东营凹陷沙河街组三段地层特征及典型成岩矿物组合研究

在对东营凹陷沙河街组三段地层特征、成岩矿物在不同构造带分布研究基础上,探讨了自生黄铁矿、含铁碳酸盐等典型成岩矿物的形成及其与油气的关系。针对自生黄铁矿-碳酸盐矿物-自生石英矿物组合,提出了示烃球的新认识并将其分为两大类,I型示烃球主要分布于含油性较好层段,II型示烃球主要分布于烃类活动相对较弱的非含油层段。烃类活动导致自生黄铁矿的形成,这是形成示烃球的重要原因。     

冀中坳陷廊固凹陷河西务构造带古近系沙河街组四段储集层孔隙度演化定量研究

薄片鉴定、流体包裹体分析、埋藏演化史与有机质热演化史分析、膏岩层脱水及黏土矿物转化分析等研究表明：河西务构造带古近系沙河街组四段储集层经历了碱性→酸性→碱性→弱酸性→弱碱性的成岩环境演化过程;成岩作用演化序列为：压实作用→长石溶蚀和(或)石英加大→碳酸盐胶结和(或)硬石膏胶结→少量碳酸盐胶结物溶解→少量黄铁矿胶结。利用“反演回剥”的原理, 以铸体薄片资料为基础, 计算了各关键成岩作用对储集层面孔率的贡献量, 并利用面孔率-孔隙度的函数关系, 结合机械压实校正, 定量地恢复了不同成岩特征储集层的实际孔隙度演化史。根据孔隙度演化史与油气成藏史匹配关系, 河西务构造带沙四段储集层第1期油气成藏时期储集物性较好, 孔隙度高达20％左右。第2期油气成藏时期, 北部区块储集层碳酸盐胶结强烈, 孔隙度急剧降低至7％左右, 不利于油气充注补充;而南部区块储集层碳酸盐胶结作用弱, 孔隙度仍以大于10％为主, 有利于油气充注补充和成藏, 成为有利勘探目标。     

库车凹陷克拉2气田储层成岩作用和油气充注特征

克拉2气田是中国陆上勘探已知最大的天然气气田,下白垩系巴什基奇克组砂岩是其主力储层.为了揭示本区储层成岩作用和油气充注之间的成因联系,综合应用偏光显微镜、阴极发光显微镜、扫描电镜、CT扫描三维重构、X-射线衍射、荧光光谱、显微测温和激光拉曼等技术手段研究了克拉2气田储层的成岩作用和油气充注期次及特征,并且探讨了油气充注对成岩作用的影响.研究结果显示:本区的成岩矿物组合为石英次生加大边、方解石、白云石,铁白云石,微晶石英和自生高岭石.发育3期油气充注:第1期为低温高盐度的低成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙、长石解理和方解石胶结物中的黄褐色荧光包裹体为代表,充注时间为18 Ma;第2期为高温高盐度的高成熟油气流体,以记录在石英愈合裂隙和白云石胶结物中的黄白-蓝白色荧光包裹体为代表,充注时间为6 Ma;第3期为高温低盐度的天然气充注,以记录在石英愈合裂隙和铁白云石胶结物中的无荧光气烃包裹体为代表,充注时间4 Ma.本区储层中自生高岭石、微晶石英和储层沥青是晚期天然气充注对储层改造的结果.      

东营凹陷中央隆起带沙河街组碳酸盐胶结物发育特征及其形成机制

碳酸盐胶结物是东营凹陷中央隆起带砂岩储层中重要的自生矿物,但其形成机制目前尚无深入研究.首先在岩相观察下针对东营凹陷中央隆起带沙河街组的碳酸盐胶结物进行期次划分并归纳其发育特征,再依据各期碳酸盐胶结物的共生矿物、碳氧同位素组成、流体包裹体温度、元素化学成分等信息对其形成机制进行研究.研究结果表明:研究区碳酸盐胶结物的碳不仅受到有机质成熟过程中排放的有机酸的影响,还受到沙四段沉积的湖相碳酸盐岩溶解的影响.研究区沙河街组主要发育四期碳酸盐胶结物:第一期碳酸盐胶结物以白云石为主,其形成过程与甲烷细菌对有机质的分解作用有关;第二期碳酸盐胶结物以方解石为主,与第一期碳酸盐胶结物之间夹有一层绿泥石薄膜,胶结物的形成与孔隙流体的浓缩导致的Ca、HCO₃-过饱和现象相关;第三期碳酸盐胶结物主要为方解石、白云石和铁白云石,以充填长石溶孔和原生孔隙为特征,其物质来源于长石的溶蚀及泥岩的脱水作用;第四期碳酸盐胶结物多为铁方解石和铁白云石,以充填早期碳酸盐溶蚀后形成的次生孔隙为特征,物质来源于粘土矿物的转化,多与黄铁矿颗粒共生,其形成过程受到烃类流体活动的影响.      

