马鹏杰, 林承焰, 张世奇, 董春梅, 魏孟吉. (2017)碎屑岩储集层中绿泥石包膜的研究现状* [J]. 古地理学报, 19(1): 147-159
Ma Pengjie, Lin Chengyan, Zhang Shiqi, Dong Chunmei, Wei Mengji. (2017)An overview on study of chlorite films in clastic reservoirs[J]. Journal Of Palaeogeography, 19(1): 147-159. DOI:10.7605/gdlxb.2017.01.012  
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碎屑岩储集层中绿泥石包膜的研究现状*
马鹏杰1, 林承焰1,2, 张世奇1, 董春梅1, 魏孟吉1
1 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛 266580
2 中国石油大学(华东)山东省油藏地质重点实验室,山东青岛 266580

第一作者简介 马鹏杰,男,1989年生,中国石油大学(华东)博士研究生,主要从事沉积学与储集层地质学研究。E-mail: mpj1989@126.com。

通讯作者简介 张世奇,男,1971年生,毕业于中国石油大学(华东)矿产普查与勘探专业,获工学博士学位。现为中国石油大学(华东)地球科学与技术学院教授,硕士生导师,主要从事层序地层学、沉积学和储集层地质学研究。E-mail: shqzhang@upc.edu.c。

收稿日期:2016-03-07
基金:*国家油气重大专项子课题(编号:2011ZX05006-004)和中央高校基本科研业务费专项资金项目(编号:16CX06037A)联合资助; Co-funded by the sub-project of National Significant Petroleum Special Projects of China(No.2011ZX05006-004)and Fundamental Research Funds for the Central Universities(No.16CX06037A)
摘要

绿泥石包膜在国内外碎屑岩储集层中常有发现,其对石英次生加大的抑制及对储集层物性的影响一直是国内外学者的研究热点。本文回顾了绿泥石包膜的研究历史,总结了其研究成果,包括微观赋存状态、形成时间和机理、控制因素、对石英次生加大的抑制和对储集层物性的影响等。结果表明:( 1)储集层中绿泥石包膜主要偏富铁,具连续生长的双层结构,符合“ Ostwald”熟化过程,始于早期富铁黏土包膜,早成岩期转化为平行或斜切颗粒表面的内层包膜,逐渐向外生长为垂直颗粒表面的孔隙衬里绿泥石,并可在埋藏成岩过程持续生长;( 2)富含铁镁矿物的火山物质(火山岩岩屑和火山灰)及暗色矿物(黑云母和角闪石等)是形成绿泥石包膜的主要物质来源,并主要富集在三角洲入海(湖)的高能水动力相带,如三角洲前缘水下分流河道及河口坝等沉积微相中,烃类充注影响孔隙衬里绿泥石的生长形态;( 3)中低温环境绿泥石包膜明显抑制石英次生加大的生长,高温环境抑制效果减弱;( 4)绿泥石包膜的发育有利于粒间孔隙的保护,但易降低孔隙喉道的连通性。最后指出了绿泥石包膜在目前研究中存在的问题和今后的研究趋势。

关键词: 绿泥石包膜; 石英次生加大; 火山岩岩屑; 成岩作用
中图分类号:P588.2;TE122.2 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2017)01-0147-13
An overview on study of chlorite films in clastic reservoirs
Ma Pengjie1, Lin Chengyan1,2, Zhang Shiqi1, Dong Chunmei1, Wei Mengji1
1 School of Geosciences,China University of Petroleum(East China),Qingdao 266580,Shandong
2 Reservoir Geology Key Laboratory of Shandong Province,China University of Petroleum(East China),Qingdao 266580,Shandong;

About the first author Ma Pengjie,born in 1989,is a doctoral candidate in China University of Petroleum(East China). He is engaged in sedimentology and reservoir geology. E-mail: mpj1989@126.com.

About the corresponding author Zhang Shiqi,born in 1971,is a professor and master supervisor,with a Ph.D. degree of mineral prospecting and exploration obtained from China University of Petroleum(East China). He is engaged in sequence stratigraphy,sedimentology and reservoir geology. E-mail: shqzhang@upc.edu.cn.

Abstract

Chlorite films were common in clastic rock reservoirs,and their inhibiting overgrowth of quartz and influence on reservoir properties are research focus at home and abroad. Study history of chlorite films was reviewed and the current research results were summarized,including micro-morphological occurrence,timing and mechanism of chlorite growth,controlling factors,their inhibiting overgrowth of quartz and influence on reservoir properties. Results show that: (1)Most of the discovered chlorite films are Fe-rich with “two layers structure”following Ostwald processes. The inner part adjacent to grain is finer-crystalline chlorite which is mainly parallel to the grain surface,and the outer part near pore space is coarser-crystalline which is generally perpendicular to the grain surface. Fe-rich clay films,precursor minerals of the inner part,will recrystallize in the eogenetic stage,and continue to precipitate based on the incipient chlorite films. (2)Ferromagnesian minerals,like volcanic materials(volcanic debris and ash)and dark minerals(biotite and amphibole),are the main sources of chlorite films,and their enrichment are closely related to hydrodynamic facies,such as the subaqueous distributary channel and mouth bar in the deltaic front. (3)The growth morphology of pore-lining chlorite films is affected by hydrocarbon injection in diffident places. (4)Chlorite films help to protect the intergranular pore,but easily damage the pore-throat connectivity. Finally,existing problems and research trend on chlorite films were proposed.

Key words: chlorite films; quartz overgrowth; debris of volcanic rock; diagenesis
1 引言

随着中深层碎屑岩储集层异常高孔带研究的不断深入, 学者们对其成岩作用特征、异常高孔隙度的成因及分布开展了大量研究(远光辉等, 2015)。其中, Enrenberg(1993)、Bloch等(2002)、Anjos等(2003)均发现, 中深层碎屑岩储集层异常高孔带的存在常与绿泥石包膜的发育有关, 其对石英次生加大的抑制及对粒间孔隙的保护, 一直是国内外学者的研究热点(Pittman et al., 1992; 黄思静等, 2004; 田建锋等, 2008a, 2008b; Berger et al., 2009; Taylor et al., 2010; Ajdukiewicz and Larese, 2012; Zhang et al., 2012; Bahlis and De Ros, 2013; 杨威等, 2013; Friis et al., 2014)。

20世纪50年代, 国外学者Heald(1950)、Heald 和 Anderegg(1960)已注意到储集层中绿泥石包膜的发育, 认为其形成于沉积物埋藏初期, 并对砂岩原生孔隙具有保护作用; Pittman 和 Lumsden(1968)、Willson 和Pittman(1977)认为, 绿泥石包膜能够抑制石英颗粒的压溶作用及石英次生加大, 从而利于原生孔隙的保存; Dutton 和 Land(1985)、Barnhisel 和 Bertsch(1989)、Jahren(1991)提出绿泥石包膜具连续生长的双层结构; 随着Hillier 和 Velde(1992)、 Hillier(1994)、Hillier等(1996)、Grigsby(2001)、Billault等(2003)对绿泥石包膜的形成及物质来源等进行的系统性研究, 储集层中的绿泥石包膜逐渐受到学者的重视, 并围绕其成因、对石英次生加大的抑制和对储集层物性的影响展开大量的研究(Ryan and Reynolds, 1996; Aagaard et al., 2000; Needham et al., 2005; Gould et al., 2010; Okwese et al., 2012; Huggett et al., 2015)。

20世纪70年代中期, 国内西北大学石油地质专业油层内部结构研究小组(1975)注意到自生绿泥石包裹碎屑颗粒的现象; 朱国华(1988)指出, 陕北延长组储集层中绿泥石包膜主要分布在三角洲前缘及三角洲平原分流河道中, 具有一定厚度(> 3, μ m)能够明显抑制石英次生加大, 厚度较小或不发育, 则石英次生加大普遍发育; 楼章华和赵霞飞(1992)、刘林玉等(1998)认为绿泥石包膜形成于砂岩浅埋藏时期, 火山碎屑岩的水化水解作用是其主要物质来源。21世纪以来, 罗静兰等(2001)、朱平等(2004)均对绿泥石包膜与储集层物性的关系进行了研究; 黄思静等(2004)系统总结了中国三叠系陆相砂岩中自生绿泥石的形成机制及其与储集层孔隙保存的关系; 田建锋等(2014)按照自生绿泥石中的铁质来源, 将孔隙衬里绿泥石包膜分为沉积黏土膜转化型、富铁镁物质溶蚀再结晶型和转化与直接结晶混合型, 并分析了其对储集层性能的影响。国内学者逐渐对鄂尔多斯盆地延长组(丁晓琪等, 2010; 兰叶芳等, 2011; 姚泾利等, 2011; 张霞等, 2011; 陈宝赟等, 2014)、四川盆地须家河组(孙治雷等, 2008; 朱如凯等, 2009; Peng et al., 2009)及准噶尔盆地侏罗系(王芙蓉等, 2007)等低孔低渗储集层中绿泥石包膜展开了研究。此外在苏北盆地第三系(毛凤鸣和侯建国, 2001)、吐鲁番— 哈密盆地的侏罗系(刘林玉等, 1998)、南襄盆地古近系(钟广法等, 1996)、松辽盆地第三系(王清斌等, 2012)等地层中, 也均有绿泥石包膜的发现。

