砂岩储层中有机酸对主要矿物的溶蚀作用及机理研究综述

砂岩储层中有机酸对矿物的溶解和沉淀在很大程度上影响着次生孔隙的发育。研究发现，有机酸之所以能提高石英的溶蚀速率和长石的溶解度，主要是由于在矿物的表面及溶液中形成络合物，有效地降低了矿物表面反应的活化能及溶液中硅、铝离子浓度的结果。有机酸与粘土矿物的吸附或催化反应可抑制长石等其他矿物的溶解。有机酸与CO2一起共同控制着体系中碳酸盐的溶解或沉淀。     

有机酸对致密砂岩中黏土矿物的选择性溶蚀研究

提升致密背景下相对优质储层预测的能力,是当今油气勘探开发理论亟待破解的瓶颈和难题。致密油气储层的非均质性强,黏土矿物含量高且是吸附油接触最多的矿物之一。有机酸对黏土矿物的溶蚀影响,是实现致密油高效开采的关键。本文选择鄂尔多斯盆地三叠系延长组为研究对象,通过有机酸与砂岩的溶蚀模拟实验,对实验产物进行pH值、阳离子检测、孔隙度和渗透率测试以及扫描电镜观察。探讨了时间、温度和不同有机酸类型对黏土矿物的溶蚀影响。实验结果显示：①随时间的增长（1~9d）,孔隙度增幅呈先增长后降低的趋势,渗透率的增幅呈持续增长趋势;温度升高（80~95℃）对有机酸溶蚀致密砂岩中的黏土矿物具有促进作用;②不同类型的有机酸对黏土矿物具有选择性溶蚀作用。酒石酸溶蚀大量黏土矿物、碎屑长石以及少量方解石胶结物;乙酸则相反,主要溶蚀方解石;甲酸、乙酸和丙酸配比的合酸以及甲酸、乙酸、丙酸和酒石酸配比的合酸溶液,均优先溶蚀绿泥石化、泥化的长石和方解石,直至方解石完全溶解;③不同类型的有机酸对储层物性的改造能力不同,甲酸对孔隙度的改善不明显,乙酸和丙酸对孔隙度改善明显,合酸对孔隙度的影响是单一酸改善的综合反映。综合分析,有机酸流体与致密砂岩的溶蚀反应机理主要为两种：①有机酸流体提供氢离子,溶蚀致密砂岩中的易溶矿物;②有机酸直接与致密砂岩矿物发生络合反应,影响络合物稳定性的因素主要是有机酸种类和pH值。乙酸、甲酸、丙酸和酒石酸等不同类型的有机酸对致密砂岩中黏土矿物的选择性溶蚀,对储层物性影响程度不一致。     

富CO2深部流体对碳酸盐岩的溶蚀-充填作用的热力学分析

由于广泛而强烈的岩浆作用,我国东部的松辽、渤海湾、莺歌海以及西部的塔里木等盆地中都有富CO₂深部流体的活动。富CO₂深部流体与碳酸盐岩相互作用可用Duan and Li(2008)所建立的CO₂-H₂O-CaCO₃-NaCl体系的热力学模型来进行模拟计算。计算结果表明,富CO₂深部流体在自深部向浅部运移过程中对CaCO₃的溶解度会逐渐增加,到达一定深度后溶解度达到最大值,再向浅部溶解度开始逐渐降低; 也就是深部流体具有深部溶蚀碳酸盐岩-浅部沉淀碳酸盐矿物的规律。与浅部地层中的流体发生混合会使流体的CO₂含量和盐度降低,会导致CaCO₃的沉淀充填; 深部流体进入开启性断裂/裂缝体系中时,由于压力的降低,也会发生CaCO₃的沉淀充填。深部流体的CO₂含量、盐度、温度和压力的变化影响着实际的溶蚀-充填过程。塔中地区钻井也揭示了深部下奥陶统碳酸盐岩中发育有丰富的溶蚀孔隙,而在相对浅部的奥陶系灰岩和志留系砂岩中见有大量方解石的充填,这是富CO₂流体深部溶蚀-浅部充填的一个较好的实例。基于理论和实际分析,本文认为在岩浆火山作用广泛发育的塔里木等盆地中下古生界深部优质碳酸盐岩储层存在的可能性。     

