烃类充注对储层成岩作用影响
9页1、烃类充注对储层成岩作用影响油气等有机烃类在储层中的聚集改变了成岩作用环境,从而控制着矿物的交代、转化及 自生矿物的形成等成岩作用过程。所以充分认识有机油气注入与储层中矿物形成、转化之间 的关系,深入探讨成岩作用机理,不仅可以为储层有利次生孔隙带的预测提供理论依据,而 且可以确定油气充注方式、期次和时间,对研究油气藏的形成过程、总结油气藏的形成模式 和分布规律具有重要的理论意义和应用价值。其形成主要与有机质成熟过程释放有机酸对长石等颗粒的溶解有密切关系。近年来,随 油气勘探发展,储层成岩作用在理论研究、具体实践中均获得了长远进展。在成岩作用的现 代概念(Walther, 1983)提出至今约一百年的历史中,成岩作用的研究经历了几个发展阶 段,并取得了许多重大的进展。20 世纪 40-50 年代以前,沉积学主要研究沉积作用的过程, 大多数沉积地质学家的观点是沉积矿床为沉积作用或至多在同生期沉积就形成了(孙永传 等, 1996)。但是从20 世纪中期开始,人们对成岩(后生)作用的研究给予了很大的关注, 成矿作用的阶段性的认识则从根本上改变了沉积岩石学的许多传统观念,并孕育了成岩作用 研究的新
2、时代。从上世纪 70 年代中期开始至 90 年代,成岩作用的研究进入了一个崭新的 阶段,其中与石油地质学家的参与有着重要的关系。后期,由于诸多因素,促使石油地质学 家们及沉积学家对储层成岩作用的研究愈加重视,其显著特征是对成岩反应中无机和有机过 程相互作用及其系统演化的探索,并重新评价油气地质演化过程和有利储层形成及其演化历 史(Hower等,1976),成岩作用的研究由此进入了一个快速发展的阶段,相当一部分学者 称之为现代成岩作用研究阶段。在该阶段盆地油气活动的研究为成岩作用或者成烃-成岩作 用的深入研究提供了契机(Bredehoeft等,1990;,我国学者对诸多含油气盆地储层成岩作 用也开展了不懈的研究和探索,为深入揭示中国陆相含油气盆地的成岩作用规律研究奠定了 基础,成岩作用的研究亦被列入沉积学和储层地质学重要研究方向。盆地油气活动在成岩作 用或成烃-成岩作用中的深入研究对于认识小尺度内成岩特征与大尺度盆地演化,揭示成岩 作用的时空规律具有重要的意义(李忠等, 2006)。目前,大多数研究者已认识到,储层的 成岩作用是一个十分复杂的地球化学过程,受到构造演化、沉积作用、矿物、盆
3、地热流性质、 油气运移及成岩环境中的物理化学条件等多种因素控制,最关键的是在油气充注过程中,矿 物与孔隙油气之间的相互作用条件、方式及随之发生的迁移方向、途经与沉淀位置等,油气 流动是影响成岩作用的关键因素(张枝焕等, 2000;)。综合前人的研究,油气充注对成岩作用的影响可以概括为三个方面:(1)抑制胶结作用 的进行,主要是抑制石英、伊利石和碳酸盐矿物的胶结;(2)油气中所包含的有机酸溶蚀可 溶矿物,形成溶蚀孔隙,增加了储集空间;(3)油气形成产生的超压能缓冲压实作用,有利 于原生孔隙的保存。1油气充注对胶结作用的抑制石油生成、运移后在储层中产生聚集,油气的注入孔隙水化学组成发生改变,造成孔隙 水的无机离子的浓度减小,且直接由碳酸盐胶结作用、间接使pH值发生变化、油气部分代 替地层水从而阻止了矿物的离子间质量传递,使矿物的交代和转化、自生矿物的形成受到抑 制。运聚成藏过程中石油的聚集会对储层成岩演化产生影响,曾经,一些学者认为:石油的 注入对有些矿物(如伊利石)的生长可能有很大的影响(Thomas, 1986),甚至认为,石油 聚集导致储层成岩作用的终止。而实际上这个过程更加复杂。据
4、实验表明,烃类充注不会使 储层的成岩作用完全停止,但会一定程度的影响。砂岩成岩演化过程中,明显的受到油气聚 集的影响,普遍认为油气在砂岩聚集,成岩作用仍在继续。李艳霞等(2003)对研究区的石 英矿物的研究中发现,与水层相比,不同含油级别的油层中的石英矿物的相对含量没有明显 的差别,石油的充注并没有使石英的胶结作用终止。Nedkvitne(1993)通过对分布在自生 胶结物中水溶性包裹体和石油包裹体,研究了 Ula油田的成岩史和石油注入史的关系。结果 表明,在石油到达砂岩之后,成岩作用仍在继续活跃。自生石英中包裹体的温度为110C左 右,但这一过程持续至今Gluyas(1993 )得出了基本相同的结论,即在具有较高含油饱和 度的砂岩中,仍有石英和钾长石胶结作用。石英加大边中含有烃包裹体,均一化温度与裂缝 中相比较高,且不呈正态分布,低温段丰度较低,高温段丰度较高,表明温度愈高,包裹体 越发育。这说明:(1)石英裂缝中的包裹体形成早于烃类大规模的聚集;(2)石英加大边中 包裹体中烃类则广泛分布,加大边是在烃类聚集期间形成的,且不同含油级别的储层中均一 温度差别不大。孔隙水中铝浓度及其在孔
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