碎屑岩储层评价
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1、等体积交代作用
2、增体积交代作用
3、减体积交代作用
长石交代石英： 钙长石钠长石化,同时形成高岭石
4SiO2+H2O+2H++2Na++2CaAl2Si2O8=
石英 钙长石
2NaAl2Si3O8+Al2Si2O5(OH)4+2Ca2+
钠长石
SiO2
高岭石
3
V = （28+2*16）/2.65g/cm =22.64cm /mol--------4*22.64 cm /mol V = 258/2.76=93.48 cm /mol -----2* 93.48 cm /mol V = 242/2.61 cm /mol—2* 242/2.61 V = 99.5 cm /mol—2* 242/2.61 V=[(2* 242/2.61 + 2* 242/2.61)- (4*22.64+ 2* 93.48 )]/ (4*22.64+ 2* 93.48 )=2.67%
粘土矿物对石英的交代
常见于杂基含量较高的砂岩 主要是伊利石
水云母交代石英
（八）粘土交代方解石
第四章 交代作用
四、交代作用的标志（交代作用的识别）
1、被交代矿物颗粒边缘的锯齿化，交代矿物与被交代矿 物之间的界线模糊
2、矿物假象：交代矿物具有被交代矿物的假象；
浊沸石交代 斜长石 浊沸石具有 长石的假象
当交代不完全时，方解石晶体内出现粘土残留包
体，当交代完全时出现方解石的简单胶结现象。
（四）粘土对长石的交代
长石与石英相比较不稳定，在长石系列
中斜长石比钾长石稳定性差。
酸性介质条件 高岭石化（钾长石、部分斜长石） 碱性介质条件 绢云母化（斜长石）
以上两种是粘土对长石常见的交代现象。
3、幻影构造：岩石受到强烈交代时，原始颗粒只留下模糊
的轮廓—幻影。
石英被方解石交代 形成的幻影构造
4、交叉切割：矿物颗粒被自形晶体或镶嵌结构晶 体切割或溶蚀。 5、残留矿物包体。
交叉切割现象
方解石交代斜长石， 残留的矿物包体
五、交代作用对储层性质的影响
根据交代作用发生前后矿物体积的变化不
同可以将交代作用分为以下三种类型：
第四章 交代作用
一、概念
一种矿物替代另一种矿物的现象，它可发生于
成岩阶段的各个时期乃至表生期。 交代矿物可以交代颗粒的边缘、使其呈锯齿状、 鸡冠状，也交代全部颗粒但仍然保持原颗粒的 假像，或原结构面目全非。
二、交代过程（非常缓慢的溶蚀与沉淀/胶结的过程）
是从颗粒表面的一层溶液膜中进行的，交代溶液不断地在被交代颗粒 表面沉淀，而被交代颗粒的成分不断通过溶液膜被代出。
KAlSi3O8+4H+=3SiO2 +Al3++K++2H2O
钾微长石 石英
V=（67.92-109.1)/109.1=-37.75% 石英交代钠长石－钠长石溶解
NaAlSi3O8+4H+=3SiO2 +Al3++K++2H2O
钠长石 石英
V=（67.92-92.72)/92.72=-36.51% 发生条件：埋藏深、温度高、酸性(H+)水介质
方解石和石英相互交代
方解石交代石英
SiO2+2H2O+Ca2 + +HCO3-=CaCO3+H4SiO4+H+ V=(36.83-22.64)/22.64=62.67%
石英交代方解石
CaCO3+H4SiO4+H+ = SiO2+2H2O+Ca2 + +HCO3V=(22.64 - 36.83)/ 36.83 =-38.53%
粘土矿物交代长石
斜长石绢云母化
长石绢云母化
长石高岭石化
第四章 交代作用
（五）各种粘土矿物之间的相互交代 粘土矿物间的交代作用（相互转化作用）
埋深、K+
伊利石
蒙脱石
Fe2+、Mg2+ 绿泥石
高岭石
地开石
浅
碱性孔隙水 酸性条件下逆转化
珍珠陶土 深 酸性孔隙水
第四章 交代作用
铁白云石交代 方解石 铁白云石交代 白云石
铁白云石－天蓝色 含铁白云石－淡天蓝色 方解石－红色
