碎屑岩储层评价.

第四章交代作用一、概念一种矿物替代另一种矿物的现象，它可发生于成岩阶段的各个时期乃至表生期。交代矿物可以交代颗粒的边缘、使其呈锯齿状、鸡冠状，也交代全部颗粒但仍然保持原颗粒的假像，或原结构面目全非。二、交代过程（非常缓慢的溶蚀与沉淀/胶结的过程）是从颗粒表面的一层溶液膜中进行的，交代溶液不断地在被交代颗粒表面沉淀，而被交代颗粒的成分不断通过溶液膜被代出。影响交代作用的因素很多，如T、P、Ph、Eh、浓度、成分等，只要体系内的物理化学条件适合于交代，则这一过程将不断进行，直至最后。一旦体系平衡条件改变，交代过程将会减慢或停滞，或向相反的方向交代。所以有时在一个标本上可以同时见到石英交代方解石和方解石交代石英的现象。交代作用是非常复杂的过程。因为它要求孔隙水的化学条件既要满足一种矿物的溶解也要满足另一种矿物的沉淀。第四章交代作用三、砂岩中常出现的交代现象（一）SiO2和方解石的相互交代SiO2和方解石之间的相互交代主要受体系的Ph、T和P控制，尤其是前两者，其平衡条件是Ph=9.8,T=25℃。1、单就Ph而言：（1）、当Ph8时，方解石将溶蚀，出现石英交代方解石。（2）、当Ph9.8时，出现方解石交代石英。（3）、当Ph=8~9.8,石英方解石均可沉淀。2、单就T而言：随着T升高，碳酸盐发生沉淀，石英溶解度增高，出现碳酸盐交代石英，所以地下深部，方解石交代石英的情况较多。3、P对两者的溶解度影响较小第四章交代作用在砂岩的实际埋藏成岩过程中，T,P,Ph都在发生变化，发生哪种交代很难确定。一般情况下：在浅埋藏条件下：T.P低，孔隙水偏酸性，方解石溶解，SiO2沉淀，即石英交代方解石；深埋藏条件下：方解石交代石英。第四章交代作用地下深处碳酸盐交代石英的现象（塔里木盆地泥盆系东河砂岩，埋深4000多米）（二）方解石交代长石方解石对长石的交代主要表现为对钾长石的交代，很少见对斜长石交代。交代常沿长石的解理进行。第四章交代作用碳酸盐矿物交代长石铁方解石铁白云石（三）方解石交代粘土矿物在一些粘土杂基含量较高的砂岩中，常常可见到方解石交代杂基的现象，在镜下出现“灰泥”杂基胶结的假象。当交代不完全时，方解石晶体内出现粘土残留包体，当交代完全时出现方解石的简单胶结现象。第四章交代作用（四）粘土对长石的交代长石与石英相比较不稳定，在长石系列中斜长石比钾长石稳定性差。酸性介质条件高岭石化（钾长石、部分斜长石）碱性介质条件绢云母化（斜长石）以上两种是粘土对长石常见的交代现象。粘土矿物交代长石斜长石绢云母化长石绢云母化长石高岭石化第四章交代作用粘土矿物间的交代作用（相互转化作用）埋深、K+伊利石蒙脱石高岭石浅Fe2+、Mg2+绿泥石地开石珍珠陶土深碱性孔隙水酸性孔隙水酸性条件下逆转化（五）各种粘土矿物之间的相互交代（六）方解石、白云石和菱铁矿的相互交代方解石（包括Fe方解石）、白云石（包括Fe白云石）和菱铁矿属于三方晶系，为类质同像体，一般化学式为R’’（CO3），R’’可以是Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等，因而在不同的埋深，R’’离子浓度发生改变时便可以发生相互置换转化--即相互交代。第四章交代作用碳酸盐矿物的相互交代铁白云石交代方解石铁白云石交代白云石铁白云石交代菱铁矿铁白云石－天蓝色含铁白云石－淡天蓝色方解石－红色（七）粘土交代石英（常见于杂基含量较高的砂岩）在杂砂岩中，常见到伊利石交代石英和长石的现象，当颗粒接触处存在粘土膜时，在富含CO2的孔隙水作用下，可游离出K2CO3，这种K2CO3能溶解粘土膜处的石英和长石，溶解的SiO2又在较酸性的孔隙水环境中再沉淀下来，形成次生加大。