定量儲層地質(zhì)學講稿chp1-1N

1、 主要內(nèi)容及特點主要內(nèi)容及特點 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 儲層形成、儲層演化、儲層評價、儲層應(yīng)用儲層形成、儲層演化、儲層評價、儲層應(yīng)用 特點特點 定量研究、多觀點介紹、勘探開發(fā)應(yīng)用定量研究、多觀點介紹、勘探開發(fā)應(yīng)用 基本要求及參考文獻基本要求及參考文獻 基本要求基本要求 有儲層地質(zhì)的基礎(chǔ)有儲層地質(zhì)的基礎(chǔ) 參考文獻參考文獻 方少仙方少仙 侯方浩侯方浩 石油天然氣儲層地質(zhì)學石油天然氣儲層地質(zhì)學 石油工業(yè)出版社石油工業(yè)出版社 強子同強子同 碳酸鹽巖儲層地質(zhì)學導(dǎo)論碳酸鹽巖儲層地質(zhì)學導(dǎo)論 石油工業(yè)出版社石油工業(yè)出版社 羅蟄潭羅蟄潭 油氣儲層孔屑結(jié)構(gòu)油氣儲層孔屑結(jié)構(gòu) 科學出版社科學出版社 成巖作用的定量評價成巖作

2、用的定量評價 交代作用的定量評價交代作用的定量評價 成巖作用順序的定量評價成巖作用順序的定量評價第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價一、成巖作用的基本類型一、成巖作用的基本類型 壓實作用壓實作用 也稱為機械壓實作用，是指也稱為機械壓實作用，是指在上覆壓力作用下在上覆壓力作用下，除骨架顆除骨架顆粒溶解以外，所引起巖石總體積減少的所有作用過程粒溶解以外，所引起巖石總體積減少的所有作用過程。是由巖石。是由巖石壓力和上覆沉積物的重量引起的。壓力和上覆沉積物的重量引起的。 在碎屑巖中，壓實作用的結(jié)果使巖石產(chǎn)生明顯的可識別的在碎屑巖中，壓實作用的結(jié)果使巖石產(chǎn)生明顯的可識別的特征，常見的有：特

3、征，常見的有：定向排列、破裂和劈理的產(chǎn)生、塑性變形定向排列、破裂和劈理的產(chǎn)生、塑性變形第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價壓實作用特征壓實作用特征 壓實作用壓實作用 泥繞石英流動泥繞石英流動 白云母片彎曲白云母片彎曲 綠泥石變形綠泥石變形斜長石被壓裂斜長石被壓裂 石英部分破裂石英部分破裂 石英大規(guī)模破裂石英大規(guī)模破裂第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價壓實作用意義壓實作用意義 減少巖石總體積減少巖石總體積 減少孔隙空間減少孔隙空間 由以上特征可見，在主要以剛性顆由以上特征可見，在主要以剛性顆粒組成的沉積物粒組成的沉積物(巖巖)中，主要是以減少孔隙空間的中，主要是以減

4、少孔隙空間的方式來減少巖石總體積，而骨架顆粒的體積沒有明方式來減少巖石總體積，而骨架顆粒的體積沒有明顯的減少。顯的減少。 減少骨架體積和孔隙空間減少骨架體積和孔隙空間 在具有塑性和脆性物質(zhì)在具有塑性和脆性物質(zhì)時，不僅要減少孔隙體積，而且也將減少骨架體積。時，不僅要減少孔隙體積，而且也將減少骨架體積。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價壓實作用因素壓實作用因素壓力壓力 隨著埋深的增加，上覆地層巖石和流體的壓力都增加，巖石的靜壓和隨著埋深的增加，上覆地層巖石和流體的壓力都增加，巖石的靜壓和流體的靜壓在正常情況下與深度線性正相關(guān)：流體的靜壓在正常情況下與深度線性正相關(guān)： p地地h.巖巖

5、/10 p流流h.流流/10正常壓實正常壓實 通常通常流流p流流，這時的壓力主要是地靜壓力，而地靜壓，這時的壓力主要是地靜壓力，而地靜壓力是作用在巖石顆粒骨架上的，將大大降低孔隙度。力是作用在巖石顆粒骨架上的，將大大降低孔隙度。異常壓實異常壓實 相反在異常的壓力下，相反在異常的壓力下，p流可能等于甚至大于流可能等于甚至大于p地，此時，上覆壓地，此時，上覆壓力作用的結(jié)果是在巖石骨架和孔隙流體上，從而使孔隙度的降低減緩，孔隙力作用的結(jié)果是在巖石骨架和孔隙流體上，從而使孔隙度的降低減緩，孔隙梯度較小。梯度較小。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價碳酸鹽巖壓實碳酸鹽巖壓實 碳酸鹽巖壓實作

6、用特征碳酸鹽巖壓實作用特征海綿針定向排列海綿針定向排列 薄壁生物壓碎薄壁生物壓碎 海百合莖壓碎海百合莖壓碎 鮞粒交差鮞粒交差 中等變形鮞中等變形鮞 強烈變形鮞強烈變形鮞第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價碳酸鹽巖壓實特征碳酸鹽巖壓實特征碳酸鹽巖壓實作用特征碳酸鹽巖壓實作用特征 接觸接觸 (1)顆粒的點接觸顆粒的點接觸;(2)顆粒間線狀接觸顆粒間線狀接觸;(3)顆粒的嵌入接觸顆粒的嵌入接觸 壓裂壓裂 (5)顆粒壓折（板狀、片狀顆粒及介殼化石中）顆粒壓折（板狀、片狀顆粒及介殼化石中）;(6)顆粒錯斷顆粒錯斷;(7)顆顆粒表皮撕裂粒表皮撕裂(常見于鮞?；?guī)r中）常見于鮞粒灰?guī)r中）;(8)

