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埋藏条件下碳酸盐岩实验室溶蚀作用模拟的热力学模型与地质勘探方向——以陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组第五段为例 总被引：1，自引：0，他引：1
肖林萍 《沉积与特提斯地质》1997,(4)
陕甘宁盆地下奥陶统马家沟组五段为潮坪相碳酸盐岩夹蒸发盐沉积。马五段经历了多期复杂的成岩作用，其中溶蚀作用对马五段影响深刻。首次引用热力学理论对埋藏条件下碳酸盐岩溶蚀作用进行了理论分析和计算。其结果表明碳酸盐岩在埋藏成岩的不同温度压力条件下，酸性介质中溶解反应的吉布斯自由能均为负值，说明反应可自动向方解石、白云石溶解的方向进行，并随着温压的升高溶解的趋势增大，而且白云石溶解的趋势比方解石更大。碳酸盐岩溶蚀作用是受热力学规律支配的自然地质作用。碳酸盐岩溶蚀实验模拟的热力学数学模型对陕甘宁盆地油气田勘探具有重大的理论意义和实际应用价值。 相似文献
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方解石和白云石溶蚀实验热力学模型及地质意义 总被引：15，自引：0，他引：15
通过碳酸盐（方解石、白云石）溶蚀作用实验室模拟研究，建立了溶蚀作用的热力学模型方程，对埋藏成岩的3种不同温压条件下（348．15K，Mpa ,373．15K，25Mpa，403．15K，30MPa）碳酸盐溶蚀作用进行了定量研究。提出随着温度和压力的升高，碳酸盐溶解反应的吉布春播由能降低，因而溶解反应增强；在相同温度和压力的地质条件下，白云石较方解石更易溶蚀并形成次生孔隙，这为油气生成运移提供了有利的地下空间和通道。 相似文献
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油气储层埋藏成岩过程中的地球化学热力学 总被引：3，自引：2，他引：1
成岩作用是影响油气储层质量的重要因素,而对于埋藏过程中各种化学成岩作用的有效预测直接关系到储层的评价和预测。为了探索油气储层埋藏成岩过程中主要成岩作用对储层质量影响的预测方法,本文利用地球化学热力学的理论,分析了影响储层质量的主要化学成岩作用,包括砂岩中长石的溶解作用、碳酸盐矿物的溶解与沉淀作用和方解石—白云石的转化作用,建立其埋藏条件下溶解—沉淀的地球化学热力学模型。通过这些模型,试图利用地球化学趋势定量地预测砂岩储层次生孔隙的发育趋势、碳酸盐岩埋藏岩溶—充填趋势和埋藏白云石化趋势,为储层评价预测提供理论依据。 相似文献
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表生和埋藏成岩作用的温压条件下不同组成碳酸盐岩溶蚀成岩过程的实验模拟 总被引：17，自引：2，他引：17
表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０～１００℃，常压～２５ＭＰａ），方解石、白云石相对含量不同的碳酸盐岩的溶蚀证明，在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃、２０ＭＰａ）下，方解石的溶解速率大大超过白云石，随着温度和压力的升高，两者溶解速率的差值变小。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，白云石的溶解速率已超过方解石，在１００、２５ＭＰａ的温压条件下，微晶白云石（白云石／方解石＝９８／２）的溶解速率已是含云灰岩（白云石／方解石＝１６／８４）的２倍，造成这种现象的原因是白云石的温度、压力效应大大超过方解石之故。根据实验的结果可以预测：表生与相对浅埋藏的温压条件下，石灰岩的岩溶作用较白云岩发育；但在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙应比方解石更为发育，这是埋藏深度大于２０００ｍ的地层中，白云岩储层多于石灰岩的重要原因。 相似文献
