾盆地涠西南凹陷涠洲组三段为例*

为了定量研究自生绿泥石对储集层质量的影响,在限定控储因素前提下,通过常规岩心分析、扫描电镜、薄片鉴定、激光粒度分析和黏土矿物X衍射等资料,以北部湾盆地涠西南凹陷涠洲12-X油田古近系涠洲组三段碎屑岩储集层为例,探讨了自生绿泥石对石英次生加大、孔隙结构及储集层物性的影响,并提出了综合得分评价法,定量评价自生绿泥石对储集层物性的控制作用。研究结果表明,当溶蚀作用积极意义大于绿泥石沉淀的消极影响时,石英加大和方解石含量较高(7.3%)及自生绿泥石相对含量较低(20%~30%)的细砂“控孔喉”作用,等同于石英加大和方解石含量较低(2.4%)及自生绿泥石含量较高(30%~40%)的细砂,二者的“控孔喉”作用具有互补性。自生绿泥石的“控孔、控渗”作用与碎屑颗粒粒度、分选、胶结物及泥质含量等因素的“控孔、控渗”作用相互制约,存在互补性和差异性,绿泥石相对含量较低的中砂“控孔、控渗”作用等同于绿泥石相对含量较高的细砂(互补性);泥质含量较低的细砂岩中绿泥石“控孔、控渗”作用弱于泥质含量较高的细砂岩(差异性)。总之,在岩相一定的情况下,包膜或衬里状绿泥石与孔渗呈正相关关系,孔隙充填状绿泥石与孔渗呈负相关关系。     

碎屑岩储集层中绿泥石包膜的研究现状

绿泥石包膜在国内外碎屑岩储集层中常有发现,其对石英次生加大的抑制及对储集层物性的影响一直是国内外学者的研究热点。本文回顾了绿泥石包膜的研究历史,总结了其研究成果,包括微观赋存状态、形成时间和机理、控制因素、对石英次生加大的抑制和对储集层物性的影响等。结果表明:(1)储集层中绿泥石包膜主要偏富铁,具连续生长的双层结构,符合"Ostwald"熟化过程,始于早期富铁黏土包膜,早成岩期转化为平行或斜切颗粒表面的内层包膜,逐渐向外生长为垂直颗粒表面的孔隙衬里绿泥石,并可在埋藏成岩过程持续生长;(2)富含铁镁矿物的火山物质(火山岩岩屑和火山灰)及暗色矿物(黑云母和角闪石等)是形成绿泥石包膜的主要物质来源,并主要富集在三角洲入海(湖)的高能水动力相带,如三角洲前缘水下分流河道及河口坝等沉积微相中,烃类充注影响孔隙衬里绿泥石的生长形态;(3)中低温环境绿泥石包膜明显抑制石英次生加大的生长,高温环境抑制效果减弱;(4)绿泥石包膜的发育有利于粒间孔隙的保护,但易降低孔隙喉道的连通性。最后指出了绿泥石包膜在目前研究中存在的问题和今后的研究趋势。     

渤海湾盆地东濮地区奥陶系碳酸盐岩成岩作用及对储集层的影响*

随着东濮地区地热勘探的不断深入,现有奥陶系储集层研究精度已不能满足勘探需求。基于露头、岩心、薄片、测录井、碳氧同位素和流体包裹体等手段,结合区域地质背景,深入研究了东濮地区奥陶系碳酸盐岩成岩系统及其对储集层的影响,并进一步预测了有利储集层的分布区。研究表明,准同生和早成岩期发生胶结、压实、准同生白云石化和准同生溶蚀作用,其中胶结、压实作用使储集层原生孔隙度大幅减少;表生成岩期发生风化壳溶蚀作用,对储集层孔隙的增加起决定性作用;中—晚成岩期发生构造破裂、热液溶蚀、压溶、胶结、埋藏白云石化和重结晶作用,其中白云石化、溶蚀和构造破裂作用对储集空间的贡献最大,重结晶作用具有双重性,对粉细晶白云岩起强烈破坏作用。综合研究将研究区划分出Ⅰ类储集层分布区1个、Ⅱ类储集层分布区2个和Ⅲ类储集层分布区2个。其中,颗粒滩、潮坪与断裂发育带、白云石化、准同生溶蚀、风化壳溶蚀、热液溶蚀作用叠合区储集层质量最佳,多为Ⅰ类和Ⅱ类储集层分布区。     

