史涛 储层地质学.doc

碎屑岩储层成岩作用（储层地质学读书报告）学生姓名： 史 涛 学 号： 1008210281 院 （系）： 油气资源学院 专 业： 矿产普查与勘探 指导教师： 王 起 琮 完成时间： 2011年 05月 25日 碎屑岩储层成岩作用 全球主要油气田的储层是沉积成因的碎屑沿河碳酸盐岩地层，这就要求研究油气储层的沉积环境、古地理条件、沉积体系的空间展布特征及各沉积相带的相互配置关系；从而建立储层的沉积模式及地质模型，以便全面而准确地评价和预测储层的空间分布、形态特征与纵、横向上的物性变化规律，来满足油气勘探与开发所需要了解的储层的范围和井间特征。 碎屑岩储层与碳酸盐岩和其它岩类储层相比具有四个优点：孔隙以粒间孔为主，而碳酸盐岩多为粒内孔；沉积作用控制强；粒度的粗细对孔、渗的影响通常具有较好的规律性；压实过程比较清楚，并易进行定量分析。1.成岩作用类型 狭义的碎屑岩成岩作用主要有压实和压溶作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用、溶解作用、矿物多形转变作用等。它们都是互相联系和互相影响的，其综合效应影响和控制着碎屑沉积物的发育历史。其中对碎屑岩储层物性有重要影响的是压实作用、胶结作用和溶解作用。1.1压实作用1)概念 在上覆压力作用下岩石脱水、脱气，孔隙度及颗粒间距离变小，沉积物体积收缩并致密。压实作用主要发生于3000m以上，处于成岩作用早期。2) 压实作用结果压实组构： 泥岩、页岩、岩屑等假杂基化；火山岩岩屑等软塑性颗粒变形；石英、长石等刚性颗粒破裂。压实造成颗粒定向排列压实作用结果：使孔隙水排出，颗粒紧密排列，岩石密度变大。岩石的孔隙度随深度D增加呈指数下降 如果粘土杂基含量高，则孔隙度衰减速率增大。1.2压溶作用1)概念 压溶作用是一种物理化学成岩作用，沉积物随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的压力增大（超过正常孔隙流体压力 ），颗粒接触处的溶解度增高，发生晶格变形和溶解作用，砂质沉积物就进入了压溶作用阶段。2)压溶作用结果：随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移，颗粒受压溶处的形态将依次由点接触演化到线接触、凹凸接触和缝合接触（如图1-1所示）石英次生加大，渗透率降低。图1-1 颗粒的接触关系本质上，压实作用和压溶作用是同一物理化学过程的两个阶段，是持续进行的。1.3胶结作用1)概念 胶结作用是指从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉积物固结起来的作用。胶结作用是沉积物转变为沉积岩的重要作用，也是使沉积层中孔隙度和渗透率降低的主要原因之一。常见胶结物：碳酸盐、硫酸盐、粘土矿物、自生长石、硅质及石英等。2)胶结方式：孔隙充填、孔隙衬边式、孔隙桥塞式、次生加大式、基底式3)胶结作用类型：氧化硅胶结作用代表酸性孔隙水介质环境氧化硅胶结物以非晶质和晶质两种矿物形态出现于碎屑岩中。非晶质氧化硅胶结物为蛋白石，晶质氧化硅有玉髓和石英。石英石碎屑岩中最常见的硅质胶结物，它可以呈微、细粒状充填于空隙中，但更常见的是以碎屑石英自生加大边胶结物出现。石英次生加大，不易溶蚀，粒间管状喉道变为“片状”或缝状喉道，使储层孔渗性下降，发生于碱性环境。