塔里木盆地寒武系白云岩的主要成因类型及其储层评价

塔里木盆地寒武系发育规模巨大的白云岩地层。对覆盖区钻孔岩心的岩石学分析表明,塔里木盆地寒武系白云岩成因主要有六种:潮坪相沉积成因、潟湖相沉积成因、渗透回流交代成因、压实排挤流交代成因、岩溶低温结晶成因和岩溶高温结晶成因。岩心物性分析与铸体薄片分析结果表明,岩溶低温结晶成因白云岩本质上可成为最优质的白云岩储层,储层特征为高孔高渗;潮坪沉积成因与岩溶高温结晶成因白云岩可形成高孔低渗的白云岩储层;潟湖相沉积成因白云岩、渗透回流交代成因白云岩与压实排挤流交代白云岩一般不作为优质的白云岩储层。     

砂岩储层石英胶结物的SiO_2来源研究综述

石英胶结作用是导致砂岩储层致密的重要原因之一,目前关于石英胶结物SiO_2内部或外部来源尚无定论。关于石英胶结物SiO_2来源问题的研究较薄弱,尤其对非晶质SiO_2溶解来源和SiO_2外部来源的研究重视不足。本文在前人研究成果的基础上,重点探讨了致密砂岩储层中石英胶结物形成的成岩作用时间及SiO_2的物质来源,并研究了其贡献量的大小。结果表明:(1)长石的溶解与转化、蒙脱石的伊利石化和绿泥石化作用、压溶作用与缝合线的发育,以及非晶质SiO_2的溶解作用,是砂岩储层中石英胶结物发育的重要内部SiO_2来源。石英胶结物的外部来源则包括岩石邻近的砂体,也包括深部埋藏砂岩、深部埋藏泥岩、花岗岩侵入体、基岩等来源的大规模运移。(2)长石的溶解、蒙脱石的伊利石化和绿泥石化作用、压溶作用与缝合线的发育,主要在早成岩-中成岩时期为砂岩储层提供SiO_2来源,而钾长石向高岭石和伊利石的转化、钠长石化作用主要为中成岩-晚成岩时期石英胶结物的主要SiO_2来源。此外,非晶质SiO_2的溶解和外部来源提供的SiO_2推测应该可以发生在整个沉积成岩时期,且需要进一步研究工作验证。     

塔里木盆地北缘上石炭统砂岩碎屑组分及其对物源类型和构造属性的指示

南天山在晚古生代以来经历的一系列碰撞和微板块的拼合事件在塔里木盆地北缘的沉积作用和构造演化中都有明显的反映,而沉积物物源分析是认识盆地演化、解释构造背景的重要途径和方法。根据对塔里木盆地北缘地区多个剖面的研究,上石炭统阿依里河组砂岩碎屑组分以石英为主,其次是长石及各种岩屑,有时含有机质杂基及云母。其中石英平均含量为70.7%(53%～86%),长石平均含量7.1%(5%～17%),岩屑平均含量为22.5%(20%～30%)。物源分析结果表明,砂岩物源主要来自再旋回造山带,并且主要具俯冲消减的缝合带和碰撞造山属性,少量具弧造山属性。结合塔里木北缘晚石炭世的岩相古地理特征,认为物源可能来自于北侧的古天山造山带。     

塔里木盆地迪那2大型凝析气田的地质特征及其成藏机制

塔里木盆地库车坳陷迪那2凝析气田是中国目前发现的储量规模最大的凝析气田,含气层位为古近系苏维依组与库姆格列木群;储集岩以粉砂岩、细砂岩为主,属于低孔低渗储层,近似于致密砂岩气.气藏储量丰度大于15亿方/km2,气油比为8100～12948m3/m3,凝析油含量60～80g/m3;储层温度129 ～ 138℃,地温梯度为2.224℃/1OOm;地层压力为105 ～106MPa,压力梯度为0.39MPa/1OOm,压力系数为2.06～2.29,属于常温超高压凝析气藏.天然气以湿气为主,碳同位素较重,属于典型的煤成气;原油碳同位素较重,生物标志化合物体显出陆相油特征.研究认为,油气主要来自阳霞凹陷侏罗系煤系烃源岩;圈闭形成时间较晚,根据热史、埋藏史、烃源岩热演化史、流体包裹体等资料以及天然气碳同位素动力学拟合的油气充注成藏时间都表明,迪那2凝析气田的成藏时间是在2.5Ma以来,是一个典型的晚期快速充注成藏的大型凝析气田.晚期前陆逆冲挤压作用在形成超压的同时,发生了储层的致密化和烃类的充注,储层致密化过程与烃类充注同步.     

伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床中性CO2+O2地浸中铀的赋存状态变化特征及其规律

自我国采用CO₂+O₂中性地浸工艺采铀后,一定程度上解决了高碳酸盐矿床采用酸法和碱法地浸导致的堵塞和浸出率低的问题。新疆蒙其古尔铀矿床是我国采用CO₂+O₂中性浸出方法的代表性高碳酸盐砂岩型铀矿床之一。本研究以蒙其古尔铀矿床原矿石为研究对象开展室内铀浸出实验,并对浸出前后的样品磨制薄片进行TIMA自动矿物扫面以及扫描电镜分析,以查明矿石浸出前后铀赋存状态以及铀矿物粒度、解离度和连生矿物等工艺参数的变化,为改进采铀工艺提供矿物学参数依据。结果表明蒙其古尔铀矿床原矿石中铀的存在形式主要为独立铀矿物、含铀矿物和吸附态铀。铀矿物主要为铀石,以及少量的沥青铀矿。相比于浸出前,浸出后铀石、沥青铀矿均被大量浸出,大于30μm的铀石被浸出完全,沥青铀矿仅剩少量8～9μm的未被浸出。铀石的解离度在浸出前后最大的变化是小于10%的占比从49.68%变为84.20%。相比于铀石,原矿石中沥青铀矿的解离度更高,在80%～90%解离度范围内的占比达53.06%,浸出后仅有少量60%～70%解离度的沥青铀矿未被浸出。研究表明解...     

塔里木盆地克拉2气田异常高压的成因分析及其定量评价

塔里木盆地库车坳陷克拉2气田自始新统以下地层内砂岩储层的实测压力梯度为1．8～2．1MPa／100m，过剩压力达30～35MPa，表现为明显的异常高压。前人认为超压的形成主要受控于构造挤压作用，此外还有高压天然气的注入、构造抬升等因素，基本不存在欠压实作用。本文首先总结了各种成因机制的可能性，以此为依据，定量评价了气柱浮力、欠压实作用和构造挤压作用等因素对砂岩内异常高压的贡献，并提出了克拉2气田超压形成的概念模式。研究发现，该气田不同深度间的过剩压力差异完全是气柱浮力引起的，但气柱浮力对超压的贡献不超过10％；明确指出欠压实作用肯定存在，且对砂岩中超压的形成起着重要作用，其贡献一般为20％～30％，部分层段高达40％～50％；从构造压实作用机理出发，分三种情况讨论了构造挤压对流体增压的影响，认为构造应力能够传递给流体的最大压力为侧向上的最大主应力与沉积压实阶段的上覆负荷之差，其对本地区超压的贡献最大可达40％～50％，部分层段仅20％～30％。克拉苏地区超压形成的时间先后顺序(概念模式)为：首先因欠压实作用而出现超压，形成了封闭体系；其次为天然气的快速注入；而康村期(N1-2k)以来的构造挤压则引起流体压力幅度的进一步增高。     

钱家店砂岩型铀矿床铀矿物嵌布特征及对中性(CO2+O2)地浸采铀效率的影响

可地浸砂岩型铀矿中铀矿物的空间嵌布特征直接影响其与溶浸剂的接触反应程度,厘清铀矿物浸出过程中的嵌布变化规律对于综合提高铀的浸出率至关重要。基于此,本研究采集了钱家店砂岩型铀矿床Ⅳ号矿段样品,进行了室内浸出实验并对中性浸出反应前后矿样进行了SEM-EDS镜下观察、以及TESCAN综合矿物分析等表征手段,定量分析了浸出前后铀矿物嵌布、解离度、连生矿物和粒度变化特征。结果表明：(1)钱家店砂岩型铀矿床独立铀矿物主要以沥青铀矿为主,以及少量铀石,完全被包裹的沥青铀矿和铀石解离度分别由61.06%～68.17%增加至83.45%、由46.88%～58.27%增加至65.22%,指示沥青铀矿的解离度参数变化程度明显大于铀石,说明沥青铀矿更易发生氧化溶解。(2)沥青铀矿和铀石多呈现6～12μm、4～10μm粒径范围与长石、石英、黄铁矿、云母、黏土矿物连生,而这些连生的矿物多呈现包裹铀矿物的状态使铀矿物难以与溶浸液接触反应。(3)浸出之后,可见石英长石碎屑颗粒内部还残留有大量铀矿物,并且其边缘发现有小颗粒(5μm)铀石残余,指示CO₂+O₂浸出条件下完全被包...     

