苏北盆地黄桥地区富CO_2流体对二叠系龙潭组砂岩储层的改造与意义

富CO_2流体-砂岩相互作用是砂岩储层次生孔隙的重要形成机制。苏北黄桥地区作为中国重要的CO_2气产区,富CO_2流体对上二叠统龙潭组砂岩储层的改造问题备受关注。为揭示富CO_2流体的作用特征及其对储层的影响,对黄桥地区典型钻井开展了系统的岩心描述和岩矿鉴定,并进行了微区原位观测和相关地球化学分析。结果表明,在靠近CO_2流体活动强烈的断裂带部位(特别是断层上盘),砂岩中碳酸盐胶结物基本溶蚀殆尽,仅存少量交代成因菱铁矿,同时钾长石类碎屑溶蚀非常强烈,并伴随高岭石等矿物沉淀,以及石英次生加大,还发育片钠铝石等指示高浓度CO_2作用的特征矿物,形成与CO_2流体作用相关的特征矿物组合(片钠铝石+高岭石+次生石英+菱铁矿);而在远离断裂的部位,受CO_2流体影响较弱,溶蚀作用也较弱,有较多的次生方解石沉淀,形成了以方解石+菱铁矿为主的自生矿物组合。前者次生孔隙发育,后者则更加致密。据此提出了深源断裂主控下与富CO_2流体作用相关的储层发育模式,为油气勘探和开发提供了新的思路。     

CO_2流体与储层砂岩相互作用机理实验

储存于地下岩层中的CO2与矿物发生化学反应导致次生碳酸盐矿物的沉淀,CO2将以碳酸盐矿物的形式长时间地固结在储层岩石中,从而有效减少CO2向大气中的排放。通过对不同温度下CO2-H2O-砂岩相互作用机理的研究,以及反应后样品的扫描电镜观察、质量损失量和剩余反应液中总矿化度变化的分析发现:砂岩样品的溶蚀程度随温度的升高而逐渐增强;100℃和175℃时样品表面分别有方解石和白云石生成,250℃时新生成的矿物因温度过高而溶解。这表明CO2能够以碳酸盐矿物的形式固定在矿物中,175℃为本实验所证明较适合的贮存温度。     

CO_2-盐水-砂岩相互作用实验研究

<正>地球中水的地质作用类型和过程复杂多样,因此,水-岩石相互作用的研究广泛应用于水文地质学、地球化学、岩石学、矿床学和环境化学等领域。受控于沉积岩或沉积物的多孔性,其孔隙可赋存大量流体(盐水、CO_2、甲烷和原油等),使得沉积岩或沉积物成为人工注入CO_2的理想靶区。CO_2的注入必然会打破原来水岩之间的平衡,特别是在一些遭受过幔源CO_2侵入的储层(岩性一般为含片钠铝石砂岩)中,其储层的CO_2的封存能力也需要进一步研究。因此以实验研究为基础,开展CO2-盐水-砂     

二氧化碳羽流地热系统水-岩-气相互作用:以松辽盆地泉头组为例

二氧化碳羽流地热系统(CPGS)是利用CO2地质储存场地进行地热能开发的一种工程技术,也是整合CO2减排与开发深部地热资源的理想方式。但伴随着对深部地热的提取,注入储层的超临界CO2使深部咸水的pH值降低,导致周围岩体产生溶解和沉淀,从而引起孔隙度、渗透率等地层物性的变化,最终改变系统的生产能力和净热提取效率。以松辽盆地泉头组为目标储层,采用室内实验、数值模拟等技术手段,通过实验和数值计算结果的对比,揭示系统水-岩-气相互作用对热储矿物组分的改变。研究结果显示:实验过程中矿物溶解对温度和盐度变化较为敏感,而受压力影响较小;在实验和模拟时间内发生溶解的矿物主要是长石类矿物,方解石在反应后全部溶解;石英、伊利石和高岭石的矿物组分体积分数有所增加,并有少量菱铁矿生成。     

富CO_2流体与金矿化的关系

Au成矿与富CO_2流体有着密切的联系,较多文献证实含金石英脉与非含金石英脉的包裹体在CO_2含量上有显著差别,前者往往富CO_2流体.富含CO_2,低-中等盐度,不混溶的流体包裹体在造山带型金矿成矿系统中属独特的普遍现象.     