济阳坳陷富林洼陷中生界复杂岩性风化壳储集层成岩作用*

风化壳储集层成因及其差异性特征分析是当今储层地质学研究热点。渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷富林洼陷中生界油气勘探遇到瓶颈,目前探井仅钻揭白垩系顶部风化壳,且风化壳储集层岩性复杂、非均质性极强,明确风化壳储集层成岩改造、储集空间类型和组合关系,对本区乃至济阳坳陷中生界潜山油气勘探至关重要。通过岩心和薄片观察,结合录井、测井等资料,对富林洼陷白垩系西洼组复杂岩性风化壳储集层开展研究。结果表明: 风化壳岩性主要为安山岩和凝灰岩,其次为脉岩、隐爆角砾岩和砂砾岩。由于不同构造单元在复杂埋藏过程中经历了“洼—隆—隆”或“洼—隆—洼”的演化过程,不同岩性储集层的成岩序列和孔隙演化差异明显。火成岩和碎屑岩原生孔隙类型和成因明显不同,但现今储集空间均以次生孔隙特别是溶蚀孔为主,被溶蚀物质包括斑晶、基质以及火山岩屑等。溶蚀作用的主导流体多变,继抬升暴露过程中富含CO₂的大气淡水之后,有机质成熟时排出的有机酸对储集层改善有积极作用。有利风化壳储集层的形成受到岩性、埋藏演化过程和成岩流体的共同控制。整体上,富林洼陷白垩系西洼组储集层质量由好到次的顺序为: 凝灰质砂砾岩,火山角砾岩,含残余气孔安山岩,凝灰岩,次火山岩;不同岩性风化壳储集层在复杂埋藏过程中,经历了不同的成岩改造。     

碎屑岩沉积构型研究若干进展*

近10年来,国内外的沉积构型研究从之前的以精细表征为主扩展到成因机制分析。文中以同生逆断层控制的冲积扇、可容空间影响下的曲流河点坝、浅水缓坡背景下的三角洲指状砂坝以及大陆斜坡微盆地背景下的重力流沉积等为例介绍相关研究进展。(1)挤压盆地边缘复杂的同生逆断裂构造活动控制了冲积扇的构型要素类型、叠置样式、分布演化及定量规模,表现出有别于构造稳定条件下的冲积扇构型模式;(2)曲流河在可容空间较小的情况下可发育顺流迁移型点坝,表现出特殊的微相类型、分布样式及旋回特征,而随着A/S值的不断增大,曲流河点坝可由鳞片状逐步演变为条带状,最后变为点状;(3)浅水三角洲中可发育类似于河控较深水三角洲中的指状砂坝沉积,其平面形态、微相组合样式、定量规模等特征受气候、沉积物供给、沉积水体等多因素的影响;(4)大陆斜坡微盆地内部可发育重力流水道、朵叶体、块状搬运体等多种构型要素类型,不同构型要素的空间分布样式、定量规模及构型演化模式受复杂地形地貌及构造活动的影响较为明显。综合原型模型分析、沉积物理模拟及数值模拟开展系统的定量化研究,建立定量的、可预测的碎屑岩沉积构型模式,是今后碎屑岩沉积构型研究的发展趋势。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长82优质储集层成因机理研究*

鄂尔多斯盆地陇东地区长8₂储集层平均孔隙度为8.8%,平均渗透率为0.64×10^-3μm²,属于低孔低渗储集层。强烈的压实作用是储集层物性变差主要原因,碳酸盐胶结作用促使储集层物性进一步变差。尽管储集层物性整体较差,但在普遍低孔低渗背景下仍发育相对高孔渗的优质储集层。对优质储集层进行了分析,总结了优质储集层的典型特征,统计表明:优质储集层的塑性组分含量较低,孔隙类型以绿泥石胶结残余粒间孔和溶孔为主,孔隙结构以中小孔—中细喉为主。在此基础上,分析了优质储集层成因机理。研究认为:分流河道、河口坝等微相高能厚层砂体有利于优质储集层发育,相对低的塑性组分含量和绿泥石环边胶结有利于粒间孔隙的保存,溶蚀作用是次生孔隙形成的最主要成岩作用。     

