北黃海中生代殘留盆地砂巖成巖作用及其對(duì)孔隙的影響

黃驊坳陷第三系砂巖儲(chǔ)層的成巖作用隨埋深的增加具有明顯的規(guī)律性，屬正常埋藏成巖系列。不同埋深孔隙類型及發(fā)育程度有明顯差異，可劃分為３個(gè)孔隙演化帶：淺部帶（小于２２００ｍ）以原生孔隙為主；過渡帶（２２００～３０００ｍ）次生孔隙占３０％～５０％和深部帶（大于３０００ｍ）以次生孔隙為主。２２００～２５００ｍ是早成巖階段ａ，ｂ期的分界，３０００ｍ是早成巖與晚成巖階段的分界。埋深控制成巖作用，成巖作用決定孔隙演化，沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層的影響在一定埋深后居于次要地位。

估計(jì)頁巖質(zhì)砂巖地層中有效孔隙度是儲(chǔ)量計(jì)算和更好了解生產(chǎn)過程中一套地層特征的主要參數(shù)。晚二疊世－早二疊世ｔｉｒｒａｗａｒｒａ河流－三角洲砂巖是一套含高嶺石砂巖，也是庫(kù)珀盆地一套重要的儲(chǔ)層。來自１３０個(gè)樣品的巖相點(diǎn)計(jì)數(shù)和圖像分析，以及來自ｍｏｄｒａｒｉ和ｆｌｙ湖油田內(nèi)穿過ｔｉｒｒａｗａｒｒａ砂巖的１４口井的６５０個(gè)巖心樣品和電纜測(cè)井資料，與聲波曲線仁，能夠確定有效孔隙度。根據(jù)所有資料綜合，以及有關(guān)高嶺

運(yùn)用沉積學(xué)原理對(duì)塔中地區(qū)志留系經(jīng)歷復(fù)雜成巖演化的瀝青砂巖進(jìn)行研究分析,了解到該巖石主要經(jīng)過壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用等成巖作用。其膠結(jié)物的主要類型有綠泥石、伊利石、高嶺石、伊-蒙混層等粘土礦物以及碳酸鹽礦物、石英、長(zhǎng)石、黃鐵礦等?？紫额愋鸵粤ｉg孔隙、粒內(nèi)孔、鑄?？?、特大孔、裂縫孔隙等為主,其中以粒間孔隙最為發(fā)育,低地溫梯度有利于在深層形成次生孔隙。志留系瀝青砂巖儲(chǔ)層物性受沉積和成巖雙重因素的影響,成巖演化階段處于晚成巖a期。根據(jù)影響儲(chǔ)層物性的儲(chǔ)層成巖作用,可將成巖相類型劃分為不穩(wěn)定碎屑溶蝕成巖相、壓實(shí)-弱溶蝕成巖相、壓實(shí)充填成巖相、壓實(shí)壓溶成巖相、碳酸鹽膠結(jié)成巖相等幾種主要類型,成巖相類型決定了儲(chǔ)層性質(zhì),不穩(wěn)定碎屑溶蝕成巖相和壓實(shí)-弱溶蝕成巖相是本區(qū)較好的油氣儲(chǔ)層。

通過對(duì)塔里木盆地巴麥地區(qū)多口典型探井泥盆系東河塘組薄片的觀察與鑒定,東河塘組石英含量高,長(zhǎng)石和巖屑含量都在1%～4%范圍,成分成熟度高;主要的成巖作用有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕(溶解)作用等。綜合判斷認(rèn)為,泥盆系東河砂巖處在中—晚成巖階段,原生孔隙少,表生成巖溶解作用和埋藏溶蝕作用可以溶解多種可溶性雜基和碳酸鹽巖類基質(zhì),使儲(chǔ)層發(fā)育粒內(nèi)溶孔、鑄模孔、溶蝕擴(kuò)大等孔隙類型。但是由于儲(chǔ)層成巖作用過程有疊置,所以儲(chǔ)層的改善作用也有限,物性相對(duì)較差。