在国内外文献调研的基础上, 作者旨在对绿泥石包膜的微观赋存状态、形成时间和机理等内容进行系统总结, 并对现存的争议(绿泥石包膜对自生石英加大的抑制机理、对储集层物性的影响等)及今后的发展趋势进行探讨。

2 绿泥石包膜的基本特征
2.1 结构特征及化学组成

绿泥石是一种特殊的2:1型层状硅酸盐, 层间为1层氢氧化物八面体片, 其所带的正电荷与层的负电荷相平衡, 起着层间阳离子的作用( 图 1), 故也称绿泥石为 2︰1︰1 型黏土矿物。

图1 绿泥石的晶体结构
(据王行信等, 1992; Peng et al., 2009)Fig.1 Crystal structure of chlorite
(after Wang et al., 1992; Peng et al., 2009)

依据八面体片的性质, 可把绿泥石分为三八面体型、二八面体型及二— 三八面体过渡型绿泥石, 它的理论结构式为(Barnhisel and Bertsch, 1989):

(R2+, R3+)3(Si4-х Alх )O10(OH)2·

[(R2+, R3+)3(OH)6]

R2+=Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+;

R3+=Al3+、Fe3+ 、Cr3+;

х =1-3

已发现的绿泥石包膜, 主要为三八面体铁镁过渡型偏富铁(Fe2+)的绿泥石(赵杏媛等, 1995), 并且形成时间越早, Fe2+/Mg2+值越高(黄思静等, 2004)。极少量偏富镁(Mg2+)的自生绿泥石, 可能与蒸发环境形成的盐类及干旱的风成环境有关(Janks, 1992; Pittman et al., 1992)。

2.2 微观赋存状态 储集层中自生绿泥石黏土矿物一般存在颗粒包膜及孔隙充填两种生长方式, 其中绿泥石包膜根据它的排列方式和与颗粒的接触关系, 又可分为颗粒包膜绿泥石(grain￣coating chlorite)和孔隙衬里绿泥石(pore-lining chlorite)( 图 2)(Billault et al., 2003)。

图2 绿泥石包膜的微观赋存状态
(据Billault et al., 2003, 有修改)Fig.2 Microscopic morphology of chlorite films
(modified from Billault et al., 2003)

绿泥石包膜具有双层结构( 图 3-A), 内层晶体(靠近颗粒)发育较为均质, 晶体多小于2, μ m, 整体与颗粒边缘呈平行或者斜切(Billault et al., 2003), 自形程度差, 很难在常规显微镜下识别; 外层晶体(靠近孔隙)主要以孔隙衬里的形式产出, 颗粒接触处基本不发育, 多呈全自形的假六方板状垂直颗粒表面生长(Salem et al., 2005), 晶体间交错排列(Friis et al., 2014), 存在大量的晶间孔隙(Hurst and Nadeau, 1995; Gould et al., 2010)。需要注意的是, 内层与外层包膜具渐变、连续分布的特征(Grigsby, 2001), 符合“ Ostwald” 熟化过程, 即由内向外, 绿泥石晶体数量变少、粒径变大(Hillier, 1994), 形态由与颗粒表面平行或斜切变为垂直颗粒表面的放射状生长(Pittman et al., 1992)( 图 3-B, 3-C)。

3 绿泥石包膜的形成时间和机理

一般认为, 绿泥石包膜的形成, 始于同沉积期碎屑颗粒压实固结之前(Baker et al., 2000; 黄思静等, 2004), Billault等(2003)认为其止于石英次生加大开始发育, 而Lynch(1996)认为, 孔隙衬里绿泥石的发育持续整个成岩作用阶段。流体的地球化学条件, 控制着自生绿泥石的生长。

Anjos等(2003)详细描述了偏富铁绿泥石包膜的形成过程, 包括3个阶段:(1)中基性火山岩岩屑、黑云母和角闪石等蚀变, 形成早期富铁(Fe3+)的黏土包膜; (2)富铁黏土包膜在早成岩期还原带之下快速转化为富铁(Fe2+)的内层包膜; (3)依附于内层包膜, 孔隙水持续沉淀形成外层孔隙衬里绿泥石包膜。

3.1 早期富铁黏土包膜的形成

早期富铁黏土包膜形成于同沉积时期, 中基性火山岩岩屑、火山灰、黑云母及角闪石等蚀变是其主要的物质来源。Odin(1990)认为其可能形成于浅埋藏(< 60, m)的热带环境。Berger等(2009)、Ajdukiewiz 和Larese(2012)认为, 富铁黏土包膜包括他生和自生两种成因。

3.1.1 他生富铁黏土包膜 他生富铁黏土包膜为机械成因的细粒黏土颗粒, 主要形成于大陆环境淡水渗流带中(Moraes, 1992)。在雨季或洪水期, 富含Fe3+并呈悬浮状的黏土颗粒渗入储集层中。当雨水或洪水减弱时, 潜水面之上粒间孔隙水蒸干, 悬浮的黏土颗粒在颗粒表面沉降, 这种周期性的完全饱和并蒸干, 使得黏土覆盖在颗粒表面并呈相切排列(Matlack et al., 1989)。在咸水中, 黏土颗粒易发生块状聚沉, 很难渗入到较小的孔喉中, 因此这种切向的黏土包膜在地下咸水中则很难形成(Gunal and Ransom, 2006)。有时在不规则的碎屑颗粒凹坑处, 会有他生富铁黏土堆积( 图 3-D), 镜下观察较为“ 脏乱” 。

图3 绿泥石包膜微观特征Fig.3 Microscopic features of chlorite films
A— 内层(红色箭头)及外层(黄色箭头)包膜发育(Bahlis and De Ros, 2013), 背散射电子显微镜; B、C— 内层包膜粒径细, 自形程度低; 外层包膜粒径粗, 自形程度高, 鄂尔多斯盆地侏罗系延长组(Zhang et al., 2012), 扫描电镜; D— 颗粒凹坑处堆积他生富铁黏土(红色箭头), 准噶尔盆地腹部莫西庄油田侏罗系三工河组二段, 庄102井, 4297.82, m, 单偏光; E— 早期他生富铁黏土包膜连续性差(红色箭头), 石英次生加大发育, 后期孔隙衬里绿泥石覆盖在石英次生加大的表面(黄色箭头)并抑制了其生长, 准噶尔盆地腹部莫西庄油田侏罗系三工河组二段, 庄11井, 3964.7, m, 单偏光; F— 内层包膜两侧均发育放射状绿泥石(Bahlis and De Ros, 2013), 单偏光; G— 绿泥石包膜受挤压错断(黄色箭头), 在颗粒表面和包膜的空隙中发育石英次生加大(红色箭头), 东濮凹陷二叠系石千峰组, 卫古2井, 3660.7, m, 单偏光; H、I— 绿泥石晶体嵌入石英颗粒表面, 微小的次生加大发育(Billault et al., 2003), 透射电子显微镜; J、K— 绿泥石包膜覆盖下, 石英颗粒表面次生加大发育(高温环境)(Ajdukiewicz and Larese, 2012), 扫描电镜; L— 在薄层不连续绿泥石包膜基础上发育多个全自形的加大石英, 晶体间受绿泥石包膜的影响相互孤立, 准噶尔盆地腹部莫西庄油田侏罗系三工河组二段, 庄106井, 4319.6, m, 单偏光; M— 粒间绿泥石包膜薄, 向铸模孔内形成石英次生加大(Ehrenberg, 1993), 单偏光; N— 孤立的单晶自生石英发育(白色箭头), 并可与邻近晶体连接逐渐发展为较大的晶体(Salem et al., 2005), 扫描电镜; O— 凝灰质蚀变形成深色黏土包膜(红色箭头), 并逐渐形成绿泥石包膜, 颗粒接触处凝灰质蚀变作用相对较弱(黄色箭头), 东濮凹陷二叠系石千峰组, 卫古2井, 3660.7, m, 单偏光。Chl:绿泥石; Chl-a:内层绿泥石; Chl-b:外层绿泥石; R:岩屑; P:孔隙; Q:石英颗粒; QⅡ :石英二次加大; Gc:颗粒包膜绿泥石; Anhedral-QⅡ : 他形石英加大; Euhedral-QⅡ :自形石英加大