博兴洼陷东南部沙四段储层的流体史研究

通过成岩矿物的世代关系、流体包襄体研究和荧光检测，重现了研究区沙四段深部(2700m～3000m)和浅部(1600m～2700m)流体活动和油气充注历史。流体充注过程为：晚成岩阶段早期富含有机质的酸性流体形成和运移，碳酸盐矿物溶解和次生孔隙形成→东营末期第一期石油运移→第一期盐水流体运移和石英沉淀结晶→馆陶期—明化镇期开始第二期石油运移→第二期盐水流体运移和新的石英结晶。浅部储层中缺少第一期石油充注和第二期盐水流体充注。盐水流体可能与油田底水或边水相当。富含有机的酸性流体与岩石作用时，矿物的溶蚀有利于次生孔隙的形成。     

高邮凹陷南坡真武—曹庄地区戴南组砂岩成岩作用及其对储层性质的影响

在详细岩心观察描述的基础上, 利用铸体薄片、扫描电镜、压汞分析、X-射线衍射、埋藏史-热史模拟等多种分析测试手段, 对戴南组砂岩成岩作用特征进行了详细研究, 发现砂岩储层主要经历了压实、胶结、溶蚀和交代作用, 自生胶结物主要有高岭石等粘土矿物、铁碳酸盐、石英、长石及硬石膏等, 发生溶蚀则主要为长石和岩屑, 戴南组地层现今主要处于晚成岩的A期.戴南组砂岩储层主要受压实作用、高岭石胶结、铁碳酸盐胶结、石英次生加大及溶蚀作用的影响, 发育塑性组分溶蚀成岩相和高岭石充填成岩相的储层性质往往较好, 是有利的油气储集带; 而发育压实-充填成岩相和碳酸盐胶结成岩相的储层孔渗性能很差, 多为致密储层.      

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。     

中等地温场、长深埋期石英砂岩类储层成岩作用与孔隙度演化模式——以鄂尔多斯盆地延安地区下石盒子组为例

以鄂尔多斯盆地延安地区下石盒子组储层为研究对象,在储层成岩作用、埋藏史与热史研究的基础上,应用动力学模型与作用模拟方法分析了该区孔隙度演化史。结果表明,中等地温场、长深埋期煤系地层内的石英砂岩类储层,成岩早期孔隙介质呈酸性而缺乏早期碳酸盐胶结物,压实损失孔隙度较大;溶蚀作用产生了一定的次生孔隙,但长深埋期、较高地温环境下溶蚀产物沉淀为更为稳定的次生石英和黏土矿物,加之含铁碳酸盐胶结物的胶结与交代,造成粒间孔隙大量封闭的同时,又充填了部分溶孔;压实损失孔隙度较大的情况下,石英次生加大的普遍发育及黏土矿物与含铁碳酸盐胶结物的充填,往往造成此类储层为低渗—超低渗储层。     

松辽盆地红岗油田白垩系青山口组含片钠铝石砂岩自生矿物共生序列

松辽盆地红岗油田白垩系青山口组发育含片钠铝石砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、阴极发光 仪、Ｘ射线衍射等多种技术手段,对含片钠铝石砂岩的碎屑成分、胶结物类型及自生矿物共生序列等特征进行 了研究。该区含片钠铝石砂岩为岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩,胶结物有次生加大长石、次生加大石英、自生 石英微晶、黏土矿物、片钠铝石、方解石、铁方解石及铁白云石。方解石的形成分为两期,第１期方解石为原 始生物碎屑颗粒溶蚀溶解的产物,第２期方解石可能与ＣＯ^２ 充注后钙长石及早期碳酸盐矿物的溶蚀溶解有关。 含片钠铝石砂岩的自生矿物共生序列为：次生加大长石、早期次生加大石英-自生石英微晶-早期高岭石、第１ 期方解石、片钠铝石-晚期次生加大石英-晚期高岭石、第２期方解石、铁方解石、铁白云石。其中ＣＯ^２ 注入 后的矿物共生组合为：片钠铝石-晚期次生加大石英-晚期高岭石、第２期方解石、铁方解石、铁白云石。     