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表生和埋藏成岩作用的温压条件下不同组成碳酸盐岩溶蚀成岩过程的实验模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０～１００℃，常压～２５ＭＰａ），方解石、白云石相对含量不同的碳酸盐岩的溶蚀证明，在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃、２０ＭＰａ）下，方解石的溶解速率大大超过白云石，随着温度和压力的升高，两者溶解速率的差值变小。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，白云石的溶解速率已超过方解石，在１００、２５ＭＰａ的温压条件下，微晶白云石（白云石/方解石＝９８/２）的溶解速率已是含云灰岩（白云石/方解石＝１６/８４）的２倍，造成这种现象的原因是白云石的温度、压力效应大大超过方解石之故。根据实验的结果可以预测:表生与相对浅埋藏的温压条件下，石灰岩的岩溶作用较白云岩发育；但在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙应比方解石更为发育，这是埋藏深度大于２０００ｍ的地层中，白云岩储层多于石灰岩的重要原因。 相似文献
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关于川东北深层海相碳酸盐岩溶蚀型孔隙的成因,主要有两种观点:早期的大气淡水溶蚀和浅埋藏白云石化以及晚期的深埋藏流体溶蚀。以二叠系石灰岩和白云岩为例,通过原位模拟实验分析得知:随着埋深、温度的增加,方解石和白云石均趋向于胶结而不是溶蚀,其中方解石胶结程度更高。因此判定深部碳酸盐岩储层总体上发生溶蚀作用而形成孔隙的可能性较小,早期的成岩作用才是形成次生溶蚀的关键。 相似文献
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鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验 总被引：1，自引：0，他引：1
鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO2溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO2溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。 相似文献
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盐酸及乙酸介质中的碳酸盐岩溶蚀表面特征及机理——以南堡凹陷为例 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究酸性条件下碳酸盐岩的溶蚀表面特征及机理,以南堡凹陷及周边凸起区10个典型碳酸盐岩样品为研究对象,进行乙酸和盐酸溶液的溶解实验,并通过扫描电镜观察样品的溶蚀特征。结果显示,岩石结构和矿物成分的选择性溶蚀,是碳酸盐岩溶蚀过程中的主要作用形式;方解石和白云石均存在特有的溶蚀现象,即"溶蚀晶锥"方解石和"蜂窝状"白云石,为晶体选择性溶蚀的产物;表生条件下,灰岩中少量白云石的加入能够增加方解石的溶解度,白云石的含量上限为13%,超过该界限,随白云石含量的增加,溶蚀作用减弱。 相似文献
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从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩溶蚀的实验模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
通过细粉晶白云岩、泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩与2 ml/L乙酸溶液的溶解动力学实验,研究了从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩储层的改造作用机理。结果显示,四种类型碳酸盐岩的溶解速率在3.34×10–9~2.27×10–8 mol/(cm2·s)之间,并且溶解速率随埋藏深度(地层温度和地层压力)的增加而增大。从表生到中埋藏环境下,泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的溶解速率大于细粉晶白云岩;在深埋藏环境下,细粉晶白云岩的溶解速率逐渐与泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的一致,这揭示出在相对高温高压下,埋藏有机酸性流体对碳酸盐岩的溶蚀改造作用中,碳酸盐岩的溶蚀速率与其方解石和白云石含量的关系并不大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,细粉晶白云岩的晶间溶孔、晶内溶孔更加发育。细粉晶白云岩中白云石溶解成蜂窝状溶解孔,晶间缝溶蚀加大且相互连通,这种微观溶蚀特征更有利于油、气的储集及运移。结合岩石的溶蚀速率及其微观溶蚀演化特征,指出碳酸盐岩矿物成分和含量固然对其溶蚀作用具有控制影响,但是碳酸盐岩溶蚀形成的孔隙类型及其连通性能与碳酸盐岩有利储层形成的关系更为密切。 相似文献