3.1.2 自生富铁黏土包膜 同沉积时期河流入海(湖), 由于流体pH值、Eh值及盐度的改变, 发生化学分异作用形成铁质凝絮。在浅埋藏过程中, 铁质凝絮发生水解及重结晶作用, 形成早期富铁黏土包膜。Gould等(2010)在Scotian盆地上白垩统Missisauga砂岩研究中, 发现颗粒接触处无绿泥石包膜的发育, 缺乏他生富铁黏土包膜, 认为埋藏成岩初期自生的富铁黏土包膜是内层绿泥石包膜的初始物质。

然而, 对于早期富铁黏土包膜的组成还尚存争议, 如Houseknecht 和 Hathon(1987)、Bjø rlykk和Aagaard(1992)、Pittman等(1992)、Humphreys等(1994)、Salem等(2005)及Bahlis和De Ros(2013)认为富铁的蒙脱石黏土矿物组成早期富铁黏土包膜; Odin(1988)、Hillier(1994)、Ryan和Reynolds(1996)、Ehrenberg等(1998)、Aagaard等(2000)、Pe-Piper 和 Weir-Murphy(2008)认为富铁黏土包膜主要是钛云母或者磁绿泥石; Wilson 和 Pittman(1977)、Grigsby(2001)则认为伊利石或者伊蒙混层也可组成早期富铁黏土包膜。

3.2 内层绿泥石包膜的形成

早成岩期, 富铁黏土包膜在还原带以下、铁镁离子充足的孔隙水中转化为内层绿泥石包膜。如三八面体蒙脱石(中基性火山岩最主要的蚀变产物), 可通过无序绿— 蒙混层到有序绿— 蒙混层, 最终转化为内层绿泥石包膜(Anjos et al., 2003); 钛云母或者磁绿泥石, 则可逐渐演变为鲕绿泥石, 最终形成内层绿泥石包膜(Dutton and Land, 1985)。而富镁蒙脱石, 可通过柯绿泥石过渡并最终形成富镁的内层绿泥石包膜(Hillier, 1994)。

3.3 外层绿泥石包膜的形成 外层绿泥石包膜形成于沉积物未固结— 固结阶段(Pittman et al., 1992), 主要以孔隙衬里状产出。其依附于内层绿泥石包膜, 在石英次生加大之前(约小于80, ℃)从富含铁镁离子的孔隙水中沉淀而成(Gould et al., 2010)。镜下常见长石颗粒被溶蚀而绿泥石包膜发育的铸模孔, 表明其形成早于长石颗粒的溶蚀。Grigsby(2001)通过碳氧同位素测得绿泥石包膜形成的温度主要介于20~40, ℃, 亦表明其在早成岩期开始形成。流体环境的改变, 可能会终止自生绿泥石的形成。而当流体环境再次有利时, 绿泥石会在石英次生加大的基础上继续生长( 图 3-E), 甚至在内层包膜两侧生长( 图 3-F), 表明颗粒溶蚀之后, 自生绿泥石包膜亦可继续发育。

4 绿泥石包膜发育的控制因素

绿泥石包膜的发育不仅取决于富铁镁矿物的供给, 而且明显受成岩环境、沉积相带及烃类充注等的影响(Salem et al., 2005; Peng et al., 2009; Friis et al., 2014)。

4.1 物质来源

绿泥石包膜发育的储集层, 多为富含中基性火山岩岩屑的岩屑长石砂岩或长石岩屑砂岩, 火山物质(火山灰和火山岩岩屑)被认为是铁、镁离子的主要来源(楼章华和赵霞飞, 1992; Pittman et al., 1992; Ehrenberg, 1993; Bloch et al., 2002; Berger et al., 2009); De Ros等(1994)认为, 暗色矿物(黑云母和角闪石等)及重矿物的溶蚀, 也提供了部分铁、镁离子; Boles 和 Frank(1979)、Moncure等(1984)认为, 埋藏成岩过程中, 泥页岩的转化也是中成岩期孔隙衬里绿泥石的物质来源之一。

大陆环境的富铁镁矿物如中基性火山岩风化后, 溶解的铁、镁离子以氧化物和氢氧化物的形式随河流搬运至滨浅海(Moraes, 1992)。浅埋藏期, 火山岩岩屑的水化水解作用也提供了丰富的铁、镁离子(楼章华和赵霞飞, 1992; 刘林玉等, 1998)。随着埋深增加, 火山岩岩屑、基质中的火山灰、暗色矿物及泥页岩的转化, 为孔隙衬里绿泥石的继续生长提供了物质保证(Boles and Franks, 1979)。此外, Iijima 和 Matsumoto(1982)认为中成岩期高岭石及含铁碳酸盐的破坏也可作为绿泥石的物质来源。中成岩期孔隙衬里绿泥石偏富镁, 则可能与深部蒸发岩溶解形成的富镁卤水有关(Gaupp et al., 1993; Anjos et al., 2003)。

4.2 形成环境

同沉积期古气候环境、埋藏成岩阶段流体的酸碱度, 直接影响着陆源火山岩的风化及岩屑的溶蚀作用, 控制了绿泥石包膜的形成。

4.2.1 同沉积期 在碱性介质或海水中, 含碱金属和碱土元素的矿物和火山玻璃水解不充分, 易形成蒙脱石和伊利石(冯宝华, 1989; 董林森等, 2010)。X衍射结果显示, 同沉积时期富铁黏土包膜可能为蒙脱石或绿泥石/蒙脱石混层黏土矿物, 或与干旱、炎热的古地理环境有关(Odin, 1990; Grigsby, 2001; Anjos et al., 2003); 赵杏媛等(1991)认为, 干旱气候条件下, 风化作用很弱, 陆源的黏土矿物多“ 原封不动” 地随河流进入湖盆或者海洋。而在碱性、蒸发环境下, 风成砂岩或盐沼砂岩中可形成偏富镁的绿泥石包膜(Hillier, 1994; Tang et al., 1994)。

4.2.2 埋藏成岩期 一般认为, 绿泥石包膜常形成于富铁(Fe2+)的碱性(pH值介于7~9)还原环境(Aagaard et al., 2000; Billault et al., 2003); 田建锋等(2008a)认为, 碱性的强弱对绿泥石晶体的生长方式也具有一定的影响。由于阳离子的不等价替换, 绿泥石矿物基面带负电(王行信和周书欣, 1992), 侧源断口由于绿泥石中水解和羟基的作用, 在碱性环境中绿泥石晶体常互相平行排列, 且碱性越强, 平行程度越高。

4.3 沉积相带

国外学者的研究成果中, 认为绿泥石包膜的发育需要高孔高渗、开放的流动体系, 主要与海相三角洲前缘和近岸海相砂岩有关(Humphreys et al., 1989; Spotl et al., 1994; Ryan and Reynolds, 1996; Anjos et al., 2003), 如美国南德克萨斯第三系 Oligocene 储集层(Grigsby, 2001)、巴基斯坦Indus盆地白垩系Goru组下部储集层(Berger et al., 2009)、加拿大东部Scotian盆地下白垩统储集层(Gould et al., 2010)、中国南海珠江口盆地古近系珠江组储集层(Chen et al., 2011)等, 主要为海相三角洲前缘水下分流河道与河口坝沉积; 挪威北海盆地中— 下侏罗统储集层(Ehrenberg, 1993)、缅甸Irrawaddy盆地始新统塔本组和蓬当组储集层(刘栋等, 2011)等, 主要为陆架滨浅海沉积。此外, 海相浊流沉积中亦见有大量绿泥石包膜发育(Anjos et al., 2003); 蒸发环境下风成砂岩或盐沼砂岩则可以形成偏富镁绿泥石包膜(Hillier, 1994), 如德国西北部二叠系Rotliegende盐湖沉积的储集层中, 发育富镁绿泥石包膜(Gaupp et al., 1993)。国内绿泥石包膜则主要发现在鄂尔多斯盆地三叠系延长组、四川盆地三叠系须家河组、塔里木盆地三叠系、准噶尔盆地侏罗系等大型湖泊三角洲前缘砂体中。

河流携带大量陆源风化产物和铁(Fe3+)、镁(Mg2+)离子, 在海(湖)相三角洲前缘入海口, 由于盐度差异, 淡水、海水混合作用下发生铁质凝絮(Longstaffe, 1986; Ayalon and Longstaffe, 1988)。铁质凝絮在水解重结晶作用下, 形成早期富铁黏土矿物包膜, 并在还原带以下逐渐转化为富铁(Fe2+)绿泥石包膜。随着三角洲建设能力的降低, 自生绿泥石的含量也逐渐降低; 分选好、粒度粗、缺乏泥质隔夹层则绿泥石包膜更发育。

