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动水压力作用下碳酸盐岩溶蚀作用模拟实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究岩溶地区水库蓄水不同条件下动水压力驱动下的碳酸盐岩溶蚀作用机制。以乌江流域某水电站坝前地区碳酸盐岩为研究对象,利用自行研制的开放体系压力溶蚀实验系统,对不同动水压力（0～2.0 MPa）条件下CO2水溶液溶蚀碳酸盐岩的过程进行实验模拟,其结果显示,动水压力增大会引起碳酸盐岩的溶蚀作用加剧,溶解速率曲线随动水压力的变化而发生显著改变;随动水压力的增大,岩石的化学溶解量和机械破坏量同时增大,两者的比值随着压力增大逐渐趋于1：1,两者之间存在耦合关系。采用扫描电镜与压汞试验相结合的方法进行微观研究发现,动水压力对碳酸盐岩的溶蚀作用不仅发生于岩石表面,使表面溶孔增大并加深,产生次生孔隙和次生矿物,同时还改变着岩石的内部孔隙结构,降低其渗透性并弱化结构面的连接。 相似文献
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为了更好地认识鲕粒灰岩及鲕粒云岩的溶蚀机制,并指导油气勘探,通过岩石薄片溶蚀模拟实验,结合环境扫描观察和能谱分析进行原位微观形貌观察和分析,并采用分形与多重分形对能谱面扫描图像进行分析.实验结果显示,硫酸介质下鲕粒灰岩溶蚀从结构缺陷点(解理或裂隙)开始,钙含量高的点溶蚀速率快,而钙含量低的点和含硅部分溶蚀慢或不溶蚀,从而形成凹凸不平的溶蚀坑孔隙空间;而鲕粒云岩在硫酸介质中的溶蚀从白云石晶体间裂隙开始,这是因为颗粒及颗粒间有大量微裂隙.相同条件下,鲕粒云岩的溶蚀丢失质量比鲕粒灰岩多出约80%,这表明硫酸介质对白云岩具有更强的溶蚀能力.通过对溶蚀微观形貌的观察发现,硫酸对鲕粒白云岩结构的破坏作用而形成的颗粒状表面,更有利于溶蚀作用的深入进行,进而发育优质孔隙.此外,分形与多重分形分析结果表明,碳酸盐岩薄片表面的Ca、Mg、Si含量分布的非均质性的差异控制着溶蚀反应,成分差异大、元素含量非均质性强能促进溶解反应的进行. 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
4.
为了研究雄安新区雾迷山组地层水对白云岩的溶蚀作用,文章以雾迷山组白云岩为研究对象,以井下雾迷山组地层水为实验流体,开展高温高压条件下溶蚀模拟实验。实验结果表明：（1）样品在地层水中的溶蚀速率随温度增加总体呈下降趋势,具有快速下降—缓慢增加—快速下降的特征,在100～140℃范围内明显增加。样品在地层水中的溶蚀速率随压力增加明显增大。反应溶液的Ca2+、Mg2+浓度增加量随温度、压力变化特征与样品溶蚀速率随温度、压力变化特征一致;（2）孔隙、微裂隙欠发育的样品仅在样品表面发生溶蚀,使得样品表面变模糊。孔隙、微裂隙发育的样品,沿粒间、晶间孔隙及各类裂隙溶蚀、扩展,最终呈一定程度连通;（3）埋藏成岩环境下,在100～140℃范围存在一个保持较高溶蚀能力的温度窗口,这可能是研究区雾迷山组白云岩岩溶储层形成的有利温度区间。 相似文献
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塔中北斜坡鹰山组碳酸盐岩溶蚀的模拟实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究碳酸盐岩的微观溶蚀机理,本文采用溶蚀实验和镜像观察的方法,研究了塔中北斜坡鹰山组3种类型碳酸盐岩的溶蚀过程及微观溶蚀特征。结果表明:在相同实验条件下,亮晶生屑灰岩、云质灰岩和泥晶颗粒灰岩的溶蚀量基本一致。由于对物质成分和岩石微结构的选择性溶蚀,它们的微观溶蚀特征存在明显差异。亮晶生屑灰岩和泥晶颗粒灰岩样表面整体被溶蚀降低。云质灰岩样表面方解石部分整体被溶蚀降低,形成铸模孔,白云石溶蚀成蜂窝状溶蚀孔,并突出岩石表面,白云石晶间缝溶蚀加大且相互连通,这对油、气和地下水储渗具有重要意义。 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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《岩土力学》2019,(12)