為了掌握離柳礦區(qū)煤體孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)含氣性的影響,基于壓汞和液氮吸附試驗(yàn)對(duì)區(qū)內(nèi)煤體孔隙結(jié)構(gòu)的全孔徑分布特征進(jìn)行定量分析,并對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)表征參數(shù)與煤體吸附常數(shù)、滲透率進(jìn)行線性擬合,結(jié)合理論分析闡明了孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)煤體含氣性的影響,結(jié)果表明:微孔、過渡孔對(duì)煤體孔隙體積貢獻(xiàn)率分別約為43%、44%,中孔、大孔的貢獻(xiàn)率相對(duì)較低;微孔對(duì)孔隙比表面積貢獻(xiàn)率高達(dá)71%,其次為過渡孔約27%,大孔僅占0.02%。微孔比表面積與瓦斯極限吸附量滿足指數(shù)函數(shù)關(guān)系,且在煤體比表面積構(gòu)成中占主導(dǎo)地位,控制著煤體的吸附氣含量。中孔、大孔在孔隙體積方面貢獻(xiàn)率僅為13%,對(duì)煤體游離氣含量影響較弱,卻與煤體滲透率存在一定正相關(guān)性,可作為游離氣的滲流通道和存儲(chǔ)空間。

沅麻盆地為一中生代斷陷盆地,是湖南省最重要的銅礦成礦區(qū)之一,區(qū)內(nèi)銅礦床(點(diǎn))較多,砂巖型銅礦為主要礦床類型,具有規(guī)模較大、品位較高、礦石選冶性能良好等特點(diǎn),九曲灣銅礦是其典型礦床。本文通過對(duì)九曲灣銅礦礦床特征進(jìn)行總結(jié)分析,結(jié)合現(xiàn)代沉積學(xué)理論,對(duì)原有“含銅巖系由地殼震蕩運(yùn)動(dòng)造成”的論點(diǎn)提出質(zhì)疑,提出“盆地的不斷下陷及周期性的氣候變化是形成含銅巖系的關(guān)鍵因素”,并對(duì)區(qū)內(nèi)銅礦其它控礦條件進(jìn)行了歸納、總結(jié)。

ld15-1構(gòu)造位于鶯歌海盆地中部坳陷,是由泥底辟引起頂部地層向上拱曲而形成的背斜構(gòu)造。天然氣產(chǎn)自鶯黃組中、上部砂巖中。粒間原生孔和粒間溶蝕擴(kuò)大孔是砂巖中極其重要的儲(chǔ)集空間。砂巖的成巖作用主要包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。研究表明,鶯黃組地層所經(jīng)受的成巖作用階段為早成巖階段及晚成巖階段a-b期。溶蝕作用對(duì)砂巖成為高孔中滲儲(chǔ)層貢獻(xiàn)較大。深海盆地水道濁積砂、淺海陸架席狀砂是良好的儲(chǔ)集砂體。巨厚的烴源巖和良好的儲(chǔ)集砂體及其與完整圈閉的有機(jī)組合,是鶯歌海盆地天然氣富集的基本因素。

ld15-1構(gòu)造位于鶯歌海盆地中部坳陷,是由泥底辟引起頂部地層向上拱曲而形成的背斜構(gòu)造。天然氣產(chǎn)自鶯黃組中、上部砂巖中。粒間原生孔和粒間溶蝕擴(kuò)大孔是砂巖中極其重要的儲(chǔ)集空間。砂巖的成巖作用主要包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。研究表明,鶯黃組地層所經(jīng)受的成巖作用階段為早成巖階段及晚成巖階段a—b期。溶蝕作用對(duì)砂巖成為高孔中滲儲(chǔ)層貢獻(xiàn)較大。深海盆地水道濁積砂、淺海陸架席狀砂是良好的儲(chǔ)集砂體。巨厚的烴源巖和良好的儲(chǔ)集砂體及其與完整圈閉的有機(jī)組合,是鶯歌海盆地天然氣富集的基本因素。

