砂岩中碳酸盐胶结物成岩流体演化和水岩作用模式——以川西孝泉-丰谷地区上三叠统须四段致密砂岩为例

碳酸盐胶结物是川西坳陷孝泉-丰谷地区须四段第一重要的胶结物类型.通过碳酸盐胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素以及包裹体均一温度等的系统分析,讨论了研究区须四段致密砂岩中不同类型碳酸盐胶结物的沉淀机制、孔隙流体演化以及分布规律.连晶方解石胶结物具有相对较重的碳、氧同位素(δ13C=2.14‰,δ18O=-5.77‰),沉淀时间早,是在常温常压条件下,直接从过饱和碱性湖水介质中析出的产物.沉淀时流体的氧同位素较轻,主要表现为大气水-海水混合流体的特征(δ18O=-3‰),说明研究区须四段沉积时期的沉淀流体同时受到了大气水和海水的影响;次生孔隙中充填的方解石胶结物具有相对较轻的碳、氧同位素(δ13C=-2.36‰,δ18O=-15.68‰),沉淀时间晚,主要沉淀于中、晚侏罗沉积期的埋藏作用阶段,反映了有机质参与的长石溶蚀过程是该类碳酸盐胶结物沉淀的重要物质来源,粘土矿物转化过程中释放的Ca2+,Fe3+和Mg2+离子也是其重要的物质来源之一.由于埋藏过程中,水岩相互作用的影响,沉淀时流体的氧同位素出现了较明显增大(增重3‰左右);钙屑砂岩中的白云石胶结物沉淀于中侏罗沉积期的埋藏作用阶段,与碳酸盐岩屑具有类似的较重的碳氧同位素特征(δ13C=1.93‰,δ18O=-6.11‰),说明了两者在来源上的一致性,沉淀时流体氧同位素显著偏重(δ18O=2.2‰左右).不同胶结物沉淀时流体氧同位素的差异体现了不同水岩相互作用体系或是不同水岩相互作用强度的影响.这是含较多刚性颗粒的砂岩具有相对偏负的碳同位素(岩屑石英砂岩)、沉淀流体具有相对偏重氧同位素(钙屑砂岩)的主要原因.     

致密砂岩气藏储层成岩流体演化与致密成因机理——-以四川盆地上三叠统须家河组为例

四川盆地上三叠统须家河组储层在岩石学上表现为低成分成熟度、低胶结物含量和结构成熟度中等的“两低一中”特征,总体储层物性较差,属低孔低渗和特低孔特低渗储层,局部发育有少量中孔低渗储层．根据各成岩矿物共生组合关系,可以确定成岩矿物由早到晚形成的相对顺序：早期方解石（泥晶菱铁矿）-石英Ⅰ期加大-绿泥石薄膜-长石、岩屑溶解-绿泥石孔隙衬边-石英Ⅱ期加大（加大、剩余粒间孔、粒间溶孔充填石英）-溶蚀作用-石英Ⅲ期加大（粒间溶孔、粒内溶孔中充填石英）-连晶（含铁）方解石-白云石-铁（方解石）白云石-后期溶蚀作用-石英、方解石脉形成．机械压实作用是使本区岩石固结成岩最主要的因素,石英Ⅱ,Ⅲ期加大作用是使本层砂岩致密化的另一个重要原因．长期封闭条件下成岩流体只对长石和部分岩屑进行溶解,而粒间的胶结物如石英、碳酸盐则未发生溶解,使已致密化的须家河组砂岩孔隙度改变不大,这是须家河组砂岩最终保持致密化的又一个原因．有机质大规模生烃发生在第Ⅱ期石英加大后,烃类选择性进入相对有利的储层中形成致密砂岩烃类气藏．     

准噶尔盆地腹部超压顶面附近碳酸盐胶结带的成因机理

准噶尔盆地腹部超压顶面附近普遍存在碳酸盐胶结带,在分析超压顶面附近碳酸盐胶结物岩石学特征的基础上,重点挖掘了碳酸盐胶结物碳、氧同位素的地球化学信息,得出:(1)碳酸盐胶结物主要由含铁方解石、含铁白云石或铁白云石等组成;(2)碳酸盐胶结物形成于深部较高的地温环境,受有机流体运移的影响;(3)碳酸盐胶结物中所对应的碳、氧离子呈现出自超压仓向上部泄压环境迁移的趋势.综合分析认为准噶尔盆地腹部超压顶面附近的碳酸盐胶结带是地史时期深部超压有机流体向上多次排放的自然产物,这一研究为碎屑岩超压盆地超压仓顶部碳酸盐胶结带的形成与超压流体排放可能具有的内在关联提供了新的研究参考.     