铁白云石交代 菱铁矿
第四章 交代作用
（七）粘土交代石英（ຫໍສະໝຸດ Baidu常见于杂基含量较
高的砂岩） 在杂砂岩中，常见到伊利石交代石英和长石的现 象，当颗粒接触处存在粘土膜时，在富含CO2的孔隙 水作用下，可游离出K2CO3，这种K2CO3能溶解粘土 膜处的石英和长石，溶解的SiO2又在较酸性的孔隙水 环境中再沉淀下来，形成次生加大。
3、P对两者的溶解度影响较小
第四章 交代作用
在砂岩的实际埋藏成岩过程中， T,P,Ph 都在 发生变化，发生哪种交代很难确定。
一般情况下：在浅埋藏条件下：T.P低，孔隙 水偏酸性，方解石溶解， SiO2沉淀，即石英交代 方解石；深埋藏条件下：方解石交代石英。
地下深处碳酸盐交代石英的现象
（塔里木盆地泥盆系东河砂岩，埋深4000多米）
既要满足一种矿物的溶解也要满足另一种矿物的沉淀。
第四章 交代作用
三、砂岩中常出现的交代现象
（一）SiO2和方解石的相互交代
SiO2和方解石之间的相互交代主要受体系的Ph、T和P控制，尤其是前 两者，其平衡条件是Ph=9.8,T=25℃。
1、单就Ph而言：
（1）、当Ph<8时，方解石将溶蚀，出现石英交代方解石。 （2）、当Ph>9.8时，出现方解石交代石英。 （3）、当Ph=8~9.8,石英方解石均可沉淀。 2、单就T而言： 随着T升高，碳酸盐发生沉淀，石英溶解度增高，出现碳酸盐交代石英， 所以地下深部，方解石交代石英的情况较多。
（六）方解石、白云石和菱铁矿的相互交代
方解石（包括Fe方解石）、白云石（包括Fe白云石）
和菱铁矿属于三方晶系，为类质同像体，一般化学式为
R’’（CO3），R’’可以是Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等，因而
在不同的埋深，R’’离子浓度发生改变时便可以发生相互
置换转化--即相互交代。
碳酸盐矿物的相互交代
3 3
钙长石 钠长石 高岭石
3
3
3
3
长石交代石英： 钙长石钠长石化,同时形成浊沸石
4SiO2+2Na++2CaAl2Si2O8=
石英 钙长石
2NaAl2Si3O8+CaAl2Si4O12.4H2O+Ca2+
钠长石 沸石
V=（399.04-322.80)/322.80=23.62%
上述过程说明：斜长石钠长石化过程中，在富H+ 的酸性条件下形成高岭石；在贫H +富Na+的碱 性条件下将形成浊沸石。
石英交代长石
石英交代钾微长石生成伊利石－钾微斜长石溶解 3KAlSi3O8+2H+=KAl3Si3(OH)10+6SiO2+2K+
钾微长石 伊利石 石英
V=（276.54-327.3)/327.3=-15.51% 发生条件：埋藏较浅、温度低、偏碱性水介质
石英交代长石：
石英交代钾微斜长石－钾微斜长石溶解
第四章 交代作用
（二）方解石交代长石
方解石对长石的交代主要表现为对钾长石的交代，很少见对 斜长石交代。 交代常沿长石的解理进行。
碳酸盐矿物交代长石
铁白云石 铁方解石
第四章 交代作用
（三）方解石交代粘土矿物
在一些粘土杂基含量较高的砂岩中，常常可见到
方解石交代杂基的现象，在镜下出现“ 灰泥 ”杂基 胶结的假象。
第四章 交代作用
影响交代作用的因素很多，如T、P、Ph、Eh、浓度、成分等， 直至最后。一旦体系平衡条件改变，交代过程将会减慢或停滞， 或向相反的方向交代。所以有时在一个标本上可以同时见到石英 交代方解石和方解石交代石英的现象。 交代作用是非常复杂的过程。因为它要求孔隙水的化学条件
只要体系内的物理化学条件适合于交代，则这一过程将不断进行，
这两种交代作用减少储层孔隙度
石英交代长石
石英交代钾微斜长石/正长石同时生成高岭 石—长石高岭土化 2KAlSi3O8+2H++H2O=Al2Si2O5(OH)4+4SiO2+2K+
钾微斜长石/正长石 高岭石 石英
