碳酸鹽巖儲集層成巖作用中“孔隙尺寸控制沉淀”研究進展、地質意義及鄂爾多斯盆地實例

作者：熊鷹,譚秀成,伍坤宇,王小芳

摘要：基于碳酸鹽巖儲集層成巖作用中受孔隙尺寸控制的礦物沉淀和膠結非均質特征的發現與思考,結合當今國內外有關多孔介質中流體-巖石相互作用及化學流體動力學研究進展的調研,對相關研究進展及其地質意義進行了簡單的梳理和歸納。(1)地質環境中"孔隙尺寸控制沉淀"現象廣泛存在,表現為儲集層孔隙的膠結非均質性及其最終形成的"大孔充填而小孔保存"特征。現今研究主要從不同尺度孔隙結構觀察、流體-孔隙介質相互作用的數值模擬、礦物沉淀實驗3個方面開展。(2)受孔隙尺寸控制的非均質沉淀特征可以利用與表面化學相關的動力學模型進行解釋,即微孔隙中更大的界面張力和礦物晶體曲率導致礦物的有效溶解度更高,因而更容易保持過飽和狀態而不發生沉淀。(3)"孔隙尺寸控制沉淀"現象可使油氣儲集層發生微孔的選擇性保存,在不同尺度孔隙共生的情況下,較大孔隙更傾向于被膠結充填而小孔則更易于被保存,不同的膠結模式對巖石整體滲透率的影響略有不同;該現象在地熱儲集層開發和二氧化碳地質封存研究中也值得重視。最后,結合鄂爾多斯盆地馬家溝組碳酸鹽巖儲集層的非均質膠結特征和孔隙分布,分析總結成巖流體性質、來源及膠結模式差異對孔隙結構演化和優質儲集層分布的影響。"孔隙尺寸控制沉淀"現象的發現和重視對于理解流體-巖石復雜作用過程具有重要理論意義,也為儲集層成巖作用和孔隙保存研究提供了新的視點和思考角度。

發文機構：油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室·西南石油大學 中國石油天然氣集團有限公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室西南石油大學研究分室 德國克勞斯塔爾工業大學地下能源系統研究所 中國石油杭州地質研究院

關鍵詞：孔隙尺寸膠結非均質性成巖作用過飽和流體孔隙保存pore-sizecementation heterogeneitydiagenesissupersaturated fluidpore preservation

分類號： P588.245[天文地球—巖石學]