四川盆地西部栖霞组热液白云岩中的自生非碳酸盐矿物

热液环境是碳酸盐重要的成岩环境之一,MVT铅锌矿床和某些白云岩储层都与之有关。通过薄片观察、扫描电镜和能谱分析,在四川盆地西部中二叠统栖霞组白云岩地层中发现了一些自生非碳酸盐矿物和焦沥青,包括伊利石、萤石、氟磷灰石、石英、重晶石和黄铁矿等,它们赋存于具不同结构的白云石的晶间/晶内孔隙和溶解孔隙中,尤其是非平直晶面鞍形白云石的溶解孔隙中。赋存自生矿物的白云石主晶的包裹体均一化温度主要分布在80～180℃之间,最高可达240℃以上。白云石溶解空间中萤石、氟磷灰石(也包括方解石)等以Ca作为阳离子自生矿物的存在,反映热液白云石沉淀后温度降低造成的流体性质的改变和白云石的溶解,热液蚀变作用还造成了伊利石的形成和黏土矿物的强迫热演化,白云石晶间焦沥青的存在则代表了有机质因热蚀变而发生的强迫成熟和过成熟。川西栖霞组碳酸盐岩的热液蚀变作用发生在距今259Ma左右(中二叠世末)的东吴运动期间,与峨眉山玄武岩有关的热事件伴生。该期间古热流达60～80mW/m2,甚至更高,持续时间约6Ma,此时栖霞组白云岩地层的埋藏深度<500m,因而热液蚀变过程与地热增温无关。白云岩地层中各种自生矿物和非正常有机质热演化形成的焦沥青的存在为川西栖霞组碳酸盐岩所经历的热液环境成岩作用提供了依据。     

鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩储层中的鞍形白云石胶结物及其对储层的影响

鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩中存在鞍形白云石胶结物,它们具有强烈波状消光等鞍形白云石的典型结构特征,主要分布在石炭系本溪组、二叠系太原组和山西组下部等具有海相色彩的地层中,其矿物学、岩石学和地球化学研究有助于加深人们对鞍形白云石形成机制及其与储层发育关系的研究.从薄片分析,化学分析,碳、氧、锶同位素分析,阴极发光分析和X射线衍射分析结果中获得了鞍形白云石的如下信息:(1)鞍形白云石中FeCO3的摩尔分数变化在13%～23%之间,均属铁白云石.(2)鞍形白云石沉淀开始于碎屑石英次生加大之前,沉淀温度80～120℃.(3)鞍形白云石沉淀流体的δ18O值大致变化在+3‰～-6‰之间,沉淀流体盐度高于二叠纪海水.(4)鞍形白云石的碳同位素组成表明与海水有关的无机碳是其主要碳源.(5)鞍形白云石极其富集的放射性成因锶(87Sr/86Sr变化在0.707 116～0.725 223之间),这与上古生界鞍形白云石本身产于碎屑岩地层有关.(6)低含量的鞍形白云石胶结物对碎屑岩储层物性的影响是正面的,属于保持性成岩作用;但过度的鞍形白云石胶结作用对储层的影响则是负面的,属于破坏性成岩作用.这两种成岩作用鞍形白云石胶结物质量分数的界线可能在5%左右.     

珠江口盆地珠江组碳酸盐岩储层质量评价

岩芯观察、薄片鉴定及物性分析等研究表明,珠江口盆地东沙隆起惠州、流花和陆丰3个地区珠江组碳酸盐岩储层质量明显不同。惠州地区珠江组碳酸盐岩在成岩过程中发育多期次的胶结作用,强烈的胶结作用严重阻塞孔隙,面孔率大多小于1%,渗透率以小于1 mD为主,储层质量最差;广泛的不同期次的溶解作用使得流花地区以粒间溶孔、铸模孔、超大孔及晶洞孔等次生孔为主,孔隙度和渗透率值在3个地区中最高,孔渗分布显著正偏,显示良好的孔隙度渗透率关系,对于获得某一特定渗透率所需的较低的截止孔隙度值,储层质量最好;陆丰地区成岩早期发育的胶结作用有利于原生孔隙的保存,后期受到一定的溶解作用改造,但溶解作用远不及流花地区发育,孔隙构成以粒间孔、生物骨架孔、粒内孔等原生孔为主,原生孔相对较差的连通性使其孔隙度虽然与流花地区大致相当,但渗透率却要比流花地区低得多,获得相同渗透率所需要的截止孔隙度比流花地区高,储层质量中等。     

