热液白云岩化和硫酸盐热化学还原作用对深埋碳酸盐岩次生孔隙发育的影响：以德国西北部下萨克森盆地为例

• 作者: Bianca C.Biehl 丁兰英 张生
• 来源期刊: 石油地质科技动态
• 学科: 地球科学
• 关键词: 碳酸盐岩储层 孔隙发育 热液流体 白云岩化 还原作用 西北部 热化学 硫酸盐
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 页码范围: 46-72
• 页数: 27页
• 分类号: P618.130.2

摘要

近年来有关深埋藏溶解作用在碳酸盐岩孔隙发育方面所起的作用存在一定的争议。我们对德国西北部下萨克森（Lower Saxony）盆地上二叠统Zechstein 2碳酸盐岩储层开展了实例研究。这些储层局部含有大量的二氧化碳（CO2）和数量不等的硫化氢（H2S），这两种物质来自硫酸盐热化学还原作用（TSR）和无机来源。为了认识其对孔隙发育的贡献，我们把岩相学资料、稳定同位素以及裂缝胶结物中稀土元素和钇（KEY）分析结果与流体包裹体的拉曼光谱和δ^13C分析结果结合在一起，开展了综合研究。结果表明，沿着延伸至深部的断裂带运移的流体生成了孔隙并使之重新分布。岩脉胶结物流体包裹体分析结果显示，热液流体把无机成因的CO2输送进入了储层，并在储层中与少量的TSR成因的有机CO2混合在了一起。这些无机CO2可能来源于深埋的泥盆系碳酸盐岩的热分解。REY配分模式（distribution patterns）也说明，热液成因的富含铁和CO2的流体向上运移，导致了方解石（calcite）的白云石化，并使裂缝周边岩石的孔隙度增加了10％～16％。孔隙度增加是热液白云岩化和溶蚀作用的结果，而后者是使黄铁矿沉淀的Fe^2＋离子与H2S反应生成的酸所致。相反，热液白云石胶结物使白云岩层段的早期成岩孔隙度降低了约17％。然而，以灰岩为主的主岩（hostrock）中碳酸盐溶解导致裂缝壁周围岩石的孔隙度和渗透率出现了净增加，这一点在储层性质和流体运移路径的模拟中必须加以考虑。