① 钻井第一个岩石出了一点水又钻到岩石会出水吗
钻井出一点水肯定再钻也会出水的,因为联通的。
② 地下岩石一百米深水能喝吗
取样去质检部门化验检测,看是否达到饮用水标准,安全最重要。
③ 深水钻井的介绍
深水钻井,一般是指海上作业水深超过900米,工业上常用深水和极端水深来区别。极端水深指大于1500米 的水深。当现有的石油储量开采比例不断增加,勘探新的石油资源就迫在眉睫。海洋深处是石油开发的宝域,近年来,世界许多国家都开始进行深水钻井方面的研究。 目前,世界上深水钻井最活跃的地区是:墨西哥湾、西非和巴西。到目前为止,在水深达到 1800米处进行石油开采已经是可以实现的。
④ 盘锦平衡车代理,加盟,批发有么
钻井的批发市场,现在搬到辽西小食品城,兴隆台地区几乎都是在那批的
⑤ 世界深水油气勘查
一、内容概述
全球海洋石油蕴藏量超过1000×108 t,其中已探明储量约为380×108t,占全球石油资源总量的34%,目前已有100多个国家在进行海上石油勘探与开发,其中对深海进行勘探的有50多个国家。在深水领域,随着钻探技术的进步,钻井深度不断加深,深水的定义也在不断扩大。1998年以前,只要离开大陆架即水深大于200m就被认为是深水,1998年以后水深定义扩大到300m,而现在普遍认为水深大于500m才为深水。始于20世纪40年代的海上石油工业,用了近30年的时间实现了在100m水深的海域生产油气,又用了20多年实现了近2000m水深的海域的油气生产,最近10年油气生产已接近3000m水深的海域。深水油气勘探开发,已成为当今世界油气增储生产及油气资源战略接替的重要新领域和油气勘探开发的发展趋势与新亮点(何家雄等,2006;林闻等,2009)。近年来,深水油气勘探取得了重要进展,在西非(图1)、澳大利亚西北大陆架集中发现了一批油田。深水油气在盆地分析、烃源层、油气圈闭等方面取得了一定的进展。
图1 2000~2007年西非近海油气大发现
(据Database,2012)
Worrall et al.(2001)把全球深水盆地划分为四类:①由大型河流供应沉积物的具塑性层(盐、泥)的盆地;②由小型河流供应的具塑性层盆地;③由小型河流供应的无塑性盆地;④发育非深水储层的盆地。目前,世界75%的深水储量发现分布在前两类盆地中。与其他含油气盆地相比,深水盆地具有一些显著特征:它们的油气是近期生成和运移的(5~10Ma以来),并且所有的油气系统构成要素,包括构造、地层结构、运移路径和盖层的封闭能力等,都在不断地变化中(Paul Weimer et al.,2011;姚根顺等,2012)。
深水储层体系中的产层包括不同的结构单元,每个盆地不同结构单元的产量所占比例变化很大,油气产能主要来自席状砂、水道沉积和薄层状天然堤。例如墨西哥北部深水区,60%的产能来自席状砂,25% 来自水道沉积,15% 来自天然堤中的薄层沉积(Lawerene,2000)。
烃源岩定义为能够生成和排除足够油气,并形成气藏和油藏的任何岩石。深水潜力烃源岩既可以是陆相的也可以是深海相的。裂谷期湖相烃源岩已证实为良好烃源岩,如巴西坎普斯盆地和西非的安哥拉裂谷盆地都是由湖相烃源岩生油的深水盆地(姚根顺等,2012)。有机质丰富的烃源岩提供了该区深水油气系统最好的油气来源,而且可以垂向运移到比湖相储层具有更好孔隙度和渗透率的上覆储层中。海相烃源岩可以在张裂后任何时期形成,在同一盆地有不同的时代变化。另一种可能的超深水烃源岩是再搬运的有机质,来源于赤道地区的三角洲平原。在新生代低位域,分散有机质被搬运到深水区(Guritno et al.,2003)。在深水陆坡盆地,这类烃源岩比原来想象的要普遍,能够形成相当数量的油气,如文莱西北和文莱东部的Kutei盆地。如果埋深足够大,深水盆地往往可以有多套烃源层或生油层,例如加蓬和安哥拉之间的西非大陆边缘深水区至少有3套生油层(Tari,2006)。
