鄂爾多斯盆地盒8段致密砂巖儲層溶蝕模擬實驗
發(fā)布時間：2021-06-25 08:51
鄂爾多斯盆地二疊系石盒子組盒8段致密砂巖儲層發(fā)生過強烈溶蝕改造,形成了廣泛的次生孔隙。但是地質條件下砂巖內長石礦物、方解石膠結物的溶蝕過程及儲層效應還有待深入研究。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試分析,對盒8段致密儲層砂巖開展不同溫壓條件下,含鈣巖屑砂巖和長石質巖屑砂巖在乙酸溶液中溶蝕規(guī)律研究。實驗結果顯示:溫度升高使長石溶蝕速度增快、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;方解石溶蝕速率遠快于長石,對儲層次生孔隙貢獻更大;溫度升高方解石溶蝕量先增大再減小,壓力會抑制方解石溶蝕并且比溫度的影響更大。盒8段砂巖三疊紀晚期至白堊紀早期方解石和長石發(fā)生了溶蝕作用,這是次生孔隙生成的主要時期,隨后砂巖繼續(xù)深埋時,溫度壓力升高使方解石發(fā)生沉淀;白堊紀中期以后儲層抬升使溫度、壓力不斷降低,部分方解石會發(fā)生溶蝕。
【文章來源】：天然氣地球科學. 2020,31(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【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先后的孔隙度測試來研究孔體積變化，但是砂巖在封閉條件下的總溶孔體積相對較小，并未獲得成功。由于K+、Na+存在于長石鋁硅酸鹽礦物硅氧四面體構成的環(huán)間空隙中，經(jīng)溶蝕后K+、Na+很容易釋放出來，反應后溶液中Ca2+、K+、Na+的物質的量基本代表了對應被溶蝕礦物的物質的量，因此利用公式：V礦物=C離子V反應液M礦物/M離子/ρ礦物（其中，V礦物為被溶蝕礦物體積；C離子為反應液中的離子濃度；V反應液為反應液體積；M礦物為礦物的摩爾質量；M離子為該離子的摩爾質量；ρ礦物是礦物的密度）。將巖溶模擬反應液中所析出的Ca2+、K+、Na+濃度及液量（含鈣巖屑砂巖收集到的反應后液量為15 m L、長石質巖屑砂巖收集到的反應后液量為16.4 m L）代入上述公式，反演計算方解石、鉀長石和鈉長石的溶蝕體積，表征砂巖每個溫壓點的增孔體積，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，長石溶蝕后會有部分高嶺石沉淀生成，生成的高嶺石體積并未計算在內，但實驗中長石溶蝕量較方解石少，并不會對計算結果產(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%，而長石質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%。可見雖然長石類礦物溶蝕也產(chǎn)生較大的孔體積，但是由于方解石反應速度快，首先短時間消耗大量氫離子，所以其大量溶蝕對砂巖孔隙貢獻很大。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，而長石質巖屑砂巖迅速降低。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】：
期刊論文
[1]乙酸溶蝕方解石的影響因素及特征分析[J]. 邢俊濤,李美蓉,遠光輝,胡亞鵬,安波. 科學技術與工程. 2018(12)
[2]熱異常酸洗作用與鄂爾多斯盆地上古生界長石消失事件[J]. 魏新善,肖紅平,劉銳娥,康銳,南珺祥,郝愛勝. 地質學報. 2017(09)
[3]致密砂巖儲層埋藏-成巖-油氣充注演化過程與孔隙演化定量分析——以鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8段天然氣儲層為例[J]. 李杪,侯云東,羅靜蘭,陳娟萍,羅曉容,賈亞妮. 石油與天然氣地質. 2016(06)
[4]碳酸鹽巖溶蝕規(guī)律與孔隙演化實驗研究[J]. 佘敏,壽建峰,沈安江,潘立銀,胡安平,胡圓圓. 石油勘探與開發(fā). 2016(04)
[5]砂巖儲層中長石的異常分布及成因——以鄂爾多斯盆地二疊系石盒子組8段為例[J]. 劉銳娥,吳浩,魏新善,肖紅平,張春林. 中國礦業(yè)大學學報. 2017(01)
[6]從表生到深埋藏環(huán)境下有機酸對碳酸鹽巖溶蝕的實驗模擬[J]. 佘敏,壽建峰,沈安江,朱吟,鄭興平. 地球化學. 2014(03)
[7]論碎屑巖儲層成巖過程中有機酸的溶蝕增孔能力[J]. 遠光輝,操應長,楊田,王艷忠,李曉艷,葸克來,賈珍臻. 地學前緣. 2013(05)
[8]酒東坳陷下白堊統(tǒng)砂巖中碳酸鹽膠結物特征與儲層物性[J]. 呂成福,李小燕,陳國俊,魯新川,杜貴超,李超,李偉,陳吉. 沉積學報. 2011(06)