富水隧道水岩作用的复杂性导致岩体内部孔隙结构的演化具有不稳定性,会诱发岩体的劣化、失稳等现象,这对地下渗流岩体稳定性的研究提出了更高的要求。为探究贵阳下麦西隧道灰岩在渗透水压作用下溶蚀孔隙结构的演化规律,对不同渗透水处理的灰岩试件进行了声发射、压汞、SEM及荧光光度试验,获得了灰岩溶蚀质量损失率、波形、频谱图、孔隙分布曲线及电镜扫描图像等。结果表明:灰岩质量损失率随渗透压增加呈缓慢增加-快速发展的发展趋势,渗透压分界点为6 MPa。随着渗透压增加,波形首波振幅逐渐衰减,波形曲线衰减较快且较早趋于稳定,波尾发育程度减缓。灰岩主频峰值逐渐衰减,由单峰向多峰演化,主频峰值与渗透压呈二次函数关系,且声波频率由(相对)高频段向低频段发展。溶蚀灰岩的大、中孔隙对渗透能力起到了决定性作用。随渗透压增加,灰岩累计进汞量呈指数函数增加,CaCO_3和SiO_2成分含量均呈指数函数变化。机械溶蚀较为敏感,化学溶蚀受溶蚀时间限制无法在短期内快速发展,机械溶蚀占据主导作用。建立的接触冲刷模型表明,渗透水的拖拽力取决于水流速度,而渗透压的提高则可增加单位体积的水压力梯度,进而提高水流速度。 相似文献
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灰岩在自然环境下易发生溶蚀,其中水是引起灰岩发生溶蚀的重要因素。在淋雨试验箱内利用纯净水冲刷鲕粒灰岩表面,研究动力水对鲕粒灰岩溶蚀的机理。实验共进行1200 h,每隔120 h（即为1个循环）后,测试试块的表面微观形貌、质量和波速等参数,并基于起伏度变化计算溶蚀速率。微观形貌的测试结果表明,淋雨可以导致试块表面的方解石基质溶解与鲕粒脱落。其中,第1~4次循环间,试块表面方解石基质缓慢溶解,溶蚀速率为0~0.05 μm ·h-1;第5次循环时,试块发生鲕粒脱落,溶蚀速率增大到0.08~0.47 μm ·h-1;第6~10次循环间,方解石基质缓慢溶解,溶蚀速率为0~0.06 μm ·h-1。同时,弹性波速在整个淋雨循环过程中没有变化,表明灰岩试块的内部没有发生劣化。 相似文献
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不同温度及排水条件下高温冻土孔隙水压力试验研究 总被引：2，自引：2，他引：0
在荷载的作用下孔隙水压力的消散是揭示冻土整体变形机理的关键,为了研究高温冻土中孔隙水压力变化规律,在不同温度、不同排水条件下,对高温冻土开展了压缩固结试验,并监测其在-1℃、-0.5℃和-0.3℃的条件下孔隙水压力及位移变化情况。结果表明：温度对孔压、变形有较大影响,温度越高,土体的变形速率越大,孔隙水压力峰值越大,消散速率也越快;而温度相同时,排水条件下的孔压峰值比不排水条件下的低,位移比不排水条件下的大;从试验结果中可以认识到,孔隙水压力在受骨架挤压增大的同时也在缓慢消散。 相似文献
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在地表和埋藏条件下溶蚀作用形成的次生孔隙是碳酸盐岩油气储层重要的储集空间。为探究孔隙的溶蚀改造机理及其控制因素,通过柱塞样,开展了0.2%的乙酸环境中鲕粒白云岩的溶蚀实验,实验温度和压力范围分别为40~160 ℃和10~50 MPa。实验采取连续取样获得溶液中Ca2+与Mg2+离子含量,通过CT 成像技术获取溶蚀反应前后孔隙图像并运用分形与多重分形方法定量分析孔隙在二维和三维空间上的非均质性。研究表明,溶蚀过程中,鲕粒白云岩溶蚀液中[Ca2++Mg2+]浓度在实验开始时最低,之后稳步上升并在120 ℃、40 MPa时达到最大值,而后缓慢下降,溶蚀窗范围出现在70 ℃(20 MPa)~120 ℃(40 MPa)之间。二维和三维微观孔隙结构在空间上的分布具有显著的多重分形特征,溶蚀作用使得孔隙的不规则性减少、孔隙的奇异范围缩减。这些结果对于认识近地表和深埋藏条件下溶蚀作用对碳酸盐岩储层孔隙的改造强度及孔隙的动态演化规律具有重要的理论及实际意义。 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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为研究溶蚀作用下碳酸盐岩孔隙的演变规律及控制作用,文章选取三峡地区4种类型碳酸盐岩开展溶蚀实验。同时结合扫描电镜、CT成像对实验前后岩石的溶蚀特征及孔隙结构进行测试。结果表明:溶蚀总发生在低晶格能的矿物处且沿矿物晶体的菱形解理面以及薄弱部位发育,表现为对矿物和孔隙等结构的选择性溶解;碳酸盐岩的孔隙度对溶蚀过程影响较小,岩石的孔径大小是影响碳酸盐岩溶蚀速率的重要因素;小孔径岩石的溶蚀多在样品表面发育小型溶孔,大孔径岩石的溶蚀主要发生在孔隙隙壁且有向岩石内部溶蚀的痕迹;经溶蚀改造,孔喉半径和连通性均呈现出增长趋势。本研究对碳酸盐岩差异性岩溶作用机理及岩溶发育规律的认识有一定指导意义。 相似文献