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。     

海拉尔盆地贝尔凹陷含片钠铝石沉凝灰岩的成岩作用

以海拉尔盆地贝尔凹陷大磨拐河组-伊敏组的含片钠铝石火山碎屑岩为研究对象,采用偏光显微镜、扫描电镜及配套能谱、茜素红 S染色、阴极发光和X 射线衍射分析等技术手段,对研究样品的岩石类型、自生矿物种类及共生序列进行了详细研究。贝尔凹陷发育片钠铝石的宿主岩石类型为沉凝灰岩,自生矿物以发育片钠铝石、铁白云石和菱铁矿三种碳酸盐矿物为主,片钠铝石含量高达25%。成岩共生序列为菱铁矿Ⅰ→高岭石、石英次生加大→片钠铝石→微晶石英→方解石→铁白云石→菱铁矿Ⅱ→沥青。不同于国内外其它地区发现片钠铝石的主要产状为充填孔隙,本区内发育的片钠铝石以交代长石、石英、岩屑颗粒和高岭石基质为赋存特征,表明沉凝灰岩中的长石、岩屑、高岭石基质可以为其提供金属离子物质来源,并在CO2参与下,与成岩流体反应生成片钠铝石。大量碳酸盐矿物（15-44%）的发育证明了火山碎屑岩具有较高的CO2矿物捕获能力。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷与松辽盆地孤店CO2气田含片钠铝石砂岩的岩石学特征

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南屯组与松辽盆地孤店CO₂气田泉头组发育大量含片钠铝石砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、茜素红-S染色、X射线衍射、电子探针与INCA能谱分析等,对含片钠铝石砂岩的骨架碎屑组分、胶结物与自生矿物、成岩共生序列等岩石学特征进行了系统研究。研究表明,含片钠铝石砂岩的岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩,粒度以细粒、细-中粒为主,分选差-中等。砂岩中胶结物主要为次生加大石英、自生石英、片钠铝石、铁白云石和粘土矿物。其中,片钠铝石最高可达砂岩总体积的22％在砂岩中或以放射状、束状、菊花状、杂乱毛发状、毛球状、板状等集合体充填孔隙,或呈束状和板状交代长石和岩屑。电子探针与INCA能谱综合分析表明,片钠铝石主要由Na、Al、O、C等组成。在含片钠铝石砂岩中,成岩共生序列依次为粘土矿物包壳-次生加大石英、自生石英、自生高岭石-油气充注-CO₂充注-片钠铝石-铁白云石。其中,CO₂注入前形成的自生矿物组合主要为次生加大石英、自生石英和自生高岭石,CO₂注入后形成的自生矿物组合主要为片钠铝石和铁白云石。     

Applications of Light Stable Isotopes(C,O, H) in the Study of Sandstone Diagenesis: A Review

This article reviews the applications of light stable isotope, including carbon, oxygen and hydrogen, in thestudies on origin and formation temperature of authigenic carbonate, quartz and clay minerals. Theoretical knowledge andanalytical methods for major light stable isotopes are introduced in detail. Negative and positive δ¹³C values indicatesignificant differences on the origin of carbonate cements. The δ¹⁸O value is an effective palaeotemperature scale forauthigenic minerals formation. Various fractionation equations between δ¹⁸O and temperature are proposed for carbonatecements, quartz cements and clay minerals, whose merit and demerit, applicable conditions are clarified clearly. Clumpedisotope analysis can reconstruct the temperature of carbonate precipitation with no requirement on the δ¹⁸O of initial waters,which makes temperature calculation of carbonate cements formation more convenient and accurate. Hydrogen and oxygenisotopes mainly reflect the origin of diagenetic fluid for clay mineral formation, providing reliable evidence for diageneticenvironment analysis. This work aims at helping researchers for better understanding the applications of light stable isotopein sandstone diagenesis.     