水-岩作用对储层渗透性影响的数值模拟研究——以鄂尔多斯盆地东北部上古生界砂岩储层为例

油气储层的质量及演化往往受沉积作用和成岩作用的共同制约,成岩作用是影响储层孔渗最直接的因素,水-岩反应贯穿于整个成岩作用阶段,决定了孔渗的演化过程。本次研究以鄂尔多斯盆地东北部上古生界陆源碎屑岩储层下石盒子组-山西组为对象,运用多相流反应溶质运移数值模拟的方法,定量研究水-岩化学作用对含油气盆地储层渗透性能的影响,再现水-岩反应所造成的储层矿物溶解、沉淀以及储层渗透性的变化。结果表明：在成岩作用初期,矿物溶解过程占主导地位,模型运行50 Ma时,储层孔隙度由初始的0.30增至0.36,渗透率由初始的5.00×10^-15 m²增至8.70×10^-15 m²;在油气充注阶段（气体CO₂为主）,整个成岩作用矿物的沉淀量大于矿物的溶解量,导致固相体积增加,模型运行20 Ma时,储层孔隙度由0.20降低至约0.15,渗透率由5.00×10^-13 m²下降至约2.00×10^-13 m²。     

CO2流体-长石相互作用实验研究

不同温度下(100、200、300℃)CO2流体与富钾长石和斜长石的水热实验表明:随着温度的升高,长石的溶蚀强度逐渐加大,且钠长石的溶蚀程度强于钾长石。在CO2流体与富钾长石及斜长石反应后,200℃和300℃时样品表面均有球粒状、棒状及花状的水铝矿生成,且200℃时样品表面有菱铁矿生成;在CO2流体与斜长石反应后,300℃时样品表面有球形的氧化亚铁析出。这表明CO2能够以碳酸盐的形式在矿物中"固定",其被"固定"的上限温度为200℃左右。     

水－岩反应实验研究现状与进展

水－岩反应实验研究是地学界瞩目的前缘课题之一。开放的流动体系水－岩（矿物）反应动力学实验和水－岩（矿物）界面地球化学及表面特性的研究，是该领域取得的最重要的进展。     

水－岩反应实验研究现状与进展

摘要：水－岩反应实验研究是地学界瞩目的前缘课题之一。开放的流动体系水－岩（矿物）反应动力学实验和水－岩（矿物）界面地球化学及表面特性的研究,是该领域取得的最重要的进展。     

Experimental Study on Water‐rock Reactions with CO2 Fluid in a Deep Sandstone Formation under High Temperature and Pressure

Qiongdongnan Basin has a tectonic geological background of high temperature and high pressure in a deep reservoir setting,with mantle-derived CO2.A water-rock reaction device was used under high temperature and high pressure conditions,in conjunction with scanning electron microscope(SEM)observations,to carry out an experimental study of the diagenetic reaction between sandstone at depth and CO2-rich fluid,which is of great significance for revealing the dissolution of deep clastic rock reservoirs and the developmental mechanism of secondary pores,promoting deep oil and gas exploration.In this study,the experimental scheme of the water-rock reaction system was designed according to the parameters of the diagenetic background of the deep sandstone reservoir in the Qiongdongnan Basin.Three groups of single mineral samples were prepared in this experiment,including K-feldspar samples,albite samples and calcite samples.Using CO2 as a reaction solution,a series of diagenetic reaction simulation experiments were carried out in a semi-closed high temperature and high pressure simulation system.A field emission scanning electron microscope(SEM)was used to observe the microscopic appearance of the mineral samples after the water-rock reaction,the characteristics of dissolution under high temperature and high pressure,as well as the development of secondary pores.The experimental results showed that the CO2-rich fluid has an obvious dissolution effect on K-feldspar,albite and calcite under high temperature and high pressure.For the three minerals,the main temperature and pressure window for dissolution ranged from 150℃to 300℃and 45 MPa to 60 MPa.Scanning electron microscope observations revealed that the dissolution effect of K-feldspar is most obvious under conditions of 150℃and 45 MPa,in contrast to conditions of200℃and 50 MPa for albite and calcite.Through the comparative analysis of experimental conditions and procedures,a coupling effect occurred between the temperature and pressure change and the dissolution strength and calcite.Under high temperature and high pressure,pressure changed the solubility of CO2,furthermore,the dissolution effect and strength of the sandstone components were also affected.The experiment revealed that high temperature and high pressure conditions with CO2-rich fluid has a significant dissolution effect on aluminosilicate minerals and is conducive to the formation of secondary pores and effective reservoirs.Going forward with the above understanding has important implications for the promotion of deep oil and gas exploration.     

