砂岩中自生粘土矿物的研究现状、内容和方法

自生粘土矿物是砂岩中重要的填隙物,也是砂岩成岩阶段划分的重要指示矿物。该类矿物在油气勘探开发过程中备受关注。随着石油工业的大发展,砂岩中自生粘土矿物的研究,目前已取得了长足进展。本文以高岭石、伊利石、绿泥石和蒙皂石等砂岩中常见自生粘土矿物为例,从研究现状、内容和方法三方面综述砂岩中的自生粘土矿物。通过大量的文献调研认为：研究内容主要包括矿物学特征、赋存状态（产状）、发育机理及对储层物性的影响等方面;薄片鉴定、染色分析、热分析、X-射线衍射分析和扫描电镜相结合是研究砂岩中自生粘土矿物的常规手段,目前亟待发展特色研究方法。     

塔南凹陷火山碎屑岩成岩作用特征

通过岩心观察和薄片鉴定,塔南凹陷发育有火山碎屑沉积岩、普通火山碎屑岩、沉积火山碎屑岩、熔结火山碎屑岩。结合扫描电镜和电子探针实验,确定了火山碎屑岩的成岩作用类型有压实、压溶、胶结、熔结、熔蚀、溶蚀、交代、脱玻化、重结晶作用和自生矿物的形成等。综合镜质体反射率值、最高热解温度、粘土矿物组合、自生矿物的分布等划分标志,目的层位属于晚成岩阶段的 A 期。     

致密碎屑岩中粘土矿物的形成机理与分布规律

随着油气勘探开发的逐渐深入,深层致密碎屑岩油气藏所占比例越来越高。致密碎屑岩油气藏勘探的重点往往是寻找高效储层的发育规律,而高效储层的形成机理与成岩过程中的粘土矿物有着密切的关系,致密碎屑岩储层中常见的粘土矿物有高岭石、绿泥石、混层粘土和伊利石。通过铸体薄片、扫描电镜、背散射等研究手段,分析不同类型粘土矿物的形成机理,结合沉积相和层序地层,对其分布规律进行研究。研究结果表明,成岩粘土矿物的形成与储层碎屑颗粒的成分、气候、沉积环境及古温度等有密切关系。海（湖）平面变化对成岩阶段早期形成的粘土矿物具有明显控制作用,随后这些早期形成的粘土矿物影响着成岩晚期的粘土矿物类型、含量和分布。碎屑岩颗粒组分、沉积相和层序地层相结合,可以有效地预测碎屑岩储层中粘土矿物的形成机理和分布规律,为深层高效储层的预测提供理论基础。     

水介质的化学性质和流动方式对深部碎屑岩储层成岩作用的影响

对东营凹陷下第三系深部碎屑岩储层成岩作用的影响因素进行了研究 ,结果表明 ,有机无机化学反应提供的酸性水介质环境和异常压力带流体的循环热对流是影响和控制深部碎屑岩储层成岩作用的重要因素。有机质热演化、粘土矿物转化、硫酸盐热化学氧化还原反应、油田水化学性质和烃类物质进入储层等因素引起地层水介质化学性质的变化 ,这严重影响了深部碎屑岩储层的成岩作用。循环热对流是深部储层流体的主要流动方式 ,它控制着自生矿物在砂层中的析出位置和次生孔隙的分布特征     

水介质的化学性质的流动方式对深部碎屑岩储层成岩作用的影响

对东营凹陷下第三系深部碎屑岩储层成岩作用的影响因素进行了研究。结果表明,有机－无机化学反应提供的酸性水介质环境和异常压力带流体的循环热对流是影响和控制深部碎屑岩储层成岩作用的重要因素。有机质热演化、粘土矿物转化、硫酸盐热化学氧化还原反应、油田水化学性质和烃类物质进入储层等因素引起地层水介质化学性质的变化,这严重影响了深部碎屑岩储层的成岩作用。循环热对流是深部储层注体的主要流动方法,它控制着自生矿物     

