不同温度条件下乙酸对长石溶蚀过程的实验研究

本文报道了不同埋藏温压条件下乙酸对条纹长石溶蚀过程的实验研究。结果证明:１）在条纹长石溶蚀过程中，Ｋ、Ｎａ、Ａｌ优先释放，Ｓｉ是最后释放的元素。２）在相对低温的条件下，长石溶出主要元素的比例远远偏离其化学组成，在相对高温的条件下，则接近其化学组成。３）在条纹长石中.钠长石比钾长石更容易分解。４）温度升高对条纹长石中Ｓｉ的影响最大，其温度效应分别是Ｋ、Ａｌ、Ｎａ的９.２，８.６和５.４倍。５）不同温度区间Ｓｉ，Ａｌ的温度效应存在显著的差别，Ａｌ主要在小于９５℃区间释放，而Ｓｉ主要在大于９５℃区间释放，此时将有约２/３的Ｓｉ不能加入到高岭石中。因而在埋藏成岩过程中，自生ＳｉＯ_２矿物沉淀造成的孔隙封堵作用主要发生在地温大于９５℃的埋深中。６）相对高温高压的实验中获得了蛋白石等自生ＳｉＯ_２矿物的沉淀，进一步证明Ｓｉ主要是在高温区间释放的。     

第三系红层中石膏溶蚀特性及其对工程的影响

第三系红层中石膏分布比较广泛,大量的实验证明,石膏发生溶蚀的主要是含Ca2 的物质,并且溶蚀速率和与水接触的方式以及水头压力大小有直接关系。结合现场资料,将渗透系数K=10-5cm s作为石膏在第三系红层泥岩封闭下发生溶蚀的判据。同时针对水利工程中石膏溶蚀以及对砼的腐蚀性提出了相应的防治措施。     

油气田古岩溶与深岩溶研究新进展

项目来源：国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发”研究专题 起止时间： 1996年—2000年 项目负责人：夏日元 主要完成人：夏日元唐健生罗伟权邓自强关碧珠 承担单位：中国地质科学院岩溶地质研究所 古岩溶是指地质历史时期而非现代营力环境下形成的岩溶；深岩溶则为不受地表侵蚀基准面控制环境条件下的深埋藏岩溶作用。近年来，鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地及塔里木盆地等深埋藏碳酸盐岩中的油气勘探相继取得了重大突破，在埋藏深度大于2000～3000m的碳酸盐岩中发现了高产古岩溶储集层。由于储集空间主要为岩溶孔洞、裂缝等，非均质性明显，空间分布规律复杂，加之碳酸盐岩储层经历了漫长的岩溶作用过程(既有地质历史时期近地表环境下的古岩溶作用，又经历了长期逐渐被埋藏过程中深岩溶作用的叠加与改造)，造成油气储集规律十分复杂，给勘探、开发带来了一定难度。为此，从1996年起，国家“九五”重点科技攻关项目“中国大中型气田勘探开发研究(96—110)”特设立了油气田碳酸盐岩古岩溶与深岩溶专题研究。 专题研究采用古水文地质综合方法、溶蚀作用地球化学物理和数学模拟、岩石地球化学测试、岩溶储层介质结构定量评价和预测等技术手段，系统研究了鄂尔多斯盆地和渤海湾盆地奥陶系碳酸盐岩古岩溶和深岩溶的形成条件、影响控制因素和发育特征，揭示了不同时期岩溶作用的机制、发育演化特征及其与油气富集关系，识别出多种多样的古岩溶成因类型： (1)鄂尔多斯盆地古岩溶包括早期“层状岩溶”、中期“膏溶”和晚期“断裂系统岩溶”三个发育演化阶段。“膏溶”作用起关键作用，古岩溶地貌形态对油气富集有明显的控制作用； (2)深岩溶包括压释水岩溶和热水岩溶两种类型。压释水岩溶是指在压力差驱动下，上覆煤系地层成岩压实过程中释放出来的酸性水，通过渗流窗口侵入古风化壳产生对流循环而形成的岩溶。具有“水平渗流”、“侧向渗流—对流循环”、“纵向对流循环”三种发育模式，与烃类运移、聚集的关系为：早期为烃类改善运移通道，中期改造贮存空间，晚期对储集体形成封闭； (3)热水岩溶为奥陶系古风化壳深埋藏后，受燕山运动构造热事件影响，古地温梯度明显增高，呈承压状态向上运移的具有溶蚀能力的深循环热水对可溶岩所产生的溶蚀作用。热水岩溶主要经历了深循环对流热水形成、溶蚀与白云岩化作用两大阶段，对油气藏的形成具有建设性作用； (4)渤海湾盆地黄骅坳陷奥陶系碳酸盐岩岩溶发育主要经历了三个演化阶段：①加里东晚期—海西早期裸露古岩溶；②印支—燕山早期裸露和浅埋藏古岩溶：③燕山晚期—喜山期埋藏深岩溶。通过研究，建立了向斜翼部侵蚀洼地排泄型、向斜轴部山间洼地排泄型、山前浅埋藏断陷盆地型等三种古岩溶发育模式，以及倾斜垒式断块压释水作用、深埋褶断凸起构造压释水作用、深大断裂带高位掀斜断块热水作用等三种深岩溶发育模式。 (5)建立了各类古岩溶和深岩溶发育演化模式，提出了岩溶型油气储层定量评价和预测的模拟勘探技术，预测了三处有利勘探块区，取得了一定社会经济效益。     