4.4 烃类充注 绿泥石包膜发育有利于粒间孔隙的保存和油气的聚集, 而烃类充注对孔隙衬里绿泥石生长的影响则研究较少。Pittman等(1992)认为, 储集层中绿泥石包膜在局部不发育, 是由于烃类充注抑制了其生长; Friis等(2014)则认为, 烃类充注对绿泥石包膜的晶体形态产生影响。在颗粒接触附近的微孔隙中, 由于束缚水膜的存在, 孔隙衬里绿泥石呈放射状继续生长, 而与烃类接触处颗粒表面则呈平坦网状( 图 4)。

图4 烃类充注对孔隙衬里绿泥石微观富存形态的影响
(据Friis et al., 2014)Fig.4 Influence of hydrocarbon filling on microscopic morphology of pore-lining chlorite (after Friis et al., 2014)

5 绿泥石包膜对石英次生加大的抑制作用

针对绿泥石包膜对石英次生加大的抑制作用, 国内外学者至少提出以下4类抑制机理:(1)包膜减弱了石英的压溶作用, 导致硅质来源不足(Pittman et al., 1992; Worden and Morad, 2003); (2)包膜隔绝了孔隙水与颗粒表面的接触, 抑制了自生石英在石英颗粒表面的成核作用(Ehrenberg, 1993; Aagaard et al., 2000); (3)包膜通过占据石英次生加大的生长空间而抑制其生长(Billault et al., 2003; 图 3-G); (4)绿泥石层间氢氧化物八面体片对孔隙流体酸碱性的调节作用, 使包膜周围呈碱性水介质环境, 增大石英溶解度, 抑制其次生加大(Anjos et al., 2003; 田建锋等, 2008b)。

在近些年研究中, Bilault等(2003)、Anjos等(2003)、Gould等(2010)均发现孔隙衬里绿泥石晶体间存在大量晶间孔隙, 不能真正阻止流体与石英颗粒的接触及自生石英在石英颗粒表面成核, 包膜覆盖的石英颗粒表面可见有微小的石英次生加大( 图 3-H, 3-I); Ajdukiewicz 和 Larese(2012)建立了随温度升高绿泥石包膜对石英次生加大的抑制模式( 图 5), 认为包膜抑制石英成核的能力可能会随温度的增加而减弱。绿泥石包膜发育的同一地层, 高温环境绿泥石晶间石英加大发育( 图 3-J, 3-K), 而中等温度环境则不发育; Salem等(2005)、Berger等(2009)认为, 薄层或不连续发育的绿泥石包膜, 无法抑制石英次生加大( 图 3-E, 3-L)。

随温度升高绿泥石包膜对石英次生加大的抑制过程

(据Ajdukiewicz 和 Larese, 2012)

Process for chlorite films inhibiting overgrowth of quartz as temperature increasing(after Ajdukiewicz and Larese, 2012)

绿泥石包膜更可能是占据了自生石英向粒间孔隙生长的自由空间( 图 3-M), 减少了颗粒表面自生石英的成核数量(黄思静等, 2004)。随着温度的升高, 游离硅过饱和及扩散速度的增加(Ajdukiewicz and Larese, 2012), 更多的硅质到达绿泥石包膜下的颗粒表面生长, 孤立的单晶自生石英逐渐与邻近晶体连接(Fischer et al., 2014), 发展为较大的晶体( 图 3-N)。

6 绿泥石包膜对储集层物性的影响

20世纪90年代以来, 国内外学者在挪威北海盆地中— 下侏罗统、巴基斯坦Indus盆地白垩系、巴西Santos盆地白垩系、加拿大东部Scotian盆地早白垩世、中国鄂尔多斯盆地三叠系延长组及四川盆地须家河组发现一批异常高孔带储集层, 且其高孔隙度主要与绿泥石包膜的发育有关。目前, 绿泥石包膜对储集层物性的保护机理主要存在以下3个观点:(1)抑制石英次生加大(Pittman et al.; 1992; Billault et al., 2003; Berger et al., 2009); (2)包膜的发育提高了储集层抗压实能力, 颗粒接触强度弱(孙治雷等, 2008; 丁晓琪等, 2010; 谢武仁等, 2010; 兰叶芳等, 2011; Yang et al., 2014); (3)绿泥石包膜指示碱性成岩环境, 火山岩岩屑溶蚀可能是颗粒接触强度较低的原因(田建锋等, 2014)。

也有学者认为, 绿泥石包膜能够堵塞孔隙喉道及孔隙连通性, 导致碎屑岩渗透率大幅度降低, 尤其在细粒储集层中最为明显(钟广法等, 1996; 刘林玉等, 1998; 公繁浩等, 2011)。Salem等(2005)在埃及北部尼罗河三角洲的中新统Abu Madi砂岩储集层研究中亦认为, 海侵体系域细粒砂岩中, 绿泥石包膜的发育严重降低了储集层渗透率。

其实, 将异常高孔带的形成完全归功于绿泥石包膜的发育并不合理(姚泾利等, 2011; 田建锋等, 2014), 粒度粗、分选好、胶结作用弱的储集层, 更有利于优先形成绿泥石包膜(杨威等, 2013)。整体而言, 绿泥石包膜对储集层物性保存的贡献率, 主要受控于以下几个因素:

1)绿泥石的含量、绿泥石包膜的厚度及连续性。早期研究中, 学者们认为绿泥石的含量表征了其对储集层孔隙度的保存能力大小, 含量与孔隙度常呈正相关。Berger等(2009)则注意到, 相同含量的自生绿泥石, 颗粒大小不同, 其厚度和连续性不同, 对孔隙度的保存效果明显不同; Bahlis 和 De Ros(2013)研究认为, 无法完全区分包膜状及孔隙充填绿泥石, 因此单纯的含量无法明显表征包膜对储集层影响的程度, 这也表明了包膜的厚度及连续性比含量更为重要。厚度薄、连续性差的绿泥石包膜, 不能有效抑制石英次生加大及保护粒间孔隙; 包膜太厚, 则易堵塞孔隙(Seemann, 1982), 对储集层物性产生负面效应。因此, 包膜具有合适的厚度(颗粒粒径不同有差别)且连续性好, 对保持储集层物性最为有利, 如巴西Santos盆地白垩系滨海砂岩、美国路易斯安那州晚白垩系Tuscaloosa砂岩最合适的绿泥石包膜厚度介于5~10, μ m(Pittman et al., 1992; Anjos et al., 2003)。

2)颗粒粒度大小。粗颗粒比细颗粒具有更小的比表面积, 覆盖颗粒表面需要较少的绿泥石包膜, 因此其对石英次生加大的抑制能力相对较强。此外, 粗颗粒储集层常具较高的孔渗性, 如位于埃及北部尼罗河三角洲的中新统Abu Madi组(Salem et al., 2005), 与海侵体系域沉积的细砂岩相比, 低位体系域沉积的粗砂岩绿泥石包膜更加发育, 石英次生加大少, 孔渗性好。

3)岩屑类型及含量。富含铁镁矿物的中基性火山岩岩屑的水化水解及溶蚀作用, 是绿泥石包膜最重要的物质来源, 朱如凯等(2009)认为火成岩岩屑含量大于17%的砂岩易形成绿泥石包膜; Bloch等(2002)注意到火山岩岩屑含量过高时, 石英颗粒含量低、抗压实性减弱, 导致原生孔隙无法有效保存; Pittman 和 Lumsden(1968)提出石英含量超过65%、火山岩岩屑约10%, 最有利于绿泥石包膜的发育及原生孔隙的保存。

7 讨论和结语

从上述碎屑岩储集层绿泥石包膜的研究现状可知, 目前关于绿泥石包膜的研究, 主要集中在绿泥石包膜的微观赋存状态、形成时间、物质来源、对石英次生加大的抑制及对储集层物性的影响等。值得注意的是, 不同于国外海相滨浅海沉积、浊积岩及海陆过渡相三角洲沉积背景, 国内发育有绿泥石包膜的储集层主要集中在陆相湖泊三角洲。黄思静等(2004)认为, 只有具有一定的水体盐度及充足的铁镁物质供给, 湖泊三角洲才能广泛发育绿泥石包膜。

因此, 目前对储集层绿泥石包膜的研究, 还存在以下问题:(1)国内学者多通过借鉴国外海相、海陆过渡相地层绿泥石包膜的成因模式, 来解释陆相地层绿泥石包膜的形成及其分布, 缺乏对陆相地层绿泥石包膜的发育特征及成因的差异性研究; (2)早期富铁黏土矿物的转化是绿泥石包膜形成的基础, 但其成因存在很大争议, 尤其是绿泥石包膜形成的古气候及古地理环境研究甚少; (3)低温环境绿泥石包膜对石英次生加大的抑制作用研究较多, 但高温环境绿泥石包膜对石英次生加大的抑制效果的研究还缺乏; (4)绿泥石包膜对原生孔隙的保护和对孔喉渗透性的破坏作用, 还停留在主观定性的认识上, 缺乏对储集层沉积背景、岩相特征、初始物性、流体性质及埋藏成岩演化过程的综合分析。