7、顆粒表皮剝離顆粒表皮剝離;(9)顆粒碎裂顆粒碎裂;(10)顆顆粒表部放射性破裂粒表部放射性破裂;(11)顆粒變形顆粒變形;(12)顆粒畸變顆?；?;(14)顆粒表部揉皺顆粒表部揉皺(多發(fā)多發(fā)育于鮞?；?guī)r育于鮞?；?guī)r)。 生物生物 (13)潛穴的壓扁潛穴的壓扁 早期早期硬物體硬物體（結(jié)核、石化層等）之間或之上的紋層變?。ńY(jié)核、石化層等）之間或之上的紋層變薄 生物碎片生物碎片：由于壓實作用使易碎的生物介殼等被壓碎：由于壓實作用使易碎的生物介殼等被壓碎 各種原生各種原生孔隙的變形孔隙的變形：由于壓實作用可使垂直于層面的泥裂變形為皺：由于壓實作用可使垂直于層面的泥裂變形為皺紋狀；使各種光滑的生物鉆孔

8、彎曲變形紋狀；使各種光滑的生物鉆孔彎曲變形 球形顆粒的變形球形顆粒的變形：常見的為鮞粒的變形：常見的為鮞粒的變形 原生孔隙的破壞原生孔隙的破壞：壓實作用使其它松散的物質(zhì)在泥裂和鳥眼構(gòu)造口起：壓實作用使其它松散的物質(zhì)在泥裂和鳥眼構(gòu)造口起封閉作用，而使之遭到破壞（變?。┥踔料?。封閉作用，而使之遭到破壞（變?。┥踔料А５谝还?jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價不同類型碳酸鹽巖壓實不同類型碳酸鹽巖壓實1不同類型碳酸鹽巖壓實作用不同類型碳酸鹽巖壓實作用 影響影響 主要與膠結(jié)作用發(fā)生的時期有關(guān)主要與膠結(jié)作用發(fā)生的時期有關(guān) 化學沉淀形成的結(jié)晶碳酸鹽巖化學沉淀形成的結(jié)晶碳酸鹽巖 顆粒特征顆粒特征

9、顆粒較細、相互之間為較疏松的堆積、粒間富含孔隙水、顆顆粒較細、相互之間為較疏松的堆積、粒間富含孔隙水、顆粒的抗壓強度較差粒的抗壓強度較差 壓力特征壓力特征 正如碎屑巖中的泥巖類，其孔隙度隨壓力的增加而減少的幅正如碎屑巖中的泥巖類，其孔隙度隨壓力的增加而減少的幅度比較大度比較大 膠結(jié)期膠結(jié)期 由于這類巖石的沉積物形成環(huán)境為碳酸鹽巖類的過飽和環(huán)境，由于這類巖石的沉積物形成環(huán)境為碳酸鹽巖類的過飽和環(huán)境，大量的自生方解石將不斷產(chǎn)生，因此膠結(jié)作用發(fā)生較早，這樣便阻止了大量的自生方解石將不斷產(chǎn)生，因此膠結(jié)作用發(fā)生較早，這樣便阻止了壓實作用的繼續(xù)進行或減緩了壓實作用的強度壓實作用的繼續(xù)進行或減緩了壓實作用的

10、強度 直接標志直接標志 這類巖石中的壓實作用標志不明顯，因此很難識別這類巖石中的壓實作用標志不明顯，因此很難識別 間接標志間接標志 這種巖石壓實作用的存在是無可非議的，其明顯的特征為：這種巖石壓實作用的存在是無可非議的，其明顯的特征為：現(xiàn)代沉積物的孔隙度很高，而隨著埋深的增加巖石的孔隙度迅速降低?，F(xiàn)代沉積物的孔隙度很高，而隨著埋深的增加巖石的孔隙度迅速降低。這種巖石中的壓實作用特征為早期硬物體之間或之上的紋層變薄，各種這種巖石中的壓實作用特征為早期硬物體之間或之上的紋層變薄，各種原生孔隙（生物鉆孔、泥裂）變形。原生孔隙（生物鉆孔、泥裂）變形。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價不

11、同類型碳酸鹽巖壓實不同類型碳酸鹽巖壓實2不同類型碳酸鹽巖壓實作用不同類型碳酸鹽巖壓實作用 影響影響 主要與膠結(jié)作用發(fā)生的時期有關(guān)主要與膠結(jié)作用發(fā)生的時期有關(guān) 由內(nèi)碎屑等經(jīng)改造形成的碳酸鹽巖由內(nèi)碎屑等經(jīng)改造形成的碳酸鹽巖 顆粒特征顆粒特征 由于其碎屑顆粒經(jīng)固結(jié)后比較堅硬，抗壓能力比較強由于其碎屑顆粒經(jīng)固結(jié)后比較堅硬，抗壓能力比較強 壓力特征壓力特征 正如碎屑巖中的砂礫巖類，其孔隙度隨壓力的增加而減少的正如碎屑巖中的砂礫巖類，其孔隙度隨壓力的增加而減少的幅度比較小幅度比較小 膠結(jié)期膠結(jié)期 由于顆粒經(jīng)過搬運后再沉積，因此可能其沉積環(huán)境與沉淀環(huán)境由于顆粒經(jīng)過搬運后再沉積，因此可能其沉積環(huán)境與沉淀環(huán)境或

