母岩性质对砾岩储层中自生绿泥石发育的影响及油气储层意义-以准噶尔盆地玛湖凹陷玛北地区下乌尔禾组为例

近期取得重大发现的准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩油气藏表现出近源、粗粒、深埋、低渗的特征，其中下乌尔禾组（砂）砾岩储层质量与其中自生绿泥石及其伴生的成岩作用密切相关。基于大量铸体薄片观察和扫描电镜、电子探针、X荧光光谱等测试技术，对玛湖凹陷北部地区二叠系下乌尔禾组四段开展了岩石学、矿物学研究，以明确自生绿泥石含量、分布、成因及其对储层的影响，探索火山岩物源供给条件下储层成岩作用差异和优质储层发育规律。研究表明:1）玛北地区自生绿泥石主要为铁—镁过渡型偏富铁绿泥石，以颗粒薄膜、孔隙衬里和孔隙充填产出，物质主要来源于中基性火山物质；2）研究区发育4个砾岩扇体，物源区母岩性质差异较为明显。玛东斜坡夏盐扇、玛东扇砾岩储层中发育大量的自生绿泥和浊沸石，玛西斜坡夏子街扇和黄阳泉扇砾岩储层自生绿泥石缺乏，以浊沸石胶结为特点。不同母岩性质砾岩体在埋藏成岩演化过程发育不同的成岩序列；3）砾岩储层质量与物源区母岩性质关系密切，玛东斜坡自生绿泥石和浊沸石的析出导致储层胶结程度高、整体致密，储层质量取决于后期裂缝的改造。玛西斜坡缺乏自生绿泥石，浊沸石的析出抵抗了储层压实作用，保存了少量原生孔隙，为后期酸性流体的注入和浊沸石的溶蚀提供了可能。其中构造高部位浊沸石溶蚀程度高，储层质量好。     

孔隙衬里绿泥石的成因及对储层性能的影响

孔隙衬里绿泥石发育的砂岩大多属于优质储层,前人将其归功于绿泥石对孔隙的保护作用。按照孔隙衬里绿泥石形成的铁质来源,可划分为同沉积黏土膜转化型、富铁镁物质溶蚀再结晶型和转化与直接结晶混合型3种类型。通过国内外富孔隙衬里绿泥石砂岩实例的对比研究表明,孔隙衬里绿泥石可以通过抑制自生石英生长、提高抗压实能力、指示早期碱性溶蚀发育程度和堵塞孔喉等4种方式影响储层性能,且不同成因的孔隙衬里绿泥石对储层性能影响方式不同,同一成因绿泥石在不同成岩阶段的影响方式也不同。中成岩A期以前,转化型孔隙衬里绿泥石通过占据孔喉和提高抗压能力影响储层,而溶蚀结晶型孔隙衬里绿泥石主要指示火山物质发生碱性溶蚀的程度;只有砂岩成岩阶段达到中成岩B期以后,孔隙衬里绿泥石对石英生长的抑制作用才得到充分体现。     

致密砂岩酸性和碱性成岩环境特征及对储层物性的控制:以鄂尔多斯盆地临兴和神府地区为例

成岩流体酸碱性对砂岩次生孔隙的形成具有重要影响。从酸性和碱性成岩流体演化角度分析鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩成岩流体酸碱性对物性的控制作用。依据大量铸体薄片观察、扫描电镜、X衍射分析、常规物性测试和高压压汞,详细研究了鄂尔多斯盆地东缘临兴和神府地区上古生界致密砂岩的岩石矿物学特征、物性特征、成岩作用、孔隙成因类型和孔喉结构特征,探讨了致密砂岩储层酸性和碱性成岩流体环境的识别、分带、分布和发育的各类伴生孔隙,并分析了成岩流体环境的演化过程及物性响应特征。在埋藏过程中,工区上组合层系经历了碱性-酸性-碱性的成岩流体演变模式,下组合含煤层系经历了酸性-碱性的成岩流体演变模式。酸性成岩环境以长石溶蚀、石英加大和自生高岭石沉淀为主要特征,发育长石溶蚀孔、黏土矿物晶间孔等孔隙类型,孔喉半径较大,储层质量相对较好;碱性成岩环境以石英溶蚀、自生绿泥石沉淀为主要特征,以石英溶蚀孔、黏土矿物晶间孔为主要孔隙类型,孔喉半径较小,储层质量相对较差。酸碱过渡带致密砂岩储层介于两者之间。但是每类储层的物性和孔喉结构变化较大。成岩流体环境在纵向上呈现分带特征,自上而下发育碱性带、酸碱过渡带、酸性带、酸碱过渡带和碱性带,不同地区之间分带深度边界有差别;在酸碱过渡带中,局部地区发育酸性带、较弱酸性带和较弱碱性带。     

