简介:在萨斯奎汉纳/页岩山(susquehanna/shaleHills)观测站(SSHO),我们利用小角度和超小角度的中子散射(SANS/USANS)研究了正在风化的罗斯山(RoseHill)组页岩的超微尺度特征的演化。这里称为中子散射(NS)的SANS/USANS技术可以描述大小为3nm上下到几个微米的孔隙。利用NS研究了在山顶用气动钻获取的页岩碎片(“风化岩”)或手控螺旋钻获取的页岩碎片(“风化层”)。可以推测大约在20m深度溶蚀作用已使铁白云石在基岩中消失,而用于NS研究的所有页岩碎片都采自这一铁白云石溶蚀带的上方。NS研究证实,无铁白云石岩石的总体积有5—6%是由分隔的粒内孔隙构成的。在5m深度,孔隙度和表面积的突然增大对应于有关风化岩中长石溶蚀作用的开始,因而其主要成因可以归结为15000年前开始的冰穿边缘作用。在风化岩一风化层界面以下几十厘米处,由于绿泥石和伊利石开始发生溶解,所以孔隙度和表面积也有明显增加。这些黏土矿物的溶解反应促进了风化岩向风化层的转化。在整个风化层,页岩碎片的粒内孔隙连接成为较大的粒问孔隙,而散射特征也由深处的体分形变为接近地表的面分形。孔隙形态也由深处的各向异性变为最上部的各向同性,前者可能与早先的大地构造活动在岩石中形成的铅笔劈理有关,而后者的成因在于黏土的风化。在风化作用最强烈的风化层,高岭石和氢氧化铁发生沉淀,堵塞了一部分连通的孔隙。这些沉淀物的出现以及因黏土风化而使更多石英暴露出来,都对最上部样品的矿物一孔隙界面面积的下降有作用。这些观测结果符合SSHO的基岩一风化岩一风化层的转化,其原因在于:(1)有反应物(即水、氧气等)运移进入了原生孔隙和由构造事件和冰川边缘效应所形成的裂缝中;(2)矿物一水反应以及颗�
简介:未来在墨西哥湾中新统下段砂岩的勘探将越来越聚焦在埋深大于4.5km的地层,而对于那些深一超深层岩层来说,储层物性是一个关键风险因素。本研究的目的是了解西墨西哥湾中新统下段砂岩储层物性的变化。为此,我们用取自深度在0.9~7.2km之间地层样品的岩相和岩石物性数据,分析了五个地区碎屑矿物组成、成岩过程、储层物性的区域性变化,这五个地区是1)路易斯安那;2)上得克萨斯海岸;3)下得克萨斯海岸;4)墨西哥布尔戈斯盆地;5)墨西哥韦拉克鲁斯盆地。在研究区内矿物组成变化非常明显。路易斯安那近海下中新统砂岩的平均矿物组成为石英:86%;长石=12%;岩石碎屑=2%(Q86F12R2)。往南,随着源区内火山岩和碳酸盐岩的出现,长石与岩屑含量增加。在从得克萨斯近海采集的样品中,上得克萨斯海岸岩样的矿物组成为Q67F24R9,及至下得克萨斯海岸,为Q58F24R19。墨西哥北部陆上布尔戈斯盆地中新统下段砂岩的平均矿物组成为Q64F22R23,而取自墨西哥南部韦拉克鲁斯盆地砂岩样品的岩屑比例最高,达Q33F12R55。路易斯安那地区富含石英的下中新统砂岩的主要成岩事件有机械压实作用和石英胶结物沉淀。往南,伴随岩石碎屑含量持续增加,压实造成的孔隙度损失增大。南部方解石胶结物丰富,储层物性明显下降。在中等埋深,路易斯安那的富石英砂岩储层物性最好,而在得克萨斯和墨西哥,因岩屑含量增加,储层物性下降。在所有深度和温度下,相较下得克萨斯和墨西哥的岩层,路易斯安那和上得克萨斯岩层的孔隙度要高些,但地层深度〉5km、温度〉175℃时,孔隙度差异变小。西墨西哥湾从路易斯安那到墨西哥中新统中、下段的变化趋势可作为一个典型例证,来阐述作为一个成岩作用和储层物性控制因素碎屑矿物
简介:在对富含粘土的敏感性砂岩储层进行注水时常常导致储层渗透率降低和注水能力下降。一些粘土矿物,如蒙脱石等遇水膨胀,阻塞孔喉,降低渗透率。另一类,如高岭石和伊利石遇水易发生细拉迁移,阻塞孔道,降低渗透率。钾岩与碱性矿物作用生成稳定的氢氧化钾类粘土。氢氧化钾与粘土发生化学反应,会永久改变粘土矿物化学结构,使注入水成分的变化不会对粘土矿物化学结构产生不利的影响。下面论述了几个油田的具体实例,说明氢氧化钾可以减弱粘土矿物的水化膨胀和颗粒运移。实际的开发结果也证实了只需进行一次氢氧化钾处理就会在整个油井生产期有效。实验研究和实践经验表明,在对地层进行氢氧化钾处理时,所需考虑的最重要的因素是:(1)氢氧化钾的浓度;(2)氢氧化钾与油藏岩石的接触的时间;(3)在进行氢氧化钾处理时,氢氧化钾溶液的流量要保持一定;(4)油藏温度。在怀俄明州PowderRiver盆地的许多白垩系地层都进行了氢氧化钾处理。氢氧化钾处理可以作为一种改善富含粘土矿物的水敏储层提高其注水能力的一种有力措施,在某些地区可以替代水力压裂。最后,运用简单的水驱模型软件进行氢氧化钾处理的经济效果评价。