塔里木盆地志留系沥青砂岩的特性及其成因

采用有机岩石学和有机地球化学相结合的方法,详细研究了塔里木盆地志留系沥青砂岩的特征及其成因。色质分析表明,志留系沥青砂岩含高的三环二萜烷且以Ｃ２３为主峰,与石炭系源岩不同,γ 蜡烷含量不高,代表藻类生源的β 胡萝卜烷含量较高,且具高孕甾烷、高重排甾烷的特征,反映沥青砂岩油源来自下古生界。有机岩石学研究表明,由于沥青砂岩含可溶性物质甚高,其油浸反射率（Ｒｂ为０２７％～０３６％）不能反映其真实成熟度,水浸反射率（Ｒｗ为１３５％～１５３％）与上下地层成熟度相吻合,排除了沥青砂岩“新生古储”的可能性。碳同位素分析结果进一步证实沥青砂岩源自下古生界的生油岩,是早古生代古油藏遭受后期构造破坏的结果。     

论塔里木盆地“东河砂岩”的地质时代

系统总结了关于近年来塔里木盆地重要储油层——“东河砂岩”年代研究所取得的主要进展 ,包括 1)“东河砂岩”中发现晚泥盆世孢子和胴甲鱼化石 ;　 2 )含砾砂岩段发现晚泥盆世盾皮鱼化石 ;　 3)下泥岩段下部发现晚泥盆世孢子 ;　 4 )下泥岩段上部和生屑灰岩段分别发现石炭纪初期第一、二孢子组合带 ;　 5 )生屑灰岩段发现石炭纪初期的牙形刺 ;　 6 )化学 -生物地层学研究结果指示 ,泥盆系 -石炭系界线应在“东河砂岩”顶面之上。据此 ,“东河砂岩”的时代应为泥盆纪。     

塔里木盆地的环境格局与绿洲演化

塔里木盆地是中国最大的内陆盆地,它经过长期海陆变迁和盆山耦合作用形成。从元古代到晚二叠纪,一直处于海洋环境,几经海侵海退,有大量海相沉积。从二叠纪末开始,全区抬升,海水退出,盆地进入陆地发展阶段,以湖相和河流相沉积为主,仅在西部边缘有泻湖相沉积;至渐新世,印度板块与欧亚板块在帕米尔地区碰撞拼合,盆地彻底与古特提斯海分离,形成统一的内陆盆地。盆地的气候环境从晚白垩世就已向干热发展,形成了广泛的红色沉积和膏盐;上新世以来,青藏高原及其他山地快速隆升,对盆地的环境格局产生重大影响,盆地腹地出现荒漠化,风成沙堆积面积扩大;第四纪时,干旱化气候进一步加剧,塔克拉玛干沙漠逐渐形成;一些天然绿洲在盆地周围和河流流域相伴而生,从而奠定了今天塔里木盆地的环境格局。古时绿洲大部分是丝绸之路的连接点和集结地,在距今约2000年前的汉朝还比较繁荣,后来变成了废墟和荒漠,塔克拉玛干沙漠的南缘向南推进约100～150km,而注入盆地(沙漠)的河流向上游收缩几百公里。     

松辽盆地构造演化及成盆动力学探讨

松辽盆地晚侏罗世以来的构造演化经历了10个阶段:缓慢裂陷和快速坳陷—加速裂陷和快速坳陷—减速裂陷和慢速坳陷—慢速裂陷和快速坳陷—加速裂陷和加速坳陷—减速裂陷和减速坳陷—裂陷、坳陷终止和缓慢反转—快速反转和快速差异坳陷—慢速反转和慢速差异坳陷—反转停止和坳陷终止。构造发育演化的结果形成了“下断中坳上隆顶平”的盆地结构。“中坳”部分沉积的可容纳空间,54%来源于盆地基底的长期伸展坳陷;“上隆”部分沉积的可容纳空间,31%来源于盆地基底的受压坳陷。构造作用的转换起因于东部区域应力场的转变。     