12、生長環(huán)境（生物成因巖石被改造的碎屑巖）不同，而膠結(jié)作用發(fā)生的或生長環(huán)境（生物成因巖石被改造的碎屑巖）不同，而膠結(jié)作用發(fā)生的時期較晚或發(fā)生的速度較慢，這給壓實作用提供了較長的時間，可能使時期較晚或發(fā)生的速度較慢，這給壓實作用提供了較長的時間，可能使壓實作用比較強烈。壓實作用比較強烈。 直接標志直接標志 壓裂的生物碎片；球形或其它規(guī)則顆粒的變形，顆粒表面構(gòu)壓裂的生物碎片；球形或其它規(guī)則顆粒的變形，顆粒表面構(gòu)造遭破壞（表皮撕裂、表皮剝離、表皮揉皺、表部放射狀破裂），顆粒造遭破壞（表皮撕裂、表皮剝離、表皮揉皺、表部放射狀破裂），顆粒之間為線或相嵌狀接觸。之間為線或相嵌狀接觸。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定

13、量評價成巖作用的定量評價不同類型碳酸鹽巖壓實不同類型碳酸鹽巖壓實3不同類型碳酸鹽巖壓實作用不同類型碳酸鹽巖壓實作用 影響影響 主要與膠結(jié)作用發(fā)生的時期有關(guān)主要與膠結(jié)作用發(fā)生的時期有關(guān) 生物成因的碳酸鹽巖生物成因的碳酸鹽巖 壓力特征壓力特征 壓實作用在這類巖石中的強度可能差異較大，但這種生物成壓實作用在這類巖石中的強度可能差異較大，但這種生物成因的巖石規(guī)模較大時（厚度大且連片性好），其抗壓性較好，壓實作用因的巖石規(guī)模較大時（厚度大且連片性好），其抗壓性較好，壓實作用比較微弱，比較微弱， 膠結(jié)期膠結(jié)期 由于顆粒經(jīng)過搬運后再沉積，因此可能其沉積環(huán)境與沉淀環(huán)境由于顆粒經(jīng)過搬運后再沉積，因此可能其沉積環(huán)

14、境與沉淀環(huán)境或生長環(huán)境（生物成因巖石被改造的碎屑巖）不同，而膠結(jié)作用發(fā)生的或生長環(huán)境（生物成因巖石被改造的碎屑巖）不同，而膠結(jié)作用發(fā)生的時期較晚或發(fā)生的速度較慢，這給壓實作用提供了較長的時間，可能使時期較晚或發(fā)生的速度較慢，這給壓實作用提供了較長的時間，可能使壓實作用比較強烈。壓實作用比較強烈。 直接標志直接標志 生物壓碎結(jié)構(gòu)（生物骨架壓塌、洞穴壓扁，骨架壓折）；早生物壓碎結(jié)構(gòu)（生物骨架壓塌、洞穴壓扁，骨架壓折）；早期階段使長條狀生物碎屑定向排列，而形成線接觸（在鏡下的二維空期階段使長條狀生物碎屑定向排列，而形成線接觸（在鏡下的二維空間）；壓實作用的加強將使其為嵌入接觸；然后為壓折、甚至壓碎。

15、間）；壓實作用的加強將使其為嵌入接觸；然后為壓折、甚至壓碎。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價不同類型碳酸鹽巖壓實作用不同類型碳酸鹽巖壓實作用 值得注意值得注意的是只有當這種生物殘核比較豐富時這些現(xiàn)象才比較明顯，如的是只有當這種生物殘核比較豐富時這些現(xiàn)象才比較明顯，如果豐度比較低時將會形成富含生物的灰?guī)r果豐度比較低時將會形成富含生物的灰?guī)r(圖圖1-3)，而顆粒完整無損。這，而顆粒完整無損。這就是在有的生物灰?guī)r中仍保存有完整易碎介殼的原因之一。就是在有的生物灰?guī)r中仍保存有完整易碎介殼的原因之一。圖1-3 壓實作用形成的富含生物灰?guī)r示意圖第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定

16、量評價 也稱化學壓實作用，也稱化學壓實作用，是指由骨架顆粒在接觸點的溶解所引起是指由骨架顆粒在接觸點的溶解所引起的巖石總體積的減少過程。的巖石總體積的減少過程。 由由巖石壓應(yīng)力巖石壓應(yīng)力和和上覆沉積物的重量上覆沉積物的重量引起的引起的 粒間接觸點的溶解，從而形成粒間接觸點的溶解，從而形成凹凸接觸凹凸接觸，甚至形成，甚至形成(似似)縫合縫合線的接觸關(guān)系線的接觸關(guān)系。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 這種作用通常在壓實之后這種作用通常在壓實之后 骨架顆粒的排列方式為緊密排列骨架顆粒的排列方式為緊密排列 很少見膠結(jié)物的壓溶，因此多在膠結(jié)作用之前或同時很少見膠結(jié)物的壓溶，因此多在膠結(jié)

