方解石与含硅流体的水-岩反应实验及其对'硅化碳酸盐岩'储层成因的启示

摘要

近年来的油气勘探表明,含硅热液是碳酸盐岩层系中一种重要的溶蚀性流体,查明其与碳酸盐岩的水-岩反应机理是揭示"硅化碳酸盐岩"储层发育机制并实现储层分布预测的基础和关键问题之一.文章采用熔融毛细硅管和水热反应釜为反应腔,开展了200～375°C范围内方解石和含硅流体的水岩反应实验.利用原位拉曼光谱技术在线描述反应过程中体系组成的变化,对于淬火后的固相样品,则采用扫描电镜—能谱分析进行形貌观测和成分鉴定.首先,查明了含硅流体与方解石脱碳反应发生的温度条件.方解石和含硅流体在275°C以上反应形成CO2,固相为非硅灰石的钙硅酸盐,其结构有待进一步揭示.该结果表明单纯的硅质组分难以在储层温度条件下与灰岩发生反应;其次,提出高盐度、富CO2流体作用是造成灰岩溶蚀的重要因素;最后,CO2的存在能够促进硅质(含石英)沉淀.在上述实验认识的基础上,结合前人研究结果探讨了塔里木盆地顺托果勒地区"硅化碳酸盐岩"储层的发育机制.含硅热液沿深大断裂上移,途径震旦系—下奥陶统白云岩层系,其中的硅质组分将与白云石反应形成富镁硅酸盐和CO2.CO2是重要的酸性组分,有利于鹰山组碳酸盐的溶蚀和孔隙的保存.流体温度和压力的降低以及CO2的存在促进了石英沉淀,并形成了大量的石英晶间孔隙.