级加大：少量石英窄加大边或自形晶面；级加大：大部分石英和少量长石加大，有石英雏晶；级加大：所有石英和长石加大边，呈镶嵌状；级加大：颗粒缝合接触，自形晶面消失。碳酸盐胶结作用碳酸盐是最常见的胶结物，包括方解石、文石、含铁方解石、白云石和含铁白云石。其中分布最广和最常见的是方解石，其次是白云石。文石是在现代砂岩中出现的，在较老的砂岩中均转变为方解石。早期胶结物：泥晶方解石杂基，或方解石连晶，碳酸盐胶结物后期溶解可形成有效的次生孔隙;储层物性随碳酸盐胶结物含量升高而降低。晚期胶结物：含铁方解石、含铁白云石胶结物。硫酸盐胶结作用碎屑岩中最常见的硫酸盐胶结物有硬石膏和石膏，此外还有重晶石和天青石。石膏和硬石膏常呈连晶状充填于孔隙中，也可交代出其他矿物，可形成于沉积期及成岩作用的各个阶段。形成于沉积期和早成岩期的往往与强蒸发作用有关，形成于晚成岩期的往往与早期石膏溶解和再沉淀有关。地层水与沉积物相互反应或不同地层水的混合，也可析出石膏和硬石膏。其他胶结作用粘土矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石）、黄铁矿、沸石等,这些矿物含量变化大。1.4交代作用1)概念 交代作用是指一种矿物代替另一种矿物的现象。交代作用可以发生于成岩作用的各个阶段乃至表生期。交代矿物可以交代颗粒的边缘，将颗粒溶蚀成锯齿状或鸡冠状的不规则边缘，也可以完全交代碎屑颗粒，从而成为它的“假象”。后来的胶结物还可以交代早成的胶结物。交接彻底时，甚至可以使被交代的矿物影迹消失。 交代作用的实质是体系的化学平衡及平衡转移问题。当体系内的物理、化学条件发生改变时，原来稳定的矿物或矿物组合将变得不稳定，发生溶解、迁移或原地转化，形成在新的物理、化学条件下稳定存在的新矿物或矿物组合。碱性环境中碳酸盐沉淀交代石英和长石，酸性环境二氧化硅沉淀，交代碳酸盐矿物和粘土矿物。2）常见的交代作用氧化硅和方解石的相互交代作用pH3500m)流体流动方式：热对流。超压带成岩作用强，储层致密流体运动方式为热对流。热对流溶蚀作用：地层倾角大的构造翼部发生溶蚀作用，溶蚀作用局限，溶蚀量小。断层活动时期对成岩作用影响：如果胶结物沉淀与断层活动时期一致，断层附近形成致密胶结带。如果酸性流体活动与断层活动时期一致，断层附近形成次生孔隙发育带。5.成岩演化模式5.1储层成岩作用研究目的在研究成岩作用类型、阶段及影响因素的基础上，总结成岩演化模式，预测有利孔隙发育带，寻找有利构造部位的有利砂体的高孔隙发育带；5.2成岩演化模式的内容构造演化史；流体运移史；烃类运聚史；成岩演化史等；对于目的层建立标准；对于新地区（新层系）能起到到提纲和指南作用。5.3成岩作用模式中国东部断陷湖盆碎屑岩储层成岩作用综合模式。1）正常压力带（埋深3200m以上）压实水由盆地中心向构造高部位或盆地边缘运移。进入生油窗，携带有机质脱羧产生的酸性流体，溶解、溶蚀不稳定组分（主要是长石、不稳定岩屑和碳酸盐矿物），在构造高部位或盆地边缘，形成次生孔隙发育带。2）超压带（埋深3000-5000m）流体流动方式为热对流。热对流主要发生于地层倾角大的部位，溶蚀作用主要发生在构造翼部、斜坡带和中央隆起带两侧，但形成的次生孔隙发育带较局限。3）超高压带（埋深5000m）原生和次生孔隙均达到不可压缩的极限状态。孔隙主要是油气聚集而保留下来的原生孔隙或次生孔隙，高孔渗带主要分布在古隆起高点或古圈闭处。4）构造缓坡带和古隆起顶部：抬升作用使该部位的储层易遭受剥蚀、风化、淋滤作