鄂爾多斯盆地二疊系石盒子組盒8段致密砂巖儲(chǔ)層發(fā)生過強(qiáng)烈溶蝕改造,形成了廣泛的次生孔隙。但是地質(zhì)條件下砂巖內(nèi)長(zhǎng)石礦物、方解石膠結(jié)物的溶蝕過程及儲(chǔ)層效應(yīng)還有待深入研究。采用封閉體系下的溫壓共控巖溶模擬方法,結(jié)合電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、X-射線衍射儀、偏光顯微鏡和掃描電鏡等測(cè)試分析,對(duì)盒8段致密儲(chǔ)層砂巖開展不同溫壓條件下,含鈣巖屑砂巖和長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖在乙酸溶液中溶蝕規(guī)律研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:溫度升高使長(zhǎng)石溶蝕速度增快、溶蝕量增加,但是Al³⁺遷移量先增大再減小,所以深層砂巖中Al³⁺很難被遷移出來;方解石溶蝕速率遠(yuǎn)快于長(zhǎng)石,對(duì)儲(chǔ)層次生孔隙貢獻(xiàn)更大;溫度升高方解石溶蝕量先增大再減小,壓力會(huì)抑制方解石溶蝕并且比溫度的影響更大。盒8段砂巖三疊紀(jì)晚期至白堊紀(jì)早期方解石和長(zhǎng)石發(fā)生了溶蝕作用,這是次生孔隙生成的主要時(shí)期,隨后砂巖繼續(xù)深埋時(shí),溫度壓力升高使方解石發(fā)生沉淀;白堊紀(jì)中期以后儲(chǔ)層抬升使溫度、壓力不斷降低,部分方解石會(huì)發(fā)生溶蝕。 

【文章來源】：天然氣地球科學(xué). 2020,31(09)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

盒8段砂巖巖溶模擬前后的礦物與孔隙特征

筆者曾嘗試通過砂巖模擬反應(yīng)先后的孔隙度測(cè)試來研究孔體積變化，但是砂巖在封閉條件下的總?cè)芸左w積相對(duì)較小，并未獲得成功。由于K+、Na+存在于長(zhǎng)石鋁硅酸鹽礦物硅氧四面體構(gòu)成的環(huán)間空隙中，經(jīng)溶蝕后K+、Na+很容易釋放出來，反應(yīng)后溶液中Ca2+、K+、Na+的物質(zhì)的量基本代表了對(duì)應(yīng)被溶蝕礦物的物質(zhì)的量，因此利用公式：V礦物=C離子V反應(yīng)液M礦物/M離子/ρ礦物（其中，V礦物為被溶蝕礦物體積；C離子為反應(yīng)液中的離子濃度；V反應(yīng)液為反應(yīng)液體積；M礦物為礦物的摩爾質(zhì)量；M離子為該離子的摩爾質(zhì)量；ρ礦物是礦物的密度）。將巖溶模擬反應(yīng)液中所析出的Ca2+、K+、Na+濃度及液量（含鈣巖屑砂巖收集到的反應(yīng)后液量為15 m L、長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖收集到的反應(yīng)后液量為16.4 m L）代入上述公式，反演計(jì)算方解石、鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石的溶蝕體積，表征砂巖每個(gè)溫壓點(diǎn)的增孔體積，其所占初始砂巖樣品孔體積的百分比為增孔率（圖3）。但也存在一些問題，長(zhǎng)石溶蝕后會(huì)有部分高嶺石沉淀生成，生成的高嶺石體積并未計(jì)算在內(nèi)，但實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)石溶蝕量較方解石少，并不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生很大影響。相同濃度乙酸條件下，含鈣巖屑砂巖的孔隙體積增加效果最好，孔體積平均增加量為0.063 cm3，平均增孔率為1.2%，而長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖的孔體積平均增加量為0.05 cm3，平均增孔率為0.8%�？梢婋m然長(zhǎng)石類礦物溶蝕也產(chǎn)生較大的孔體積，但是由于方解石反應(yīng)速度快，首先短時(shí)間消耗大量氫離子，所以其大量溶蝕對(duì)砂巖孔隙貢獻(xiàn)很大。隨著溫度壓力逐漸增大，含鈣巖屑砂巖的溶蝕孔隙增加量略微減少，而長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖迅速降低。圖3 不同溫度壓力條件下溶蝕孔隙增加量

不同溫度壓力條件下溶蝕孔隙增加量

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3248906