四川盆地西部中二叠统栖霞组中鞍形白云石的去白云化作用

对四川盆地西部的中二叠统栖霞组白云岩进行岩石学观察,发现遭受了去白云化作用的白云石尤其是鞍形白云石中的去白云化作用.栖霞组白云岩中发生去白云化作用的岩石学证据包括:(1)破损的白云石晶体边界;(2)方解石胶结物中呈“漂浮状”的白云石晶体的碎片;(3)白云石晶体中的不规则方解石斑块;(4)大部分或完全被方解石所交代的白云石晶体假象.去白云化作用由方解石对白云石的等摩尔交代过程和白云石先溶解后由方解石就地沉淀的过程综合作用,可以跨组构或不跨组构发生.促进去白云化作用发生的流体通道可以分为孔、洞等先存的流体通道以及后生的裂缝.裂缝可以由不同机制产生,还会对先存流体通道进行改造.去白云化作用发生在埋藏环境.     

储层孔隙度-渗透率关系曲线中的截止孔隙度与储层质量

截止孔隙度可从储层孔隙度-渗透率关系曲线获取,是要获得某一特征渗透率所需要的孔隙度临界值,也是储集岩的岩石结构(杂基或灰泥的含量、碎屑的粒度和分选性)、自生矿物构成(如以孔隙衬里方式存在的自生矿物的数量)、白云石的含量和储层孔隙构成(粒间孔、晶间孔、粒内孔、铸模孔、大孔、中孔和微孔等)等各种沉积、成岩因素的表征。鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组不同油层组储层与0.1×10-3μm2渗透率对应的截止孔隙度大致变化在7%～12%之间,主要受印支期暴露时间间隔中大气水作用与次生孔隙形成的控制,如果以0.1×10-3μm2渗透率作为渗砂岩下限,相应孔隙度的下限也大致变化在7%～12%之间,这显然会影响不同油层组烃类的储量计算;以孔隙衬里方式存在的自生矿物对埋藏条件下储集空间具有保护作用,但这些胶结物数量的增加会导致储层截止孔隙度增加,储层质量比具有类似孔隙度但缺乏孔隙衬里胶结物的储层差;由不同类型孔隙构成的碳酸盐岩储层1×10-3μm2渗透率对应的截止孔隙度变化在5.4%～31.3%之间,粒间孔、晶间孔为主的碳酸盐岩截止孔隙度较小,储层质量较好,灰泥岩微孔为主的碳酸盐岩的截止孔隙度最大,储层质量最差,粒内孔和铸模孔为主的碳酸盐岩具有中等的截止孔隙度、中等的储层质量。     

