克拉2气田砂岩储层中成岩方解石-白云石的平衡及其对储层质量的影响.pdf
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白云石 孔隙水平衡体系 $! 成岩作用方解石 " "
成岩作用 中 方 解 石 白云石 孔隙水之间的平衡 & & 关系可用下述反应式表示 #
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该白 云石 的活度即 可代入 上述 的平衡 常 数 表达 式 中 进行相关的计算 6 碎屑岩的成岩作 用 中 ! 白 云 石 可 以 作 为 后 期 胶 结物 ! 这已为砂岩的 埋 藏 成 岩 作 用 的 研 究 资 料 明 确
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对这个反应的热力 学 相 平 衡 研 究 中 基 本 上 假 定 方 解
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由于方解 石 中 不 涉 及 阳 离 子 占 位 分 配 的 问 题 ! 故其活度可用纯组分矿物的活度 来 代替 ! 即 ( 8 Q!6 然而 ! 白云石的活 度 要 复 杂 得 多 ! 当 白 云 石 的 成 分 偏离理想成分 ! 并 且 离 子 排 列 不 完 全 有 序 时 !b > , ^
白云石中可 含 有 相 当 数 量 的 G 其摩尔分数, 2 8 = %" ! 但它们 对 上 述 反 应 平 衡 影 响 很 小 ! #6 # ’: )! ?: $ 尤其是不会明显改变该平衡体系中 水 溶液 的 8 * , < B
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的影响 6 对于接近理 想 成 分 的 白 云 石 晶 体 来 说 ! 其/ 主 要决定于温度 6 当处于一定地质环境的方 解石 白云 & 石 地下水平衡体系 ! 白云石的有序度变化 很小 ! 以 & "& 至于可视为常数 % 6 这样 ! 平衡常数 X 就 直接 变 成
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是胶 结物 中方解石 含量的 变化 才是引 起 总 碳酸 盐 矿 物含量变化的真 正 原 因 6 因 为 自 浅 而 深 ! 白 云 石 含 量除了局部白云岩 的 层 位 之 外 ! 并 未 出 现 明 显 的 含 量变化趋势 ! 而方解 石 的 含 量 与 孔 隙 度 和 渗 透 率 之 间呈现明显的反相 关 关 系 6 在 % ( # #+ 的 深 度 附 近 ! 方解石胶结物的含 量 几 乎 为 零 ! 向 上 或 向 下 都 有 明 显的含量增加趋 势 6 因 此 ! 碳 酸 盐 含 量 的 多 少 基 本 上反映了岩石中 胶 结 物 被 溶 解 的 程 度 6 胶 结 物 中 方 解石 含 量与岩石 孔隙度和 渗透率 之 间的 联 系 反映 了 方解石的溶解 沉淀对次生孔隙的发育起了至 关重 要 & 的作用 6 尽管长石颗 粒 的 溶 解 对 次 生 孔 隙 的 形 成 也 有一定的贡献 ! 但 其 数 量 少 ! 且 在 该 层 段 纵 向 分 布
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摘要 !! 基于水 岩化 学 反 应 平 衡 原 理 ! 利 用 相 关 矿 物 及 流 体 的 热 力 学 数 据 库 及 白 云 石 有 序 度 参 & 数 ! 建立了成岩条件下方解石 白云石 水 溶 液 的 热 力 学 相 关 系 图 解6发 现 温 度 和 地 下 水 的 8 ) & & , < B 值对成岩环境中方解石 白云石平衡起了重要的 控 制作 用 ! 同时 ! 成 岩环 境 中 白 云 石 的 有 序 度 反 过 & ) 来又决定了孔隙水的 8 < , B 值 ! 但白云石的有序度不受水溶液 的控制 ! 而是结 晶温度 和时 间的函 数 6 据此 ! 分析了库车坳陷克拉 $ 气 田 储 层 砂 岩 中 碳 酸 盐 胶 结 物 及 孔 隙 特 征 与 孔 隙 水 化 学 之 间 的 白云石 孔隙水之间平衡体系的不同 对砂岩 储层 质量 密切关系 ! 指出在不同深度的储层内 ! 方解石 & & 的控制 6 关键词 !! 成岩作用 ! 方解石 白云石平衡 ! 次生孔隙 ! 克拉 % 气田 " !! 方解石 ’ 白云石 等 碳 酸 盐 矿 物 是 碎 屑 岩 成 岩 作 用过程中 重 要 的 自 生 矿 物 ! 其 中 方 解 石 白云石 地 & & 下水 之 间的化学 平衡直接 与岩石 中 次生 孔 隙 的生 成 作用及胶结作用 相 关 ! 并 对 岩 石 的 孔 隙 度 ’ 渗 透 率 等物理性质产生 明 显 的 影 响 ! 因 此 ! 成 岩 环 境 中 碳 酸盐胶结物 流体相互作用对探讨石油 ’ 天然 气 及 地 & 下水等矿产资源在 岩 石 中 的 运 移 ’ 储 集 等 都 具 有 重 要的地质意义 ! 长 期 以 来 受 到 石 油 地 质 学 ’ 水 文 地 质学等领域的高度重视 6 迄今为止 ! 有关低温 " 环境中方解石 & # #L $ ,$ 白云石 地下水体系的相平衡及反应动力学的 研究 将 &
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石和白云石为纯组 分 矿 物 ! 且 不 考 虑 白 云 石 有 序 度 的问题 ! 因此 !( 这样上述的平衡常数 ( 8Q W Q!6
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可以获得方解石 白云石 水体系的热力学相关系图 & & " 图 !$ 6
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塔里木盆地北部 库 车 坳 陷 的 克 拉 $ 气 田 是 我 国
平衡 6 当地下水 的 8 将向 * , < !$ B值 降 低 时!反 应" 白云石沉淀 ’ 方解 石 溶 解 的 方 向 进 行 ! 碎 屑 岩 的 胶
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图 $! 方解石 白云石 水体系相图 " "
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