储层岩性控制下的绿泥石对硅质胶结的影响

在西湖凹陷花港组低渗储层背景下,优质储层的发育伴随绿泥石和硅质胶结的同时富集,这与绿泥石抑制硅质胶结的观点存在矛盾.综合利用X衍射、铸体薄片、包裹体测试和扫描电镜及能谱分析等资料,以绿泥石分类及其成因分析为基础,通过对比不同粒度储层绿泥石和硅质胶结分布规律,结合地层条件和储层质量演化,分析绿泥石对硅质胶结的影响.研究结果表明:绿泥石发育孔隙衬里和孔隙充填两种产状,孔隙衬里绿泥石由早期黏土薄膜重结晶或直接由孔隙流体结晶而成,孔隙充填绿泥石受控于火山碎屑和长石溶蚀;绿泥石和硅质胶结均在物性较好的粗粒储层中富集;浅埋低地温阶段,孔隙衬里绿泥石有效抑制硅质胶结,仅在绿泥石不连续或颗粒破裂处发育孤立柱状石英晶体,深埋高地温阶段,难以有效抑制硅质胶结,多发育石英加大边;粗粒储层比细粒和砂质砾岩及泥砾岩储层孔隙发育,为石英加大边提供必要的生长空间,导致绿泥石相对含量更高的粗粒储层中硅质胶结也更发育.      

层序界面对砂岩成岩作用及储层质量的影响——以鄂尔多斯盆地延河露头上三叠统延长组为例

砂岩成岩作用及储层质量是油气勘探的重要研究内容,不同地区砂岩成岩作用及储层质量的主要控制因素各不相同。本文以鄂尔多斯盆地东部延河露头剖面延长组长7上部—长4+5中部三角洲前缘—三角洲平原沉积为例,重点讨论三级层序界面（长16底）上下不同基准面半旋回中砂岩自生矿物、储集空间类型、储集性能和含油性差异及造成这些差异的原因。指出层序界面之下的下降半旋回中浊沸石和早期钙质砂岩结核的发育阻止了绿泥石等粘土矿物及自生石英和自生钠长石的发育,而界面之上的上升半旋回中因凝灰质不足以及地层温度较低造成浊沸石发育有限,加之受湖水影响较小而缺乏早期方解石胶结物,因而绿泥石等自生粘土矿物及自生石英和自生钠长石较为发育,并保留了一部分原生孔隙。层序界面及紧邻其上大规模发育的长16砂体成为流体运移的优势通道,是界面之上浊沸石、方解石胶结物及长石颗粒被酸性流体溶蚀形成次生孔隙的重要因素,也是石油的重要运移通道和储集体。     

鄂南延长组绿泥石环边与储集性能关系研究

绿泥石环边是碎屑岩地层中一种常见的现象,其产出状态与含量对储层储集物性有重要的控制作用。以鄂尔多斯盆地南部延长组为研究对象,通过铸体薄片、扫描电镜、背散射及能谱,对绿泥石的产出状态、形成机理、形成时间及对孔隙的保存机理进行深入研究,结果表明:(1)微咸水-半咸水的湖泊三角洲前缘沉积亚相、富黑云母的长石砂岩与绿泥石存在空间上的耦合;(2)绿泥石的形成时间不早于初始压实阶段,不晚于自生石英的出现;(3)绿泥石环边对自生石英的抑制主要是通过改变孔隙微区环境及占据颗粒表面空间,进而阻止自生石英在碎屑石英表面成核来完成的;(4)绿泥石环边中的晶间孔对延长组油藏来说,意义可能不大,但为以后酸性水的渗流提供了部分通道;(5)绿泥石环边对储层建设性的成岩作用主要表现为减缓了上覆地层的机械压实和对自生石英起到了一定的抑制。     

陕北地区延长组长10_1储层成岩作用与成岩相

通过大量野外地质调查、钻井岩心观察和室内分析测试,对陕北地区长101储层的成岩作用和成岩相进行了研究。结果表明,研究区长101储层处于中成岩A期阶段,压实作用与碳酸盐、粘土(高岭石、伊利石)矿物胶结、浊沸石胶结和硅质胶结作用是造成储层原生孔隙丧失的主要原因;绿泥石胶结抑制孔隙充填,长石、浊沸石矿物的溶蚀作用使孔隙间的连通性得到改善,储层物性得到提高。成岩相类型可划分为8种,优质储层与成岩相关系密切,其中压实相、碳酸盐胶结相、粘土矿物胶结相、石英加大相、浊沸石充填相不利于储层的发育,而长石溶蚀相、绿泥石膜胶结相、浊沸石溶蚀相对储层物性的改善具有重要作用。     