川东北飞仙关组储层结晶白云岩的形成机制与白云化模式

根据作为川东北三叠系飞仙关组作为重要储层的结晶白云岩(包括用以对比的原始结构保存的粒屑白云岩)的结构、元素构成、包裹体均一化温度和碳、氧、锶同位素特征,以及结晶白云岩在时间上和空间上的分布,讨论了这类白云岩形成的流体、温度和白云化机制,解释了结晶白云岩具有较好物性的原因。川东北飞仙关组结晶白云岩主要由细—中晶的平直晶面半自形—自形晶白云石构成,缺乏可进行均一化温度分析的气-液两相包裹体,具有低的锰、铁含量和较高的锶含量,显示较低温条件下海水或海源流体在白云化过程中的控制作用。结晶白云岩的碳、氧、锶同位素组成说明先驱鲕粒灰岩的碳是其主要碳源,白云化流体主要是早三叠世印度阶晚期海水,其次是奥伦尼克阶海水,白云化作用发生时鲕粒灰岩处于埋藏深度<1km的埋藏阶段,40~60℃的温度主要由地热增温提供,台地内部埋藏环境的热对流模式可以解释川东北飞仙关组结晶白云岩的形成机制。开江—梁平台棚以东的孤立(或半孤立)碳酸盐台地具有陡峻的边缘,两侧同时对海水开放,鲕粒岩分布层位较低(飞1—飞2段)都有利于热对流作用,台地内较为发育的蒸发盐造成纵向热传导率的差异并加强台内热对流。在白云岩分布样式的控制机理上,由于高渗透率鲕粒岩仅分布在台地边缘,使得海水进入台地后的垂向对流大于水平对流,白云化作用发生在台地边缘,飞3段鲕粒岩没有足够时间完成白云化,台地边缘结晶白云岩的体积向上减少。另外,川东北还存在回流白云化作用和塞卜哈白云化作用,由此形成的白云岩主要分布在台地上部或顶部,保留有很好的原始粒屑灰岩与泥微晶灰岩的结构,具有与同期海水类似的锶同位素组成,稍低的δ13 C值和偏正的δ18 O值以及稍高的锰、铁含量,显示白云化流体是同期海水,白云化系统对大气环境相对开放,白云化流体盐度高于同期海水。由于结晶白云岩是在不对大气水环境开放、但对非同期海水开放的条件下进行的,白云化反应的外来CO2-3较少,白云化过程岩石孔隙相对增加,储层质量较好。原始结构保存的粒屑白云岩是在对大气水环境相对开放的条件下进行的,白云化反应的外来CO2-3较多,白云化过程岩石孔隙增加有限甚至减少,白云岩为差储层或致密层。开江—梁平台棚以西的镶边陆棚飞仙关组虽然也发育高能环境的鲕粒灰岩或其他高能环境的粒屑灰岩,但形成优质储层结晶白云岩的条件差于台棚以东的孤立(或半孤立)碳酸盐台地。     

自生绿泥石对砂岩储层孔隙度-渗透率关系的影响——以鄂尔多斯盆地姬塬-华庆地区三叠系长8油层组为例

主要以孔隙衬里方式产出的自生绿泥石是鄂尔多斯盆地姬塬-华庆地区三叠系长8油层组合量最高的自生黏土矿物.自生绿泥石含量与砂岩储层孔隙度-渗透率关系的计算表明,自生绿泥石对姬塬-华庆地区砂岩储层孔隙度-渗透率关系产生直接影响.总的来说,随着砂岩中自生绿泥石含量的增加,要获得相同渗透率所需要的孔隙度是增加的;但对于不同的渗透...     

川西栖霞组的热液白云化作用及其后的倒退溶解——不彻底的回头白云化作用

热液白云岩具有特殊的形成机制,相关研究具有重要的理论意义和实用价值。四川盆地西部中二叠统栖霞组白云岩以原始结构不保存的结晶白云岩为主,形成于缺乏蒸发盐的地层中,普遍发育非平直晶面他形晶和鞍形晶等在相对高温环境中沉淀的白云石。113个不同结构白云石的包裹体均一化温度平均值为136℃,变化在平直晶面半自形晶的67℃到非平直晶面鞍形晶的243℃之间,主要温度区间为80～180℃。结构观察表明,白云化作用发生在埋藏深度只有数百米的浅埋藏环境,地热增温难以导致如此高的温度,与峨眉山玄武岩有关的热事件提供的热源造成的温度升高克服了低wMg/wCa比值条件下白云石沉淀的动力学屏障。在矿物组成上,栖霞组缺乏白云石质量分数在90%以上的碳酸盐岩,岩石中白云石的质量分数主要集中在40%～60%的范围内,说明白云化作用是一种不彻底的过程,这与峨眉山玄武岩热效应持续时间很短(257±3)～(263±5)Ma B.P.、难以使碳酸盐岩完全白云化有关。结构观察还表明,川西栖霞组白云岩普遍经历了溶解作用和破碎作用,以形成温度最高的非平直晶面鞍形晶白云石的溶解和破碎作用最为发育,由白云石溶解或破碎形成的孔洞缝中主要充填方解石。但这些方解石具有比其主晶白云石(尤其是鞍形白云石)低得多的包裹体均一化温度(主要分布在70～80℃之间),显示鞍形白云石沉淀后至少经历了70℃(最大值达150℃)的温度倒退。温度倒退的物理效应导致已沉淀白云石的破碎,化学效应则导致白云石的溶解和方解石的重新沉淀(去白云化作用),因而四川盆地西部栖霞组的白云化也是一种回头白云化作用。这种不彻底的和回头白云化作用形成了具特殊构造的豹斑状白云岩或灰岩(灰斑云岩或云斑灰岩)。