针对以上存在的问题, 笔者认为今后对碎屑岩储集层绿泥石包膜的研究, 应该关注以下几个方面。

7.1 陆相沉积储集层中绿泥石包膜的成因

中国陆相盆地沉积具多物源、多沉积中心、相带窄、相变快、水域面积小及横向连续性差等特征, 因此绿泥石包膜的发育、分布和成因必然有其特殊性。如东濮凹陷上古生界上二叠统石千峰组主要以河流、湖泊相沉积为主(邵龙义等, 2014), 绿泥石包膜的形成与河道砂体中疑灰质填隙物的蚀变作用有关。凝灰质蚀变可形成围绕颗粒分布的暗色黏土膜, 并逐渐形成绿泥石包膜( 图 3-O); 准噶尔盆地侏罗系三工河组煤系储集层中, 碎屑颗粒接触处未见有绿泥石包膜(葸克来等, 2015), 主要为自生成因。因此, 广泛认可的绿泥石包膜形成过程(早期富铁黏土→ 内层绿泥石包膜→ 孔隙衬里绿泥石), 并非完全适用于陆相沉积地层。有必要针对不同沉积盆地的古气候、古地理条件及沉积背景, 分析早期富铁黏土的组成及后期绿泥石包膜的形成过程。

7.2 高温环境绿泥石包膜对石英加大的抑制

高温环境中, 即便绿泥石包膜发育, 颗粒表面依然会发育有微小的石英次生加大, 这一现象已被Billault等(2003)所证实, 其成因尚不明确。如Ajdukiewicz和Larese(2012)推测随着温度的增加, 绿泥石包膜对石英成核作用的抑制效应减弱:一方面孔隙水中硅分子扩散速度增加, 黏土颗粒上束缚水薄膜变薄, 更多的硅质到达绿泥石包壳下的颗粒表面而成核; 另一方面, 内层绿泥石间微孔隙可能造成石英胶结需要较高的活化能, 使得胶结物要在地层达到较高的温度下才能成核。田剑锋等(2008b)认为, 深埋藏、高温环境中, 成岩作用强, 储集层孔渗性差, 流体流通不畅导致硅质难以被带走, 最终将过饱和而结晶形成微晶石英。因此, 或许可利用现今中— 低温绿泥石包膜发育的储集层岩样为测试对象, 加强高温高压模拟实验的研究工作, 探讨绿泥石包膜在不同温度条件下对石英次生加大的抑制效果。

7.3 绿泥石包膜对储集层物性影响的综合评价

绿泥石包膜对储集层物性的影响, 一直存在很大的争议, 国内外学者围绕粒间孔隙的保存、渗透率的破坏展开大量论述, 但在不同地区、不同层位存在很大的差异性。笔者认为, 绿泥石包膜对储集层物性的影响, 是不同沉积环境、岩相特征、初始储集性能、孔隙连通性、流体性质及埋藏成岩过程等综合作用的结果。应尽可能在相似性原则的基础上, 免除多因素的干扰, 单因素多级别对比分析, 定量研究绿泥石包膜对储集层物性影响。

总之, 明确绿泥石包膜的发育背景, 结合背散射电子显微镜、透射电子显微镜及分析电子显微镜等一系列精密仪器的广泛应用, 通过理论认识的提升和物理模拟实验的验证, 对碎屑岩储集层绿泥石包膜的研究必将不断深入。