17、作用之前或同時進行進行。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價石英顆粒線接觸顆粒間縫合線溶解面第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 這種作用通常在壓實之后這種作用通常在壓實之后 壓溶作用在碳酸鹽巖中是十分常見的，其溶蝕的規(guī)?？尚〉街挥袔讐喝茏饔迷谔妓猁}巖中是十分常見的，其溶蝕的規(guī)?？尚〉街挥袔缀撩谆蛭⒚缀撩谆蛭⒚?在鏡下才能看見在鏡下才能看見)，大到幾米甚至更大范圍，大到幾米甚至更大范圍(在野外露頭區(qū)即可在野外露頭區(qū)即可見到見到)垂直于應(yīng)力方向由于溶蝕的結(jié)果產(chǎn)生了溶蝕的痕跡，這種痕跡通常垂直于應(yīng)力方向由于溶蝕的結(jié)果產(chǎn)生了溶蝕的痕跡，這種痕跡通常表現(xiàn)為不規(guī)則的曲面，在剖

18、面上為一條不規(guī)則的曲線，形似縫合線，因此表現(xiàn)為不規(guī)則的曲面，在剖面上為一條不規(guī)則的曲線，形似縫合線，因此常習慣稱之為常習慣稱之為縫合線縫合線。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價重力的影響，還受接觸物的性質(zhì)、其間的流體性質(zhì)影響重力的影響，還受接觸物的性質(zhì)、其間的流體性質(zhì)影響 介質(zhì)（水）的性質(zhì)對壓溶作用的影響主要表現(xiàn)為介質(zhì)（水）的性質(zhì)對壓溶作用的影響主要表現(xiàn)為 過飽和狀態(tài)過飽和狀態(tài) 當水介質(zhì)中碳酸鹽巖過飽和狀態(tài)時不利于壓溶，反之利于當水介質(zhì)中碳酸鹽巖過飽和狀態(tài)時不利于壓溶，反之利于壓溶，因此通常酸性水（地表的淡水）和較高的溫度有利于

19、碳酸鹽巖的壓溶，因此通常酸性水（地表的淡水）和較高的溫度有利于碳酸鹽巖的壓溶作用進行壓溶作用進行 離子含量離子含量 根據(jù)一些學者的研究根據(jù)一些學者的研究mg+2和和mg/ca比的降低有利于壓溶的進比的降低有利于壓溶的進行，當其介質(zhì)為油氣時，則停止。行，當其介質(zhì)為油氣時，則停止。 巖石的成分也是一個重要因素巖石的成分也是一個重要因素 主要包括巖石中泥質(zhì)的含量和碳酸鹽巖礦物穩(wěn)定性兩方面主要包括巖石中泥質(zhì)的含量和碳酸鹽巖礦物穩(wěn)定性兩方面 按易壓溶遞減的序列為文石按易壓溶遞減的序列為文石高高mg方解石方解石方解石方解石白云石。白云石。 碳酸鹽中泥質(zhì)的存在有利于壓溶的進行，當粘土含量比較高時，產(chǎn)生的碳酸

20、鹽中泥質(zhì)的存在有利于壓溶的進行，當粘土含量比較高時，產(chǎn)生的縫合線常為未縫合的縫隙，而粘土含量比較低（約縫合線常為未縫合的縫隙，而粘土含量比較低（約10%）則形成縫合的）則形成縫合的縫合線，無粘土礦物或生物（有機質(zhì)）的地方很難發(fā)現(xiàn)縫合線?？p合線，無粘土礦物或生物（有機質(zhì)）的地方很難發(fā)現(xiàn)縫合線。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 深度范圍變化很大，最淺的是在關(guān)島的阿利豐灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的微深度范圍變化很大，最淺的是在關(guān)島的阿利豐灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的微縫合線（縫合線（14條條/10毫米），由于粘土薄膜的存在，在反光下呈紅色細線，毫米），由于粘土薄膜的存在，在反光下呈紅色細線，其埋深不超過其埋深不超

21、過90米，而在我國建南氣田下三疊統(tǒng)飛仙組中發(fā)現(xiàn)的縫合米，而在我國建南氣田下三疊統(tǒng)飛仙組中發(fā)現(xiàn)的縫合線是晚于第二期方解石膠結(jié)作用（其溫度為線是晚于第二期方解石膠結(jié)作用（其溫度為5680），在美國弗吉），在美國弗吉尼亞州的馬斯托赫爾德貝格群的層孔蟲補丁礁石灰中的壓溶作用晚于尼亞州的馬斯托赫爾德貝格群的層孔蟲補丁礁石灰中的壓溶作用晚于棘皮動物上的共軸生長之后棘皮動物上的共軸生長之后 壓溶的部分可以是顆粒、生物碎屑、鮞粒等原始沉積物的壓溶的部分可以是顆粒、生物碎屑、鮞粒等原始沉積物的接觸點上或接觸線上，也可以是固結(jié)成巖后的膠結(jié)物；縫合線可以是接觸點上或接觸線上，也可以是固結(jié)成巖后的膠結(jié)物；縫合線可以是