第四章交代作用粘土矿物对石英的交代常见于杂基含量较高的砂岩主要是伊利石水云母交代石英（八）粘土交代方解石四、交代作用的标志（交代作用的识别）1、被交代矿物颗粒边缘的锯齿化，交代矿物与被交代矿物之间的界线模糊第四章交代作用浊沸石交代斜长石浊沸石具有长石的假象2、矿物假象：交代矿物具有被交代矿物的假象；石英被方解石交代形成的幻影构造3、幻影构造：岩石受到强烈交代时，原始颗粒只留下模糊的轮廓—幻影。交叉切割现象方解石交代斜长石，残留的矿物包体4、交叉切割：矿物颗粒被自形晶体或镶嵌结构晶体切割或溶蚀。5、残留矿物包体。五、交代作用对储层性质的影响根据交代作用发生前后矿物体积的变化不同可以将交代作用分为以下三种类型：1、等体积交代作用2、增体积交代作用3、减体积交代作用长石交代石英：钙长石钠长石化,同时形成高岭石4SiO2+H2O+2H++2Na++2CaAl2Si2O8=石英钙长石2NaAl2Si3O8+Al2Si2O5(OH)4+2Ca2+钠长石高岭石VSiO2=（28+2*16）/2.65g/cm3=22.64cm3/mol--------4*22.64cm3/molV钙长石=258/2.76=93.48cm3/mol-----2*93.48cm3/molV钠长石=242/2.61cm3/mol—2*242/2.61V高岭石=99.5cm3/mol—2*242/2.61V=[(2*242/2.61+2*242/2.61)-(4*22.64+2*93.48)]/(4*22.64+2*93.48)=2.67%4SiO2+2Na++2CaAl2Si2O8=石英钙长石2NaAl2Si3O8+CaAl2Si4O12.4H2O+Ca2+钠长石沸石V=（399.04-322.80)/322.80=23.62%上述过程说明：斜长石钠长石化过程中，在富H+的酸性条件下形成高岭石；在贫H+富Na+的碱性条件下将形成浊沸石。这两种交代作用减少储层孔隙度长石交代石英：钙长石钠长石化,同时形成浊沸石石英交代钾微斜长石/正长石同时生成高岭石—长石高岭土化2KAlSi3O8+2H++H2O=Al2Si2O5(OH)4+4SiO2+2K+钾微斜长石/正长石高岭石石英V=（190.06-218.2)/218.2=-12.9%发生条件：埋藏浅、温度低、酸性水介质这种交代有助于增大孔隙度石英交代长石石英交代钾微长石生成伊利石－钾微斜长石溶解3KAlSi3O8+2H+=KAl3Si3(OH)10+6SiO2+2K+钾微长石伊利石石英V=（276.54-327.3)/327.3=-15.51%发生条件：埋藏较浅、温度低、偏碱性水介质石英交代长石石英交代钾微斜长石－钾微斜长石溶解KAlSi3O8+4H+=3SiO2+Al3++K++2H2O钾微长石石英V=（67.92-109.1)/109.1=-37.75%石英交代钠长石－钠长石溶解NaAlSi3O8+4H+=3SiO2+Al3++K++2H2O钠长石石英V=（67.92-92.72)/92.72=-36.51%发生条件：埋藏深、温度高、酸性(H+)水介质石英交代长石：方解石和石英相互交代方解石交代石英SiO2+2H2O+Ca2++HCO3-=CaCO3+H4SiO4+H+V=(36.83-22.64)/22.64=62.67%石英交代方解石CaCO3+H4SiO4+H+=SiO2+2H2O+Ca2++HCO3-V=(22.64-36.83)/36.83=-38.53%