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
1 陈宝赟, 李荣西, 梁积伟, 黄克洲. 2014. 自生绿泥石及其对储集层物性影响研究: 以鄂尔多斯盆地西南缘延长组为例. 矿物岩石地球化学通报, 33(3): 389-394.
[Chen B Y, Li R X, Liang J W, Huang K Z. 2014. Authigenic chlorite and its impaction on reservoir physical properties: An example from the Yanchang Formation of the Southwest Ordos Basin. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 33(3): 389-394] [文内引用:1]
2 丁晓琪, 张哨楠, 葛鹏莉, 万友利. 2010. 鄂南延长组绿泥石环边与储集性能关系研究. 高校地质学报, 16(2): 247-254.
[Ding X Q, Zhang S N, Ge P L, Wan Y L. 2010. Relationship between reservoir properties and chlorite rims: A case study from Yanchang Formation of south Ordos Basin, North China. Geological Journal of China Universities, 16(2): 247-254] [文内引用:2]
3 董林森, 刘立, 曲希玉, 刘娜, 郭欣欣. 2010. CO2矿物捕获能力的研究进展. 地球科学进展, 25(9): 941-949.
[Dong L S, Liu L, Qu X Y, Liu N, Guo X X. 2010. Research progress of ability of mineral trapping of CO2. Advances in Earth Science, 25(9): 941-949] [文内引用:1]
4 冯宝华. 1989. 中国北方石炭—二叠纪火山灰沉积水解改造而成的高岭岩. 沉积学报, 7(1): 101-108.
[Feng B H. 1989. Carboniferous-Permian tonsteins formed by hydrolytic reformation of volcanic ash sediments in Northern China. Acta Sedimentologica Sinica, 7(1): 101-108] [文内引用:1]
5 公繁浩, 鲍志东, 范正平, 伍星, 刘丽. 2011. 自生绿泥石对砂岩储集层影响的新认识. 新疆石油地质, 32(4): 338-341.
[Gong F H, Bao Z D, Fan Z P, Wu X, Liu L. 2011. New sight about affect of authigenic chlorite on sand stone reservoir. Xinjiang Petroleum Geology, 32(4): 338-341] [文内引用:1]
6 黄思静, 谢连文, 张萌, 武文慧, 沈立成, 刘洁. 2004. 中国三叠系陆相砂岩中自生绿泥石的形成机制及其与储集层孔隙保存的关系. 成都理工大学学报(自然科学版), 31(3): 273-281.
[Huang S J, Xie L W, Zhang M, Wu W H, Shen L C, Liu H. 2004. Formation mechanism of authigenic chlorite and relation to preservation of porosity in nonmarine Triassic reservoir sand stones, Ordos Basin and Sichuan Basin, China. Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition), 31(3): 273-281] [文内引用:4]
7 兰叶芳, 黄思静, 吕杰. 2011. 储集层砂岩中自生绿泥石对孔隙结构的影响: 来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的研究结果. 地质通报, 38(1): 134-140.
[Lan Y F, Huang S J, Lü J. 2011. Influences of authigenic chlorite on pore structure in sand stone reservoir: A case study from Upper Triassic Yanchang Formation in Ordos basin, China. Geological Bulletin of China, 38(1): 134-140] [文内引用:2]
8 刘栋, 李仲东, 宋荣彩, 李秀华, 李群. 2011. 缅甸D区块始新统绿泥石特征及成岩演化. 矿物岩石, 31(4): 100-109.
[Liu D, Li Z D, Song R C, Li X H, Li Q. 2011. Characteristics and diagenetic evolution of chlorite of Eocene in Myanmar D Block. Journal of Mineralogy and Petrology, 31(4): 100-109] [文内引用:1]
9 刘林玉, 曲志浩, 孙卫, 岳乐平, 朱玉双. 1998. 新疆鄯善油田碎屑岩中的粘土矿物特征. 西北大学学报(自然科学版), 28(5): 443-446.
[Liu L Y, Qu Z H, Sun W, Yue L P, Zhu Y S. 1998. Properties of clay mineral of clastic rock in Shanshan Oil Field, Xinjiang. Journal of Northwest University(Natural Science Edition), 28(5): 443-446] [文内引用:3]
10 楼章华, 赵霞飞. 1992. 吉木萨尔凹陷仓房沟群火山砂岩的典型成岩反应及其物性特征. 石油与天然气地质, 13(2): 167-174.
[Lou Z H, Zhao X F. 1992. Typical diagenetic reactions and physical property of volcanic sand stone in Cangfanggou Group, Jimosal Depression. Oil & Gas Geology, 13(2): 167-174] [文内引用:1]
11 罗静兰, Mords S, 阎世可, 武富礼, 李玉宏, 薛军民. 2001. 河流—湖泊三角洲相砂岩成岩作用的重建及其对储集层物性演化的影响: 以延长油区侏罗系—上三叠统砂岩为例. 中国科学(D辑: 地球科学), 31(12): 1006-1016.
[Luo J L, Morad S, Yan S K, Wu F L, Li Y H, Xue J M. 2001. Diagenetic reconstruction of fluvial deltaic sand stones and diagenetic impact on reservoir quality evolution. Science in China(Series D: Earth Sciences), 31(12): 1006-1016] [文内引用:1]
12 毛凤鸣, 侯建国. 2001. 盐城凹陷朱家墩地区天然气储集层特征. 西安石油学院学报(自然科学版), 16(1): 8-15.
[Mao F M, Hou J G. 2001. Gas reservoir characteristics in Zhujiadun Area of Yancheng Depression. Journal of Xi‘an Petroleum Institute(Natural Science Edition), 16(1): 8-15] [文内引用:1]
13 邵龙义, 董大啸, 李明培, 王海生, 王东东, 鲁静, 郑明泉, 程爱国. 2014. 华北石炭—二叠纪层序-古地理及聚煤规律. 煤炭学报, 39(8): 1725-1734.
[Shao L Y, Dong D X, Li M P, Wang H S, Wang D D, Lu J, Zheng M Q, Cheng A G. 2014. Sequence-paleogeography and coal accumulation of the Carboniferous-Permian in the North China Basin. Journal of China Coal Society, 39(8): 1725-1734] [文内引用:1]
14 孙治雷, 黄思静, 张玉修, 王庆东, 包申旭, 孙致学. 2008. 四川盆地须家河组砂岩储集层中自生绿泥石的来源与成岩演化. 沉积学报, 26(3): 459-468.
[Sun Z L, Huang S J, Zhang Y X, Wang Q D, Bao S X, Sun Z X. 2008. Origin and diagenesis of authigenic chlorite within the sand stone reservoirs of Xujiahe Formation, Sichuan Basin, China. Acta Sedimentologica Sinica, 26(3): 459-468] [文内引用:2]
15 田建锋, 陈振林, 凡元芳, 李平平, 宋立军. 2008 a. 砂岩中自生绿泥石的产状、形成机制及其分布规律. 矿物岩石地球化学通报, 27(2): 200-206.
[Tian J F, Chen Z L, Fan Y F, Li P P, Song L J. 2008 a. The occurrence, growth mechanism and distribution of authigenic chlorite in sand stone. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 27(2): 200-206] [文内引用:1]
16 田建锋, 陈振林, 杨友运. 2008 b. 自生绿泥石对砂岩储集层孔隙的保护机理. 地质科技情报, 27(4): 49-54.
[Tian J F, Chen Z L, Yang Y Y. 2008 b. Protection mechanism of authigenic chlorite on sand stone reservoir pores. Geological Science and Technology Information, 27(4): 49-54] [文内引用:1]
17 田建锋, 喻建, 张庆洲. 2014. 孔隙衬里绿泥石的成因及对储集层性能的影响. 吉林大学学报(地球科学版), 44(3): 741-748.
[Tian J F, Yu J, Zhang Q Z. 2014. The pore-lining chlorite formation mechanism and its contribution to reservoir quality. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 44(3): 741-748] [文内引用:2]
18 王芙蓉, 何生, 何治亮, 张福顺. 2007. 准噶尔盆地腹部永进地区深埋侏罗系砂岩内绿泥石包膜对储集层物性的影响. 大庆石油学院学报, 31(2): 24-27.
[Wang F R, He S, He Z L, Zhang F S. 2007. Effect of gain-coating chlorite on reservoir property of Yongjin area in the centre of Junggar Basin. Journal of Daqing Petroleum Institute, 31(2): 24-27] [文内引用:1]
19 王行信, 周书欣. 1992. 砂岩储集层粘土矿物与油层保护. 北京: 地质出版社, 13-17.
[Wang X X, Zhou S X. 1992. The Clay Minerals of Sand stone Reservoir and Protection of Oil Layer. Beijing: Geological Publishing House, 13-17] [文内引用:1]
20 王清斌, 李建平, 臧春艳, 赵国祥, 朱文森, 王晓刚. 2012. 辽中凹陷A21构造沙四段储集层自生绿泥石产状、富集因素及对储集层物性的影响. 中国海上油气, 24(5): 11-15.
[Wang Q B, Li J P, Zang C Y, Zhao G X, Zhu W S, Wang X G. 2012. Authigenic chlorite occurrence, enrichment factor and its impacts on reservoir petrophysics in Member 4 of Shahejie Formation in A21 Structure, Liao Zhong Sag. China Offshore Oil and Gas, 24(5): 11-15] [文内引用:1]
21 西北大学石油地质专业油层内部结构研究小组. 1975. 用铸体簿片法研究岩石孔隙结构特征. 西北大学学报(自然科学版), 5(3): 113-121.
[Study on Internal Structure Oil Layers, Petroleum Geology Institute in Northwestern University. 1975. Study on pore structure characteristics with casting thin sections. Journal of Northwest University(Natural Science Edition), 5(3): 113-121] [文内引用:1]
22 葸克来, 操应长, 王艳忠, Haile B G, 张响响, 张江华, 金杰华. 2015. 低渗透储集层成岩作用与孔渗演化: 以准噶尔盆地中部1区侏罗系三工河组为例. 石油勘探与开发, 42(4): 434-443.
[Xi K L, Cao Y C, Wang Y Z, Haile B G, Zhang X X, Zhang J H, Jin J H. 2015. Diagenesis and porosity-permeability evolution of low permeability reservoirs: A case study of Jurassic Sangonghe Formation in Block 1, central Junggar Basin, NW China. Petroleum Exploration and Development, 42(4): 434-443]. [文内引用:1]
23 谢武仁, 杨威, 赵杏媛, 魏国齐, 谢增业, 金惠, 陈刚. 2010. 川中地区须家河组绿泥石对储集层物性的影响. 石油勘探与开发, 37(6): 674-679.
[Xie W R, Yang W, Zhao X Y, Wei G Q, Xie Z Y, Jin H, Chen G. 2010. Influences of chlorite on reservoir physical properties of the Xujiahe Formation in the central part of Sichuan Basin. Petroleum Exploration and Development, 37(6): 674-679] [文内引用:1]
24 姚泾利, 王琪, 张瑞, 李树同. 2011. 鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长6砂岩绿泥石膜的形成机理及其环境指示意义. 沉积学报, 29(1): 72-79.
[Yao J L, Wang Q, Zhang R, Li S T. 2011. Forming Mechanism and Their Environmental Implications of Chlorite-coatings in Chang 6 Sand stone(Upper Triassic)of Hua-Qing Area, Ordos Basin. Acta Sedimentologica Sinica, 29(1): 72-79] [文内引用:2]
25 杨威, 魏国齐, 赵杏媛, 谢武仁, 金惠, 沈珏红. 2013. 碎屑岩储集层中自生绿泥石衬边能抑制石英次生加大吗?: 以四川盆地须家河组砂岩储集层为例. 石油学报, 34(S1): 128-135.