鄂爾多斯盆地子洲-清澗地區(qū)上古生界山32段砂巖儲(chǔ)層以石英砂巖為主,其次為巖屑質(zhì)石英砂巖和巖屑砂巖。目前儲(chǔ)層正處于晚成巖階段b期,成巖作用類型包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用和溶蝕作用,機(jī)械壓實(shí)作用、壓溶作用和自生黏土礦物的膠結(jié)作用是低孔低滲儲(chǔ)層形成的主要原因,成巖晚期的溶蝕作用大大改善了砂巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間。根據(jù)成巖作用的特點(diǎn),將研究區(qū)山32段劃分出5個(gè)成巖相:壓實(shí)壓溶相、弱壓實(shí)-硅質(zhì)膠結(jié)相、弱壓實(shí)-自生黏土礦物膠結(jié)相、弱壓實(shí)-碳酸鹽膠結(jié)相、弱壓實(shí)-溶蝕相。壓實(shí)壓溶相儲(chǔ)層物性最差;弱壓實(shí)-硅質(zhì)膠結(jié)相、弱壓實(shí)-自生黏土礦物膠結(jié)相和弱壓實(shí)-碳酸鹽膠結(jié)相儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率總體也很低;弱壓實(shí)-溶蝕相儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間最發(fā)育、連通性最好,孔隙類型以粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔為主。

鄂爾多斯盆地子洲-清澗地區(qū)上古生界山32段砂巖儲(chǔ)層以石英砂巖為主,其次為巖屑質(zhì)石英砂巖和巖屑砂巖.目前儲(chǔ)層正處于晚成巖階段b期,成巖作用類型包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用和溶蝕作用,機(jī)械壓實(shí)作用、壓溶作用和自生黏土礦物的膠結(jié)作用是低孔低滲儲(chǔ)層形成的主要原因,成巖晚期的溶蝕作用大大改善了砂巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間.根據(jù)成巖作用的特點(diǎn),將研究區(qū)山32段劃分出5個(gè)成巖相:壓實(shí)壓溶相、弱壓實(shí)-硅質(zhì)膠結(jié)相、弱壓實(shí)-自生黏土礦物膠結(jié)相、弱壓實(shí)-碳酸鹽膠結(jié)相、弱壓實(shí)-溶蝕相.壓實(shí)壓溶相儲(chǔ)層物性最差;弱壓實(shí)-硅質(zhì)膠結(jié)相、弱壓實(shí)-自生黏土礦物膠結(jié)相和弱壓實(shí)-碳酸鹽膠結(jié)相儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率總體也很低;弱壓實(shí)-溶蝕相儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間最發(fā)育、連通性最好,孔隙類型以粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔為主.

以不同水泥摻量的水泥黏土為研究對(duì)象,進(jìn)行核磁共振試驗(yàn)研究水泥摻量對(duì)微觀孔隙分布的影響,進(jìn)行變水頭滲透試驗(yàn)研究水泥摻量對(duì)滲透性的影響,在此基礎(chǔ)上調(diào)查水泥摻量對(duì)滲透性影響的微觀機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):水泥土的滲透系數(shù)隨水泥摻量的增大而減小,其中在低水泥摻量(4%~12%)范圍內(nèi)急劇減小,在高水泥摻量(15%~25%)范圍內(nèi)呈現(xiàn)相對(duì)緩慢減小趨勢(shì)；水泥土t2分布曲線均呈現(xiàn)三峰分布,三峰分別對(duì)應(yīng)于小孔、中孔、大孔,隨著水泥摻量增加,t2分布曲線總面積呈現(xiàn)減小趨勢(shì),其中在低水泥摻量范圍內(nèi),第2峰、第3峰峰面積減小明顯,在高水泥摻量范圍內(nèi),第1峰峰面積顯著減小。分析可知,在水泥摻量較低時(shí),水泥水化作用優(yōu)先堵塞大孔和中孔,導(dǎo)致滲透系數(shù)隨水泥摻量增加而顯著減?。辉谒鄵搅枯^高時(shí),水泥摻量的增加主要減少小孔隙面積,大孔和中孔面積變化不大,此時(shí)增加水泥摻量對(duì)減小水泥土滲透系數(shù)的效果相對(duì)較差。