碳酸盐岩土壤CO2的动态特征及其对溶蚀作用的驱动

由于气候及人类活动等环境因素的影响，直接观测碳酸盐岩－大气系统中ＣＯ２剖面的动态及行为比较困难，作者以碳酸盐岩发育的土壤作为ＣＯ２产生，贮存，运移的介质，对土壤剖面中ＣＯ２的分布及动态特征，不同深度标准石灰岩溶蚀试片的溶蚀作用以及岩溶地下水的水化学参数进行了观测研究，并结合以往的研究资料，对岩溶作用的气体动力学机制进行了探讨，获得如下新认识，（１）土壤剖面ＣＯ２分布特征与气候密切相关，在旱季，土壤     

选择性溶蚀过程中位错效应的定量测定研究

本文简述了位错强化的选择性溶蚀(DESD)作用的微观机理。位错首先是用来测定静态显微构造的。结构动能学方面的评述揭示了位错显微构造与计算的相同数量级的位错密度反映的能量变化相对应,因而可引入溶蚀作用的确切动能表达法。位错强化的溶蚀作用是最有效的显微结构,它组成了自由位错密度的一个极大梯度值。本文介绍的位错动力学原理指出DESD的显微构造与相对较低的同源温度和应力相关。因此,DESD显微构造以及有利于DESD机理产生的条件可以出现在地壳不同的深度范围内,并且取决于矿物集合体类型。目前对任何单矿物DESD边界条件的精确测定是有困难的,主要由于实验中缺少恰当参数,比如位错活动应力。用来估计位错活动应力的实验在本文中也将作简单介绍。DESD和由弹性应变控制的溶蚀两者的宏观结构差异可通过计算机模拟来定量研究,它主要依据由DESD和弹性机理引起溶蚀处的粒径大小来确定。     

TSR对深部碳酸盐岩储层的溶蚀改造——四川盆地深部碳酸盐岩优质储层形成的重要方式

四川盆地海相层系发现的大气藏部含或高舍硫化氢,都发育一定厚度的优质储层,而且优质储层与硫化氢分布具有密切的关系,即气藏硫化氢含量越高,储层性质越好,气藏产能也越大。研究发现,在 TSR(硫酸盐热化学还原反应)过程中,随着膏质岩类的溶解(为 TSR 反应提供 SO_4~(2-)),使储集孔隙初步得到改善;而 TSR 产生的硫化氢溶于水形成的氢硫酸,具有强烈腐蚀性,加速了储层中白云岩的溶蚀,形成孔隙极其发育的海绵状孔洞体系,并呈层状分布。电镜下可以清晰看到白云石晶面的溶蚀坑及溶孔中 TSR 产生的硫磺晶体。溶孔中自生碳酸盐的碳同位素在-10.3‰～18.2‰,而地层碳酸盐的碳同位素在 3.7‰～ 0.9‰,证实了 TSR 过程中有机-无机的相互作用,即有机成因烃类中的碳转移到次生碳酸盐岩中。包裹体分析表明,次生方解石中的包体富含硫化氢,且均一温度多数在160℃以上,具备 TSR 发生的温度条件;硫化氢和硫磺的硫同位素比地层硫酸盐的硫同位素偏轻8‰左右,是 TSR 作用的证据。因此高含硫化氢气藏的优质储层是在早期埋藏溶蚀作用的基础上,后期发生 TSR 及其形成的酸性流体对深埋碳酸盐岩储层再次进行深刻改造和强烈溶蚀作用的结果;同时可以运用硫化氢来预测碳酸盐岩优质储层的分布。     