下扬子黄桥地区构造特征及其与油气的关系

下扬子黄桥地区位于下扬子对冲构造带上,记录了多期构造变形,并且保存了较完整的中古生界海相地层,发育多 套烃源岩,具有良好的油气前景。文中采用三维地震工区构造精细解释及运动学正演模拟方法,分析了研究区的构造变形 特征及其变形过程,结果表明黄桥地区中上古生界和下中生界地层在自SE向NW的挤压应力作用下,以前展式发育了多个 断层相关褶皱构造。在构造前锋,断层相关褶皱反向发育,于工区中部偏北西侧形成明显的对冲构造,地层遭受强烈的褶 皱、隆升,构造总缩短率高于47.55%;之后,区域应力场转变为NW-SE向拉张,工区南东侧发育负反转断层,且自南西 向北东负反转程度逐渐变大,由上正下逆复合型转变为似正断层型;此次拉伸正断作用导致断层回滑,形成上白垩统填充 的半地堑构造,对冲构造也受到了一定的破坏。在此基础上,结合前人油气成藏的研究成果,探讨了黄桥构造变形与其油 气成藏的关系,并提出了对冲构造背斜、对冲构造下盘及南东侧的广陵构造背斜为黄桥地区的有利油气区块。研究结果对 进一步认识黄桥及下扬子区的构造变形特征和演化、以及该区的油气勘探提供一定的参考。     

致密砂岩气藏储渗单元研究方法与应用:以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组为例

精细表征储层特征和储层结构是致密砂岩气藏开发中后期的主要技术需求。基于不同类型砂体的相似孔渗特征将辫状河沉积体系中河道充填和心滩砂体聚类为储渗单元,提出了储渗单元研究概念和研究思路,开展了辫状河沉积体系储渗单元发育模式研究。通过露头观测和测井相标志,识别出辫状河沉积体系中储渗单元发育四种叠置模式,即心滩叠置型、河道充填叠置型、心滩和河道充填叠置型、心滩或河道充填孤立型;基于储渗单元发育模式,提出了河流相致密砂岩气藏开发井型的适应性,指出辫状河沉积体系中河道叠置带是叠置型储渗单元发育的有利部位,是水平井开发的有利目标,辫状河沉积体系中的过渡带和洼地主要发育孤立型储渗单元,适合直井或丛式井组开发。鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组野外露头研究和苏里格气田加密井区井间干扰试验表明,辫状河沉积体系中储渗单元发育规模为顺古水流方向长600 m和垂直水流方向宽400 m左右,证实苏里格气田具备进一步加密到400×600 m的条件,预计可提高采收率15%～20%。     

致密砂岩气储层气水相渗特征及其影响因素——以鄂尔多斯盆地苏里格气田陕234-235井区盒8段、山1段为例

中国鄂尔多斯盆地苏里格气田广覆性含气,但含气量差异较大。为了探讨影响气水相互作用背景下的流体运移特征,选取了陕234-235井区盒8段和山1段的13块样品,基于气水相渗实验进行研究和分析。结果表明：研究区目的层位储层渗流能力较差,几乎不含Ⅰ型气水相渗曲线,具有Ⅱ型气水相渗曲线的储层是勘探开发的首选层段;可动流体孔隙度、孔隙度、可动流体饱和度、渗透率、有效孔隙体积、有效喉道体积、石英体积分数和碳酸盐岩体积分数对可开采气体的储集空间大小,即可动气体孔隙度大小,具有积极的影响,同时,上述前7种因素对气体的渗流能力,即最大有效气相渗透率,也起着积极的作用;而黏土矿物体积分数对可开采气体的储集空间和渗流能力均起着消极的作用。     

河流相和三角洲相储层成岩作用及其对储层的影响——以青化砭油田长2油层组和长6油层组砂岩为例

根据砂岩薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-衍射等分析,研究了鄂尔多斯盆地青化砭油田长2油层组河流相及长6油层组三角洲相砂岩储层的成岩作用,分析了它们对储层物性的影响状况。研究结果表明,长2油层组河流相和长6油层组三角洲相砂岩储层目前分别处于晚成岩A期和B期。压实作用、胶结作用和溶解作用是控制二者物性演化的主要成岩作用,其中压实作用和胶结作用强烈破坏了它们的原生孔隙,溶解作用则有效地改善了它们的孔隙结构,从而提高了储层的孔渗条件。优质储层多出现在长2油层组河道及长6油层组三角洲平原分流河道砂体中。但在不同强度的成岩作用影响下,长2油层组河流相砂岩储层物性明显好于长6油层组三角洲相砂岩储层,因此优质储层的勘探应以长2油层组河流相河道砂体为重点,兼顾长6油层组三角洲相平原分流河道砂体。     

