鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组下组合砂岩的成岩作用及浊沸石热力学研究

摘要

鄂尔多斯盆地陇东地区上三叠统延长组长8-10油层组是近些年的着重开发的新层系,研究程度较其他油层组不是很高,进一步研究该层系的岩石学特征及成岩作用很有必要。
　　延长组广泛发育的呈连晶或孔隙胶结的浊沸石堵塞了其中大部分的原生孔隙,但在后期酸性流体介入时又可以造成浊沸石的溶蚀,由于浊沸石溶蚀形成的次生孔隙一度成为储集油气的有利储层,因此研究长8-10油层组的浊沸石成因、形成环境、与其他矿物的关系具有重要价值。
　　化学热力学可以使得在不需要繁杂的实际物理化学实验模拟的情况下,通过成熟的热力学计算模型对化学反应发生的方向、难易成都及物理化学参量的相互关系等做出正确判断。介于此,通过对浊沸石相关的化学反应的考量,可以深入的对浊沸石形成溶解机理做一些有益的探讨。
　　通过讨论,得出的主要认识有:
　　1.延长组下组合砂岩的主要岩石类型为岩屑长石砂岩,长石砂岩和长石岩屑砂岩,粒度以细粒为主,磨圆以次棱为主,颗粒接触关系多为线接触或凹凸接触,大部分呈颗粒支撑,主要胶结物为浊沸石、方解石、绿泥石、次生石英和长石质。方解石多呈孔隙胶结,浊沸石为连晶胶结,石英和长石有的为加大边胶结,有的呈镶嵌胶结。孔隙及渗透率较差,主要孔隙类型为原生粒间孔,次生溶孔次之,微裂缝发育再次之,其中溶孔中多为多为长石和浊沸石溶孔。
　　2.下组合砂岩经历的成岩作用主要为压实压溶作用,胶结作用和溶解作用、交代作用。其中早期形成绿泥石包膜有效保护了原始粒间孔隙。广泛的绿泥石和浊沸石胶结、较少的高岭石及石英加大反映了呈弱碱性的成岩流体环境。总体上研究区砂岩已经达到成岩中A—B期。
　　3.通过化学热力学工具进行计算验证了浊沸石形成需要较高的pH值,较高的钠钙离子浓度和较低的钾离子浓度。
　　4.研究区浊沸石的形成原因主要为火山玻璃水化,斜长石钠长石化次之,片沸石脱水反应在沉积岩形成环境中发生还值得商榷,但是高岭石与碳酸钙生成浊沸石的反应热力学上是不成立的。
　　5.在同等[H+]下,钙长石、钠长石比浊沸石优先溶解,浊沸石比钾长石优先溶解,故在下组合砂岩中看到的次生溶孔多为长石溶孔。方解石与浊沸石常呈负相关关系,可能是因为形成时,由于浊沸石比方解石的自由能更低,更稳定,占有了过多的钙离子,因此方解石含量低,但当孔隙水中的二氧化碳分压增高时,浊沸石在比方解石更容易溶解并生成方解石,并且在一定区间内,方解石会随着二氧化碳的增高而沉淀增加,所以造成方解石含量比浊沸石高。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题意义

1．2 浊沸石及研究区的研究现状

1．2．1 沸石的一般叙述

1．2．2 浊沸石的形成环境

1．2．3 浊沸石的成因

1．2．4 研究区浊沸石的成因研究

1．3 主要研究内容及拟解决的问题

1．4 研究思路及技术路线

1．5 工作量

第2章 区域地质概况

1．1 区域构造特征及盆地演化

1．2 上三叠统延长组沉积特征

1．3 延长组长10-长8岩相古地理演化

1．4 延长组下组合砂岩地层特征

1．5 浊沸石分布特征

第3章 延长组下组合砂岩的岩石学特征及成岩作用

3．1 岩石学特征

3．2 成岩作用

3．2．1 成岩作用类型

3．2．2 成岩阶段划分

第4章 浊沸石形成溶解过程的热力学模拟

4．1 与浊沸石的相关化学反应

4．1．1 浊沸石的形成

4．1．2 浊沸石的溶解

4．2 热力学模拟方法

4．2．1 吉布斯自由能判据

4．2．2 平衡常数的计算

4．2．3 反应所需的热力学数据

4．2．4 假设

4．3 温度、压力对浊沸石形成溶解反应的影响

4．3．1 浊沸石形成反应计算结果解释

4．3．2 浊沸石溶解反应的计算结果解释

4．4 孔隙流体成分对浊沸石形成反应的影响

4．4．1 氢离子及二氧化碳分压对浊沸石的影响

4．4．2 阳离子对浊沸石的影响

4．5 研究区浊沸石成因探讨

第5章 浊沸石与其他矿物的共存关系

5．1 长石与浊沸石的影响关系

5．2 碳酸盐与浊沸石的影响关系

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录A 计算结果

附录B 图版