第06章__成岩作用
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成岩作用及研究进展一、成岩作用的概念:成岩作用diagenesis :是指使松散沉积物固结形成沉积岩石的作用。
形成岩石的各种地质作用的统称。
如岩浆成岩作用、变质成岩作用、沉积成岩作用、花岗岩化作用、混合岩化作用等。
通常所说的成岩作用是指沉积物沉积后至岩石固结,在深埋环境下直到变质作用之前发生的物理、化学的变化,以及埋藏后演示又被抬升至地表或接近地表的环境中所发生的一切物理、化学变化。
直到固结为岩石以前所发生的一切物理的和化学的(或生物)变化过程。
一般包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用等。
这些作用通常是在压力、温度不高的地壳表层发生的。
当成岩物质被覆盖之后,由于厌氧细菌的作用,有机质腐烂分解,产生H2S 、CH4、NH3和CO2等气体,促使碳酸基矿物溶解成重碳酸盐,高价氧化物还原成低价硫化物,酸性氧化环境变为碱性还原环境。
此时沉积物质发生重新分配、组合,胶体矿物脱水陈化、压缩胶结,最终固结为岩石。
成岩作用一词最早由德国学者C.W.冈贝尔(1868 )提出,各国学者对这一名词所赋予的含义并不完全一致。
压实作用(compaction)又称压固作用、压缩作用,压实作用是沉积物最重要的成岩作用之一。
指沉积物沉积后,由于上覆沉积物不断加厚,在重荷压力下所发生的作用。
通过压实作用沉积物发生脱水,孔隙度降低,体积缩小,密度增大,松软的沉积物变成固结的岩石。
例如泥炭,通过压实体积缩小(到1/20~1/30)后,便转变为坚硬的煤。
研究资料表明,碎屑沉积物在300米深处,受压实作用影响,其所含75%以上的水已被排出,石英砂岩由40%左右的原始孔隙降低至30%~10%。
胶结作用是沉积物在成岩过程中的一种变化。
沉积物的松散碎屑被胶结成坚硬岩石的作用。
其胶结物的成分不同,也可以和碎屑物成分相同。
前者如钙质胶结的钙质砂岩,后者如硅质胶结的石英砂岩。
常见的胶结物有泥质的、铁质的、硅质的和钙质的等。
储层的成岩作用范文储层的成岩作用是指岩石在地质历史过程中,由于地壳运动、地热、压力、化学作用等综合因素的影响,发生了一系列的物理、化学、生物作用,使得岩石的物理性质、化学组成和孔隙结构发生了变化,从而形成了适合于油气聚集和储存的储层。
储层的成岩作用主要包括压实作用、渗流作用、溶解作用、胶结作用、封堵作用等。
压实作用是指岩石因地壳运动引起的压力增大,颗粒之间的空隙收缩,改变岩石的孔隙度和渗透率的过程。
在压实作用下,岩石的颗粒接触紧密,孔隙度减小,孔隙隔膜的沉淀和排列发生改变,渗透率降低。
压实作用的程度与应力大小、成岩深度、岩性和颗粒间的胶结程度有关。
一般来说,岩石的压实作用越强,储层的渗透率越低。
渗流作用是指地下水或流体通过岩石孔隙或裂缝的过程。
随着流体的渗流,粒间颗粒随之移动,流体对岩石颗粒产生刮擦磨损,进一步降低渗透率。
渗流作用还带来颗粒溢出,特别是粘土矿物的迁移填充,形成黏土胶结,加剧了储层的封堵作用。
溶解作用是指溶液对岩石矿物的溶解过程。
在地下水中,一些矿物质溶解度较高,如碳酸盐、硫酸盐等,地下水中的这些成分与岩石接触后,会溶解掉一部分,从而使矿物的物理性质和孔隙结构发生变化。
比如,石灰岩地层因溶解作用形成了大量的溶洞,这对于储层的形成和储集具有重要的影响。
胶结作用是指岩石中的物质在高温、高压和地下流体的作用下,凝结成胶结物质,填充和连接了一些孔隙和裂缝。
胶结物质包括黏土矿物、碳酸盐矿物、硅酸盐矿物等,它们可以通过溶解、交换等方式在岩石中形成或长大,从而改变岩石的孔隙结构和渗透率,影响油气的储藏和开采。
封堵作用是指岩石孔隙或细隙的物质填充、堵塞,使岩石变得不透水或者透水性降低。
储层封堵作用的主要因素包括黏土矿物的交换、胶结物质的沉淀、原生矿物的胶结、一些溶解产物的迁移沉积等。
封堵作用使得储层的渗透率下降,从而增加了油气在储层中的停留时间,有利于油气的聚集和储存。
综上所述,储层的成岩作用是多种地质因素综合作用的结果,通过改变岩石的物理性质、化学组成和孔隙结构,形成适合于油气聚集和储存的储层。