Diagenesis in the Middle Jurassic Khatatba Formation sandstones in the Shoushan Basin,northern Western Desert,Egypt

The Middle Jurassic Khatatba Formation acts as a hydrocarbon reservoir in the subsurface in the Western Desert, Egypt. This study, which is based on core samples from two exploration boreholes, describes the lithological and diagenetic characteristics of the Khatatba Formation sandstones. The sandstones are fine‐ to coarse‐grained, moderately to well‐sorted quartz arenites, deposited in fluvial channels and in a shallow‐marine setting. Diagenetic components include mechanical and chemical compaction, cementation (calcite, clay minerals, quartz overgrowths, and a minor amount of pyrite), and dissolution of calcite cements and feldspar grains. The widespread occurrence of an early calcite cement suggests that the Khatatba sandstones lost a significant amount of primary porosity at an early stage of its diagenetic history. In addition to calcite, several different cements including kaolinite and syntaxial quartz overgrowth occur as pore‐filling and pore‐lining cements. Kaolinite (largely vermicular) fills pore spaces and causes reduction in the permeability of the reservoir. Based on framework grain–cement relationships, precipitation of the early calcite cement was either accompanied by or followed the development of part of the pore‐lining and pore‐filling cements. Secondary porosity development occurred due to partial to complete dissolution of early calcite cements and feldspar. Late kaolinite clay cement occurs due to dissolved feldspar and has an impact on the reservoir quality of the Khatatba sandstones. Open hydraulic fractures also generated significant secondary porosity in sandstone reservoirs, where both fractures and dissolution took place in multiple phases during late diagenetic stages. The diagenesis and sedimentary facies help control the reservoir quality of the Khatatba sandstones. Fluvial channel sandstones have the highest porosities and permeabilities, in part because of calcite cementation, which inhibited authigenic clays or was later dissolved, creating intergranular secondary porosity. Fluvial crevasse‐splay and marine sandstones have the lowest reservoir quality because of an abundance of depositional kaolinite matrix and pervasive, shallow‐burial calcite and quartz overgrowth cements, respectively. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

鄂尔多斯盆地延长组次生矿物与裂缝形成时限分析

鄂尔多斯盆地延长组发育大量构造裂缝,对于裂缝的形成机理、成因动力学以及与油气成藏关系都已得到了比较系统的研究,但对于裂缝中充填的次生矿物,以及次生矿物与裂缝形成时限之间的关系,尚鲜有研究。本文在次生矿物的矿化作用和成岩作用分析基础之上,应用碳氧同位素和流体包裹体分析方法,结合区域构造热事件以及盆地热演化史,对次生矿物与裂缝形成时限的约束关系进行研究。首先,通过次生矿物的镜下观察分析,获知充填次生矿物的裂缝为张性裂缝,且可判断裂缝扩展方向;根据成岩作用分析,裂缝在形成时间上早于或同期于次生矿物形成时间。其次,根据延长组储层砂岩和裂缝中碳酸盐胶结物的碳氧同位素分析,得知露头中大量被碳酸盐胶结物充填的E-W 和N-S 向裂缝,在形成时间上早于或与碳酸盐脉体同期形成。最后,结合流体包裹体和盆地埋藏热演化史分析,得知盆内地下大量的热液活动主要发生在140～100 Ma 之间（即早白垩世）,也是盆地大规模成岩作用时期。基于上述分析,充填碳酸盐胶结物的E-W 向和N-S 向裂缝组,在形成时间上,应早于或同期于充填次生矿物的形成时间,即在早白垩世或者早白垩世之前形成。     

