成岩流体及岩石组分对混积岩储层质量影响的实验研究

作     者：高山 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：曲希玉

授予年度：2021年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：酸性流体 混积岩 溶蚀作用 水岩反应 差异溶蚀 

摘      要：混积岩是指陆源碎屑与碳酸盐混合沉积一类沉积岩,并逐渐成为国内中深部储层研究的热点,而深部储层研究具有重要的学术和油气战略意义。论文以渤海湾盆地沙河街组为实例,运用实际数据结合水岩模拟实验,并利用扫描电镜观察、X-衍射分析、离子浓度测试等手段,探究不同成岩流体与混合矿物体系相互作用的过程及机理。为该区混积岩储层形成机制提供直接证据,对其他地区混积岩储层后期流体改造也具有实际的指导意义。研究区储层的溶蚀作用主要是有机酸及CO等深部热流体和大气水对碳酸盐胶结物和长石的选择性溶蚀,以生物碎屑为主的混积岩溶蚀作用主要为腹足、介形类生物体腔孔内的白云石溶解和生物碎屑之间的白云石溶解等;以陆源碎屑为主的混积岩溶蚀作用主要为颗粒溶蚀孔和粒间溶蚀孔。陆源碎屑为主的混积岩储层的储集空间以溶蚀孔为主,其次为生物体腔孔,见少量粒间原生孔;生物碎屑为主的混积岩主要以生物体腔孔为主,其次为溶蚀孔,见少量粒间原生孔。研究区经历了多个成岩阶段,沙一、二段主要处于晚成岩阶段。其长石、岩屑、碳酸盐胶结物等溶蚀程度较高。实验表明,有机酸、CO、大气水溶液对各矿物均有不同程度的影响,且对混积岩储层主要矿物的影响呈现“有机酸CO大气水的趋势。方解石较白云石易溶,相较其他矿物,碳酸盐矿物对CO的溶蚀敏感度更高,溶蚀程度更强,且在三种流体的作用下呈现选择性溶蚀;长石类矿物也具有选择性溶蚀现象,表现为斜长石的溶蚀程度大于钾长石,二者的相对溶蚀速率随温度的升高而逐渐减小;针对两类矿物分别设计了表征其溶蚀速率及溶蚀量的计算方法,计算得出斜长石较钾长石在中-低温下易溶,随温度升高钾长石溶蚀速率增快;方解石则始终比白云石更易受到酸性流体的溶蚀。实验结果显示同生～早成岩阶段,矿物具有明显的选择性溶蚀,此阶段碳酸盐矿物及岩屑的溶蚀程度较高;早～中成岩阶段,碳酸盐矿物的溶蚀作用较强,其次为长石;中～晚成岩阶段,长石及岩屑的溶蚀程度较强,碳酸盐矿物的溶蚀程度渐弱。实验结果与研究区成岩阶段和实际溶蚀现象具有很好的匹配关系。