V=（190.06-218.2)/ 218.2 =-12.9% 发生条件：埋藏浅、温度低、酸性水介质 这种交代有助于增大孔隙度
2、增体积交代作用
3、减体积交代作用
长石交代石英： 钙长石钠长石化,同时形成高岭石
4SiO2+H2O+2H++2Na++2CaAl2Si2O8=
石英 钙长石
2NaAl2Si3O8+Al2Si2O5(OH)4+2Ca2+
钠长石
SiO2
高岭石
3
V = （28+2*16）/2.65g/cm =22.64cm /mol--------4*22.64 cm /mol V = 258/2.76=93.48 cm /mol -----2* 93.48 cm /mol V = 242/2.61 cm /mol—2* 242/2.61 V = 99.5 cm /mol—2* 242/2.61 V=[(2* 242/2.61 + 2* 242/2.61)- (4*22.64+ 2* 93.48 )]/ (4*22.64+ 2* 93.48 )=2.67%
粘土矿物对石英的交代
常见于杂基含量较高的砂岩 主要是伊利石
水云母交代石英
（八）粘土交代方解石
第四章 交代作用
四、交代作用的标志（交代作用的识别）
1、被交代矿物颗粒边缘的锯齿化，交代矿物与被交代矿 物之间的界线模糊
2、矿物假象：交代矿物具有被交代矿物的假象；
浊沸石交代 斜长石 浊沸石具有 长石的假象
当交代不完全时，方解石晶体内出现粘土残留包
体，当交代完全时出现方解石的简单胶结现象。
（四）粘土对长石的交代
长石与石英相比较不稳定，在长石系列
中斜长石比钾长石稳定性差。
酸性介质条件 高岭石化（钾长石、部分斜长石） 碱性介质条件 绢云母化（斜长石）
以上两种是粘土对长石常见的交代现象。
3、幻影构造：岩石受到强烈交代时，原始颗粒只留下模糊
的轮廓—幻影。
石英被方解石交代 形成的幻影构造
4、交叉切割：矿物颗粒被自形晶体或镶嵌结构晶 体切割或溶蚀。 5、残留矿物包体。
交叉切割现象
方解石交代斜长石， 残留的矿物包体
五、交代作用对储层性质的影响
根据交代作用发生前后矿物体积的变化不
同可以将交代作用分为以下三种类型：
第四章 交代作用
一、概念
一种矿物替代另一种矿物的现象，它可发生于
成岩阶段的各个时期乃至表生期。 交代矿物可以交代颗粒的边缘、使其呈锯齿状、 鸡冠状，也交代全部颗粒但仍然保持原颗粒的 假像，或原结构面目全非。
二、交代过程（非常缓慢的溶蚀与沉淀/胶结的过程）
是从颗粒表面的一层溶液膜中进行的，交代溶液不断地在被交代颗粒 表面沉淀，而被交代颗粒的成分不断通过溶液膜被代出。
KAlSi3O8+4H+=3SiO2 +Al3++K++2H2O
钾微长石 石英
V=（67.92-109.1)/109.1=-37.75% 石英交代钠长石－钠长石溶解
NaAlSi3O8+4H+=3SiO2 +Al3++K++2H2O
钠长石 石英
V=（67.92-92.72)/92.72=-36.51% 发生条件：埋藏深、温度高、酸性(H+)水介质
方解石和石英相互交代
方解石交代石英
SiO2+2H2O+Ca2 + +HCO3-=CaCO3+H4SiO4+H+ V=(36.83-22.64)/22.64=62.67%
石英交代方解石
CaCO3+H4SiO4+H+ = SiO2+2H2O+Ca2 + +HCO3V=(22.64 - 36.83)/ 36.83 =-38.53%
粘土矿物交代长石
斜长石绢云母化
长石绢云母化
长石高岭石化
第四章 交代作用
（五）各种粘土矿物之间的相互交代 粘土矿物间的交代作用（相互转化作用）
埋深、K+
伊利石
蒙脱石
Fe2+、Mg2+ 绿泥石
高岭石
地开石
浅
碱性孔隙水 酸性条件下逆转化
珍珠陶土 深 酸性孔隙水
第四章 交代作用
铁白云石交代 方解石 铁白云石交代 白云石
铁白云石－天蓝色 含铁白云石－淡天蓝色 方解石－红色
铁白云石交代 菱铁矿
第四章 交代作用