[Yang W, Wei G Q, Zhao X Y, Xie W R, Jin H, Shen Y H. 2013. Can authigenic pore-lining chlorite restrain quartz overgrowth in clastic reservoir?: A case study of sand stone reservoir in Xujiahe Formation, Sichuan Basin. Acta Petrolei Sinica, 34(S1): 128-135] [文内引用:2]
26 远光辉, 操应长, 贾珍臻, 王艳忠, 杨田. 2015. 含油气盆地中深层碎屑岩储集层异常高孔带研究进展. 天然气地球科学, 26(1): 28-42.
[Yuan G H, Cao Y C, Jia Z Z, Wang Y Z, Yang T. 2015. Research progress on anomalously high porosity zones in deeply buried clastic reservoirs in petroliferous basin. Natural Gas Geoscience, 26(1): 28-42] [文内引用:1]
27 张霞, 林春明, 陈召佑. 2011. 鄂尔多斯盆地镇泾区块上三叠统延长组砂岩中绿泥石矿物特征. 地质学报, 85(10): 1659-1671.
[Zhang X, Lin C M, Chen Z Y. 2011. Characteristics of chlorite minerals from Upper Triassic Yanchang Formation in the Zhenjing Area, Ordos Basin. Acta Geologica Sinica, 85(10): 1659-1671] [文内引用:1]
28 赵杏媛, 张有瑜, 陈洪起, 王经科, 张亚丽. 1991. 中国含油气盆地粘土矿物研究及其在石油勘探开发中的应用(下册). 北京: 石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院实验中心, 167-193.
[Zhao X Y, Zhang Y Y, Chen H Q, Wang J K, Zhang Y L. 1991. Study of the Clay Minerals in Oil and Gas Basins of China and Its Applications in Petroleum Exploration and Development(the Second Volume). Beijing: Laboratory Center of Research Institute of Petroleum Exploration and Development, CNPC, 167-193] [文内引用:1]
29 赵杏媛, 王行信, 张有瑜, 辛国强, 王经科. 1995. 中国含油气盆地粘土矿物. 湖北武汉: 中国地质大学出版社, 19-24.
[Zhao X Y, Wang X X, Zhang Y Y, Xin G Q, Wang J K. 1995. The Clay Minerals In Oil and Gas Basins of China. Hubei Wuhan: China University of Geosciences Press, 19-24] [文内引用:1]
30 钟广法, 林社卿, 侯方浩. 1996. 泌阳凹陷核三下亚段砂岩成岩作用及储集性. 矿物岩石, 15(2): 40-46.
[Zhong G F, Lin S Q, Hou F H. 1996. Diagenesis and its reservoir quality for sand stones of lower He-3 Member(Paleogene)East Biyang Depression, Henan, China. Journal of Mineralogy and Petrology, 15(2): 40-46] [文内引用:2]
31 朱国华. 1988. 粘土矿物对陕甘宁盆地中生界砂岩储集层性质的影响及其意义. 石油勘探与开发, 25(4): 20-29.
[Zhu G H. 1988. Effects of clay minerals on the Triassic sand stone reservoir in Shan-Gan-Ning Basin and their significance. Petroleum Exploration and Development, 25(4): 20-29] [文内引用:1]
32 朱平, 黄思静, 李德敏, 刘援朝. 2004. 粘土矿物绿泥石对碎屑储集岩孔隙的保护. 成都理工大学学报(自然科学版), 31(2): 153-156.
[Zhu P, Huang S J, Li D M, Liu Y C. 2004. Effect and protection of chlorite on clastic reservoir rocks. Journal of Chengdu University of Technology(Science & Technology Edition), 31(2): 153-156] [文内引用:1]
33 朱如凯, 邹才能, 张鼐, 王雪松, 程荣, 刘柳红, 周川闽, 宋丽红. 2009. 致密砂岩气藏储集层成岩流体演化与致密成因机理: 以四川盆地上三叠统须家河组为例. 中国科学(D辑: 地球科学), 39(3): 327-339.
[Zhu R K, Zou C N, Zhang N, Wang X S, Cheng R, Liu L H, Zhou C M, Song L H. 2009. Diagenetic fluids evolution and genetic mechanism of tight sand stone gas reservoirs in Upper Triassic Xujiahe Formation in Sichuan Basin, China. Science in China(Series D: Earth Sciences), 39(3): 327-339] [文内引用:2]
34 Aagaard P, Jahren J S, Harstad A O, Nilsen O, Ramm M. 2000. Formation of grain-coating chlorite in sand stones. Laboratory synthesized vs. natural occurrences. Clay Minerals, 35(1): 261-269. [文内引用:3]
35 Ajdukiewicz J M, Larese R E. 2012. How clay grain coats inhibit quartz cement and preserve porosity in deeply buried sand stones: Observations and experiments. AAPG Bulletin, 96(11): 2091-2119. [文内引用:2]
36 Anjos S M, De Ros L F, Silva C M. 2003. Chlorite authigenesis and porosity preservation in the Upper Cretaceous marine sand stones of the Santos Basin, offshore eastern Brazil. In: Worden R H, Morad S(eds). Clay Mineral Cements in Sand stones. International Association of Sedimentology Special Publication 34, 291-316. [文内引用:1]
37 Ayalon A, Longstaffe F J. 1988. Oxygen isotope studies of diagenesis and pore-water evolution in the Western Canada Sedimentary Basin: Evidence from the Upper Cretaceous basal Belly River sand stone, Alberta. Journal of Sedimentary Research, 58(3): 489-505. [文内引用:1]
38 Bahlis A B, De Ros L F. 2013. Origin and impact of authigenic chlorite in the Upper Cretaceous sand stone reservoirs of the Santos Basin, eastern Brazil. Petroleum Geoscience, 19(2): 185-199. [文内引用:1]
39 Baker J C, Havord P J, Martin K R, Ghori A R. 2000. Diagenesis and petrophysics of the Early Permian Moogooloo sand stone, southern Carnarvon basin, western Australia. AAPG Bulletin, 84(2): 250-265. [文内引用:1]
40 Barnhisel R I, Bertsch P M. 1989. Chlorites and hydroxy-interlayered vermiculite and smectite. In: Dixon J B, Weed S B(eds). Minerals in Soil Environments. Soil Science Society of America, 729-788. [文内引用:1]
41 Berger A, Gier S, Krois P. 2009. Porosity-preserving chlorite cements in shallow-marine volcaniclastic sand stones: Evidence from Cretaceous sand stones of the Sawan gas field, Pakistan. AAPG Bulletin, 93(5): 595-615. [文内引用:2]
42 Billault V, Beaufort D, Baronnet A, Lacharpagne J C. 2003. A nanopetrographic and textural study of grain-coating chlorites in sand stone reservoirs. Clay Minerals, 38(3): 315-328. [文内引用:4]
43 Bjørlykke K, Aagaard P. 1992. Clay minerals in North Sea sand stones. In: Houseknecht D W, Pittman E D(eds). Origin, Diagenesis, and Petrophysics of Clay Minerals in Sand stones. SEPM Special Publication 47, 1992: 65-80. [文内引用:1]
44 Bloch S, Land er R H, Bonnell L. 2002. Anomalously high porosity and permeability in deeply buried sand stone reservoirs: Origin and predictability. AAPG Bulletin, 86(2): 301-328. [文内引用:1]
45 Boles J R, Franks S G. 1979. Clay diagenesis in Wilcox sand stones of southwest Texas: Implications of smectite diagenesis on sand stone cementation. Journal of Sedimentary Research, 49(1): 55-70. [文内引用:1]
46 Chen G J, Du G C, Zhang G C, Wang Q, Lv C F, Chen J. 2011. Chlorite cement and its effect on the reservoir quality of sand stones from the Panyu low-uplift, Pearl River Mouth Basin. Petroleum Science, 8(2): 143-150. [文内引用:1]
47 De Ros L F, Anjos S M, Morad S. 1994. Authigenesis of amphibole and its relationship to the diagenetic evolution of Lower Cretaceous sand stones of the Potiguar rift basin, northeastern Brazil. Sedimentary Geology, 88(3): 253-266. [文内引用:1]
48 Dutton S P, Land L S. 1985. Meteoric burial diagenesis of Pennsylvanian arkosic sand stones, southwestern Anadarko Basin, Texas. AAPG Bulletin, 69(1): 22-38. [文内引用:1]
49 Ehrenberg S N, Dalland A, Nadeau P H, Mearns E W, Amundsen E F. 1998. Origin of chlorite enrichment and neodymium isotopic anomalies in Haltenbanken sand stones. Marine and petroleum geology, 15(5): 403-425. [文内引用:1]
50 Ehrenberg S N. 1993. Preservation of anomalously high porosity in deeply buried sand stones by grain-coating chlorite: Examples from the Norwegian continental shelf. AAPG Bulletin, 77(7): 1260-1286. [文内引用:1]
51 Fischer C, Kurganskaya I, Sch Fer T, Lüttge A. 2014. Variability of crystal surface reactivity: What do we know?. Applied geochemistry, 43: 132-157. [文内引用:1]
52 Friis H, Molenaar N, Varming T. 2014. Chlorite meniscus cement-implications for diagenetic mineral growth after oil emplacement. Terra Nova, 26(1): 14-21. [文内引用:3]
53 Gaupp R, Matter A, Platt J, Ramseyer K, Walzebuck J. 1993. Diagenesis and fluid evolution of deeply buried Permian(Rotliegende)gas reservoirs, northwest Germany. AAPG Bulletin, 77(7): 1111-1128. [文内引用:1]
54 Gould K, Pe-Piper G, Piper D J. 2010. Relationship of diagenetic chlorite rims to depositional facies in Lower Cretaceous reservoir sand stones of the Scotian Basin. Sedimentology, 57(2): 587-610. [文内引用:3]
55 Grigsby J D. 2001. Origin and growth mechanism of authigenic chlorite in sand stones of the lower Vicksburg Formation, south Texas. Journal of Sedimentary Research, 71(1): 27-36. [文内引用:2]
56 Gunal H, Ransom M D. 2006. Clay illuviation and calcium carbonate accumulation along a precipitation gradient in Kansas. Catena, 68(1): 59-69. [文内引用:1]
57 Heald M T. 1950. Authigenesis in West Virginia sand stones. The Journal of Geology, 58: 624-633. [文内引用:1]