柴达木盆地南翼山构造样式及其与油气成藏关系:三维地震解释新证据

三维地震资料解释和构造分析表明,南翼山背斜两翼发育两组与背斜轴向近平行的左行压扭性断裂带(走向约310°),断裂带剖面形态为正花状构造,背斜发育三组次级断裂,可分别与走滑里德尔剪切模型中的R、R'、X面很好地匹配,特征次级断裂性质与南翼山边界左旋走滑断裂带属性相符。晚新生代以来,柴西南地区受控于阿尔金断裂和昆北断裂系,整体处于压扭性环境之中,形成了一系列以南翼山为代表的压扭性背斜构造,不存在大规模逆冲构造。南翼山左行花状压扭性断裂带活动导致的背斜隆起及其派生的张性次级断裂是控制南翼山油气藏形成的重要因素,花状压扭性断裂带和背斜隆起形成了构造圈闭,而次级断裂沟通了烃源岩与储层,形成了油气向上运移的通道和储集空间。     

致密砂岩层内强钙质胶结物成因机制及其意义——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组为例

通过岩心和薄片观察,利用荧光显微镜、阴极发光显微镜、同位素质谱仪、冷热台等设备,对鄂尔多斯盆地长7油层组强钙质胶结砂岩及其附近含油砂岩开展研究。结果表明：钙质胶结是致密砂岩储层含油非均质性的主要因素,胶结期次主要为一期;簇同位素揭示该期钙质胶结物的形成温度为18~42℃,对应地质时代为中晚三叠世—中侏罗世,为早成岩期产物,推测与盆地早期小规模构造运动相关;相邻的含油砂岩中油气包裹体伴生的同期盐水包裹体的均一化温度为90~120℃,结合盆地模拟揭示油气主要为一期充注,充注期为100~130 Ma,处于早白垩世;长7油层组不含油致密砂岩内钙质胶结物形成时间早于含油砂岩内石油的充注时间。     

河流相致密砂岩储层成岩作用及其对储层的影响——以大牛地气田下石盒子组砂岩储层为例

研究了鄂尔多斯盆地大牛地气田下石盒子组辫状河相砂岩储层成岩作用,分析了成岩作用对储层物性的影响。结果表明,下石盒子组砂岩储层成岩作用处于早成岩B期至晚成岩A期。压实作用、胶结作用和溶解作用是控制储层物性演化的主要成岩作用,其中压实作用和胶结作用造成了储层原生孔隙的大量丧失。自生粘土矿物、碳酸盐矿物以及石英次生加大是造成本区储层物性降低的主要胶结物。溶解作用对于储集性能的改善起到了重要作用,而晚成岩阶段的酸性流体以及高岭石伊利石化所产生的H+是下石盒子组储层溶解作用发生的主要动力和介质。     

川中须家河组流体包裹体与天然气成藏机理

基于本区构造演化、生烃条件和储集条件及其时空配置的综合分析,根据烃类包裹体形成时间分布的广泛性和离散性,认为须家河组油气充注和聚集成藏是一个持续的过程,主要从晚侏罗世开始持续到古近纪末.天然气成藏时期不是表现为某一或某几个时刻或时期,须家河组煤系烃源岩具有连续生烃、持续充注的特点.根据川中地区的沉积埋藏史,将须家河组的成藏过程分为早期深埋阶段和晚期抬升阶段.深埋阶段(晚侏罗世-晚白垩世)也是成岩圈闭的形成阶段和大量生烃阶段,油气呈层状蒸发式运移,形成"泛气田"(圈闭内气饱和度较低,致密砂岩介质中有一定的分散滞留气,大面积连片砂体普遍含气).构造抬升阶段(白垩纪末-古近纪末)产生断裂和裂缝,烃源岩中的气进一步释放,分流汇聚于孔渗性好的砂体中,形成大面积的"孤立气藏"(圈闭内气饱和度较高,致密砂岩介质滞留分散气较少).须家河组连片砂体与煤系烃源岩互层,生储盖配置得当,天然气成藏是一个持续充注的过程.大范围烃源层和储集层层状间互展布,产状平缓,油气以短距离垂向运移为主,是形成大面积低丰度大气区的主要原因.     

核磁共振方法在致密砂岩储层孔隙结构中的应用--以鄂尔多斯大牛地气田上古生界石盒子组3段为例

采用低场核磁共振实验的方法研究了鄂尔多斯盆地大牛地气田上古生界石盒子组3段岩芯样品的核磁共振弛豫时间T2分布与由压汞毛管压力曲线所获得的孔喉半径分布之间的对应关系和转换方法,建立了T2几何平均值与毛管压力曲线孔喉结构参数之间的统计关系.研究结果表明,致密砂岩储层的核磁共振T2分布与由毛管压力曲线所获得的孔径分布之间存在密切的相关性,二者都反映了岩石的孔隙结构,利用核磁共振技术来评价致密砂岩储层的孔喉结构是有效的,同时也为利用核磁共振测井技术开展致密砂岩储层评价提供了实验基础.