高纯球形-准球形亚微米晶质SiO2材料的制备与表征

以天然粉石英为基本原料,通过氢氟酸与盐酸混合酸溶蚀技术和机械强力搅拌处理,制备了高纯球形-准球形亚微米晶质SiO2材料。XRD,SEM表征结果表明,制备的高纯球形亚微米晶质SiO2材料为纯结晶SiO2相,粒子呈球形-准球形,球化-准球化率达80%～90%,粒径一般为300 nm～800 nm;其化学组成为:w(SiO2)99.90%,w(Al2O3)192×10-6,w(Fe2O3)33×10-6,w(Mg)1×10-6,w(Ca)2×10-6,w(Cl-)20×10-6。     

初论塔里木盆地砂岩储层中SiO2的溶蚀类型及其机理

根据显微镜观察,塔里木盆地砂岩储层中SiO₂溶蚀分为石英颗粒边缘溶蚀、次生加大边溶蚀和交代溶蚀。通过对石英颗粒和加大边溶蚀特征及其与粘土矿物组合、与碳酸盐胶结、与古油藏破坏以及现今油田水中Si离子含量等关系的综合研究,这些SiO₂溶蚀可能存在两种机理:碱性环境下的SiO₂溶蚀和有机酸(烃类微生物降解产生的有机酸以及有机质成熟产生的有机酸)引起的SiO₂溶蚀。第一种溶蚀类型较普遍,但程度微弱;第二种溶蚀类型主要发生在古油藏破坏和有机质成熟过程中,这种溶蚀较强烈但很局限。SiO₂的溶蚀作用可以为油气提供一定量的储集空间,这对于深埋的时代较老的志留-泥盆系储层具有重要意义。在古油藏中尽管烃类已经充注储层孔隙,但只要孔隙中存在有机酸或碱性孔隙水,SiO₂的溶蚀和石英次生加大的胶结等作用仍可进行。     

中国西部地区方沸石胶结相与碎屑岩次生优质储集层形成机制

含油气盆地碎屑岩次生优质储集层的发育,除了与广泛发育的方解石胶结相有关外,在中国西部还有一类与沸石族自生矿物胶结的成岩相有关,其中以溶蚀方沸石胶结相形成的次生优质储集层与油气聚集成藏又有十分密切的关联。经实例分析:与自生方沸石胶结有关的成岩相主要受控于扇(辫状河)三角洲前缘相带、火山岩物源和成岩早期的碱性环境;次生优质储集层的形成在时间上主要处于成岩中期A阶段,在空间上受控于邻近的烃源岩、圈闭和输导体的沟通。方沸石矿物在物理性质上具有抗压易溶(有机酸)作用,较其他常见的自生矿物(胶结物)相对优越,就方沸石易于溶蚀的特点而言是较为理想的自生矿物(胶结物)。其溶蚀对孔隙度的贡献率在50％～75％之间,发育几率占绝对优势。所以,在方沸石发育的相带中寻找以粒间溶蚀孔为主的优质储集层,具有可靠的操作性和现实性。     

塔中北斜坡鹰山组岩溶储层发育规律

塔中北斜坡奥陶系鹰山组的岩溶储层具有巨大的油气潜力。随着勘探和开发工作的细化,需要明确鹰山组内岩溶储层在空间上的展布形态。依据三维地震资料的反射特征,认为鹰山组顶部发育了四期次岩溶作用,经历了地层剥蚀—剥蚀与岩溶作用共存—岩溶发育—充填的成岩过程。各期次岩溶作用发生时潜水面逐渐上升,伴随有高构造部位的削蚀。提出了岩溶储层的多期次发育模式。