22、被泥質(zhì)、生物痕跡充填的也可以是張開的面，縫合線的產(chǎn)狀可是水平被泥質(zhì)、生物痕跡充填的也可以是張開的面，縫合線的產(chǎn)狀可是水平的；也可以是垂直的和斜交的。的；也可以是垂直的和斜交的。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 類型類型 縫合線可分為已縫合和未縫合的兩種縫合線可分為已縫合和未縫合的兩種 意義意義 對于后者無疑應(yīng)是增加儲層的孔隙度，而更為重要的是大大增加滲透率對于后者無疑應(yīng)是增加儲層的孔隙度，而更為重要的是大大增加滲透率 對于前者雖然滲透性較后者差，但通常較其臨近的巖石好，因此其孔滲性仍起對于前者雖然滲透性較后者差，但通常較其臨近的巖石好，因此其孔滲性仍起重要的作用，主要表現(xiàn)為重

23、要的作用，主要表現(xiàn)為延伸范圍比較廣，可作為碳酸鹽巖的交代，溶蝕作延伸范圍比較廣，可作為碳酸鹽巖的交代，溶蝕作用的通道，有利于后期的改造作用用的通道，有利于后期的改造作用;可直接作為油氣運移的通道。可直接作為油氣運移的通道。 實際上常觀察到的縫線中的瀝青和其附近的溶蝕特征證明了其有利的石油地質(zhì)實際上常觀察到的縫線中的瀝青和其附近的溶蝕特征證明了其有利的石油地質(zhì)意義。意義。 泥巖的關(guān)系泥巖的關(guān)系 縫合線的發(fā)育與泥巖密切相關(guān)縫合線的發(fā)育與泥巖密切相關(guān) 常形成在泥質(zhì)較多的滲透性較差的巖性中，這種巖性常不易形成儲層，但這種常形成在泥質(zhì)較多的滲透性較差的巖性中，這種巖性常不易形成儲層，但這種縫合線的發(fā)育對

24、后期的改造（溶蝕作用）是有益的縫合線的發(fā)育對后期的改造（溶蝕作用）是有益的 另一方面這種滲透性差的巖類可作為生油層，因此可作為油氣生成以后向儲集另一方面這種滲透性差的巖類可作為生油層，因此可作為油氣生成以后向儲集層運移的通道層運移的通道。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價是指自生礦物沉淀在顆粒間，從而將沉積物固結(jié)成巖，減少是指自生礦物沉淀在顆粒間，從而將沉積物固結(jié)成巖，減少孔隙空間的過程?？紫犊臻g的過程。 是由于粒間液體的地球化學性質(zhì)變化，使其溶解物質(zhì)析出的是由于粒間液體的地球化學性質(zhì)變化，使其溶解物質(zhì)析出的過程。通常巖石的總體積不發(fā)生變化。過程。通常巖石的總體積不發(fā)生變化。由

25、于溶液中所含的物質(zhì)達過飽和狀態(tài)而發(fā)生結(jié)晶作用的過程由于溶液中所含的物質(zhì)達過飽和狀態(tài)而發(fā)生結(jié)晶作用的過程第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價物質(zhì)來源、流體介質(zhì)的性質(zhì)（物質(zhì)來源、流體介質(zhì)的性質(zhì)（ph和和eh） 近物源區(qū)近物源區(qū) 特征特征 通常含有物源區(qū)化學風化的礦物質(zhì)成分，當物源區(qū)為不穩(wěn)通常含有物源區(qū)化學風化的礦物質(zhì)成分，當物源區(qū)為不穩(wěn)定的巖石成分特征時更為明顯，這時的沉積物礦物成熟度很低，定的巖石成分特征時更為明顯，這時的沉積物礦物成熟度很低，且流體介質(zhì)所含礦物濃度高，易且流體介質(zhì)所含礦物濃度高，易形成早期的膠結(jié)作用形成早期的膠結(jié)作用。 實例實例 克拉瑪依礫巖油藏為山麓洪積相的沉積

26、，其膠結(jié)物通常為克拉瑪依礫巖油藏為山麓洪積相的沉積，其膠結(jié)物通常為自生的沸石類，發(fā)生的作用較早（埋深約為自生的沸石類，發(fā)生的作用較早（埋深約為1000米），這種膠結(jié)米），這種膠結(jié)作用是繼碎屑顆粒的交代作用后進行的，因此作用時期早?？紫蹲饔檬抢^碎屑顆粒的交代作用后進行的，因此作用時期早?？紫兜钠茐淖饔弥饕悄z結(jié)作用，而壓實作用和壓溶作用很小。的破壞作用主要是膠結(jié)作用，而壓實作用和壓溶作用很小。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 遠物源區(qū)遠物源區(qū) 流體特征流體特征 當其流體介質(zhì)濃度較高時，沉積物埋深的增加，介質(zhì)當其流體介質(zhì)濃度較高時，沉積物埋深的增加，介質(zhì)中的中的ph或或eh的變化