第一章绪论第一节成岩作用的概念与研究历史一、成岩作用的概念成岩作用一词diagenesis(复数diageneses,形容词diagenetic)最先由德国人GÜmbel(1868)提出。
在国内一样以为,成岩作用是指碎屑沉积物在沉积后到变质作用之前,这一漫长时期所发生的各类物理、化学及生物转变。
而不是狭义的,仅指沉积物的石化和固结作用(郑浚茂,1989)。
成岩作用的这一概念是我国现代大多数地质家们所同意的概念。
二、研究历史①1868-1970:一样性的描述,岩石学方面的研究。
②1970-1995年:成岩作用与石油地质相结合,再加上大量新技术、新方式的引入,如X―衍射、铸体薄片、压汞、阴极发光显微镜、SEM、R o、Rork Ever、同位素、荧光显微镜、电子探针等使成岩作用的研究取得冲破性进展,最大的发觉确实是深层(>4000m)次生孔隙的发觉,并在其中发觉了工业油气流。
不仅具有理论意义,而且具有庞大的经济成效。
专门是成岩圈闭的发觉,令人们更进一步熟悉了成岩作用研究的重要性。
③1995~现今:显现了三个不同的研究方式和领域A、分析、化验、观看、描述:刘宝珺、孙永传、李忠、郑浚茂、应凤祥、赵澄林B、成岩作用物理模拟:赵澄林、孟元林C、成岩作用数值模拟:孟元林、应凤祥、何东博表1-1 成岩作用进展史(李忠,2006)第二节成岩作用的研究内容与意义一、成岩作用在石油地质中的地位(一)成岩作用对成藏要素的阻碍石油与天然气是一种沉积有机矿产,其形成和散布与沉积相和成岩作用紧密相关。
成岩作用可进一步分为早成岩时期A期、B期、中成岩时期A1、A2亚期、B期和晚成岩时期,他对石油地质的六大成藏要素生、储、盖、运、圈、保均有紧密关系(表1-1)。
表1-1 成岩作用对成藏要素的阻碍与操纵(二)对储层质量的阻碍成岩作用对六大成藏要素阻碍最严峻的是储层的质量。
研究说明,储层的物性要紧受沉积相、成岩作用和构造作用的阻碍与操纵。
同生成岩阶段
同生成岩阶段是成岩作用中的第一个阶段,发生在沉积物沉积后至埋藏前。
在这一阶段,沉积物经过压实和胶结作用,逐渐固结成岩。
同生成岩阶段的主要特征包括:
压实作用:随着沉积物的堆积,其上部的压力逐渐增加,使颗粒间的水分被挤出,导致颗粒间的距离缩小,形成较为紧密的岩石结构。
胶结作用:在同生成岩阶段,矿物和化学沉淀物开始在颗粒间形成,将颗粒粘结在一起,形成具有一定强度的岩石结构。
这些矿物和沉淀物可能是自生的,也可能是由孔隙水中的化学反应形成的。
生物活动:在同生成岩阶段,生物活动对沉积物的改造作用开始显现。
例如,生物扰动形成的痕迹、生物分泌的有机质等。
地球化学作用:在同生成岩阶段,岩石中的矿物和组分可能发生溶解、沉淀或重结晶等地球化学反应。
这些反应可能改变岩石的颜色、结构和成分等。
同生成岩阶段的环境特征是处于浅—中埋藏成岩环境,为生物气形成阶段。
在这一阶段,沉积物受到一定的压实作用和胶结作用,逐渐形成较为紧密的岩石结构。
同时,生物活动和地球化学作用也开始对沉积物进行改造。
总的来说,同生成岩阶段是成岩作用的重要阶段之一,它对沉积物的改造和岩石的形成具有重要意义。
页岩成岩作用是一个复杂的过程,涉及到物理、化学和生物学多种作用。
这个过程可以改变页岩的结构、组成和性质,使其转化为其他类型的岩石。
在页岩成岩作用中,一些物理作用包括压实、脱水和沉降。
压实是指在页岩沉积过程中,由于上层沉积物的重量,下层沉积物会受到压力,造成岩石的压实。
脱水是指页岩中的水分被挤出,使得岩石更加致密。
沉降是指岩石颗粒在水中沉淀下来,形成一层层的沉积物。
除了物理作用,化学作用也发挥着重要作用。
其中最重要的是隆起作用,即地壳的变化会对页岩造成影响。
隆起可能会发生在地壳抬升、火山爆发等情况下,这些过程会使岩石受到更加复杂的牵引力,从而导致其发生变化。
生物学作用是指生物活动对页岩的影响。
这包括化石的形成,和一些微生物和其他生物对岩石的分解和改变。
总的来说,页岩成岩作用是一个复杂的过程,涉及到物理、化学和生物学多种作用。
这个过程可以改变页岩的结构、组成和性质,使其转化为其他类型的岩石。