简介:微生物碳酸盐岩的生物生长格架及后期的成岩改造导致其孔隙网络比较复杂。对其多孔介质特征和演化进行合理评价是描述微生物碳酸盐岩储层的关键。但是,描述基本岩石特征的常规方法不足以清晰反映孔隙网络的非均质性和组构变化。x射线计算机断层摄影成像可以更好地评价这些基本特征,提高对不同微生物结构的体积及其孔隙网络连通性的理解水平。对巴西某全新统微生物岩的三维评价结果为理解其微生物岩层序原始孔隙网络与结构变化(在古沉积中可能因成岩作用而增强或减弱)的相关性提供了资料。将常规方法如岩相学、碳氧稳定同位素分析和实验室孔隙度和渗透率的测量与计算机断层摄影成像、三维再现技术(three—dimensionalrendering)相结合,获得了该微生物岩孔隙度和渗透率的高分辨率演化史。孔隙网络的不同与受环境变化影响的微生物组构演化有关。沉积结构控制着基本岩石特性,如构造尺寸(structuresize)、构造充填(structurepacking)和格架组构(frameworkfabric)等岩石物性。这些基本特征影响着孔隙体积和孔喉数量。大规模构造、开放式充填(openpacking)和无序格架组构形成了更好的孔隙网络,而小规模构造、致密充填和有序组构形成的孔隙网络连通性较差。上侏罗统Smackover组凝块叠层石的孔隙形状对比分析表明,其沉积结构的原始孔隙度较高,如果微生物岩组构和岩石物性受控于沉积环境,那么借助于精细沉积模型可能对其进行地下预测。
简介:岩溶作用对碳酸盐岩储层的品质既有建设性影响又有破坏性影响;例如,溶蚀作用和角砾岩化能够增大孔隙度和渗透率,而洞穴坍塌或岩溶期后流体流动引发的胶结作用则可能减小孔隙度和渗透率。岩溶还会对钻井作业带来挑战,其原因是它会使岩石的孔隙度和渗透率结构(permeabilitystructure)高度变化而难于预测,从而增大钻井泥浆比重预测的难度。露头、岩相与地球化学资料相结合,可以约束地震尺度(seismic—scale)岩溶类型、分布和成因的预测,从而有助于提高人们对碳酸盐岩储层建筑结构的认识,进而制定出更加安全的钻井方案。然而,很少有人利用地震反射资料来描述地震尺度(seismicscale)的区域性岩溶构造(karstfeatures)。在本次研究中,我们利用时间偏移后的二维地震反射资料研究了波斯湾地区一套以碳酸盐岩为主、厚度3km的侏罗系一中新统地层中岩溶的分布、规模和成因。我们识别出了43个地震尺度的岩溶构造,它们表现为由杂乱反射构成的垂直管状地层柱(verticalpipecolumns),这些地层柱被向下倾斜的洼地(downward—deflecteddepressions)封盖,而在这些洼地之上又上超了上覆的地层。这些地层柱高可达2km,涉及了从上侏罗统到上白垩统的地层,而且其直径可达5.5km。我们解释认为,这些地层柱是深成岩溶作用(hypogenekarstification)的产物,岩溶流体主要是沿着先存断层运移,在地层出露地表的关键时期,表生岩溶作用则使深成岩溶作用产生的洼地(hypogene—generateddepressions)进一步加宽加深。我们的研究结果表明,与岩相和地球化学资料相结合,地震反射资料能够而且也应当被用于预测深成岩溶储层,帮助改善碳酸盐岩储层的描述质量,更好地认识与其相关的可能危及钻井作业的因素。
