次生孔隙形成

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1、次生孔隙形成的原因主要有哪些？次生孔隙：指岩石形成之后，经历各种次生变化，如溶解作用、重结晶作用、白云岩化及构造应力作用等所产生的孔隙或裂缝。包括溶蚀孔隙、多数的晶间孔隙。构造缝、层间缝、亚溶缝及角砾孔隙等。次生孔隙在不同成岩后生阶段的差异不同成岩后生阶段所形成的次生孔隙在数量上差异很大：一般后生阶段中期可以形成大量次生孔隙，后生阶段早期和晚期则形成较少；晚期主要为裂缝，中期主要是溶蚀孔隙；表生作用阶段也是次生孔隙形成的重要阶段，风化剥蚀和大气渗水的淋滤可形成区域性风暴不的风化壳次生孔隙发育带。次生孔隙形成的主要原因砂岩的次生孔隙绝大部分是由

2、溶蚀作用造成的，除溶蚀作用外，方解石交代难溶硅酸盐、胶结物和基质中的重结晶作用、成岩圈闭造成、生物作用、砂岩中的碳酸盐胶结物在上升期和风化期受溶解以及岩石组分的破裂和收缩也可以使砂岩产生重要的次生孔隙。一、溶蚀作用造成的次生孔隙在底下深处，由于孔隙水成分的改变，导致长石、火山岩屑、碳酸盐岩屑和方解石、硫酸盐等胶结物的大量溶解，形成次生溶蚀孔隙，使储集层孔隙度增大。这种次生溶蚀孔隙对改善储集层物性的重要性近来受到越爱越多的重视。石油生成之前有机质的早期成熟作用产生了酸以及溶解状态的有机络合物和为流体移提供部分驱动压力的甲烷。蒙托石与伊利石的转化

3、可提供作溶剂的载体自由水,水溶剂溶液排进相邻的砂岩,造成溶解作用。这一部分溶液被进一步从砂岩中带走,就形成次生孔隙。在溶解作用中,骨架颗粒的溶解和迁移尤为重要,而骨架颗粒的溶解和迁移要求:①必须有可以利用的水和足够的压力梯度,把水从页岩中迁移到砂岩和排出砂岩。②必须有发生溶解反应所需的离子来源。③被释放到溶液中的离子,不能以任何方式沉淀在砂岩孔隙中。首先,水的主要来源可以有两部分:大气水和页岩水。页岩压实(Dickinson,1953)和热膨胀(Barker,1972)、蒙托石向伊利石的转化放出吸附水(Barst,1969)以及碳氢化合物形成

4、时期,页岩中固体干酪根转化为液态碳氢化合物(尤其是天然气的形成)所引起的体积膨胀(Hedburg,1924)都可产生页岩水。很显然,地下存在足够的压力梯度,从而页岩水被排挤出来,使它成为溶解物质迁移或扩散的动力学营力。另外,由于水的向下流动有一个高于海平面的水压头,所以通常只有由大气水形成的孔隙水才能向下运动,流动的驱动力是高于海平面的淡水柱形成的水压头,流动会沿着垂直于等势线的方向发生,而且同从水文边界上的盆地中排出的孔隙水相遇,从而参加溶解作用和物质迁移过程。至于H+的来源,前面已经谈到,在此就不再赘述。下面讨论铝的迁移问题。因为从砂岩中

5、迁移的铝量与作为溶剂的有效水量的关系,铝的络合物浓度高于100×10-6,才能利用大多数盆地中有效的水量将铝从砂岩中迁移出去。早期有机质成熟阶段产生了酸和有机络合剂,它们皆可络合铝。含有H+和络合剂的溶液被排入到砂岩中,在这里由于不稳定长石使铝的活度被高度地缓冲了,因而提供了较高浓度的络合铝,这种溶液溶解了长石和其他铝硅酸盐组分,而且络合了大量由此而产生的铝,并搬运出砂岩,从而形成次生孔隙。影响溶解作用的因素１、母岩　　若母岩石可以溶解的岩石，则溶解会产生大量的次生孔隙；若母岩石非可溶岩石（如硅酸盐）则不能产生次生孔隙。如表１.成岩作用岩石破

6、裂作用颗粒破裂作用收缩作用溶解作用方解石白云石菱铁矿硫酸盐其他蒸发岩硅酸盐其他非硅酸盐形成的次生孔隙较少较少较少较多较多较多较少较少很少很少表１　岩石产生次生孔隙的成岩作用２、酸性水　　　在深部发生溶蚀作用所需的大量酸性水介质的形成与油气的生成过程和粘土矿物的转化有密切的关系。　　与粘土矿物有关的次生孔隙的生成　　①粘土-碳酸盐的反应,在深埋地质作用时期提供CO2从而溶解碳酸盐矿物(Huth2heon等)。5CaMg(CO3)2+Al2Si2O5(OH)4+SiO2+2H2O=Mg5Al2Si3O白云石高岭石绿泥石10(OH)8+5CaCO3

7、+5CO2方解石　②粘土中孔隙水的活力对于砂粒的离子溶解作用亦可形成次生孔隙,这些孔隙水的来源及其活化的因素可以归结为:酸性大气水及地表水的渗入;碱性蒸发岩的卤化;成岩作用释放的水、压实水及粘土矿物本身的“反馈水”等。影响活度的因素,则一般可由:水的活度随t℃、含盐度的升高而减少;水的活度随压力增大而增加。至于在成岩过程中发生的反应,诸如:H+、OH-、CO2的释出,造成介质pH值的变化,以及H2S、有机酸分离物等亦均影响到pH值与Eh值的变化,即如CO2的出现就至少有利于Fe2+—Fe3+的转化。CO2的来源是多方面的。例如:有机质的氧化、

8、火山活动、变质作用、细菌对硫酸盐矿物进行的还原作用、生物的发酵作用、热脱羧作用、矿物氧化还原反应、碳酸盐矿物的热分解(菱铁矿的分解)等等均可生成CO2,而可能导致次