粘土矿物对碎屑岩储层评价的控制理论探讨及应用实例

文章结合前人有关研究,从5个方面对碎屑岩储层评价的控制进行了探讨,即岩石物理性质的一些基本概念;粘土矿物的产状;常见粘土矿物的类型及特征;常见粘土矿物的X射线衍射分析及油气生产中由于粘土矿物所带来的问题。最后用作者最近所完成的实例研究简要地进行印证。     

东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其与储层伤害的关系

利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜等分析资料对东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其对储层的伤害进行了研究。结果表明，郑家-王庄地区沙河街组碎屑岩储层中粘土矿物类型主要为伊利石／蒙皂石无序间层矿物和高岭石矿物，含少量的伊利石和微量的绿泥石矿物。依据蒙皂石层层间阳离子类型，伊利石／蒙皂石无序间层矿物可进一步分为钙型、钠型和钙钠过渡型3种类型。高岭石矿物有结晶度高、形态发育良好和结晶度低、形态发育差两种类型，据此得出高岭石有自生成因和陆源碎屑成因两种类型。粘土矿物的膨胀率及水敏感性实验分析表明，钠型伊利石／蒙皂石无序间层矿物具有更大的膨胀性，对储层损害最大，钙-钠过渡型次之，钙型最小。对储层中高岭石含量与储层物性分析发现，两种成因的高岭石对储层物性影响截然不同，自生高岭石的大量存在能有效改善本区储层物性，陆源碎屑高岭石则使储层物性变差。     

东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其与储层伤害的关系

利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜等分析资料对东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其对储层的伤害进行了研究.结果表明,郑家-王庄地区沙河街组碎屑岩储层中粘土矿物类型主要为伊利石/蒙皂石无序间层矿物和高岭石矿物,含少量的伊利石和微量的绿泥石矿物.依据蒙皂石层层间阳离子类型,伊利石/蒙皂石无序间层矿物可进一步分为钙型、钠型和钙钠过渡型3种类型.高岭石矿物有结晶度高、形态发育良好和结晶度低、形态发育差两种类型,据此得出高岭石有自生成因和陆源碎屑成因两种类型.粘土矿物的膨胀率及水敏感性实验分析表明,钠型伊利石/蒙皂石无序间层矿物具有更大的膨胀性,对储层损害最大,钙-钠过渡型次之,钙型最小.对储层中高岭石含量与储层物性分析发现,两种成因的高岭石对储层物性影响截然不同,自生高岭石的大量存在能有效改善本区储层物性,陆源碎屑高岭石则使储层物性变差.     

木里坳陷上三叠统—中侏罗统粘土矿物及储层成岩作用特征

为了对木里坳陷上三叠统—中侏罗统(T_3-J_2)成岩阶段分析以及储集层物性的评价价,利用X线衍射(XRD)技术对以该层段粘土矿物特征进行了研究。研究得出:(1)粘土矿物组合变化趋势表明,成岩作用是该层段粘土矿物组合控制的主要因素;(2)不同岩层中粘土矿物的组合不同,参照煤地层碎屑岩成岩阶段标准,将本段碎屑岩层划分为3个阶段;(3)粘土矿物的存在对中侏罗统地层和尕勒得寺组砂岩储集层的储集物性有影响。木里坳陷中侏罗统具有较好的生烃岩层,应进行进一步勘探研究。     

粘土矿物对广安须家河组致密砂岩物性影响

粘土矿物广泛分布于川中广安地区上三叠统须家河组的各个层段中,是须家河组重要的烃源岩和致密砂岩储集层中的填隙物,对砂岩储集性能起着至关重要的作用。在岩芯铸体薄片鉴定基础上,通过扫描电镜、能谱仪以及X-衍射仪等对砂岩中的粘土矿物进行了全面系统的研究,认为:早成岩期形成的绿泥石薄膜抑制石英次生加大,有效地保护了原生孔,对致密砂岩储层物性具有极其重要的积极意义;自生伊利石在砂岩储层中将原生孔和次生孔分割成无数微孔,在降低有效孔隙的同时,还大大降低了储层的渗透性,是造成川中须家河组储集层低孔低渗特征的重要原因之一;自生高岭石往往预示着次生孔隙发育区带,但在研究区分布有限,仅见于须六段。     

