黃成剛　袁劍英　曹正林　張世銘　王瑩　佘敏

摘要：柴達木盆地西部南區(qū)新生界主要為咸化湖盆沉積，咸化環(huán)境提高了其烴類轉化率，但其對儲層的控制作用尚待進一步明確。通過高溫高壓試驗模擬了地層條件下成巖流體與巖石礦物之間的物理化學作用，進而研究咸化環(huán)境中有機質演化過程中產生的有機酸對儲層的改造作用。結果表明：酸性流體對巖石礦物的溶蝕作用增加了其孔隙度，但滲透率的變化存在差異性；當巖石中含有石膏和鐵白云石時，鐵白云石在石膏的催化作用下極易發(fā)生溶蝕作用，反應生成的Fe2+、Mg2+促進了高嶺石向針葉狀綠泥石的轉化，從而堵塞孔隙喉道，造成巖石滲透率的下降；巖石中石膏的發(fā)育是造成高溫高壓地層中方解石發(fā)生沉淀的主要原因，相同條件下石膏比方解石更易溶解，其產生的過飽和鈣造成方解石的沉淀，但巖石的孔隙度有所增大，因為方解石的沉淀作用造成的儲集空間減小量小于石膏和長石等易溶礦物溶解造成的儲集空間增大量。

關鍵詞：咸化湖盆；有機酸；高溫高壓；石膏；方解石；白云石；綠泥石；柴達木盆地

中圖分類號：TE122.2；P618.130.2+1文獻標志碼：A

0引言

自從沉積盆地油田水中檢測出高濃度的有機酸以來[12]，儲層中流體與巖石的相互作用備受關注[3]，相關領域的研究工作已取得了一定進展[4]。Sjoberg等利用靜態(tài)流體對碳酸鹽巖進行了大量溶解動力學試驗研究[59]；后來，Zhang等研究了方解石、瑩石和鈉長石等礦物與水溶液的反應動力學向題[1011]。通過一系列水巖作用試驗研究，王琪等發(fā)現儲層的物理性質受到儲層中水巖作用的影響最為重要，水巖作用特征主要受控于儲層的成巖環(huán)境，例如溫度、壓力、儲層礦物成分、水動力條件、孔隙流體性質等[12]。

對于儲層巖石中主要礦物的溶解作用，國內外學者已得出一系列成果[1322]。于川淇等認為長石為砂巖儲層中分布最為廣泛的易溶骨架顆粒，其溶蝕作用在砂巖次生孔隙形成過程中占有重要地位，是次生孔隙形成的主要原因[23]。羅靜蘭等通過對延長油區(qū)侏羅系上三疊統砂巖的研究，指出孔隙水中大量的有機酸對儲層骨架巖石的溶解是造成孔隙度增加的主要原因，其中以斜長石和鉀長石的溶解最為顯著[24]。張萌等通過對鄂爾多斯盆地上古生界和四川盆地三疊系須家河組砂巖成巖作用和次生孔隙形成機制的研究，認為碎屑巖成巖過程中長石、高嶺石、伊利石之間的物質交換對其次生孔隙的形成具有重要影響，在熱力學上最不穩(wěn)定且低溫條件下更易溶解的偏基性斜長石在同生到埋藏成巖作用初期時已大量溶解，并伴隨高嶺石的沉淀，在熱力學上相對穩(wěn)定的鉀長石是保存時間最長的長石類型，在后期埋藏成巖過程中對次生孔隙貢獻最大[14，2526]。碳酸鹽顆?；蛘吣z結物為碎屑巖儲層中較為普遍存在的一種巖石組分，因占據大量粒間孔隙而對巖石物性主要起負面作用。黃思靜等研究認為分散的早期膠結作用可以提升巖石機械強度，增加巖石抗壓實能力[27]，晚期溶蝕作用可以產生次生孔隙。郭春清等研究認為有機酸與CO2一起共同控制著體系中碳酸鹽礦物的溶解或沉淀[28]。Sjoberg等通過酸性流體對碳酸鹽巖中方解石礦物溶蝕作用的試驗研究，認為溫度對方解石的溶解度具有一定影響[5]。范明等認為溫度在60 ℃～90 ℃時，乙酸對方解石的溶解能力最強，當溫度大于90 ℃時，其溶解能力逐步減弱[29]；但是，曹中宏等對此持不同觀點，認為在溫度由50℃ 升高至250 ℃的過程中，方解石的溶解速度都是逐步增大的，到250 ℃時才達到最大值，之后隨著溫度的升高而開始減小[30]。關于白云巖的溶蝕作用，金振奎等研究證明酸性流體會對白云巖進行溶蝕，形成次生孔隙[31]，石膏的存在可不同程度地加速白云巖的溶解，但隨著試驗溫度和壓力的升高，石膏對白云巖溶解的這種積極作用逐漸降低[32]。