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碳酸盐岩作为一种化学岩类其物性受成岩作用的影响十分明显,溶解作用是否发育直接关系到碳酸盐岩储层质量的好坏。碳酸盐矿物在埋藏环境中的溶解度与地层水的化学成分、环境的温度、pH等有着密切的关系。利用地层水化学资料,根据化学热力学的理论,通过方解石及白云石与地层水作用的平衡反应,计算吉布斯自由能变化ΔG,以此来判断方解石及白云石的溶解趋势,并建立了封闭系统中这两种矿物与水作用的热力学模型。根据这个理论模型,对塔北地区159口井奥陶系及6口井的寒武系地层水进行了ΔG的计算,结果显示,塔北地区碳酸盐岩与地层水反应的ΔG基本为负值,表明该地区总体处于碳酸盐岩溶解的环境,寒武系白云岩反应的自由能小于奥陶系灰岩,即在这种深埋条件下白云岩比灰岩更易溶解,这一点在实际岩芯资料上及前人的实验模拟中均有显示。塔北于奇地区自由能的计算结果也为负值,说明该地区强烈的充填作用并非发生在现今条件下,于奇地区现今的埋藏环境是有利于碳酸盐矿物溶解的,这一结论也在该地区奥陶系及寒武系岩芯上得到了验证。 相似文献
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受古岩溶作用的影响,鄂尔多斯盆地靖边气田高桥区块形成了层位较稳定的溶蚀孔洞白云岩储层。利用钻井岩心、铸体薄片、阴极发光及地球化学手段等,对研究区马五41段白云岩储层埋藏环境下建设性成岩作用进行了系统研究。研究表明,区内埋藏环境下建设性成岩作用有埋藏白云石化作用、埋藏溶解作用、裂缝作用等。研究区晶粒白云岩C、O同位素比值与奥陶纪海水的C、O同位素值相比明显偏负,表明地层经历了埋藏白云石化作用,埋藏白云石化作用使得岩石体积缩小、岩石孔隙度有所增加,有利于晶间孔的形成。埋藏溶解作用可形成大量的溶蚀孔、洞、缝等储集空间,为油气的储集成藏提供了有利的场所。裂缝的发育增加了溶蚀孔洞的连通性,有效地提高了储层的孔隙度与渗透率。上述3种建设性成岩作用相互叠加配合,使得裂缝与原本存在的孔隙配套,对良好油气储集空间的形成起了决定性控制作用。 相似文献
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塔中Ⅰ号断裂坡折带上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩储集空间类型主要有孔、洞、缝三大类,微观储集空间主要有粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶间溶孔和微裂缝。通过对台地边缘16口井的良里塔格组灰岩进行岩石薄片鉴定、胶结物地球化学分析以及成岩演化序列研究,指出微观孔隙主要形成于埋藏成岩环境中,并列出4项具有指示意义的证据,包括：方解石胶结物中高温包裹体普遍存在;方解石胶结物稳定氧碳同位素丰度分异特征;灰岩中丰富与优质储层伴生的指示埋藏成岩作用的白云石;广泛分布的H2S气体。此外,分析了溶蚀性流体的主要组分和不同区域埋藏溶蚀作用强度的差异性。 相似文献
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方解石在成岩环境中的溶解度与地下水化学特征、温度等有着极为密切的关系。通过CaCO3溶解沉淀反应平衡以及地下水中的Ca2+活度可以确定不同温压的地下水条件下方解石的溶解趋势。地下水溶液的pH值和温度是方解石溶解度最直接的控制因素。方解石溶解趋势可以通过CaCO3电离反应的吉布斯自由能(ΔG)来判断:ΔG<0时,反应向溶解方向进行;ΔG>0时,反应向沉淀方向进行。根据方解石的水岩反应理论,对塔河油田34口井的奥陶系地层水进行了ΔG的统计计算。结果显示:塔河油田现今地下水条件有利于方解石的溶解,西部地区较东部溶解趋势强,北部地区溶解趋势相对较弱。这为定量了解塔河地区埋藏岩溶趋势及该地区的储层评价预测提供了理论依据。 相似文献
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塔里木盆地北部下奥陶统碳酸盐岩孔洞充填物特征及其成岩环境分析 总被引：2，自引：0，他引：2
