储层的成岩演化

膏、蒸发盐矿物也可以成为胶结物。较年轻的砂岩多为碳酸 盐胶结，而较老的砂岩多为氧化硅胶结。
胶结作用的主要类型有碳酸盐胶结、硅质胶结、粘 土胶结、沸石类胶结和一些其它类型的胶结作用。
碳酸盐胶结作用
碳酸盐胶结物中最普遍的是方解石，也有白云石、 铁白云石和菱铁矿。碳酸盐可呈均一组分和混合物充
于孔隙中，呈交代物、结核状或存在于薄的纹层当中。 方解石常见糖粒状，形成粒状结构、镶嵌结构或
不论是长石的分解溶蚀，还是粘土矿物的转化， 在其作用的过程中都提供了丰富的SiO2，这种富含 SiO2的流体运移到合适的层段便发生沉淀，形成颗粒 加大或胶结沉淀。
④ 铝硅酸盐类溶解，长石风化转变为高岭石可放出SiO2， 高岭石强烈风化也能够提供SiO2；
在酸性介质条件下，长石等不稳定组分的溶解可产生 大量的SiO2：
胶结作用
胶结作用是指矿物质在碎屑沉积物孔隙中沉淀，并使沉积物 固结为岩石的作用，是碎屑岩主要的成岩作用。
胶结物可由多种矿物组成，在各种石英砂岩中，大部分胶结物 是碳酸盐和氧化硅。而在一些岩屑砂岩、杂砂岩、和火山碎屑岩中， 其主要胶结物是蚀变了的杂基和化学沉淀的混合物，其成份有粘土 矿物、沸石和其它硅酸盐矿物和铝硅酸盐类矿物。有时氧化铁和石
砂岩中，各个颗粒的接触点上岩重压力（G）占 优势，而在孔隙中则静水压力（p）占优势，当二者 不相等的时候，就会有压力差(∆p=G-p)的存在。同时 如果有一层液体薄膜介于相接触的颗粒之间，就会使 液体薄膜中的饱和浓度比孔隙中大。浓度差导致溶解 组分从接触膜扩散到自由孔隙内，就会有压溶作用的 产生，其速度受扩散速度所限制。压溶速度主要取决 于薄膜厚度，扩散系数，孔隙流体饱和浓度及粒度，
第三章 储层的成岩演化
第一节 碎屑岩储层的主要成岩作用 第二节 成岩相划分 第三节 成岩阶段的确定 第四节 成岩作用的影响因素 第五节 不同地温场盆地碎屑岩储层的成岩 演化模式 第六节 碳酸盐岩储层的成岩作用
第三章 储层的成岩演化
储层的孔隙结构和分布规律受控于沉积条件，但是， 在储层深埋地下的成岩过程中，其储层的孔隙空间、分 布又受控于成岩作用的改造。
④ 碎屑颗粒接触关系发生变化。随埋藏深度增加，颗 粒接触关系渐趋紧密，碎屑颗粒由彼此分离到相互靠近， 出现由点到线等接触形式。
压溶作用
当上覆地层压力或构造应力超过孔隙水所能够承 受的静水压力时，会引起颗粒接触点上晶格变形和溶
解，这种局部的溶解称为压溶。
压溶是由于固体的溶解度随着直接压力的增加而加 大所产生的。在同一固体表面的一部分比其余部分受到 较大的压力时，就会产生压溶作用。
机械压实作用主要发生在成岩早期，其作用结果是：
① 使颗粒发生压实定向，常见于杂基支撑的粉砂岩、 粉细砂岩中。
② 使软颗粒压实变形，主要是云母、泥质岩屑等受压 弯曲、伸长或被硬碎屑嵌入。
③ 使刚性颗粒被压裂，如石英、长石等刚性矿物，当 上覆压力超过颗粒抗压强度时，颗粒沿其薄弱面破裂，长 石一般沿解理面破裂，石英产生楔形裂隙等。
③ 粘土矿物转变，上下泥岩层中粘土矿物的转化可能是 孔隙水中SiO2的一个重要来源；