利用野外地質(zhì)調(diào)研、巖心觀察描述及鏡下薄片、光片鑒定與定量統(tǒng)計(jì)結(jié)果,將鄂爾多斯盆地東勝地區(qū)中侏羅統(tǒng)直羅組含鈾砂巖劃分為氧化帶黃褐色—紫紅色砂巖、灰綠色蝕變砂巖、原生含礦帶灰色砂巖及淺灰色—灰白色“漂白”砂巖4種類型。砂巖中的火成巖和泥巖巖屑可能是鈾的來源之一。鈾礦化是成巖后生階段介質(zhì)條件改變的產(chǎn)物,受氧化-還原界面的控制。鈾的形成主要與天然氣的運(yùn)移和逸散有關(guān),也可能與后生階段的熱液活動(dòng)有關(guān)。砂巖中次生鋯石與粒間綠泥石、蒙脫石膠結(jié)物和黃鐵礦的密切伴生及其吸附鈾的α徑跡等特征表明,其形成與鈾的富集存在成因上的聯(lián)系。部分長(zhǎng)石碎屑被高嶺石替代和早期碳酸鹽膠結(jié)物的溶解使一部分鍶流失,這是造成“漂白”砂巖中低鍶含量的主要原因。

以遼河盆地西部凹陷某試驗(yàn)區(qū)為例,綜合7口取心井巖心、鏡下薄片、分析測(cè)試以及400口井測(cè)井精細(xì)解釋儲(chǔ)層物性等多種資料,從微觀和宏觀角度對(duì)稠油熱采儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究.研究區(qū)儲(chǔ)層為高孔高滲,平均孔隙度31.25％,平均滲透率1829.3md.從微觀成因角度,將研究區(qū)目的層孔隙結(jié)構(gòu)劃分為原生孔隙和次生孔隙等2大類,同時(shí)迸一步細(xì)分為粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙、基質(zhì)內(nèi)微孔、解理縫、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄?？?、特大溶蝕粒間孔、構(gòu)造縫和溶蝕縫等10種亞類,其中以粒間孔隙和粒間溶孔為主.宏觀上,基于精細(xì)測(cè)井解釋資料,繪制了不同單層孔隙結(jié)構(gòu)分布特征圖.高孔隙度的區(qū)域主要呈北西-南東向條帶狀分布與水下分流河道主流線部位,指示孔隙度主要受沉積微相控制.在蒸汽吞吐轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)開發(fā)方式轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)該充分考慮儲(chǔ)層孔隙度的影響作用,在保證注汽井和采油井位于孔隙度高值區(qū)與的同時(shí),應(yīng)該盡量使得同一井組位于高孔隙度連片區(qū)域,已取得最好的注采對(duì)應(yīng)效果.同時(shí)應(yīng)該適當(dāng)控制注入壓力,防止蒸汽沿著高孔隙度發(fā)育條帶突進(jìn),從而降低波及體積和提高石油采收率.

松遼盆地英臺(tái)地區(qū)扇三角洲砂巖儲(chǔ)層埋藏成巖階段與孔隙演化模式

通過對(duì)砂巖普通薄片、鑄體薄片的鏡下鑒定,輔以掃描電鏡,陰極發(fā)光,電子探針和x-衍射等手段,對(duì)英臺(tái)地區(qū)扇三角洲砂巖儲(chǔ)層和基本特征進(jìn)行了綜合研究,在研究砂巖成巖作用類型和成巖作用事件序列的基礎(chǔ)上,劃分了該區(qū)砂巖成巖作用階段。并且根據(jù)砂巖的孔隙類型及演化特征,總結(jié)出了三種砂巖埋藏成巖作用與孔隙演化模式。

采用有機(jī)巖石學(xué)和有機(jī)地球化學(xué)相結(jié)合的方法，詳細(xì)研究了塔里木盆地志留系瀝青砂巖的特征及其成因。色質(zhì)分析表明，志留系瀝青砂巖含高的三環(huán)二萜烷且以ｃ２３為主峰，與石炭系源巖不同，γ蠟烷含量不高，代表藻類生源的β胡蘿卜烷含量較高，且具高孕甾烷、高重排甾烷的特征，反映瀝青砂巖油源來自下古生界。有機(jī)巖石學(xué)研究表明，由于瀝青砂巖含可溶性物質(zhì)甚高，其油浸反射率（ｒｂ為０２７％～０３６％）不能反映其真實(shí)成熟度，水浸反射率（ｒｗ為１３５％～１５３％）與上下地層成熟度相吻合，排除了瀝青砂巖“新生古儲(chǔ)”的可能性。碳同位素分析結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)瀝青砂巖源自下古生界的生油巖，是早古生代古油藏遭受后期構(gòu)造破壞的結(jié)果。

破碎砂巖滲透特性與孔隙率關(guān)系的試驗(yàn)研究——利用一種專利裝置與mts815.02型巖石力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了破碎砂巖的穩(wěn)態(tài)滲透試驗(yàn)，得到了不同孔隙率下破碎砂巖的滲透率和非darcy流因子。通過線性回歸得到了滲透率、非darcy流因子與孔隙率之間的關(guān)系。認(rèn)為破...