为了正确分析和评价碳酸盐岩溶蚀孔洞在埋藏成岩环境中的发育和保存条件,对塔里木盆地北部露头剖面中下奥陶统白云岩及其溶蚀孔洞的充填物进行了详细的矿物学和地球化学研究,试图对这类孔洞充填物沉淀时的成岩环境进行恢复。大型洞穴充填物的矿物学特征和微孔洞充填物扫描电镜的分析表明,此类孔洞的环带状充填物具有明显的世代性,由基岩向孔洞中心,至少可识别出4期充填物,即第1期的乳白色白云石,第2期的铁质浸染的杂色高镁方解石,第3期的无色透明白云石和第4期的自形石英。碳、氧同位素分析结果表明,孔洞充填物形成于高温条件,结合微量元素、稀土元素所示的成岩信息可进一步推断其形成于高温埋藏环境,而非现代表生暴露期的充填物;第1期和第3期白云石充填物形成在相对还原且高盐度的流体性质条件下,而第2期高镁方解石充填物沉淀时相对偏氧化,盐度也偏低。据下奥陶统此类4期充填物的特征分析可知,第2期高镁方解石充填物的发育可能与构造抬升导致成岩环境的改变有关。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2016,(5)
解析系统的构造-流体体制是认识叠合盆地深层碳酸盐岩成岩-成储规律的新思路。针对塔里木盆地塔中下-中奥陶统鹰山组深层碳酸盐岩(深度、温度分别达6500m和220℃)的系统研究表明,其发育6期方解石胶结作用,准同生、表生期胶结及浅埋藏等前三期胶结总体显示与正常海水相关的成岩特征,相比之下中-深埋藏等后两期胶结具有明显的δ13C负值和有机碳输入特征,而热流体胶结物的δ18O、δ13C值均显示相对最大负值。除准同生期选择性溶蚀和表生期溶蚀外,塔中鹰山组主要存在两期埋藏溶蚀,其中第二期除溶蚀早期方解石胶结外,还主要溶蚀白云石,且普遍与烃类注入匹配。研究区关键时期,即中晚奥陶世北西向逆冲断裂、志留-泥盆纪北东向转换走滑断裂、二叠纪张裂及相关流体活动,分别影响了鹰山组碳酸盐岩的岩溶、埋藏溶蚀-胶结等成岩-成储过程。 相似文献
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本文提出了中下扬子二叠纪礁碳酸盐岩主要作用类型有造礁作用，白云石化作用，胶结作用，溶解作用及裂隙作用，经历了海水，混合水，大气淡水及埋藏成岩环境，按下列序列演化，造礁作用－海水胶结作用－蒸发海水白云石化－淡水渗流带淋溶及潜流带胶结作用一混合水白云石化－浅埋Ｉ胶结，白云化及溶解作用（Ｔ１／Ｐ２）的多期交替－深埋藏胶结（含Ｊ３／Ｊ２古表生构造岩溶作用）一深埋藏溶解－深埋藏白云石化－浅埋藏ＩＩ及表生淋溶 相似文献
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刘永先 《沉积与特提斯地质》1995,(5):43-51
陕甘宁盆地中部气田产于奥陶系顶部古风化壳碳酸盐岩储集体中，碳酸盐岩储集空间的形成是不同期次的溶蚀作用和充填作用相互作用的结果。根据盆地发展演化阶段不同，大致可以分出四期：第一期为近地表早期成岩溶蚀作用与充填作用（Ｏ＿１）；第二期为风化壳岩溶作用及充填作用（Ｏ＿２－Ｃ＿１）；第三期为浅埋藏期溶蚀作用与充填作用（Ｃ＿２）；第四期为深埋藏期溶蚀作用与充填作用（Ｐ－Ｑ）．化学充填作用形成的自生矿物主要有方解石、白云石、粘土矿物、石英、石膏等．根据充填顺序、地球化学特征等的不同，判别了自生矿物生成顺序及期次．最后论述了不同期次溶蚀作用和充填作用对储集空间形成的建设与破坏作用． 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2020,(4)
在碳酸盐岩储集层中,由大气淡水淋滤作用形成的岩溶孔洞是重要的油气储集空间,但大气淡水淋滤对碳酸盐岩储集层的改造机制尚不明确,因而制约了对碳酸盐岩储集层的评价和勘探。本文以塔里木盆地顺南地区4种典型的碳酸盐岩储集层为研究对象,以理论分析和数值模拟为手段,对不同条件下大气淡水淋滤作用造成的储集层的矿物溶蚀、沉淀、转化以及孔隙度变化进行了定量研究。结果表明,在近地表低温低压条件下,大气淡水对碳酸盐岩的淋滤作用主要表现为方解石的溶蚀,随流体向深部运移,以及方解石的沉淀或白云石化。大气淡水淋滤对储集层的影响深度和程度与淋滤速度、时间等因素均有关,另外,在矿物种类不同的碳酸盐岩储集层中,矿物的溶解、沉淀和转化关系差异较大。 相似文献
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山西王家岭矿区奥陶系碳酸盐岩溶蚀规律研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究王家岭矿区奥陶系碳酸盐岩的溶蚀规律,模拟造成差异性溶蚀的主要因素进行了实验。在常温常压、溶蚀液碳酸水的pH值为6.5～6.9、每次溶蚀时间控制在24h左右的条件下,对矿区不同层段的碳酸盐岩进行溶蚀实验。实验发现,碳酸盐岩的成分和结构是影响溶蚀指标的重要因素,比溶蚀度和比溶解度总体趋势是白云岩灰岩膏岩;不溶物含量的增大使比溶蚀度和比溶解度下降,机械破坏量呈非线性增加;相同情况下方解石溶解速度快于白云石2～3倍。该实验结果为矿区进行水文地质研究提供了基础数据。 相似文献