克拉2气田储集岩中方解石胶结物的溶解及其对次生孔隙的贡献

沉积物成岩作用中碳酸盐胶结物的形成和溶解直接关系到岩石孔隙体积及其连通性,对石油、天然气等的储集和运移具有重要影响。通过纵向对比分析发现库车坳陷的克拉2气田储集岩层的孔隙度和渗透率值与碳酸盐含量呈反相关关系,即碳酸盐含量越高,孔、渗值越低。引起碳酸盐含量变化的正是其中的方解石胶结物的变化。岩石显微结构表明,方解石随深度的变化是通过粒间胶结物的早期沉淀、深埋时的溶解及晚期再胶结而发生的,并且导致本区K 201井3 800 m深处的孔、渗高异常带。伴随方解石在深度上的含量变化,地下水也呈现出纵向上的分带性。基于水岩作用热力学相平衡及质量守恒理论,利用相关的热力学数据库和溶液模型,模拟方解石的溶解度与水型之间的关系得出,方解石的溶解度与地下水中[ΣCO2]-[C a2 ]值密切相关,该值越小越有利于方解石的溶解,否则发生沉淀。克拉2气田中N a2SO4型水的[ΣCO2]-[C a2 ]≈0,是典型的方解石饱和溶液,方解石与这种溶液呈平衡态,既无大量的沉淀,也无明显的溶解;N aHCO3型水的[ΣCO2]-[C a2 ]>0,是一典型的过饱和溶液,这种地下水所在的岩石中出现大量方解石胶结物的沉淀,孔、渗值很低;C aC l2型水的[ΣCO2]-[C a2 ]<0,代表了典型的欠饱和溶液,与其对应的储层内不但无方解石沉淀,而且早期的方解石胶结物也要被彻底溶解,形成大量的次生孔隙,导致孔、渗值增高,从而成为本区天然气的最有利储集层段。     

塔里木盆地库车坳陷盐构造特征及其与油气的关系

库车坳陷发育古近系和新近系两套膏盐层,其分布特征各异.膏盐层的塑性流动形成多种类型的盐构造.盐构造演化可大致分为4个阶段.前两个发育阶段与盐序列本身及其上覆地层的差异负载作用有关,后两个发育阶段主要与南天山的山前冲断构造作用有关.盐构造在不同的演化阶段具有不同的形态特征,因而对库车坳陷的油气成藏至关重要.盐构造不仅有利于储层发育、油气保存和圈闭形成,而且有利于油气运聚,构成了油气成藏的界限.盐构造发育区是大-中型油气田勘探的有利地区.     

塔里木盆地石油地质研究新进展和油气勘探主攻方向

“十五”以来,塔里木盆地石油地质攻关研究取得了多项新进展,主要表现在: 1)发现库车前陆盆地既富气也富油; 2)克拉通区下古生界碳酸盐岩油气富集受储层控制,斜坡带富油; 3)哈得逊周缘东河砂岩具有形成大型地层油气藏的地质条件; 4)塔中地区志留系发育岩性油气藏; 5)下白垩统克孜勒苏群是塔西南喀什凹陷北缘的主要目的层; 6)塔东地区原油裂解气勘探潜力颇大。近期的勘探思路是:以温宿凸起及周缘为重点,加强预探;积极评价轮南奥陶系潜山、塔中多目的层和哈得逊周缘石炭系3个有利区;准备塔西南西部、塔北西部英买力和塔东及塔东南地区3个新领域。     

塔里木盆地油田水文地球化学

塔里木盆地油田水总矿化度６０ｇ／Ｌ－３２０ｇ／Ｌ，与氯离子浓度呈正相关，总体上受铝酸盐矿物的成岩改造影响甚小。油田水主要为部分贫镁型和完全耗镁型两种。部分贫镁水型被认为来自方解石的白云石化作用和斜长石的溶解作用；氧同位素值，Ｌｉ，Ｂ和Ａｌ浓度随埋深而增大，高的锶浓度指示了水－铝硅酸盐矿物反应是受温度控制的Ｍｇ－Ｌｉ可指示古地温。     

塔里木盆地轮南地区下奥陶统碳酸盐岩储层的控制因素分析

轮南地区下奥陶统潜山是一个具有良好勘探前景的油气富集区 ,但该区碳酸盐岩储层的不均一性及其预测的难度制约了该区勘探的进展 ,这也是碳酸盐岩地区油气勘探的难题之一。从影响碳酸盐岩储层发育的基本地质条件入手 ,对该区的构造特征、沉积环境及成岩作用分别进行了探讨 ,同时结合近年来的钻探成果进行了分析。结果表明 ,该区储层的储集性主要与次生孔隙有关 ,即主要受构造作用和成岩作用控制 ,而与沉积环境没有直接的关系 ,这一分析为该区碳酸盐岩储层的预测和评价提供了依据     

塔里木盆地轮南奥陶系古潜山油气成藏与分布

轮南奥陶系碳酸盐岩古潜山形成于晚加里东-海西期,经过多期构造运动的改造,形成了现今的构造格局;经过了多期成藏过程,形成了现今复杂的油气水分布特征.轮南奥陶系古潜山油气主要分布在潜山围斜部位,潜山面以下约150 m范围内,原油分布不受局部构造影响.总体看来,轮南奥陶系古潜山油气分布主要与储集空间的分布、水动力作用和差异聚集作用有关;轮南奥陶系古潜山油水界面是倾斜的,油气藏具有一定的水动力特征,可能是一个大型的水动力圈闭油气藏.