准噶尔盆地克拉美丽气田滴西14井区石炭系蚀变凝灰岩储层热液作用过程及时限

为明确克拉美丽气田滴西地区石炭系蚀变熔结凝灰岩储层经历的流体作用及成岩孔隙演化过程,利用铸体薄片观察、扫描电镜、电子探针、阴极发光、荧光、微量/稀土元素分析及U-Pb同位素定年等方法技术开展综合研究.结果表明,火山碎屑物质的溶解及成岩转化为自生矿物的形成提供了物质基础;成岩过程中因埋藏、生烃、热液充注等活动而产生的成岩环境改变是控制区内孔隙形成及演化的重要因素:伴随着有机质的成熟,有机酸溶蚀形成大量晶屑铸模孔并在孔隙中沉淀出高岭石及石英;随着酸性流体向碱性转变,在溶蚀孔隙中沉淀出钠长石以及方解石,其充填作用使孔隙急剧减少;燕山中期（135±27 Ma）的构造热事件对储层形成及演化起到关键作用:高温、含硅热液流体的充注使基质中的伊利石转变为钾长石,同时二次溶解形成的Ca2+与流体携带的P5+、Ti4+、F-等离子结合形成含氟磷灰石、榍石充填孔隙,多余的SiO₂则在孔隙中沉淀出石英.随着成岩环境再次向碱性、还原环境转变,含砷黄铁矿进一步在孔隙中形成,高岭石则进一步向绿泥石转化.温度升高引起的脱玻化、黏土矿物/沸石矿物转化、重结晶作用以及溶解作用在一定程度上增加了岩石中的次生储集空间,有利于油气的储集.      

The effects of diagenesis on the reservoir characters in sandstones of the Late Cretaceous Pab Formation,Kirthar Fold Belt,southern Pakistan

The Maastrichtian Pab Formation in the southern part of Pakistan is composed of fine- to very coarse-grained texturally mature quartz arenite and subordinate sublitharenite varieties. The sandstones have undergone intense and complex diagenetic episodes due to burial and uplift. Diagenetic modifications were dependent mainly on the clastic composition of sandstone, burial depth and thrust tectonics. Diagenetic events identified include compaction, precipitation of calcite, quartz, clay minerals and iron oxide/hydroxide, dissolution and alteration of unstable clastic grains as feldspar and volcaniclithic fragments as well as tectonically induced grain fracturing. The unstable clastic grains like feldspar and lithic volcanic fragments suffered considerable alteration to kaolinite and chlorite. Dissolution and alteration of feldspar and volcanic lithic fragments and pressure solution were the main sources of quartz cements. Mechanical compaction and authigenic cements like calcite, quartz and iron oxide/hydroxide reduced the primary porosity, whereas dissolution of clastic grains and cements has produced secondary porosity. Chlorite coatings on clastic grains have prevented quartz cementation. Coarse-grained, thick bedded packages of fluviodeltaic, shelf delta lobe and submarine channels facies have higher average porosity than fine-grained, thin bedded and bioturbated sandstone of deeper shelf and abyssal plain environments and these facies are concluded to be possible future hydrocarbon prospects.     

海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩自生碳酸盐矿物分布及对储层物性的影响

为了查明火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的分布特征及对储层物性的影响,以海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩为研究对象,调查火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物的类型,并通过统计50余口探井的碳酸盐含量及储层物性数据,探讨其分布特征及对储层物性的影响。结果表明：海拉尔盆地贝尔凹陷火山碎屑岩中自生碳酸盐矿物主要为方解石和白云石,其次为菱铁矿、片钠铝石和铁白云石;纵向上随着埋藏深度增加出现两个碳酸盐含量高值带,分别出现在1 500～1 900m和2 200～2 700m深度,前者主要为以胶结作用为主的连生方解石和显晶方解石及菱铁矿,后者主要为以交代作用为主的晚期方解石、白云石、铁白云石和片钠铝石;湖底扇等分选较差的沉积相为碳酸盐矿物发育的有利相带,扇-辫状河三角洲相为次有利相带;靠近德尔布干深大断裂的井碳酸盐含量要高于远离该断裂的井,且在该断裂附近的德2、德6和德8等井中见片钠铝石自生矿物,这主要因为断层是CO2逸散的通道,断层处的富CO2流体能够与围岩反应生成碳酸盐矿物;熔结凝灰岩和凝灰岩中的碳酸盐矿物含量要高于沉凝灰岩、凝灰质砂岩及普通砂岩,这主要因为火山岩及火山碎屑物质中金属离子含量高,易于释放,从而结合CO23-形成碳酸盐矿物;贝尔凹陷内储层孔隙度和渗透率等参数与碳酸盐含量呈负相关关系,说明碳酸盐含量对储层物性主要起破坏作用。