咸化湖盆沉積的碎屑巖儲層中因沉積了大量鹽類礦物，且孔隙水中含有一定鹽度，而使得水巖作用具有一定特殊性，有機質演化過程中釋放的有機酸對其碎屑巖儲層具有一定的改造作用，其反應機理與非咸化湖盆具有一定差異性[3335]。本次試驗模擬了地層條件下咸化湖盆中有機酸與巖石礦物間的反應過程，并研究了這一反應過程對巖石物性和孔隙結構的影響及其形成機理。

摘要：柴達木盆地西部南區(qū)新生界主要為咸化湖盆沉積，咸化環(huán)境提高了其烴類轉化率，但其對儲層的控制作用尚待進一步明確。通過高溫高壓試驗模擬了地層條件下成巖流體與巖石礦物之間的物理化學作用，進而研究咸化環(huán)境中有機質演化過程中產生的有機酸對儲層的改造作用。結果表明：酸性流體對巖石礦物的溶蝕作用增加了其孔隙度，但滲透率的變化存在差異性；當巖石中含有石膏和鐵白云石時，鐵白云石在石膏的催化作用下極易發(fā)生溶蝕作用，反應生成的Fe2+、Mg2+促進了高嶺石向針葉狀綠泥石的轉化，從而堵塞孔隙喉道，造成巖石滲透率的下降；巖石中石膏的發(fā)育是造成高溫高壓地層中方解石發(fā)生沉淀的主要原因，相同條件下石膏比方解石更易溶解，其產生的過飽和鈣造成方解石的沉淀，但巖石的孔隙度有所增大，因為方解石的沉淀作用造成的儲集空間減小量小于石膏和長石等易溶礦物溶解造成的儲集空間增大量。

關鍵詞：咸化湖盆；有機酸；高溫高壓；石膏；方解石；白云石；綠泥石；柴達木盆地

中圖分類號：TE122.2；P618.130.2+1文獻標志碼：A

0引言

自從沉積盆地油田水中檢測出高濃度的有機酸以來[12]，儲層中流體與巖石的相互作用備受關注[3]，相關領域的研究工作已取得了一定進展[4]。Sjoberg等利用靜態(tài)流體對碳酸鹽巖進行了大量溶解動力學試驗研究[59]；后來，Zhang等研究了方解石、瑩石和鈉長石等礦物與水溶液的反應動力學向題[1011]。通過一系列水巖作用試驗研究，王琪等發(fā)現儲層的物理性質受到儲層中水巖作用的影響最為重要，水巖作用特征主要受控于儲層的成巖環(huán)境，例如溫度、壓力、儲層礦物成分、水動力條件、孔隙流體性質等[12]。