文东油田沙三中油层储层特征研究

为了提高沙三中油层开发水平,并为各种作业措施提供地质依据,通过各种分析测试方法,对沙三中油层储层特性做了详细研究．结果表明：沙三中油层储层砂岩以粉砂岩和粉细砂岩为主,储层矿物成分成熟度较低,不稳定组分含量很高,碎屑矿物成分主要有石英、长石、喷出岩、复 晶石英、硅质、泥质和云质;岩石化学成分中 Ｃａ２＋ 、 Ｍ ｇ２＋ 含量较高,决定了地层水高矿化度和高 Ｃａ２＋ 、 Ｍ ｇ２＋ 含量．铸体薄片观察证明储层砂岩属小孔细喉型,孔隙形态不规则、喉道曲折复杂;粘土矿物主要有伊利石、高岭石、绿泥石和伊 ／ 蒙混层矿物,其产状以薄膜式和分散充填式为主;成岩作用主要有压实作用、胶结及交代作用和溶蚀作用等三种类型．储层有潜在的水敏、速敏、酸敏和无机垢损害存在．     

鹤岗煤田泥质岩粘土矿物类型及其地质意义

为了确定鹤岗煤田泥质岩粘土矿物类型及其地质意义,本文采用X射线衍射仪和扫描电镜研究了鹤岗煤田12个泥质岩样品中的粘土矿物。结果表明:本区泥质岩共有4种类型的粘土矿物,并揭示出高岭石主要为来自剥蚀区的碎屑粘土矿物,少部分为自生矿物,伊利石一部分由剥蚀区搬运来,另外则由长石、云母等铝硅酸盐矿物风化形成,伊蒙混层矿物是在成岩过程中,由蒙脱石向伊利石转化的过渡产物,绿泥石则是在深埋阶段由高岭石转变而成。这项研究说明该区在整个晚侏罗世演化过程中处于近中性环境,并在弱酸弱碱环境中频繁振荡。     

牛居油田牛12断块东营组储层特征

牛居油田牛１２断块东营组储层主要为辫状河沉积．其砂砾岩体多分布于河道之中，显示出非连续的透镜状、带状和大面积分布的席状形态．辫状河砂体主要有河道砂坝和河道充填两种沉积．该区东营组储层的成岩矿物包括自生石英、碳酸盐、高岭石、伊利石、蒙脱石、伊一蒙混层和绿泥石等矿物．次生孔隙的发育主要是由于长石、颗粒骨架和自生碳酸盐的溶蚀作用而产生的．在４个油层组之间，储层性质具有明显的非均质性，它受辫状河的成岩特征和沉积微相的控制．     

南马庄油田沙三段储层特征

南马庄油田的产层为下第三系沙三段，储集砂体为浪控三角洲和湖滨滩坝相．储集岩性以细粒长石砂岩和粗粉砂岩为主．主要自生矿物为碳酸盐和高岭石、伊利石、伊－蒙混层、绿泥石等粘土矿物．还有少量自生石英和长石矿物．储集孔隙以次生粒间孔隙为主，其形成机制与有机质的热演化有关．储层物性虽好，但存在明显的层内、层间和平面非均质性．油层分布受岩性和构造的双重控制．     

黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征

为全面研究黔北地区牛蹄塘组富有机质泥岩储层特征,对该组7口页岩气调查井和4口地质浅钻的岩芯进行了系统采样,并做了矿物学分析、地球化学分析、孔隙度和渗透率测定、含气性分析等实验。结果表明,牛蹄塘组富有机质泥岩主要发育于深水陆棚相带,岩性以含粉砂炭质泥岩、粉砂质炭质泥岩为主,脆性矿物以石英+长石组合为主,方解石、白云石、黄铁矿等自生脆性矿物含量总体较低;黏土矿物含量较低,变化范围较大,成分以伊利石为主。有机碳含量普遍较高,在1.5%~15.7%,有机质成熟度1.74%~3.40%,总体演化程度较高;平均岩石密度2.52 g/cm³,BET比表面积0.33~33.76 m²/g;微观储集空间以粒间（晶间）孔为主,其次为粒内孔,有机质孔发育较差,微裂缝总体不发育,具有低孔低渗低孔超低渗的储层特征;总含气量0.02~2.05 m³/t,现场解析气中N₂、H₂含量异常,CH₄等烃类气体含量较低。     

用地层元素测井资料确定储层粘土含量

地层元素测井 (ECS)是一种实时测量地层中元素含量的新型测井方法。介绍了ECS的方法和原理 ,根据王庄油田 4口井的ECS资料及氧化物闭合模型和综合处理解释结果 ,确定出该区的地层矿物含量 ,依据矿物含量并结合自然伽马能谱测井方法确定出研究区的粘土含量及类型。结果表明 ,研究区沙三段碎屑岩储层粘土矿物以伊 /蒙混层为主 ,其含量平均为 5 0 % ;其他矿物含量依次为 :高岭石平均为 2 0 % ,伊利石平均为 15 % ,绿泥石平均为 8%。伊 /蒙混层比平均为 76 % ,粘土成分以蒙脱石为主。将测井解释得到的粘土含量及类型与X 衍射分析结果进行了对比 ,验证了测井解释结果的可靠性。根据研究区的粘土含量和类型 ,提出了该区储层改造时应采用的几项措施。     

苏宏图白垩系粘土岩元素地球化学和粘土矿物特征及其古气候意义

为了探究苏宏图地区白垩系苏红图组的古气候环境,应用X射线荧光光谱(XRF) 和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) 方法研究了粘土岩样品的元素地球化学特征,结果表明：P、Mn、Sr/Cu、Mg/Ca、SiO2/Al2O3等元素特征指示白垩系苏红图组总体呈现极度干燥的沉积环境,不同亚相之间沉积环境稍有干湿变化,且扇三角洲相对湿暖;通过XRD和SEM方法研究了全岩矿物组成和粘土矿物类型和组合特征,结果表明：伊利石为主要的粘土矿物,其次为绿泥石、高岭石,粘土矿物的组合类型为伊利石、绿泥石的组合,且绿泥石和高岭石呈现此消彼长的现象,反映了干燥寒冷的沉积环境,并伴随着干湿的气候变化。     

致密砂岩储层黏土矿物特征及敏感性分析—以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区长6油层为例

致密砂岩储层孔喉结构复杂、比表面积大,岩石颗粒表面附着大量的黏土矿物,容易受到外来流体的影响,发生颗粒膨胀、迁移、离子沉淀等反应伤害储层,从而影响生产效率。本文以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区延长组6段油层为例,通过岩石薄片观察、扫描电镜、X射线衍射仪(X-RD)实验、压汞实验和储层敏感性实验等方法,对研究区储层物性、孔喉结构、黏土矿物特征和储层敏感性类型、伤害程度及敏感性影响因素进行分析。岩心分析实验表明,储层黏土矿物由绿泥石、高岭石、伊利石和伊蒙混层4种矿物组成,影响储层渗透性的敏感性伤害强弱依次为酸敏、水敏、碱敏、盐敏和速敏。并结合实际生产中存在的问题,提出绿泥石富集区域尽量避免储层酸化等改造措施;对伊利石及伊蒙混层含量高、易水敏的地区,压裂改造过程需要提高压裂液砂比,减小压裂液量,从而降低储层损害。