简介:我们为砂岩中纤伊利石的形成构想了一种模型,其中高岭石是基本反应物,而钾来自原地钾长石颗粒的溶解或被输入到这一模型的基准构架中。利用除温度和时间外还考虑了饱和状态的阿雷尼乌斯方程,模拟了伊利石纤维的成核和生长。成核作用发生在孔隙壁上,同时可以确定白云母和碎屑伊利石是动力学性质有利的基质。为了考虑其他成岩作用对表面积和反应物体积的影响并为渗透率模拟提供输入参数,可以将这一模型与“试金石”(TouchstoneTM)模型结合起来。在两个数据集的基础上我们评价了这一伊利石模型的性能。一个是中挪威海域最高温度为108—173~C的侏罗系石英砂岩数据集,另一个是东南亚海域最高温度为157—182℃的岩屑砂岩数据集。采用同样的动力学参数,这一模型拟合了两个数据集测出的伊利石、高岭石和钾长石的含量。考虑到与碎屑混入有关的不确定性,预测的K—Ar年龄是符合现有数据的。虽然这些分析样品没有获得伊利石粒径数据,但挪威数据集得出的模拟雏晶厚度仍然与北海类似温度史样品0.004—0.012um的已发表测量结果相当。
简介:泥岩是分布最为广泛的一种沉积岩,在油气系统中它们既可以充当烃原岩,又可以充当盖层,还可以充当页岩气的储层。泥岩很多重要的物化性质都强烈地受多种因素的影响,例如矿物学组成和沉积物颗粒的大小以及成岩变化(压实前和压实后的变化),而这些因素往往都是可以预测的。泥岩矿物成分的多样性反映了注入盆地的碎屑物质及其水动力学分离作用、盆地内原始有机物产量以及沉积物的成岩作用(沉积和溶蚀)。利用高放大倍数显微镜对现代和古代沉积地层的观测结果表明,泥岩的结构和矿物学特征都具有非均质性;而这种变化性并不总是显而易见的。虽然部分泥层的确是通过低能羽烟(buoyantplumes)的悬浮沉淀作用而沉积的,但泥岩结构分析发现,这些泥层通常会在多种因素的共同作用下而分散,包括波浪、重力驱动的作用以及风暴或潮流驱动的单向流。这些分散机理表明,泥质沉积序列一般可以在层序地层学的框架下进行解释。早期的生物活动会使泥层均质化,而早期的化学成岩作用会导致高度胶结地层的发育,尤其是在地层表面。埋藏较深的成岩作用涉及压实作用、矿物溶解、重结晶、矿物重新排列定向和岩化以及油气生成等,这要取决于泥层的沉积特征和早期成岩特征。
简介:针对直径小于62.5μ(4Phi)的颗粒在颗粒组合中的重量或体积占比超过50%的沉积物和沉积岩,提出了三角成分分类法(tripartitecompositionalclassification)。Tarl(陆源-泥质)的颗粒组合中有75%以上的碎屑来自盆外,既包括来自大陆风化的碎屑,又包括火山成因的碎屑。Carl(钙质-泥质)的颗粒组合中来自盆外碎屑的占比低于75%,而且在其盆内颗粒中,包括碳酸盐集合粒(aggregates)在内的生物成因碳酸盐颗粒占主导地位。Sarl(硅质-泥质)的颗粒组合中来自盆外碎屑的占比低于75%,而且生物成因硅质颗粒的数量要比碳酸盐颗粒占优势。划分出这三种类型的细粒颗粒状(particulate)沉积物和岩石,有效区分了具有明确的沉积环境而且有机质含量和次要颗粒类型存在系统性差异的物质(materials)。在地下,定义这些岩石类型的颗粒组合经历了差异明显但可预测的成岩途径,而这些成岩途径对全岩性质(bulkrockproperties)的演化具有明显的意义,因此把细粒沉积岩归入这三种岩石类型之一,是预测其经济价值和工程品质(engineeringqualities)的重要的第一步。为了便于进行描述,这三种岩石类型的名称还可以与指示岩石结构的修饰词、更准确的成分划分、重要性比较大的具体颗粒类型以及成岩特征等结合使用。