[9]不同類型鮞�；�?guī)r儲集層溶解動力學特征[J]. 王煒,黃康俊,鮑征宇,錢一雄. 石油勘探與開發(fā). 2011(04)
[10]鄂爾多斯盆地上古生界煤成氣低孔滲儲集層次生孔隙形成機理——乙酸溶液對鈣長石、鐵鎂暗色礦物溶蝕的模擬實驗[J]. 張文正,楊華,解麗琴,黃思靜,楊奕華. 石油勘探與開發(fā). 2009(03)
博士論文
[1]成巖過程中長石和碳酸鹽礦物溶蝕機理及其物性響應[D]. 遠光輝.中國石油大學(華東) 2015
本文編號：3248906
【文章來源】：天然氣地球科學. 2020,31(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【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先后的孔隙度測試來研究孔體積變化，但是砂巖在封閉條件下的總溶孔體積相對較小，并未獲得成功。由于K+、Na+存在于長石鋁硅酸鹽礦物硅氧四面體構成的環(huán)間空隙中，經(jīng)溶蝕后K+、Na+很容易釋放出來，反應后溶液中Ca2+、K+、Na+的物質的量基本代表了對應被溶蝕礦物的物質的量，因此利用公式：V礦物=C離子V反應液M礦物/M離子/ρ礦物（其中，V礦物為被溶蝕礦物體積；C離子為反應液中的離子濃度；V反應液為反應液體積；M礦物為礦物的摩爾質量；M離子為該離子的摩爾質量；ρ礦物是礦物的密度）。將巖溶模擬反應液中所析出的Ca2+、K+、Na+濃度及液量（含鈣巖屑砂巖收集到的反應后液量為15 m L、長石質巖屑砂巖收集到的反應后液量為16.4 m L）代入上述公式，反演計算方解石、鉀長石和鈉長石的溶蝕體積，表征砂巖每個溫壓點的增孔體積，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，長石溶蝕后會有部分高嶺石沉淀生成，生成的高嶺石體積并未計算在內，但實驗中長石溶蝕量較方解石少，并不會對計算結果產(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%，而長石質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%。可見雖然長石類礦物溶蝕也產(chǎn)生較大的孔體積，但是由于方解石反應速度快，首先短時間消耗大量氫離子，所以其大量溶蝕對砂巖孔隙貢獻很大。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，而長石質巖屑砂巖迅速降低。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】：
期刊論文
[1]乙酸溶蝕方解石的影響因素及特征分析[J]. 邢俊濤,李美蓉,遠光輝,胡亞鵬,安波. 科學技術與工程. 2018(12)
[2]熱異常酸洗作用與鄂爾多斯盆地上古生界長石消失事件[J]. 魏新善,肖紅平,劉銳娥,康銳,南珺祥,郝愛勝. 地質學報. 2017(09)
[3]致密砂巖儲層埋藏-成巖-油氣充注演化過程與孔隙演化定量分析——以鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8段天然氣儲層為例[J]. 李杪,侯云東,羅靜蘭,陳娟萍,羅曉容,賈亞妮. 石油與天然氣地質. 2016(06)
[4]碳酸鹽巖溶蝕規(guī)律與孔隙演化實驗研究[J]. 佘敏,壽建峰,沈安江,潘立銀,胡安平,胡圓圓. 石油勘探與開發(fā). 2016(04)
[5]砂巖儲層中長石的異常分布及成因——以鄂爾多斯盆地二疊系石盒子組8段為例[J]. 劉銳娥,吳浩,魏新善,肖紅平,張春林. 中國礦業(yè)大學學報. 2017(01)
[6]從表生到深埋藏環(huán)境下有機酸對碳酸鹽巖溶蝕的實驗模擬[J]. 佘敏,壽建峰,沈安江,朱吟,鄭興平. 地球化學. 2014(03)
[7]論碎屑巖儲層成巖過程中有機酸的溶蝕增孔能力[J]. 遠光輝,操應長,楊田,王艷忠,李曉艷,葸克來,賈珍臻. 地學前緣. 2013(05)
[8]酒東坳陷下白堊統(tǒng)砂巖中碳酸鹽膠結物特征與儲層物性[J]. 呂成福,李小燕,陳國俊,魯新川,杜貴超,李超,李偉,陳吉. 沉積學報. 2011(06)
[9]不同類型鮞�；�?guī)r儲集層溶解動力學特征[J]. 王煒,黃康俊,鮑征宇,錢一雄. 石油勘探與開發(fā). 2011(04)
[10]鄂爾多斯盆地上古生界煤成氣低孔滲儲集層次生孔隙形成機理——乙酸溶液對鈣長石、鐵鎂暗色礦物溶蝕的模擬實驗[J]. 張文正,楊華,解麗琴,黃思靜,楊奕華. 石油勘探與開發(fā). 2009(03)
博士論文
[1]成巖過程中長石和碳酸鹽礦物溶蝕機理及其物性響應[D]. 遠光輝.中國石油大學(華東) 2015
本文編號：3248906
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