對于儲層巖石中主要礦物的溶解作用，國內外學者已得出一系列成果[1322]。于川淇等認為長石為砂巖儲層中分布最為廣泛的易溶骨架顆粒，其溶蝕作用在砂巖次生孔隙形成過程中占有重要地位，是次生孔隙形成的主要原因[23]。羅靜蘭等通過對延長油區(qū)侏羅系上三疊統砂巖的研究，指出孔隙水中大量的有機酸對儲層骨架巖石的溶解是造成孔隙度增加的主要原因，其中以斜長石和鉀長石的溶解最為顯著[24]。張萌等通過對鄂爾多斯盆地上古生界和四川盆地三疊系須家河組砂巖成巖作用和次生孔隙形成機制的研究，認為碎屑巖成巖過程中長石、高嶺石、伊利石之間的物質交換對其次生孔隙的形成具有重要影響，在熱力學上最不穩(wěn)定且低溫條件下更易溶解的偏基性斜長石在同生到埋藏成巖作用初期時已大量溶解，并伴隨高嶺石的沉淀，在熱力學上相對穩(wěn)定的鉀長石是保存時間最長的長石類型，在后期埋藏成巖過程中對次生孔隙貢獻最大[14，2526]。碳酸鹽顆?；蛘吣z結物為碎屑巖儲層中較為普遍存在的一種巖石組分，因占據大量粒間孔隙而對巖石物性主要起負面作用。黃思靜等研究認為分散的早期膠結作用可以提升巖石機械強度，增加巖石抗壓實能力[27]，晚期溶蝕作用可以產生次生孔隙。郭春清等研究認為有機酸與CO2一起共同控制著體系中碳酸鹽礦物的溶解或沉淀[28]。Sjoberg等通過酸性流體對碳酸鹽巖中方解石礦物溶蝕作用的試驗研究，認為溫度對方解石的溶解度具有一定影響[5]。范明等認為溫度在60 ℃～90 ℃時，乙酸對方解石的溶解能力最強，當溫度大于90 ℃時，其溶解能力逐步減弱[29]；但是，曹中宏等對此持不同觀點，認為在溫度由50℃ 升高至250 ℃的過程中，方解石的溶解速度都是逐步增大的，到250 ℃時才達到最大值，之后隨著溫度的升高而開始減小[30]。關于白云巖的溶蝕作用，金振奎等研究證明酸性流體會對白云巖進行溶蝕，形成次生孔隙[31]，石膏的存在可不同程度地加速白云巖的溶解，但隨著試驗溫度和壓力的升高，石膏對白云巖溶解的這種積極作用逐漸降低[32]。

咸化湖盆沉積的碎屑巖儲層中因沉積了大量鹽類礦物，且孔隙水中含有一定鹽度，而使得水巖作用具有一定特殊性，有機質演化過程中釋放的有機酸對其碎屑巖儲層具有一定的改造作用，其反應機理與非咸化湖盆具有一定差異性[3335]。本次試驗模擬了地層條件下咸化湖盆中有機酸與巖石礦物間的反應過程，并研究了這一反應過程對巖石物性和孔隙結構的影響及其形成機理。

摘要：柴達木盆地西部南區(qū)新生界主要為咸化湖盆沉積，咸化環(huán)境提高了其烴類轉化率，但其對儲層的控制作用尚待進一步明確。通過高溫高壓試驗模擬了地層條件下成巖流體與巖石礦物之間的物理化學作用，進而研究咸化環(huán)境中有機質演化過程中產生的有機酸對儲層的改造作用。結果表明：酸性流體對巖石礦物的溶蝕作用增加了其孔隙度，但滲透率的變化存在差異性；當巖石中含有石膏和鐵白云石時，鐵白云石在石膏的催化作用下極易發(fā)生溶蝕作用，反應生成的Fe2+、Mg2+促進了高嶺石向針葉狀綠泥石的轉化，從而堵塞孔隙喉道，造成巖石滲透率的下降；巖石中石膏的發(fā)育是造成高溫高壓地層中方解石發(fā)生沉淀的主要原因，相同條件下石膏比方解石更易溶解，其產生的過飽和鈣造成方解石的沉淀，但巖石的孔隙度有所增大，因為方解石的沉淀作用造成的儲集空間減小量小于石膏和長石等易溶礦物溶解造成的儲集空間增大量。