简介:了解岩石物理性质和多相流动特性,对于油气评价和开发是非常有必要的。而这些特性往往受控于孔隙空间的三维几何形态和连通性。目前,碳酸盐岩孔隙大小分布的确定仍极具挑战性。由于碳酸盐岩的沉积环境变化非常大,而且这类岩石极易受后沉积作用的影响,导致其孔隙结构很复杂,孔隙的长度从数十纳米到几厘米不等。要更加深入地认识孔隙结构对连通性、导流能力、渗透率和采收率的影响,就需要在连续的70个长度尺度范围内(从10nm到10cm)研究碳酸盐岩的孔隙结构,并对不同尺度下的信息进行综合分析。本文利用微计算机层析成像技术(micro—CT)、反向散射扫描电子显微镜03SEM)、聚焦离子束扫描电子显微镜(FIBSEM)实验技术,研究在数十个尺度下碳酸盐岩的孔隙结构。然后利用图像叠合技术对不同长度尺度下的数据进行综合。首先将一个岩心柱的三维图像(4cm,20微米体素[voxel])与一个宏孔隙分辨率下的样品(8mm直径,4微米体素)进行对比。然后,重点将在亚微米(submicron)分辨率下获得的扫描电镜(SEM)及聚焦离子束扫描电子显微镜(FIBSEM)数据与在大约3~5微米分辨率下获得的微计算机层析成像(micro-CT)数据相结合。为了实现SEM图像的最佳像素叠合,我们开发了一个精确的模板,以便消除由SEM扫描方法导致的人为弯曲,同时我们已经成功地按照三维图像的灰度级对在SEM图像上可见的次分辨率孔隙度和孔隙大小进行了成像。利用FIBSEM技术也可以研究样品的三维结构,研究精度可达到数十纳米。我们简要地探讨了如何利用这种多尺度信息来加强碳酸盐岩岩石物性的研究。
简介:据美国AAPG2006年第11期报道:在过去10年中,在纽约中南部上奥陶统黑河组横向上不连续的白云岩中发现20多个新的天然气田。白云岩沿着由地震资料可探测出的基底扭断层周围生成。大部分气田位于狭长的断层相连的构造低处,为负向花状构造。在这些断层之外的地层为不渗透灰岩,形成储层的侧向封闭层。在大多数情况下,断层在上覆的特伦顿灰岩和Utica页岩中消失。在鞍状白云岩晶簇、角砾岩和裂缝带中孔隙度发育好。所研究的黑河岩中,基岩孔隙度不常见。基岩中断层周围碎片的分布和地球化学和流体杂质分析都表明,鞍状和基质白云岩都起源于断层有关的热液。由于其不一般的构造背景,
简介:用碳酸盐岩水平岩样进行了特殊岩心分析,以便在新鲜和老化状态下,通过在X射线CT扫描仪下进行观测评价阿布扎比海上水驱动态。通过表面直观观测和X射线CT扫描识别,岩心明显是非均质的,局部含有一些形成孔洞孔隙空间的藻类碎屑和一些能够形成低孔隙区域的矿物。因此,本项研究的主要目的是评价这些非均质性对水驱动态和后来采收率的影响。对于新鲜岩心来说,Amott和USBM试验结果表明了中间润湿到水湿性质,该性质与预计的结果相矛盾。这意味着,钻井液污染可能改变了原始润湿条件。在这种条件下进行的水驱试验获得了相当高的采收率。通过证明均匀的水前缘推进和高波及效率,X射线CT扫描证实了这一结果。把相同的试验方式用于了老化岩心,在Amott和USBM试验中得到的结果表明了油湿性质。采收率稍微低于新鲜岩心,但是仍然是有利的。X射线CT扫描还证明,流动是均匀的。由此可见,尽管局部出现了非均质性,但是老化岩心试验还是获得了高采收率。用JBN方法推导的新鲜和老化岩心Kr曲线的形状稍微有所不同。用一维岩心驱替模拟模型验证了老化岩心Kr曲线。因此,本文通过一个实例介绍了在X射线CT扫描下的水驱详细情况和岩心分析综合方法。