次生孔隙
次生孔隙
砂岩的次生孔隙主要是其非硅酸盐组分(以碳酸盐矿物为主)溶解的产物。形成这种溶解孔隙的可溶物质可呈三种结构形式:沉积的物质、自生胶结物以及自生交代产物。岩石组分的破裂和收缩也可使砂岩产生重要的次生孔隙,不过,通常在数量上都是居于次要地位的。
基本介绍
指沉积物沉积后,在成岩过程中由于溶解作用及重组晶作用形成的孔隙,对砂岩次生孔隙的研究有很大的意义。如美国奥奇山石炭系的远源浊积岩具有效孔隙度与砂岩的平均粒度成反比,并随分选性降低而孔隙性变好。这主要是由于该砂岩中的有效孔隙主要是在成岩期产生的次生孔隙。
成因类型
次生孔隙的基本成因类型有以下五种:破裂作用、收缩作用、沉积物质的溶解作用、自生胶结物的溶解作用、自生交代物的溶解作用。
典型孔隙类型
破裂产生孔隙
由于岩石或岩石组分发生破裂作用而形成破裂面,后来充填裂隙物质的溶解可以形成重新开启的裂缝。
① 第一种裂缝是张开的裂隙。张开的岩石裂隙具有延伸长度超过单个颗粒或单个粒间空间的分离面。岩石裂隙常常沿着颗粒边缘延伸,但在固结很好的砂岩中,它们可以切穿单个砂粒,也可以切穿基质、胶结物、交代物和其它成岩组构。所以,它们是研究成岩次序的极好工具(例如,被张开裂隙切割的缝合线,其形成时间早于裂缝)。岩石裂隙的形状、方向和大小,可以提供有关成因的线索。砂岩中张开岩石裂缝的大小,可从不到1 mm长的发丝状显微裂隙,到相当长和宽的裂缝。
张开的岩石裂隙是很常见的一种孔隙结构类型。其重要性在于它能使许多砂岩层具有渗透性。张开的岩石裂隙可分成四种成因类型:原生裂缝;由于沉积物溶解而形成的重新开启的裂缝(例如裂缝在暴露地表时被充填,随后充填物又被溶解);由于胶结物溶解而形成的重新开启的裂缝;交代矿物溶解而形成的重新开启的裂缝。溶解作用可使充填的裂缝部分或全部重新开启。
② 第二种是张开的颗粒裂隙。其特征为分离面限于个别颗粒之中。切穿整个颗粒的裂隙显然是次生的,而仅仅切过颗粒一部分的裂隙可能是原生的,也可能是次生的。
张开的颗粒裂隙所起的作用变化相当大,它取决于砂岩的成岩历史,在数量上它们只占孔隙的很小部分,但是对于了解成岩和孔隙历史却有着鉴定的价值。张开的颗粒裂隙可有三种成因类型:原生裂缝;胶结物溶解后重新开启的裂隙;交代裂隙胶结物的矿物溶解后,重新开启的裂隙。
③ 第三种是张开的粒间裂隙。张开的粒间裂隙限于单个粒间空间组分中,它们产生在粒间基质、粒间胶结物和粒间交代矿物中,其成因永远是次生的。裂缝可以切过整个粒间空间,或者只切过它的一部分。
张开的粒间裂隙很少见,但可为确定成岩次序(其中包括颗粒骨架机械和化学压实作用)提供极好的证据。张开的粒间裂隙具有和上述颗粒裂隙相同成因类型。
尽管这些裂缝对增加储层的孔隙度所起的作用不大,但对改善储层的渗透率有重要意义。另外对成岩作用也有一定的影响。因为它们加大了岩石与地下流体的接触面积,使颗粒及胶结物溶解形成次生溶孔,显然这与内部的微裂隙有关。
收缩孔隙
收缩孔隙是由一些矿物在脱水和重结晶过程中形成的孔隙。它可出现在颗粒、杂基和胶结物中。因此,收缩孔隙包括了多种多样的孔隙结构。它的规模通常可以从微观到接近砂岩颗粒的大小,其形状可以是孔,也可以是缝。例如,东濮凹陷沙三段储层中见到的主要是收缩缝,它们主要形成于泥岩、砂岩中的泥岩屑及泥质粉砂岩中。这些裂缝顺层分布,延伸不远,断续出现,有时见顺层成组出现。粘土矿物总是含有大量水分,在成岩压实过程中孔隙减少,体积缩小,同时排出大量水分,从而形成成岩收缩缝。岩石中的溶孔被成组的收缩缝连通,构成沙三段良好的储集条件。
溶解产生孔隙
溶解作用产生的孔隙是一种很重要的储集空间。溶蚀孔隙是由碳酸盐、长石、硫酸盐或者其它可溶组分溶解而形成的。对溶解性比较差的硅酸盐矿物或其它矿物,例如氧化物矿物组合,早期可被易溶矿物交代,然后被溶解产生次生溶蚀孔隙。可溶组分可以是碎屑颗粒、自生矿物胶结物或者交代矿物。
识别标识
砂岩次生孔隙的识别标志是次生孔隙砂体研究中的重要课题,前人对此做了较详细的研究。
从微观上,K.P.Chepikov等引入了五种次生孔隙的识别标志,即:①溶蚀颗粒;②粒间孔和溶缝;③弯曲孔;④残余胶结物;⑤不均匀填集。
V.Schmidt和D.A.McDonald认为,次生孔隙的识别应借助于多方面的证据,因为没有裂隙的次生孔隙和原生孔隙相似。次生孔隙一般较大,在形态和分布上比原生孔隙更无规律,认识孔隙的成因是识别次生孔隙的关键。
V.Schmidt和D.A.McDonald提出了鉴定砂岩中各种类型的次生孔隙的标志。他们辨认出裂隙、收缩孔隙、沉积物质(化石和其它颗粒)的溶隙、自生胶结物的溶隙和自生交代矿物的溶隙。由可收缩基质生成的孔隙仅在局部地方显得重要。通常,砂岩中的孔隙是原生孔隙与次生孔隙的结合。岩石具有各种次生成因的孔隙加上原生孔隙。证明次生孔隙存在的一些线索有特大的孔隙、部分溶解的颗粒、溶蚀的颗粒、扩大的孔隙管道和“漂浮的颗粒”。同年,又提出了识别次生孔隙的岩石学标准,包括:① 部分溶解;② 铸模(印模);③ 不均一填集;④ 超粒孔;⑤ 伸长状孔隙;⑥ 溶蚀的颗粒;⑦ 组分内孔隙;⑧ 破裂的颗粒。
G.Shanmugam在总结前人研究成果的基础上,提出了4类20种砂岩次生孔隙的识别标准。在一些情况下,可用标准不止一个。例如,颗粒骨架溶蚀颗粒、残余颗粒、残余粘土边缘和超粒孔等。
参考资料
最新修订时间:2024-02-21 20:22
目录
概述
基本介绍
成因类型
典型孔隙类型
参考资料