四川盆地东南部震旦系灯影组藻云岩胶结作用及其成岩流体分析

中国四川盆地震旦系灯影组是世界上最古老的天然气储层之一,在经历了漫长而复杂的构造、成岩演化之后,储层的优劣性主要取决于溶蚀作用和胶结作用的相对强弱.灯影组大量的藻白云岩中不乏溶蚀孔洞,但绝大多数溶蚀孔洞均被不同形态的白云石胶结物所占据,了解这些白云石的形成环境,对分析储层的保存机制具有特殊的意义.本文以薄片鉴定、阴极发光、微量元素及C,O和Sr同位素等测试分析为手段,分析了四川盆地东南部震旦系灯影组藻云岩中的5类胶结物的地球化学特征和其成岩流体的性质.纤状环边白云石胶结物为典型的海底成岩环境产物,其地球化学特征与基岩(泥晶、微晶云岩)相似,可能反映了当时海水的地球化学特征;叶片状白云石胶结物的成岩流体与纤状环边白云石胶结物的成岩流体具有继承性,形成于浅埋藏的"囚禁"海水中;细-中晶白云石胶结物形成于桐湾运动引起的构造抬升时期,具有较高的Sr同位素比值和较低的C和O同位素值,其成岩流体以淡水为主;粗晶白云石胶结物具有较高的Mn含量和非常低的Fe和Sr含量且C同位素值强烈向负偏移,与粗晶白云石胶结物形成时大量的烃类成熟运移有关,同时,烃类的成熟及运移引起的硫酸盐热还原反应对其流体也产生了显著的影响;马鞍状白云石胶结物是一种热液成因的白云石,形成于高温卤水中,并且这种卤水流经了富含放射性Sr同位素的区域.     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成岩作用研究

为了解东胜地区砂岩型铀矿含矿砂岩的成岩演化与成矿响应,进而探讨该矿床的成因,采用了薄片鉴定、电镜扫描、电子探针、能谱分析、阴极发光、同位素分析及包裹体测温等多种分析方法,对东胜地区直罗组砂岩进行了详细的成岩作用研究.研究表明,直罗组含矿砂岩的岩石类型主要为岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩和岩屑砂岩;成岩矿物有粘土矿物、碳酸盐、硅质矿物和铁质矿物;砂岩的物性明显受到成岩作用的控制,物性良好的砂岩有利于成矿流体在其中运移、存储并最终成矿.直罗组砂岩经历了早成岩阶段A,B期和表生成岩阶段;成岩环境演化可分为酸性氧化-碱性还原-酸性-氧化还原、酸碱过渡阶段;铀分别以预富集的铀酰离子、活化的铀酰离子、分散吸附状铀和铀矿物沉淀的形式存在.研究指出,在表生成岩阶段,砂岩型铀矿的形成不仅与氧化-还原过渡环境有关,而且与酸性-碱性过渡成岩环境密切相关;氧化-还原、酸性-碱性过渡带有利于铀在砂岩中富集成矿.     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩漂白现象与天然气逸散的关系

漂白砂岩是证明油气是否曾经存在及其逸散规模的重要证据,对其研究具有重要的理论和实际意义.鄂尔多斯盆地东北部漂白现象主要分布在中生代地层中.通过对延安组漂白砂岩的岩石学特征、主量元素、稀土元素及微量元素分析研究以及与邻近砂岩的对比,初步确定该区漂白砂岩形成于酸性还原环境.岩石学特征主要表现为以自生高岭石胶结为主,含铁矿物边部颜色较中心浅;主量分析结果证实漂白砂岩的Al2O3含量较高,Fe3 /Fe2 比值较低,其总铁含量明显低于白色微红砂岩;稀土元素分析结果显示,漂白砂岩ΣREE较其他砂岩低,且显示Eu亏损和Ce相对富集;微量元素结果显示漂白砂岩Co含量相对较高,Sr相对亏损,Zr和Hf相对较富,与绿色蚀变砂岩值接近,略低于砂岩矿石.同时,盆地北部油砂样品地球化学特征表明,油砂是盆地中部气田石炭—二叠系的较高成熟度的煤成气逸散到地表形成的.砂岩中碳酸盐胶结物C,O同位素值较轻,分别为-11.729‰～-10.210‰和-14.104‰～-12.481‰,指示碳酸盐成因与有机质有关.综合研究表明,鄂尔多斯盆地北东部中生界砂岩漂白现象指示了天然气的逸散作用,其为上古生界天然气还原作用的结果.     