泥岩中粘土矿物从浅到深的转化顺序是：
蒙脱石 无序混层蒙脱石
有序混层蒙脱石 伊利石、绿泥石
其中的每一个环节的转化都要释放大量的SiO2
据Hower(1976年)研究，其形成的反应式为：
Si 蒙脱石+Al3++K+→伊利石+Na++Ca2++Fe2++Mg2++ 4++H2O
石英自生加大，常形成石英自形晶面，或相互交错连接的 镶嵌结构。（石英胶结物在砂岩中很普遍，但是在杂砂岩 中少见，甚至完全不存在。）
石英沉淀不一定需要过饱和，只需要几十个ppm的浓度 即可，但要孔隙水不断循环才能形成一定量的胶结物。
孔隙水中溶解的SiO2可有不同的来源：
① 硅质生物骨骼溶解，海相沉积物孔隙中的氧化 硅主要来自于硅藻土、放射虫、硅质海绵等硅质 生物的非晶质氧化硅的溶解； ② 火山玻璃蚀变和土壤水，主要存在于火山碎屑 岩中；
并且细砂要比粗砂压溶作用进行得快。
在石英和含碳酸盐的碎屑沉积中，会发生 较强的压溶作用，而且碳酸盐碎屑中会相对更 容易一些。
石英在周围有粘土薄膜的颗粒间压溶作用 最活跃，因为：
1、粘土膜极大地扩大了压溶物质的扩散 和渗滤通道，使溶解物质很快地扩散出去，使 压溶作用持续进行；
2、有些粘土还有催化作用。
结果
早期胶结抑制了压实、 压溶作用，为后来溶 解作用作了准备
次生孔隙
碳酸盐胶结物在纵向上分布不均，在2000－4000m之 间含量最高，形成几个高碳酸盐含量带。在高碳酸盐含量 带之间往往是高的次生孔隙发育带。
碳酸盐胶结物可形成于不同的成岩阶段，当砂岩 中碳酸盐胶结物呈嵌晶，碎屑颗粒呈漂浮状，则此胶 结物形成于未经压实的浅埋藏阶段；在深埋藏阶段所 形成的碳酸盐岩，往往晶粒较大，多为微-粗晶，成分 上则多含Fe2+、Mg2+。
栉状结构，有时混有粘土在砂粒外围形成方解石与粘 土的环状薄膜，还有大块方解石的斑晶胶结。
白云石常呈菱形自形晶，沿碎屑周围呈断续的薄 膜式胶结，或分散充填于孔隙中。
方解石、铁方解石胶结物
深度浅 属早期胶结
白云石、铁白云石胶结物
深度大 属晚期胶结
胶结方式
孔隙式胶结 部分基底式胶结 嵌晶式胶结
碳酸盐胶结 Φ、K
碳酸盐胶结物会对孔隙起堵塞作用，使有些粒度 较粗、分选良好的砂岩成为低孔渗砂岩。但早期碳酸 盐胶结物可起支撑作用，使压实作用减弱，更重要的 为后来溶解作用，为次生孔隙形成提供有利的物质条 件。
硅质胶结作用
硅质胶结物可以呈晶质和非晶质两种形态。 非晶质的是蛋白石，晶质的为玉髓和石英。 硅质胶结其最常见的形式是石英颗粒光性连续增生，即
成岩作用
可促进次生孔隙发育， 可破坏原生孔隙。
统计结果表明：砂岩次生孔隙约占整个储集空间的30％， 而碳酸盐岩中的有效孔隙几乎全为次生孔隙，由此可见，成 岩作用研究的重要性。
储 第一节 碎屑岩储层的主要成岩作用 层
的
机械压实作用
成 岩
压溶作用
演
胶结作用化交代作用 Nhomakorabea粘土矿物转化
溶解作用
机械压实作用
沉积物的机械压实作用主要与上覆地层增厚的地静压 力增加有关，其次可能受到后期构造应力的影响。