黄河口凹陷莱北斜坡带玄武岩发育区砂岩成岩特征、孔隙流体及储层控制因素

为探究黄河口凹陷研究区玄武岩喷发对相关砂岩储层成岩作用的影响,从粘土矿物、沸石及微量元素分析入手,明确莱北斜坡带古近系不同层位孔隙流体性质变化,建立火成岩发育区砂岩储层的成岩-孔隙演化模式：沙一段和沙二段沉积时期,受小规模玄武岩喷发与干旱-半干旱气候条件下碱性水介质影响,砂岩中钠长石化和碳酸盐岩胶结普遍,碎屑颗粒表面发育白云石膜,见石英溶蚀现象;东三段三角洲砂岩储层受沙一段暗色泥岩中析出的卤水及陆源淡水输入影响,叠加后期富铁镁质孔隙水混合影响,成岩作用以弱碱性水介质条件下沸石溶解、粘土矿物转化与钠长石化为主;东一段和东二段沉积时期玄武岩广泛发育,不稳定富铁镁矿物的强烈水解,导致孔隙流体富含铁镁质,以低硅沸石的沉淀与溶蚀为特色。与玄武岩喷发相关的局部沸石沉淀与溶解以及玄武岩喷发形成的“工字型”构架对东营组砂岩孔隙的保存有利;而沙一段和沙二段沉积时期碱性水介质下形成的栉壳状白云石抑制了石英的次生加大,碱性水介质下的石英溶蚀现象普遍,有利于其砂岩孔隙的保存。     

砂岩中自生绿泥石的产状、形成机制及其分布规律

砂岩中自生绿泥有4种产状：颗粒包膜、孔隙衬里、孔隙充填和蜂窝状;3种成因类型：粘土矿物转化、物质的溶蚀结晶和富铁镁外来流体的渗入。时间形成顺序为：颗粒包膜绿泥石→孔隙衬里绿泥石→孔隙充填绿泥石;蜂窝状绿泥石的形成时间取决于外来流体的渗入时期。绿泥石的表面电荷特性受成岩流体pH的控制,并进而影响其产状。绿泥石的分布受铁镁物质的来源、孔隙流体性质、温度、砂岩的成分和结构控制,且不同产状的绿泥石具不同的空间分布规律,颗粒包膜绿泥石主要由沉积环境控制,孔隙衬里绿泥石由砂岩中富含铁镁的岩屑和黑云母等的分布约束,孔隙充填绿泥石受砂岩结构影响;蜂窝状绿泥石取决于外来流体的渗流特征。     

西湖凹陷花港组绿泥石成因及其对储层物性的影响

在西湖凹陷花港组储层整体低渗的背景下,优质储层的发育往往伴随绿泥石的富集。通过薄片观察、X衍射分析和扫描电镜及能谱分析等研究,认为研究区绿泥石呈黏土包膜、孔隙衬里和孔隙充填3种产出状态。黏土包膜为同沉积期铁镁物质絮凝吸附形成,成分复杂。孔隙衬里是绿泥石最主要的产出状态：Ⅰ类孔隙衬里绿泥石在早压实期前后由黏土包膜重结晶形成,单晶呈半自形片状,铁镁质量分数较低,排列杂乱;Ⅱ类孔隙衬里绿泥石在早压实期后由孔隙流体在洁净的颗粒表面结晶而成,单晶呈相对自形六方片状,铁镁质量分数较高,多垂直颗粒表面有序排列。孔隙充填绿泥石可细分为分散片状、书页状和绒球状,与溶蚀作用密切相关,单晶自形程度和铁镁质量分数均最高。黏土包膜绿泥石对储层物性的影响较小,但有助于衬里绿泥石的形成;孔隙衬里绿泥石难以缓解压实作用,但能够在一定程度上抑制压溶作用和有效地抑制早期石英加大,其中Ⅰ类孔隙衬里绿泥石由于连续性较好、排列杂乱、结晶较差和晶间孔复杂,对硅质胶结抑制作用明显,而Ⅱ类孔隙衬里绿泥石则相反,对硅质胶结的抑制作用有限;孔隙充填绿泥石仅充填较大原生粒间孔和粒间溶孔,对渗透率影响较小,仅在一定程度上减小了孔隙度。现今储层物性更多受控于储层砂岩的原始沉积组构以及相应的压实和溶蚀强度的改造过程,绿泥石的富集对优质储层具指示作用。