中国地震沉积学研究现状和发展思考*

地震沉积学是地震地层学和层序地层学的延续发展。最近10多年来,地震沉积学研究受到人们的高度重视,在地震沉积学理论、陆相碎屑沉积砂体、海相沉积砂体、碳酸盐岩和混积岩刻画、地震成岩相预测、砂体精细表征和开发地质应用、地球物理新方法新技术、RGB(Red-Green-Blue)地震属性融合、储集层预测技术以及三维可视化技术雕刻地质体等10个方面取得了长足进展。未来地震沉积学应该关注地震地貌学理论模型、地震岩性学新方法、勘探地震沉积学、开发地震沉积学、地球物理反演新方法和人工智能技术等方面的研究,不断完善地震沉积学理论方法,拓展地震沉积学在油气勘探开发等领域的应用,助力油气勘探开发提高经济效益。     

自生绿泥石对砂岩储层孔隙的保护机理

自生绿泥石可以抑制石英的胶结作用,但其抑制机制目前尚无定论.根据自生绿泥石的产状、性质及其与伴生成岩矿物的关系,综合分析了自生绿泥石的形成条件及其对后期成岩环境的影响,系统研究了自生绿泥石在整个成岩演化过程中对储层孔隙发育的作用.认为对储层有建设意义的是早期形成的孔隙衬里绿泥石,它通过占据石英的结晶基底并保持孔隙流体和颗粒表面的碱性条件来抑制石英颗粒的自生加大,但不能抑制自生石英雏晶的生长,只有与高孔渗的开放环境相配合,流体运移频繁,硅质能被及时带出,自生石英雏晶的生长才能得到有效抑制.孔隙衬里绿泥石常与浊沸石伴生并不表明绿泥石的生成是产生浊沸石的条件,而是说明孔隙衬里绿泥石和浊沸石具有相似的形成条件,适量孔隙衬里绿泥石的存在具有指示并维持高孔渗的碱性成岩环境的意义,并预示浊沸石可能出现,而浊沸石的形成对压实作用的抑制和次生溶蚀孔隙的发育具有重要意义.     

渤海湾盆地东营凹陷示烃成岩作用及其演化特征*

富含有机酸的烃类流体在由泥质烃源岩进入储集层后将发生一系列的示烃成岩反应。研究发现有6类成岩现象与烃类活动密切相关,即酸性烃类流体的溶蚀作用、蒙脱石脱水与伊利石化、碳酸盐矿物的铁离子浸染、沥青—铁核的轨迹、自生高岭石的形成以及耗水、底积碳酸盐胶结层的隔层分布。这些特殊的成岩现象是含油气盆地内特有的标识,对指示油气初次侵入程度、运移的方向与轨迹、工业聚集度以及最终成藏场所的确定具有重要的参考价值。基于所发现的示烃成岩矿物而建立的“含油气盆地碎屑岩成岩演化规律”,对胜利油区复杂油气藏勘探起到了指导作用,也可为今后含油气区储集层的有效性确定提供借鉴。     

海峡沉积研究进展*

海峡是不同于三角洲、陆架的一类独特沉积环境,具有特殊的沉积作用组合。海峡的形态多样,长度为几千米至数百千米,深度为几十米至上千米; 海峡由狭窄区域向两端逐渐过渡为相对开阔海区,开阔海区大多深度相比海峡更深; 海峡的狭窄区域横截面积小、流体流速最大,通常以侵蚀地貌为特征; 流体流经狭窄区域后,由于海峡横截面积增加,导致流速向两端开阔海区域锐减,并表现为沉积地貌。浅水海峡通常以潮流为最主要的沉积作用,其他的沉积物搬运方式包括单向的海流和重力流; 深水海峡则以海流和重力流为主。海峡高能区沉积以砾石滞留和发育交错层理为特征,低能区表现为泥质沉积并发育流水砂纹; 在低海平面时期,暴露的浅水海峡以河流沉积作用为主; 海平面上升过程中,河流逐渐演化为三角洲/河口湾、海湾和贯通的海峡。     

Formation of chlorite rims and the impact of pore-lining chlorite on reservoir quality: a case study from Shiqianfeng sandstones in upper Permian of Dongpu Depression,Bohai Bay Basin,eastern China