（七）粘土交代石英（ຫໍສະໝຸດ Baidu常见于杂基含量较
高的砂岩） 在杂砂岩中，常见到伊利石交代石英和长石的现 象，当颗粒接触处存在粘土膜时，在富含CO2的孔隙 水作用下，可游离出K2CO3，这种K2CO3能溶解粘土 膜处的石英和长石，溶解的SiO2又在较酸性的孔隙水 环境中再沉淀下来，形成次生加大。
3、P对两者的溶解度影响较小
第四章 交代作用
在砂岩的实际埋藏成岩过程中， T,P,Ph 都在 发生变化，发生哪种交代很难确定。
一般情况下：在浅埋藏条件下：T.P低，孔隙 水偏酸性，方解石溶解， SiO2沉淀，即石英交代 方解石；深埋藏条件下：方解石交代石英。
地下深处碳酸盐交代石英的现象
（塔里木盆地泥盆系东河砂岩，埋深4000多米）
既要满足一种矿物的溶解也要满足另一种矿物的沉淀。
第四章 交代作用
三、砂岩中常出现的交代现象
（一）SiO2和方解石的相互交代
SiO2和方解石之间的相互交代主要受体系的Ph、T和P控制，尤其是前 两者，其平衡条件是Ph=9.8,T=25℃。
1、单就Ph而言：
（1）、当Ph<8时，方解石将溶蚀，出现石英交代方解石。 （2）、当Ph>9.8时，出现方解石交代石英。 （3）、当Ph=8~9.8,石英方解石均可沉淀。 2、单就T而言： 随着T升高，碳酸盐发生沉淀，石英溶解度增高，出现碳酸盐交代石英， 所以地下深部，方解石交代石英的情况较多。
（六）方解石、白云石和菱铁矿的相互交代
方解石（包括Fe方解石）、白云石（包括Fe白云石）
和菱铁矿属于三方晶系，为类质同像体，一般化学式为
R’’（CO3），R’’可以是Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等，因而
在不同的埋深，R’’离子浓度发生改变时便可以发生相互
置换转化--即相互交代。
碳酸盐矿物的相互交代
3 3
钙长石 钠长石 高岭石
3
3
3
3
长石交代石英： 钙长石钠长石化,同时形成浊沸石
4SiO2+2Na++2CaAl2Si2O8=
石英 钙长石
2NaAl2Si3O8+CaAl2Si4O12.4H2O+Ca2+
钠长石 沸石
V=（399.04-322.80)/322.80=23.62%
上述过程说明：斜长石钠长石化过程中，在富H+ 的酸性条件下形成高岭石；在贫H +富Na+的碱 性条件下将形成浊沸石。
石英交代长石
石英交代钾微长石生成伊利石－钾微斜长石溶解 3KAlSi3O8+2H+=KAl3Si3(OH)10+6SiO2+2K+
钾微长石 伊利石 石英
V=（276.54-327.3)/327.3=-15.51% 发生条件：埋藏较浅、温度低、偏碱性水介质
石英交代长石：
石英交代钾微斜长石－钾微斜长石溶解
第四章 交代作用
（二）方解石交代长石
方解石对长石的交代主要表现为对钾长石的交代，很少见对 斜长石交代。 交代常沿长石的解理进行。
碳酸盐矿物交代长石
铁白云石 铁方解石
第四章 交代作用
（三）方解石交代粘土矿物
在一些粘土杂基含量较高的砂岩中，常常可见到
方解石交代杂基的现象，在镜下出现“ 灰泥 ”杂基 胶结的假象。
第四章 交代作用
影响交代作用的因素很多，如T、P、Ph、Eh、浓度、成分等， 直至最后。一旦体系平衡条件改变，交代过程将会减慢或停滞， 或向相反的方向交代。所以有时在一个标本上可以同时见到石英 交代方解石和方解石交代石英的现象。 交代作用是非常复杂的过程。因为它要求孔隙水的化学条件
只要体系内的物理化学条件适合于交代，则这一过程将不断进行，
这两种交代作用减少储层孔隙度
石英交代长石
石英交代钾微斜长石/正长石同时生成高岭 石—长石高岭土化 2KAlSi3O8+2H++H2O=Al2Si2O5(OH)4+4SiO2+2K+
钾微斜长石/正长石 高岭石 石英
V=（190.06-218.2)/ 218.2 =-12.9% 发生条件：埋藏浅、温度低、酸性水介质 这种交代有助于增大孔隙度