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To investigate the impacts of mineral composition on physical and mechanical properties of carbonate rocks, limestone specimens containing different contents in calcite and dolomite are selected to perform CO2-water-rock reaction experiments. The X-ray Diffraction (XRD) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) are carried out to examine the change characteristics of mineral dissolution and pore structure after reaction. The core flooding experiments with Fiber Bragg gratings are implemented to examine the stress sensitivity of carbonate rocks. The results show that the limestones containing pure calcite are more susceptible to acid dissolution compared to limestone containing impure dolomite. The calcite content in pure limestone decreases as the reaction undergoes. The dissolution of dolomite leads to the formation of calcite in impure limestone. Calcite dissolution leads to the formation of macropore and flow channels in pure limestone, while the effects of impure dolomite in impure limestone results in mesopore formation. When confining pressure is lower than 12 MPa, pure limestones demonstrate higher strain sensitivity coefficients compared to impure limestone containing dolomite after reaction. When confining pressure exceeds 12 MPa, the strain sensitivity coefficients of both pure and impure limestones become almost equal. 相似文献
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藏北羌塘盆地羌资2井中侏罗统布曲组碳酸盐岩岩石学及储集物性特征 总被引：2，自引：0，他引：2
本文讨论了羌塘盆地羌资2井中侏罗统布曲组碳酸盐岩岩石学及储集物性特征。碳酸盐岩主要有亮晶鲕粒灰岩、白云岩、泥晶灰岩, 以及他们之间的过渡类型; 储集空间主要有孔隙与裂缝两种类型, 表现为孔隙—裂缝组合。孔隙可分为粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、晶间溶孔、沿缝合线等分布的溶孔; 裂缝可 分为构造缝、构造—溶解缝、压溶缝和溶蚀缝。亮晶鲕粒灰岩孔隙度平均值1.084%, 渗透率平均值0.0319× 10-3 mm2; 白云岩孔隙度平均值1.77%, 渗透率平均值0.1591×10-3 mm2; 储集物性特征均为低孔低渗、高排替压力、微-细喉道、分选中等-不好的负偏态细歪度特征。泥晶灰岩和过渡类型灰岩的储集物性特征与亮晶鲕粒灰岩和白云岩相似。最后, 讨论了成岩作用对碳酸盐岩储集物性的影响, 并认为成岩作用对储集物性的不利影响明显大于有利影响。 相似文献