關鍵詞：咸化湖盆；有機酸；高溫高壓；石膏；方解石；白云石；綠泥石；柴達木盆地

中圖分類號：TE122.2；P618.130.2+1文獻標志碼：A

0引言

自從沉積盆地油田水中檢測出高濃度的有機酸以來[12]，儲層中流體與巖石的相互作用備受關注[3]，相關領域的研究工作已取得了一定進展[4]。Sjoberg等利用靜態(tài)流體對碳酸鹽巖進行了大量溶解動力學試驗研究[59]；后來，Zhang等研究了方解石、瑩石和鈉長石等礦物與水溶液的反應動力學向題[1011]。通過一系列水巖作用試驗研究，王琪等發(fā)現儲層的物理性質受到儲層中水巖作用的影響最為重要，水巖作用特征主要受控于儲層的成巖環(huán)境，例如溫度、壓力、儲層礦物成分、水動力條件、孔隙流體性質等[12]。

對于儲層巖石中主要礦物的溶解作用，國內外學者已得出一系列成果[1322]。于川淇等認為長石為砂巖儲層中分布最為廣泛的易溶骨架顆粒，其溶蝕作用在砂巖次生孔隙形成過程中占有重要地位，是次生孔隙形成的主要原因[23]。羅靜蘭等通過對延長油區(qū)侏羅系上三疊統砂巖的研究，指出孔隙水中大量的有機酸對儲層骨架巖石的溶解是造成孔隙度增加的主要原因，其中以斜長石和鉀長石的溶解最為顯著[24]。張萌等通過對鄂爾多斯盆地上古生界和四川盆地三疊系須家河組砂巖成巖作用和次生孔隙形成機制的研究，認為碎屑巖成巖過程中長石、高嶺石、伊利石之間的物質交換對其次生孔隙的形成具有重要影響，在熱力學上最不穩(wěn)定且低溫條件下更易溶解的偏基性斜長石在同生到埋藏成巖作用初期時已大量溶解，并伴隨高嶺石的沉淀，在熱力學上相對穩(wěn)定的鉀長石是保存時間最長的長石類型，在后期埋藏成巖過程中對次生孔隙貢獻最大[14，2526]。碳酸鹽顆?；蛘吣z結物為碎屑巖儲層中較為普遍存在的一種巖石組分，因占據大量粒間孔隙而對巖石物性主要起負面作用。黃思靜等研究認為分散的早期膠結作用可以提升巖石機械強度，增加巖石抗壓實能力[27]，晚期溶蝕作用可以產生次生孔隙。郭春清等研究認為有機酸與CO2一起共同控制著體系中碳酸鹽礦物的溶解或沉淀[28]。Sjoberg等通過酸性流體對碳酸鹽巖中方解石礦物溶蝕作用的試驗研究，認為溫度對方解石的溶解度具有一定影響[5]。范明等認為溫度在60 ℃～90 ℃時，乙酸對方解石的溶解能力最強，當溫度大于90 ℃時，其溶解能力逐步減弱[29]；但是，曹中宏等對此持不同觀點，認為在溫度由50℃ 升高至250 ℃的過程中，方解石的溶解速度都是逐步增大的，到250 ℃時才達到最大值，之后隨著溫度的升高而開始減小[30]。關于白云巖的溶蝕作用，金振奎等研究證明酸性流體會對白云巖進行溶蝕，形成次生孔隙[31]，石膏的存在可不同程度地加速白云巖的溶解，但隨著試驗溫度和壓力的升高，石膏對白云巖溶解的這種積極作用逐漸降低[32]。

咸化湖盆沉積的碎屑巖儲層中因沉積了大量鹽類礦物，且孔隙水中含有一定鹽度，而使得水巖作用具有一定特殊性，有機質演化過程中釋放的有機酸對其碎屑巖儲層具有一定的改造作用，其反應機理與非咸化湖盆具有一定差異性[3335]。本次試驗模擬了地層條件下咸化湖盆中有機酸與巖石礦物間的反應過程，并研究了這一反應過程對巖石物性和孔隙結構的影響及其形成機理。