58 Heald M T, Anderegg R C. 1960. Differential cementation in the Tuscarora sand stone. Journal of Sedimentary Research, 30(4): 568-577. [文内引用:1]
59 Hillier S, Velde B. 1992. Chlorite interstratified with a 7Å mineral: An example from offshore Norway and possible implications for the interpretation of the composition of diagenetic chlorites. Clay Minerals, 27: 475. [文内引用:1]
60 Hillier S. 1994. Pore-lining chlorites in siliciclastic reservoir sand stones: Electron microprobe, SEM and XRD data, and implications for their origin. Clay Minerals, 29(4): 665-680. [文内引用:2]
61 Hillier S, Fallick A E, Matter A. 1996. Origin of pore-lining chlorite in the aeolian Rotliegend of northern Germany. Clay Minerals, 31(2): 153-171. [文内引用:1]
62 Houseknecht D W, Hathon L A. 1987. Relationships among thermal maturity, sand stone diagenesis, and reservoir quality in Pennsylvanian strata of the Arkoma Basin: Abstract. AAPG Bulletin, 71(5): 568-569. [文内引用:1]
63 Huggett J M, Burley S D, Longstaffe F J, Saha S, Oates M J. 2015. The nature and origin of authigenic chlorite and related cements in Oligo-Miocene reservoir sand stones, Tapti Gas Fields, Surat Depression, Offshore Western India. Journal of Petroleum Geology, 38(4): 383-409. [文内引用:1]
64 Humphreys B, Smith S A, Strong G E. 1989. Authigenic chlorite in late Triassic sand stones from the Central Graben, North Sea. Clay Minerals, 24(2): 427-444. [文内引用:1]
65 Humphreys B, Kemp S, Lott G, Bermanto, Dharmayanti D A, Samsori I. 1994. Origin of grain-coating chlorite by smectite transformation;an example from Miocene sand stones, North Sumatra back-arc basin, Indonesia. Clay Minerals, 29(4): 681-692. [文内引用:1]
66 Hurst A, Nadeau P H. 1995. Clay microporosity in reservoir sand stones: An application of quantitative electron microscopy in petrophysical evaluation. AAPG Bulletin, 79(4): 563-573. [文内引用:1]
67 Iijima A, Matsumoto R. 1982. Berthierine and chamosite in coal measures of Japan. Clays and Clay minerals, 30(4): 264-274. [文内引用:1]
68 Jahren J. 1991. Evidence of Ostwald ripening related recrystallization of diagenetic chlorites from reservoir rocks offshore Norway. Clay Minerals, 26(2): 169-178. [文内引用:1]
69 Janks J. 1992. Clay mineralogy of an interbedded sand stone, dolomite, and anhydrite: The Permian Yates Formation, Winkler County Texas. In: Houseknecht D W, Pittman E D(eds). Origin, Diagenesis, and Petrophysics of Clay Minerals in Sand stones. SEPM Special Publication 47, 145-157. [文内引用:1]
70 Longstaffe F J. 1986. Oxygen isotope studies of diagenesis in the basal Belly River sand stone, Pembina I-Pool, Alberta. Journal of Sedimentary Research, 56(1): 78-88. [文内引用:1]
71 Lynch F L. 1996. Mineral/water interaction, fluid flow, and Frio sand stone diagenesis: Evidence from the rocks. AAPG Bulletin, 80(4): 486-504. [文内引用:1]
72 Matlack K S, Houseknecht D W, Applin K R. 1989. Emplacement of clay into sand by infiltration. Journal of Sedimentary Research, 59(1): 77-87. [文内引用:1]
73 Moncure G K, Lahann R W, Siebert R M. 1984. Origin of secondary porosity and cement distribution in a sand stone/shale sequence from the Frio Formation(Oligocene). In: McDonald D A, Surdam R C(eds). Clastic Diagenesis. AAPG Memoir 37, 151-161. [文内引用:1]
74 Moraes M A. 1992. Depositional, infiltrated and authigenic clays in fluvial sand stones of the Jurassic Sergi Formation, Reconcavo Basin, northeastern Brazil. In: Houseknecht D W, Pittman E D(eds). Origin, Diagenesis, and Petrophysics of Clay Minerals in Sand stones. SEPM Special Publication 47, 197-208. [文内引用:2]
75 Needham S J, Worden R H, Mcilroy D. 2005. Experimental production of clay rims by macrobiotic sediment ingestion and excretion processes. Journal of Sedimentary Research, 75(6): 1028-1037. [文内引用:1]
76 Odin G S. 1988. Green Marine Clays: Oolitic Ironstone Facies, Verdine Facies, Glaucony Facies and Celadonite-Bearing Rock Facies-A Comparative Study. Amsterdam: Elsevier Science Ltd, 57-81. [文内引用:1]
77 Odin G S. 1990. Clay mineral formation at the continent-ocean boundary: The verdine facies. Clay Minerals, 25(4): 477-483. [文内引用:1]
78 Okwese A C, Pe-Piper G, Piper D J. 2012. Controls on regional variability in marine pore-water diagenesis below the seafloor in Upper Jurassic-Lower Cretaceous prodeltaic sand stone and shales, Scotian Basin, Eastern Canada. Marine and petroleum geology, 29(1): 175-191. [文内引用:1]
79 Peng J, Liu J K, Wang Y, Liu J F. 2009. Origin and controlling factors of chlorite coatings: An example from the reservoir of T3x Group of the Baojie area, Sichuan Basin, China. Petroleum Science, 6(4): 376-382. [文内引用:2]
80 Pe-Piper G, Weir-Murphy S. 2008. Early diagenesis of inner-shelf phosphorite and iron-silicate minerals, Lower Cretaceous of the Orpheus graben, southeastern Canada: Implications for the origin of chlorite rims. AAPG Bulletin, 92(9): 1153-1168. [文内引用:1]
81 Pittman E D, Lumsden D N. 1968. Relationship between chlorite coatings on quartz grains and porosity, Spiro Sand , Oklahoma: Notes. Journal of Sedimentary Research, 38(2): 668-670. [文内引用:1]
82 Pittman E D, Larese R E, Heald M T. 1992. Clay coats: Occurrence and relevance to preservation of porosity in sand stones. In: Houseknecht D W, Pittman E D(eds). Origin, Diagenesis, and Petrophysics of Clay Minerals in Sand stones. SEPM Special Publication 47, 241-264. [文内引用:6]
83 Ryan P C, Reynolds R C. 1996. The origin and diagenesis of grain-coating serpentine-chlorite in Tuscaloosa Formation sand stone, US Gulf Coast. American Mineralogist, 81(1): 213-225. [文内引用:1]
84 Salem A M, Ketzer J M, Morad S, Rizk R R, Al-aasm I S. 2005. Diagenesis and reservoir-quality evolution of incised-valley sand stones: Evidence from the Abu Madi gas reservoirs(Upper Miocene), The Nile Delta Basin, Egypt. Journal of Sedimentary Research, 75(4): 572-584. [文内引用:3]
85 Seemann U. 1982. Depositional facies, diagenetic clay minerals and reservoir quality of Rotliegend sediments in the Southern Permian Basin(North Sea): A review. Clay Minerals, 17(1): 55-67. [文内引用:1]
86 Spotl C, Houseknecht D W, Longstaffe F J. 1994. Authigenic chlorites in sand stones as indicators of high-temperature diagenesis, Arkoma foreland basin, USA. Journal of Sedimentary Research, 64(3): 553-556. [文内引用:1]
87 Tang Z, Parnell J, Ruffell A H. 1994. Deposition and diagenesis of the lacustrine-fluvial Cangfanggou Group(uppermost Permian to Lower Triassic), southern Junggar Basin, NW China: A contribution from sequence stratigraphy. Journal of Paleolimnology, 11(1): 67-90. [文内引用:1]
88 Taylor T R, Giles M R, Hathon L A, Diggs T N, Braunsdorf N R, Birbiglia G V, Kittridge M G, Macaulay C I, Espejo I S. 2010. Sand stone diagenesis and reservoir quality prediction: Models, myths, and reality. AAPG Bulletin, 94(8): 1093-1132. [文内引用:1]
89 Wilson M D, Pittman E D. 1977. Authigenic clays in sand stones: Recognition and influence on reservoir properties and paleoenvironmental analysis. Journal of Sedimentary Research, 47(1): 3-31. [文内引用:1]
90 Worden R, Morad S. 2003. Clay minerals in sand stones: Controls on formation, distribution and evolution. In: Worden R H, Morad S(eds). Clay Mineral Cements in Sand stones. International Association of Sedimentology Special Publication 34, 3-41. [文内引用:1]
91 Yang X F, Wang X Z, Zhang S N, Tang H, Zeng D M, Liu X. 2014. Reservoir characteristics and main controlling factors of oil sand in Houba area, northwestern Sichuan Basin, China. Arabian Journal of Geosciences, 7(6): 2119-2128. [文内引用:1]
92 Zhang X, Lin C M, Cai Y F, Qu C W, Chen Z Y. 2012. Pore-lining chlorite cements in lacustrine-deltaic sand stones from the Upper Triassic Yanchang Formation, Ordos Basin, China. Journal of Petroleum Geology, 35(3): 273-290. [文内引用:1]