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塔里木盆地西部碳酸盐岩成岩演化与储层形成关系 总被引：4，自引：0，他引：4
塔里木盆地西部碳酸盐岩的地质演化，主要经历了大气淡水成岩环境，海水成岩环境和埋藏成岩环境的改造，形成丰富的储人间类型和4种典型的孔隙结构特征，即溶孔－晶间孔复合型，粒间孔－粒间溶孔型，缝合线－微裂缝型和致密微孔型，大气淡水淋滤溶解作用和各种类型白云岩化作用有利于优质储层的形成，而胶结作用及压实，压溶作用则阻碍了储集空间的形成，奥陶系微晶灰岩和生屑灰岩由于主要经历了海水成岩－埋藏成岩环境的改造，胶结和压实作用特征明显，未能形成有效储集空间，整体属Ⅳ类差储集层，石炭系碳酸盐岩储层特征具有分区性，麦盖提斜坡区的储层物性明显优于巴楚隆起区，这与斜坡区碳酸盐岩遭后期大气淡水淋溶改造有关，古近系卡拉尔组碳酸盐岩经去膏化作用和大气淡水淋溶作用的复合改造，储层整体面貌呈Ⅲ-Ⅰ类的优良储层。 相似文献
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鲕粒灰岩的溶解动力学特征和微观形貌的发育演化 总被引：1，自引：0，他引：1
鲕粒灰岩是重要的碳酸盐岩油气储层。通过常温常压下,北京西山鲕粒灰岩的溶解动力学实验发现,鲕粒灰岩的溶解主要受岩石和矿物的结构和化学成分控制。结构上表现为构造裂缝、鲕粒结合纹、颗粒晶体结合带等结构薄弱带优先发生溶蚀。成分上表现为白云岩化组分不仅自身较易溶蚀,而且能促进鲕粒灰岩的整体溶解;粘土矿物、石英等杂质组分常与鲕粒和白云岩化颗粒伴生,其对两者的阻溶效应更大。溶解过程中,鲕粒灰岩的构造裂隙、鲕粒放射结合纹和同心圈层等首先发生溶蚀,产生溶隙、粒内溶孔和粒间溶孔;其次为白云质组分以及白云质组分与方解石结合处而产生晶间溶孔、粒内溶孔;随着溶蚀强度的加强,围绕鲕粒形成环状溶蚀沟,在鲕粒溶蚀脱落后而形成鲕模孔。 相似文献
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应用野外工作和室内研究相结合的方法,从储层的岩石学和储集空间等角度对塔中地区储层特征进行了研究。研究表明,研究区内良里塔格组灰岩段岩性主要为颗粒灰岩、骨架礁灰岩、藻粘结灰岩、泥晶灰岩、岩溶角砾岩等,其中颗粒灰岩大多经历了多期多成因成岩作用改造,裂缝较为发育;泥晶灰岩中多期压溶作用和白云石化作用较为常见;藻粘结灰岩受成岩作用改造相对最弱。宏观储集空间主要包括大型溶洞、孔洞及裂缝,其中孔洞多呈孤立、稀疏并沿裂缝分布;构造缝是裂缝的主要类型。微观储集空间主要包括溶孔和微裂缝,其中溶孔主要发育在亮晶颗粒灰岩中,可细分为粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔、铸模孔、溶蚀骨架孔、残余粒间孔及沿裂缝扩溶形成的溶孔,粒间溶孔所占比例最高。埋藏期溶蚀作用发育期次多,规模大,分布广泛,对储层物性的改善和油气聚集的影响最为明显。 相似文献
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塔河油田二区奥陶系碳酸盐岩油藏储集体类型由缝洞型、高能微孔隙型、压溶孔缝型组成。通过岩心薄片观察并结合地震、测井、录井和试油等资料,查明了受次生溶蚀作用控制的岩溶缝洞型、受高能沉积相带控制的微孔隙型和受压溶作用及白云化作用控制的压溶孔缝型储层的特征和分布,并且识别出溶蚀孔洞、溶蚀缝、构造缝、粒内孔、粒间孔、铸模孔、晶间孔、晶内孔、缝合线和微裂缝10种储集空间。实际上,上述储集体主要为高能沉积相带形成的颗粒灰岩演化而成,这些颗粒灰岩经过埋藏压实和胶结等作用形成了以次生微孔隙为主的微孔隙型储集体,经过压溶和白云岩化作用形成了受成岩演化控制的压溶孔缝型储集体,在塔北奥陶系岩溶期形成了岩溶缝洞型储集体。塔河油田二区南部受沉积相展布和成岩作用影响,颗粒灰岩和云斑状灰岩发育;北部古隆起风化剥蚀作用较强,发育大型溶洞储层;东部斜坡带古河流发育,溶蚀缝洞储层多沿古河道分布;西部受深大断裂控制,溶蚀孔洞沿断裂垂向发育。 相似文献