松遼盆地東南隆起區(qū)嫩江組沉積期末形成了大量的正反轉(zhuǎn)構(gòu)造,主要發(fā)育斷陷和坳陷層序反轉(zhuǎn)背斜型、斷陷層序中斷層下正上逆型、坳陷層序中斷層上下皆逆型、斷陷層序中斷層上下皆逆型4種樣式。構(gòu)造反轉(zhuǎn)改變淺部坳陷層的構(gòu)造形態(tài)、物理性能、地下水的循環(huán)方式和巖石地球化學(xué)性質(zhì),導(dǎo)致深部油氣和co2向上運(yùn)移,有利于形成砂巖型鈾礦床。因此,盆地東南部找鈾礦應(yīng)注重由反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成的剝蝕天窗地區(qū)。

酒泉盆地青西地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)砂巖油氣藏

地質(zhì)歷史上何時(shí)何地曾經(jīng)存在過高原或山脈是人們感興趣的話題,根據(jù)花崗巖的地球化學(xué)特征(如sr和yb)與其形成壓力的關(guān)系探討了這種可能性。花崗巖按照sr和yb的含量可以分為5類:①埃達(dá)克巖(sr>400×10-6,yb400×10-6,yb>2×10-6)、④浙閩型花崗巖(sr2×10-6)和⑤南嶺型花崗巖(sr2×10-6)。其中除了廣西型的含義不清楚以外,其他4類花崗巖的差別可能與其形成的深度有關(guān)。埃達(dá)克巖與殘留相榴輝巖平衡,壓力通常大于1.5gpa,相應(yīng)的地殼厚度超過50km。喜馬拉雅型花崗巖與高壓麻粒巖平衡,石榴子石和斜長(zhǎng)石是主要的殘留相,壓力通常在0.8～1.5gpa之間,相應(yīng)的地殼厚度在40～50km之間。浙閩型花崗巖與角閃巖相(斜長(zhǎng)石+角閃石)平衡,壓力小于0.8gpa,相當(dāng)于正常地殼的厚度(30～40km)。南嶺型花崗巖形成于伸展環(huán)境,相當(dāng)于正常或更薄的地殼厚度(30km或更小)。按照上述標(biāo)志,根據(jù)現(xiàn)有的同位素定年和地球化學(xué)資料,在華北北部識(shí)別出一個(gè)東西向延伸的早中生代的山脈(三疊紀(jì)—早侏羅世),稱為華北北部山脈。推測(cè)該山脈東西長(zhǎng)約3000km,南北寬200～500km,高度3000～5000m。山脈大約在早、中三疊世時(shí)開始抬升,至晚三疊世達(dá)到頂峰,于早侏羅世后垮塌消失,指示西伯利亞板塊和華北地塊碰撞導(dǎo)致的一次強(qiáng)烈的擠壓構(gòu)造和快速的抬升事件。

在樅陽縣某地測(cè)制三疊紀(jì)黃馬青組地層剖面過程中,發(fā)現(xiàn)一層含鈾砂巖,層厚8.5m,含鈾礦物為銅鈾云母,呈片狀分布于巖層表面、裂隙面和砂巖顆粒之間,揀塊取樣鈾含量超過工業(yè)品位。含鈾砂巖的發(fā)現(xiàn)為在廬樅地區(qū)尋找中生代砂巖型鈾礦提供了線索。

在新疆吐拉盆地上侏羅統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)百余米厚的油砂巖,并含大量瀝青脈.油砂和瀝青地球化學(xué)研究表明其與柴達(dá)木盆地侏羅系原油具有相似性,因此其油源巖可能也是侏羅系(中、下侏羅統(tǒng)).這一重要發(fā)現(xiàn)不僅表明吐拉盆地具有生成油氣能力并已經(jīng)形成一定規(guī)模油氣藏,同時(shí)這一發(fā)現(xiàn)還對(duì)鄰區(qū)盆地(特別是柴達(dá)木盆地西部)進(jìn)一步勘探具有重要啟示.