27、常引起其溶解度的急劇變化的變化常引起其溶解度的急劇變化(減少減少)，使大量，使大量自生礦物形成或次生加大產(chǎn)生。自生礦物形成或次生加大產(chǎn)生。 膠結(jié)特征膠結(jié)特征 自生礦物常為鈣質(zhì)自生礦物常為鈣質(zhì)-亮晶狀的方解石相嵌膠結(jié)，由于其亮晶狀的方解石相嵌膠結(jié)，由于其發(fā)生作用的時期較早，流體的離子交換容易，且發(fā)生作用的時期較早，流體的離子交換容易，且k性好，故這種性好，故這種膠結(jié)常嚴重破壞儲層特征膠結(jié)常嚴重破壞儲層特征(使使9%，k9) 碳酸鹽巖礦物易生成，常形成各種方解石晶體，特別是當溫度碳酸鹽巖礦物易生成，常形成各種方解石晶體，特別是當溫度增加時這種形成過程更為迅速。增加時這種形成過程更為迅速。 弱堿性或

28、酸性弱堿性或酸性條件下條件下 sio2的溶解度急劇降低，易形成自生石英和石英的次生加大，的溶解度急劇降低，易形成自生石英和石英的次生加大，在這種條件下，高嶺石也易形成，而不利于伊利石的存在。在這種條件下，高嶺石也易形成，而不利于伊利石的存在。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 礦物特征礦物特征 在不同的在不同的ph值條件下，可形成不同序列的自生礦物組合，值條件下，可形成不同序列的自生礦物組合，或不同的膠結(jié)物成分?；虿煌哪z結(jié)物成分。 膠結(jié)物的產(chǎn)生受溶液介質(zhì)條件的影響，因此不同的地球膠結(jié)物的產(chǎn)生受溶液介質(zhì)條件的影響，因此不同的地球化學條件下，自生礦物的特征不同?；瘜W條件下，自生礦

29、物的特征不同。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價 碳酸鹽巖膠結(jié)作用碳酸鹽巖膠結(jié)作用 時期時期 膠結(jié)作用可以發(fā)生在沉積期后的任何階段；多期和連續(xù)膠結(jié)作用可以發(fā)生在沉積期后的任何階段；多期和連續(xù)不斷進行為特征。不斷進行為特征。 成分成分 膠結(jié)物的成分多種多樣，有方解石、文石、白云石、石膠結(jié)物的成分多種多樣，有方解石、文石、白云石、石英、硬石膏等，但通常以碳酸鹽巖礦物（方解石、文石、白云英、硬石膏等，但通常以碳酸鹽巖礦物（方解石、文石、白云石）為主石）為主 形態(tài)形態(tài) 晶體形態(tài)有纖維狀、片狀、等粒狀及不規(guī)則的嵌晶特征，晶體形態(tài)有纖維狀、片狀、等粒狀及不規(guī)則的嵌晶特征，碳酸鹽巖膠結(jié)物的晶

30、體形態(tài)、形狀特征、結(jié)構(gòu)特征等常反映了碳酸鹽巖膠結(jié)物的晶體形態(tài)、形狀特征、結(jié)構(gòu)特征等常反映了其形成的環(huán)境，這種重要的標志常成為研究其成巖史的重要資其形成的環(huán)境，這種重要的標志常成為研究其成巖史的重要資料。料。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型1.壓實作用模型壓實作用模型 剛性顆粒模型旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)移移動動壓實前壓實前壓實后壓實后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型2r2rhha aa a第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型對于地下沉積物的某一單元而言，影響因素主要是上覆沉積物的重量和自對于地下沉積物的某一單元而言，影響因素

31、主要是上覆沉積物的重量和自身抗壓力的強弱。身抗壓力的強弱。這一過程的定量描述可把單元巖石看成巖石骨架和孔隙兩部分即這一過程的定量描述可把單元巖石看成巖石骨架和孔隙兩部分即tgp 骨架可看成顆粒和基質(zhì)骨架可看成顆粒和基質(zhì) gcm 則則t（cm）p壓實作用前后的體積比：壓實作用前后的體積比： t 1m/t t 1m/t t (1-cosa)(1+2cosa) t (1-cosa)(1+2cosa)或第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型壓實結(jié)果使厚度減少，其減少量為：壓實結(jié)果使厚度減少，其減少量為： 設(shè)設(shè) :壓實前、后的厚度為壓實前、后的厚度為 (2r)sina a 和和

32、(2r)sina a ，則，則: sina a sina a和和: d d(2r)(sina asina a)相對于沉積時的厚度相對于沉積時的厚度: d d sina asina a sina a 1 sina a sina a第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 壓實前 壓實中期 壓實后期顆粒無序排列 顆粒有序、疏松排列 顆粒緊密排列壓實作用厚度變化模型壓實作用厚度變化模型第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 脆性顆粒壓實作用模型脆性物壓實前壓實前壓實后壓實后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型塑性顆粒壓實作用模型

33、塑性顆粒壓實作用模型塑性物塑性物壓實前壓實前壓實后壓實后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型混合支撐壓實作用模型混合支撐壓實作用模型壓實前壓實后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型鮞粒壓實作用模型壓實初期完整鮞粒弱變形鮞中變形鮞強烈變形鮞第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型生物介殼壓實作用模型生物介殼壓實作用模型壓實前壓實前（完整生物結(jié)構(gòu)、疏松排列）（完整生物結(jié)構(gòu)、疏松排列）壓實初期壓實初期（完整生物結(jié)構(gòu)、緊密排列）（完整生物結(jié)構(gòu)、緊密排列）壓實后壓實后（生物介殼的壓碎）（生物介殼的壓碎）第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量

