岩浆热液在碎屑岩次生孔隙形成中的作用

Research on the mechanism of secondary porosity is of significance for tight clastic reservoirs. In this study, samples will be taken from high-porosity clastic rocks at depths of over 3300m in the Pinghu and Huagang Formations, which are located in Xihu sag within the shelf basin of the East China Sea. A multidisciplinary approach will be conducted, which will include the petrographic thin-section analysis,scanning electron microscopy (SEM), electron microprobe analysis EPMA, cathodoluminescense microscopy (CL), fluid inclusion analysis, and stable isotope analysis. The previous results indicate that hydrothermal fluids not only improve secondary porosity and reservoir quality, but also control the heterogeneity of the reservoir in the research area, although the dissolution mechanism still remains unclear. This study plans to identify the difference in dissolution intensity for different types of clastic rocks, and clarify the correlation between hydrothermal fluid-rock reactions and secondary porosity generation. This study will offer predictability for areas affected by high-temperature dissolution processes, which can be used to further explore high-quality reservoirs within the East China Sea shelf basin.

次生孔隙的形成机理是碎屑岩致密储层的重要研究内容。以铸体薄片和扫描电镜鉴定为基础，结合电子探针、阴极发光、包裹体测温和同位素分析等手段，对东海西湖凹陷平湖组-花港组大于3300米的深层碎屑岩高孔带进行研究,确定岩浆热液流体对该区碎屑岩的溶蚀改造作用,对深层碎屑岩次生孔隙的形成和储集条件的改善有很大贡献，储层质量和分布规律明显受热液控制,但对其溶蚀机理的研究尚不深入。通过对岩浆活动控制的热液流体对各种碎屑组分的溶蚀机理分析，明确其溶蚀强度差异性，以及受岩浆热液控制的水-岩反应产物与次生孔隙的形成和演化规律，建立热液溶蚀孔隙发育带的识别标志，为岩浆热液溶蚀改造型碎屑岩储层预测提供研究新思路和新方法。

伴随第三纪大规模的三期火山活动，沿断裂构造分布的中-酸性岩浆侵入岩体对碎屑围岩具有强烈的改造作用。基于岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜及能谱分析、流体包裹体均一温度测试、镜质体反射率测定及X-衍射等实验手段，对东海西湖凹陷热液活动的存在证据以及对储层的影响作用进行了研究。研究结果表明：（1）研究区始新统平湖组和渐新统花港组碎屑岩储层存在岩浆热液流体改造作用，其证据主要包括：碎屑颗粒脆性破碎和蚀变、特殊热液矿物的沉淀、包裹体温度异常、自生石英的生成、粘土矿物转化异常及镜质体反射率异常等。（2）西湖凹陷岩浆携带的深部酸性热流体对储层的改造机理表现在两个方面：其一，深部携带大量CO2、SO2气体的热液流体和岩浆喷发的熔融体顺断裂带进入碎屑岩围岩地层，对砂岩储层进行溶蚀改造，形成大量次生孔隙；其二，岩浆体使围岩温度升高造成烃源岩热演化程度加快，产生大量的有机酸及CO2，促使储层中的铝硅酸盐矿物发生溶蚀。.基于上述对西湖凹陷受热液影响的储层次生孔隙发育机理，开展了实验室高温高压条件下的单矿物（钾长石、方解石）、东海西湖凹陷和鄂尔多斯盆地中生界的岩屑长石砂岩样品与CO2流体相互作用研究，通过对反应前后不同温度、压力下的溶液离子类型及浓度测定，反应前后矿物全岩-X衍射分析、反应前后扫描电镜定向观察及能谱分析，孔隙类型及孔隙结构分析，得出下面结论:(1）CO2的溶解度和溶于水后电离出H+的程度受温度压力和矿物成分的影响；（2）方解石在实验初期发生大量溶蚀，且溶蚀需要比钾长石更低的pH值；（3）长石溶蚀生成云母、长石溶蚀形成高岭石，发生溶蚀反应后都有石英的大量生成，而只有钠长石有少量Al3+的生成；（4）在深埋环境中，静水压力的托浮作用，动水压力的潜蚀作用，酸性溶液的溶蚀作用，使不稳定颗粒被冲刷溶蚀，增大储存空间。