The source material, precursor and formation processes of chlorite rims, and impact of pore-lining chlorite on reservoir quality of the Shiqianfeng sandstones, Dongpu Depression, Bohai Bay Basin, China, are studied using an integrated approach, including core observation, point-count analysis of thin-sections, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis and cathode luminescence. The petrographic analysis shows that chlorite rims consist of grain-coating chlorite, poorly crystalline pore-lining chlorite and euhedral-crystallised pore-lining chlorite. The chemical composition shows that pore-lining chlorite is mainly Fe-rich with an average of 0.785 for Fe/(Fe+Mg) ratio. Petrographic analysis shows a large amount of volcanic dust (3.0～16.0 vol%, average of 7.93 vol%) in Shiqianfeng sandstones, which determines the formation of poorly crystalline pore-lining chlorite. Transformation of volcanic dust to smectite rims started with shallow burial depth at an early diagenetic stage, followed by in situ alteration of the smectite rims to poorly crystalline chlorite rims. Euhedral-crystallised chlorite mainly develops in sandstones with high porosity, high permeability and open flow systems. Pore-lining chlorite can inhibit quartz overgrowth but cannot effectively prevent pore-filling of authigenic quartz, carbonate and kaolinite cements, and therefore cannot prevent porosity destruction. However, the occurrence of pore-lining chlorite is a barometer of good reservoir quality and intense hydrodynamic conditions.     

青海柴达木盆地北缘构造带九龙山地区侏罗系储层特征

通过对九龙山地区重点探井岩心样品的观测、薄片鉴定、扫描电镜分析,结合储层物性和压汞数据,系统研究了九龙山地区侏罗系碎屑岩储层的岩石学特征、物性特征、成岩作用及孔隙演化规律。结果表明,碎屑岩储层主要以粗砂岩、中砂岩和细砂岩为主;胶结物类型主要为碳酸盐类胶结物、硅质胶结和自生黏土矿物;孔隙类型以残余粒间孔隙和溶蚀孔隙为主,孔隙与吼道匹配关系较好;储集岩成分成熟度低、结构成熟度中等-差;颗粒间主要以点-线接触为主;储集岩成岩作用较强,主要处于中成岩阶段A期。     

陆相碎屑岩成岩作用系统研究进展及发展趋势

文章围绕陆相碎屑岩成岩作用系统这一议题,概述了成岩作用系统研究的发展历程,总结近年来国内外成岩作用系统的研究进展,提出了未来的研究趋势。认为当前陆相碎屑岩成岩作用系统研究取得的进展包括5个方面:(1)原始沉积环境对成岩作用系统的影响,(2)成岩流体对成岩作用系统的影响,(3)构造作用对成岩作用系统的影响,(4)成岩系统的封闭性与成岩作用的关系,(5)层序控制下的成岩响应。未来成岩作用系统研究的趋势:各种实验手段的革新和综合利用、成岩系统过程恢复、成岩作用定量化研究及多学科交叉融合等方面将是未来成岩作用系统研究的主要方向,必将推动成岩作用系统研究进入新的阶段。     

比如盆地北部碎屑岩储层特征及评价

比如盆地北部比如-那曲-索县地区碎屑岩储层发育于中下侏罗统希湖群、中上侏罗统拉贡塘组、下白垩统多尼组和上白垩统竞柱山组。通过储集物性和成岩作用等研究,认为比如盆地北部地区碎屑岩成岩作用较为强烈,多属于晚成岩期。储集空间类型以次生溶孔为主,孔隙结构主要为微-细孔微喉型。储层的物性主要受成岩作用、岩性和沉积相控制。竞柱山组物性较好,拉贡塘组次之,希湖群和多尼组的物性较差。     

The upper thermal stability of chlorite + quartz: an experimental study in the system MgO-Al2O3-SiO2-H2O

Experiments up to water pressures of 21 kbar have been undertaken to bracket the reactions chlorite + quartz = talc + kyanite + H₂O, chlorite + quartz = talc + cordierite + H₂O, and talc + kyanite + quartz = cordierite ± H₂O by reversed runs in the system MgO-Al₂O₃-SiO₂-H₂O (MASH). These reaction curves intersect at an invariant point (IP1) at PH₂O = 6.4 ± 0.2 kbar and a temperature of 624 ± 4°C. The curve of the chlorite + quartz breakdown to talc + kyanite + H₂O at water pressures above 6.4 kbar shows a negative dP/dT, with the slope decreasing with rising pressure, whereas the slope of the breakdown curve to talc + cordierite + H₂O at water pressures is clearly positive. The composition of the chlorite solid solution reacting with quartz has been estimated to be approximately Mg_4.85Al_1.15[Al_1.15Si_2.85O₁₀](OH)₈ over the entire pressure range investigated. The composition of the talc solid solution forming by the breakdown of chlorite + quartz appears to be Mg_2.94Al_0.06[Al_0.06Si_3.94O₁₀](OH)₂ at PH₂O = 2kbar. With increasing pressure, the Al content of talc decreases, reaching a value of about 0.06 atoms per formula unit at P,H₂O = 21 kbar. As a consequence of the new experimental data, the existing phase topologies of the MASH-system and K₂O-MASH-system have been revised. For example, the invariant point IP1 and the univariant reaction curve kyanite + talc + H₂O = chlorite + cordierite are stable. For this reason, the development of medium- to high-temperature metamorphic rocks compositionally approximating the MASH-system must be reconsidered. The whiteschists from Sar e Sang, Afghanistan, are treated as an example. The application of the present experimental data to metamorphic rocks of more normal composition requires the examination of the influence of further components. This leads to the conclusion that the introduction of Fe²⁺ into magnesian chlorite extends its stability field in the presence of quartz by 10°-15°C in comparison with pure Mg-chlorite.     