34、評價成巖作用的定量評價成巖作用模型富含生物壓實作用模型壓實前壓實后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 2.壓溶作用模型 機理機理 顆粒的接觸點上承受了較大的壓力，此時如果粒間的孔隙水顆粒的接觸點上承受了較大的壓力，此時如果粒間的孔隙水體有利于顆粒的溶蝕作用，則可能產(chǎn)生壓溶作用。體有利于顆粒的溶蝕作用，則可能產(chǎn)生壓溶作用。 因素因素 壓溶作用常發(fā)生在較堅硬的顆粒上，與顆粒的易溶性和顆粒壓溶作用常發(fā)生在較堅硬的顆粒上，與顆粒的易溶性和顆粒的接觸面有關(guān)。的接觸面有關(guān)。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 2.壓溶作用模型 基本特征基本特征 顆粒較

35、大時，這種溶蝕作用發(fā)生在顆粒與顆粒間，可發(fā)顆粒較大時，這種溶蝕作用發(fā)生在顆粒與顆粒間，可發(fā)生在顆粒的任意方向上，通常所見到的都是互溶或共溶，即在接生在顆粒的任意方向上，通常所見到的都是互溶或共溶，即在接觸點（線）兩邊的顆粒同時壓溶的特征。觸點（線）兩邊的顆粒同時壓溶的特征。 宏觀特征宏觀特征 除了這種小規(guī)模的顆粒接觸點上的壓溶作用外，還可見除了這種小規(guī)模的顆粒接觸點上的壓溶作用外，還可見較大規(guī)模的壓溶作用，這時可見到壓溶線連接了若干個顆粒的現(xiàn)較大規(guī)模的壓溶作用，這時可見到壓溶線連接了若干個顆粒的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生多發(fā)生在顆粒比較細的沉積物中，而且在時象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生多發(fā)生在顆粒比較細的沉積

36、物中，而且在時期上，可能也是在單顆粒壓溶作用之后進行的，從薄片中顆粒接期上，可能也是在單顆粒壓溶作用之后進行的，從薄片中顆粒接觸多為鋸齒狀可得到證實。觸多為鋸齒狀可得到證實。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型壓溶作用基本模型壓溶前壓溶后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型大規(guī)模壓溶作用模型壓溶前早期局部壓溶大規(guī)模壓溶壓溶前壓溶后第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型碳酸鹽巖壓溶作用模型第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 3.膠結(jié)作用模型 常見類型常見類型 次生加大次生加大 特征特征 它的特

37、征是在顆粒邊緣增生，使磨圓較好的顆粒重新形成它的特征是在顆粒邊緣增生，使磨圓較好的顆粒重新形成邊棱角，比較嚴重時，顆粒相互連接而出現(xiàn)線接觸的關(guān)系邊棱角，比較嚴重時，顆粒相互連接而出現(xiàn)線接觸的關(guān)系 巖性巖性 碎屑巖中最常見的膠結(jié)作用就是次生加大碎屑巖中最常見的膠結(jié)作用就是次生加大 識別識別 如果次生加大部分與顆粒間無明顯的如果次生加大部分與顆粒間無明顯的“尖狀暈尖狀暈”時，將形時，將形成成“似縫合線似縫合線”的壓溶假象，這時可在陰極熒光下識別。的壓溶假象，這時可在陰極熒光下識別。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型3.膠結(jié)作用模型膠結(jié)作用模型 次生加大模型（次生加大模型

38、（圖圖1-18）顆粒次生加大部分第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 3.膠結(jié)作用模型 常見類型常見類型 馬牙狀膠結(jié)馬牙狀膠結(jié) 特征特征 在顆粒邊緣生長新的晶體，而使顆粒與顆粒之間連接在一在顆粒邊緣生長新的晶體，而使顆粒與顆粒之間連接在一起，這種形成的晶體通常小而且常垂直于顆粒邊緣生長，形成馬起，這種形成的晶體通常小而且常垂直于顆粒邊緣生長，形成馬牙狀的膠結(jié)牙狀的膠結(jié) 巖性巖性 碎屑巖中最常見的膠結(jié)作用就是次生加大碎屑巖中最常見的膠結(jié)作用就是次生加大第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型3.膠結(jié)作用模型 馬牙狀膠結(jié)模型（圖1-19）顆粒次生加大

39、部分顆粒早期膠結(jié)進一步膠結(jié)第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 3.膠結(jié)作用模型 常見類型常見類型 充填式膠結(jié)充填式膠結(jié) 特征特征 在粒間自生一種與顆粒完全不同成分的礦物，從而膠結(jié)顆在粒間自生一種與顆粒完全不同成分的礦物，從而膠結(jié)顆粒，使粒間孔部分或完全被充填，這種膠結(jié)作用通常發(fā)生較晚，粒，使粒間孔部分或完全被充填，這種膠結(jié)作用通常發(fā)生較晚，膠結(jié)物不很規(guī)則。這種膠結(jié)作用比較強烈時，會使粒間孔隙全部膠結(jié)物不很規(guī)則。這種膠結(jié)作用比較強烈時，會使粒間孔隙全部被充填。被充填。 巖性巖性 碎屑巖中常見碎屑巖中常見顆粒膠結(jié)物膠結(jié)前部分充填膠結(jié)完全充填膠結(jié)第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定

