孝泉-新场-合兴场地区须家河组砂岩储层中自生矿物研究

摘要

综合运用薄片分析、电镜扫描、X射线衍射分析以及碳、氧同位素地球化学分析等手段，对川西凹陷中段孝泉-新场-合兴场地区须家河组砂岩储层中的自生矿物进行含量、类型、分布规律的分析研究，探讨其形成机制及成岩过程中对储层的影响，为预测和评估储层质量奠定基础。须家河组的主要储集层为须2段和须4段，砂岩储层中的自生矿物类型主要为自生粘土矿物、自生碳酸盐胶结物及自生硅质矿物。 须家河组储层砂岩中的自生粘土矿物以自生的绿泥石和高岭石为主。绿泥石含量的平均值为0.21％，主要以孔隙衬里方式产出。纵向分布上，须2、须4段均有自生绿泥石分布，但其含量大于2％的样品只出现在须2段，物质来源可能与埋藏前组成中铁镁暗色矿物的存在和数量有关。平面分布上，孝-新-合地区偏北东方向的钻井中自生绿泥石含量较高，可能与龙门山北段须家河组砂岩中有更高的岩屑有关。须家河组大多数的自生绿泥石的沉淀作用是在较早的成岩阶段发生的，大多数须4段的粘土包膜比须2段更薄，其沉淀主要的时间与须2段类似，开始于较早的成岩阶段，略早于须4段长石的溶解时间。绿泥石环边能显著提高岩石的机械强度和抗压实能力，并在埋藏成岩过程中继续生长，且对石英的胶结作用具有一定的抑制作用，不仅使砂岩的原生孔隙得以保存，同时也使由长石等骨架颗粒溶解形成的此时次生孔隙得以保存。 须家河组砂岩储层中自生高岭石含量较低，为0.29％纵向分布具有显著的地层专属性，基本上只分布在须家河组第4段顶部或紧靠项部的砂岩中，这些高岭石可能是层序中某些特殊界面或其附近的产物，并可能是这些特殊界面的标志矿物。X射线衍射结果表明砂岩中的高岭石基本都是自生成因，主要与长石等硅铝酸盐的溶解有关。从储层演化的角度来说，高岭石通常是长石溶解和次生孔隙发育的指示矿物。 碳酸盐胶结物平均含量高达6.02％，占胶结物总量的84％，是该区域中自生矿物中含量最多的。碳酸盐胶结物的主要类型包括方解石、白云石、铁方解石和铁白云石。纵向分布上，须2、须4两个砂岩段碳酸盐胶结物总量没有实质性差别，但须3、须5两个泥岩段的碳酸盐胶结物含量平均值分别高于对应的砂岩段。白云石胶结物的含量以下部地层段较高，须2段白云石胶结物含量平均值显著高于须4段，而须3段白云石胶结物的含量的平均值显著高于须5段：方解石胶结物的纵向变化趋势则与白云石相反，须4段方解石胶结物含量的平均值显著高于须2段，须5段方解石胶结物含量的平均值则显著高于须3段。须2段白云石胶结物是在相对浅埋藏的条件下沉淀的，因为它们具有很高的沉淀温度(据氧同位素分析)，同时岩石的负胶结物孔隙度也很低。据其碳同位素分析，其物质来源中可能存在海相物质来源。结合氧同位素分析，须4段的方解石胶结物可能是在相对浅埋藏的较早成岩阶段沉淀的，因为它们具有比较低的沉淀温度；据碳同位素分析，其物质来源可能与长石的溶解作用有关。相当数量的碳酸盐胶结物的物质来源还与粘土矿物的转化有关。 该区域砂岩储层中硅质矿物的总量总体上较低，平均值为0.90％。大多数自生硅质矿物以围绕碎屑石英边缘生长的方式存在，加大部分常由多个具相同光性方位的石英组成，这些石英最终连接成一个大的晶体形成加大边并堵塞一部分孔隙，但仍有相当数量的硅质矿物以分散的微晶形式存在于长石溶解形成的次生孔隙中，说明长石溶解是硅质矿物的重要物质来源之一。硅质矿物在分布上受到地层段的控制，从须2段到须5段，砂岩中的硅质矿物从须2段的1.42％目显减少到须5段的0.13％。与须4段相比，须2段的长石溶解量明显减少，次生孔隙的绝对值和相对值都显著较低，薄片观察表明，一些样品中完全没有长石溶解，但石英却普遍次生加大。因此须2段硅质矿物对储层的影响主要是负面的，须4段的硅质胶结作用是在相对较早期的成岩阶段发生的，不会对储层有显著的负面影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1引言

1.2选题依据及研究意义

1.3研究内容

1.4研究手段和研究思路

1.4.1研究手段

1.4.2研究思路

1.5主要工作量

2区域地质概况与储层岩石学特征

2.1区域地质背景

2.2须家河组地层简述

2.3储层砂岩的岩石学特征简述

2.3.1岩石类型

2.3.2砂岩的骨架组分

2.3.3岩石结构

3储层自生矿物的微观特征

3.1自生矿物的类型

3.2自生粘土矿物的主要赋存状态

3.2.1自生绿泥石的主要赋存状态

3.2.2自生高岭石的主要赋存状态

3.3碳酸盐胶结物的主要赋存状态

3.4硅质矿物的主要赋存状态

4储层中自生矿物的分布规律

4.1自生粘土矿物的分布规律

4.1.1自生绿泥石的分布特征

4.1.2自生高岭石的分布特征

4.2碳酸盐胶结物的分布规律

4.3自生硅质矿物的分布规律

5自生矿物的成因机制

5.1自生粘土矿物的成因机制

5.1.1自生绿泥石的成因机制

5.1.1自生高岭石的形成机制

5.2自生碳酸盐矿物的成因机制

5.2.1碳酸盐胶结物的氧、碳同位素特征

5.2.2须家河组自生碳酸盐胶结物的形成机制讨论

5.3自生硅质矿物的成因机制

6砂岩储层中自生矿物对储集性能的影响

6.1自生粘土矿物的类型、含量以及分布对储集性能的影响

6.1.1自生绿泥石对储集性能的影响

6.1.2自生高岭石对储层的影响

6.2自生碳酸盐对储层的影响

6.3自生硅质矿物对储层的影响

结论

图版说明(附图版)

致谢

参考文献

图版