鄂尔多斯盆地东南部延长组储层成岩体系研究

鄂尔多斯盆地东南部延长组具有丰富的油气资源,储集层为一套致密低渗透砂岩,油气的富集与致密低渗透背景下的高效储层有关。通过铸体薄片、背散射、扫描电镜及能谱分析,结合孔、渗测定,认为:①延长组高效储层的形成与绿泥石环边有密切关系,绿泥石环边的出现是三角洲前缘沉积环境、富黑云母的长石砂岩和咸—微咸水的湖泊水体在空间上耦合的产物;②绿泥石环边抵消了一部分埋藏过程中上覆地层的机械压实作用,减缓了由于压实作用而引起的原生孔隙的减低,而且有抑制石英次生加大的作用;③同生期形成的方解石可以使颗粒呈嵌晶接触,形成致密层,但是这部分方解石量小且分布不均匀;④自生石英在纵向上变化明显,封闭体系中形成的SiO2由于绿泥石环边的抑制作用,以雏晶的形式产出;而半封闭体系中形成的SiO2可向上发生运移,在绿泥石环边不连续或欠发育的层段以加大边的形式产出。通过成岩体系研究,可以明确高效储层的形成机理,指导岩性油气藏的勘探。     

储层砂岩中自生绿泥石对孔隙结构的影响——来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的研究结果

通过对鄂尔多斯盆地陇东地区延长组10个砂岩样品的薄片分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、物性分析和压汞分析,研究了这些砂岩中自生绿泥石含量与各种孔隙结构参数之间的关系。研究结果表明：①在孔隙度变化不大的情况下,随着自生绿泥石含量的增加,砂岩的渗透率降低,排驱压力和中值压力增加,与之对应的喉道半径显著减小,同时喉道均值和各种类型喉道的百分数也都显著降低。②自生绿泥石含量的增加可以改善喉道的分选性和非均质性,但这是牺牲了大喉道的数量来实现的。③砂岩中自生绿泥石含量的增加还会显著降低退出效率。因此,在孔隙度类似的前提下,以孔隙衬里方式产出的自生绿泥石含量的增加,会降低砂岩储层的质量并影响烃类开发的效果。     

吐哈盆地鄯善弧形构造带碎屑岩的成岩作用

吐哈盆地鄯善弧形构造带三间房组储集层的成岩作用类型主要为压实作用、胶结作用和溶蚀作用。成岩作用改变了砂岩储集层的孔隙结构。压实作用和胶结作用降低了砂岩的原生孔隙度,溶解作用产生的次生孔隙成为主要的汕气储集空间。     

储层砂岩中自生绿泥石对孔隙结构的影响——来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的研究结果

通过对鄂尔多斯盆地陇东地区延长组10个砂岩样品的薄片分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、物性分析和压汞分析,研究了这些砂岩中自生绿泥石含量与各种孔隙结构参数之间的关系。研究结果表明：①在孔隙度变化不大的情况下,随着自生绿泥石含量的增加,砂岩的渗透率降低,排驱压力和中值压力增加,与之对应的喉道半径显著减小,同时喉道均值和各种类型喉道的百分数也都显著降低。②自生绿泥石含量的增加可以改善喉道的分选性和非均质性,但这是牺牲了大喉道的数量来实现的。③砂岩中自生绿泥石含量的增加还会显著降低退出效率。因此,在孔隙度类似的前提下,以孔隙衬里方式产出的自生绿泥石含量的增加,会降低砂岩储层的质量并影响烃类开发的效果。