青海湖湖滩岩的岩石学特征及其形成机制

以青海湖的湖滩岩为研究对象,通过显微镜观察、扫描电镜、矿物阴极发光性观察和电子探针等分析方法研究了湖滩岩的岩石学特征和形成机制.湖滩岩胶结物主要由暗色纹层和文石针组成,识别出五类胶结物晶体和三类胶结物组构.在暗色纹层中,有发现包覆式和缠绕式生长的微生物.微生物对泥晶方解石和黏土矿物起着生物稳定化作用(障积作用、捕获作用和粘结作用).微生物生长过程中的新陈代谢影响了碳酸盐的溶解度,从而导致产生碳酸盐矿物在微生物席内的丝状体之间或沿着丝状体的沉淀作用.从研究湖滩岩胶结物垂向上和横向上的变化规律入手,发现胶结物的类型和组构与水深、温度、盐度、水动力条件有一定关系.破浪带和碎浪带的水深、温度、盐度适宜,为微生物作用最强的水动力带.通过对青海湖湖滩岩中的微生物作用特征及其发育模式的研究,认为湖滩岩中胶结物的形成受到微生物作用的影响较大,从而支持了微生物作用对碎屑岩早期成岩具有重要意义的假设.     

浅层致密砂岩油藏成岩作用及孔隙演化

为探讨浅层致密砂岩油藏储层成岩作用及孔隙演化问题,以鄂尔多斯盆地南部B油田延长组长3-长7油层组为研究对象,开展岩石学特征、成岩作用、孔隙演化研究.研究表明,B油田长3-长7油层组碎屑成分差异不大,长7油层组石英含量高,长6油层组长石、岩屑含量高,长3油层组云母含量高.长3油层组粒级分布相对较粗,其次为长7油层组,长6油层组粒级分布最细.从长3、长6至长7油层组,碳酸盐胶结物含量、黏土矿物总量、伊/蒙间层含量、伊利石含量逐渐增加,高岭石、绿泥石含量依次减小,成岩胶结、交代作用依次增强.成岩作用阶段为早成岩B期至中成岩A期.随油藏储层埋藏深度增加,成岩作用强度持续、不断增强.储层孔隙演化研究表明,长3、长6、长7油层组初始孔隙度接近,压实成岩作用过程中损失的孔隙度也比较接近.随油藏埋藏深度增加,成岩作用中胶结作用增强,溶蚀作用减弱.长6、长7油层组胶结作用明显强于长3油层组,长3油层组溶蚀作用明显强于长6、长7油层组.随埋深增加,绝对溶蚀作用减弱,相对溶蚀作用增强.     

多阶段成岩作用对深层碳酸盐岩岩石物理性质的影响——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性质的测量,并结合岩石学特征分析、多尺度孔隙结构分析及沉积环境的划分,在成岩作用过程框架下分析岩石物理特征的变化规律.研究结果表明,目标层段白云岩差异性成岩过程形成了不同的岩石孔隙结构特征与微观结构特征.丘滩相高能微生物白云岩分别经历同生期微生物白云岩化与渗透回流白云岩化作用、准同生期选择性溶蚀作用、埋深白云岩化作用以及构造-热液白云岩化,形成的晶粒白云岩主要为致密“焊接”型和紧密型白云石晶体接触边界,溶蚀孔隙发育,微裂隙与孔喉共同作为流体渗流通道.滩间海低能硅质、泥质与灰质云岩主要经历弱毛细管浓缩白云岩化作用、强机械压实致密化与埋深白云岩化作用,形成的晶粒白云岩存在致密“焊接”型、黏土型、石英胶结型与方解石型晶体接触边界,孔隙以残余原生粒间或晶间孔为主,以微裂隙作为主要的流体渗流通道.晶粒边界性质与孔隙结构共同控制了样品的宏观物性及地震弹性性质,相同晶粒边界的样品具有一...