40、量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型3.膠結(jié)作用模型 充填式膠結(jié)（圖1-20）第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型 3.膠結(jié)作用模型 常見類型常見類型 多期膠結(jié)模型多期膠結(jié)模型 特征特征 由于碳酸鹽巖多形成于由于碳酸鹽巖多形成于caco3過飽和的環(huán)境中，因而其膠過飽和的環(huán)境中，因而其膠結(jié)作用通常發(fā)育較早，這種早期的膠結(jié)作用易在顆粒邊緣形成環(huán)結(jié)作用通常發(fā)育較早，這種早期的膠結(jié)作用易在顆粒邊緣形成環(huán)邊的馬牙狀膠結(jié)，這是因為從結(jié)晶學的理論看，在過飽和溶液中邊的馬牙狀膠結(jié)，這是因為從結(jié)晶學的理論看，在過飽和溶液中形成晶體必須要經(jīng)歷成核生長兩個階段，成核過程是一個比較形成晶體必

41、須要經(jīng)歷成核生長兩個階段，成核過程是一個比較漫長的過程，如果它附著在某一相同物質(zhì)上成核，要比在溶液中漫長的過程，如果它附著在某一相同物質(zhì)上成核，要比在溶液中孤立成核所需的能量小得多。孤立成核所需的能量小得多。 巖性巖性 碳酸鹽巖碳酸鹽巖第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型3.膠結(jié)作用模型膠結(jié)作用模型 多期膠結(jié)模型（多期膠結(jié)模型（圖圖1-21）中期環(huán)邊膠結(jié)早期馬牙狀膠結(jié)晚期鑲嵌膠結(jié)第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價1.壓實作用的定量評價壓實作用的定量評價堆積角堆積角 特征特征 堆積角反映了顆粒堆積的緊密程度堆

42、積角反映了顆粒堆積的緊密程度 范圍范圍 堆積角的大小變化范圍為堆積角的大小變化范圍為90-60度間度間 孔隙孔隙 理論推導(dǎo)結(jié)果表明其孔隙度的變化范圍為理論推導(dǎo)結(jié)果表明其孔隙度的變化范圍為47%-26%間間 劃分劃分 由此可劃分出不同的壓實作用級別，現(xiàn)代沉積調(diào)查表明，由此可劃分出不同的壓實作用級別，現(xiàn)代沉積調(diào)查表明，無膠結(jié)物時的砂?？紫抖葹闊o膠結(jié)物時的砂?？紫抖葹?8%，對應(yīng)的堆積角為，對應(yīng)的堆積角為70度度(見表見表1-1),依此可劃分為不同的級別。依此可劃分為不同的級別。第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型三、基本成巖作用過程的定量評價1.壓實作用的定量評價8472

43、66626046.8%40.4%34.4%29.1%26.0%堆積角無膠結(jié)物孔隙度堆積角與無膠結(jié)物孔隙度關(guān)系圖堆積角與無膠結(jié)物孔隙度關(guān)系圖第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價1.壓實作用的定量評價壓實作用的定量評價表表1-1 依據(jù)堆積角劃分壓實程度表依據(jù)堆積角劃分壓實程度表堆積角()無膠結(jié)物孔隙度(%)壓實程度堆積角()無膠結(jié)物孔隙度(%)壓實程度6025.95197643.29906229.12267844.44536431.94708045.41146634.46168246.20296836.697

44、08446.82307038.67898647.27197240.42868847.54647441.96399047.6401欠壓實 微弱 中等 強烈第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用模型三、基本成巖作用過程的定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價1.壓實作用的定量評價壓實作用的定量評價 粒間孔類型粒間孔類型支撐顆粒被壓實后顆粒間形成的孔隙特征反映了壓實作用的程度支撐顆粒被壓實后顆粒間形成的孔隙特征反映了壓實作用的程度 三角形孔隙三角形孔隙 壓實作用強烈形成的緊密堆積孔隙多為三角形孔隙壓實作用強烈形成的緊密堆積孔隙多為三角形孔隙 四邊形孔隙四邊形孔隙 壓實作用較弱的疏

45、松堆積孔隙多為四邊形孔隙和多邊形孔隙。壓實作用較弱的疏松堆積孔隙多為四邊形孔隙和多邊形孔隙。疏松堆積孔隙緊密堆積孔隙第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價2.壓溶作用的定量評價壓溶作用的定量評價接觸關(guān)系接觸關(guān)系 常見線接觸和凹凸接觸兩種，分別為弱和強的壓溶作用。常見線接觸和凹凸接觸兩種，分別為弱和強的壓溶作用。溶蝕量的定量評價溶蝕量的定量評價 根據(jù)顆粒的接觸特征可定量估算溶蝕量，如圖根據(jù)顆粒的接觸特征可定量估算溶蝕量，如圖1-24所所示，顆粒從點接觸壓溶為線接觸后，被溶蝕顆粒量可用下式計算：示，顆粒從點接觸壓溶為線接觸后，被溶蝕顆粒量可用下式計算： 211rlrh22lrrhlrh第一節(jié)第一節(jié) 成巖作用的定量評價成巖作用的定量評價成巖作用定量評價三、基本成巖作用過程的定量評價2.壓溶作用的定量評價壓溶作用的定量評價溶蝕體積為：溶蝕體積為