深水油气圈闭类型以大型构造为主,最典型的构造特征是发育在深水区或超深水区由盐塑性运动或滑脱运动形成的各类圈闭,如龟背斜、滚动构造、盐岩构造以及由三角洲砂体或浊积砂体形成的岩性和复合圈闭等。近年来的研究强调各种深水页岩封堵能力的差异,并将这些差异同盖层岩石与体系域的沉积位置联系起来。Almon et al.(2002)分析了美国Wyoning南部上白垩统lewis组中页岩的封堵能力,它们根据岩石学和汞柱毛细管压力确定了6种主要微相。Soyinka和Slatt(2004)用激光粒度分析了页岩中粒度频率分布曲线的细微变化,并将其与深水沉积过程联系起来。所有的研究表明封堵能力随黏土含量的增加而升高,不同体系域中的页岩具有不同的封堵能力。在海侵体系域顶部的页岩由于它们的沉积速率低,不含粉砂,通常具有好-极好的封堵能力。在高位体系域和低位体系域的陆坡扇和进积复合体部分的页岩,都富含粉砂,所以封堵能力差。Tari et al.(2003)总结了各种与产油圈闭有关的盐构造,主要包括3种:与盐底劈相邻或相关的圈闭;不与盐相邻但与盐层流动有关的圈闭;位于岩层下方的圈闭。
二、应用范围及应用实例
巴西大坎普斯盆地深水区已经成为全球近年来大发现的一个热点和亮点。2000~2007年发现了10个大型油气田。目前,探明油气储量达6.25×108t。大坎普斯盆地包括坎普斯盆地、桑托斯盆地和埃斯皮里图桑托盆地3个盆地,由于盆地相邻,且地质特征相似,统称为大坎普斯盆地。大坎普斯盆地属于典型的大西洋型被动大陆边缘盆地,沉积了非海相、海陆过渡相和海相3套巨厚层序。大坎普斯盆地烃源岩为下白垩统纽康姆阶拉格菲组湖相黑色页岩;储层为上白垩统、中始新统、上渐新统的厚层海相浊积砂岩,盐下储层及古近系圈闭是重要的勘探目标;盖层为泥岩夹层和蒸发盐岩。其圈闭类型以盐构造圈闭和岩性地层圈闭为主。大坎普斯盆地生储盖层匹配完美,其主力烃源岩为下白垩统黑色湖相页岩,有机碳含量高达5%~6%,厚达数百米,分布范围广,是罕见的优质生油岩。主力产层的岩性为浊积砂岩,并被致密盐岩层分隔为盐上和盐下2套储集体系。大坎普斯盆地位于水深3000m的圣保罗地台之上,且整体处在断裂转换带上,断层发育且未切穿上覆盖层,同时该区发育4个大的不整合面,与转换断裂一起为油气提供了良好的输导条件,下部烃源岩中的油气通过断层和不整合面经垂向和侧向运移聚集在油气圈闭中(图2)。
该矿床主要特点为:①在被动大陆边缘,具备油气生成和保存的物质条件,且盆地深部容易形成大量的裂隙和破裂,以便增加储层的孔隙度和渗透率,利于油气排出和运聚;②含油气系统的油气成藏事件匹配良好,特别是良好的烃源岩、断裂构造和不整合面为油气生成、运移与聚集提供了途径与动力条件;③蒸发相膏盐岩可塑性强,可有效化解后期断裂的破坏作用,同时为油气成藏充当绝佳盖层。
图2 巴西大坎普盆地油气藏及油气疏导体系模式图
(据Mello,1997)
三、资料来源
何家雄,夏斌,施小斌等.2006.世界深水油气勘探进展与南海深水油气勘探前景.天然气地球科学,17(6):747~752
林闻,周金应等.2009.世界深水油气勘探新进展与南海北部深水油气勘探.石油物探,48(6):602~620
王宇,苏劲,王凯等.2012.全球深层油气分布特征及聚集规律.天然气地球科学,23(3):526~534
姚根顺,吕福亮等.2012.深水油气地质导论.北京:地质出版社,1~608
Cardador M H,CuevasA L,Watanabe H et al.2003.ExPerimental evaluation of hydrocarbon detection with the long⁃offset time⁃domaineleetr magnetie method in the eretaeeous carbonates of the Tam Pie⁃Misantla basin,Mexico.Journal of Applied Geophysics,52(2~3):103~122
Guritno E,Salvadori L,Syaaiful M et al.Deep water Kutei basin:A new petroleum province.Proceedings of the Indonesian petroleum association,29th annual convention,October 22
Mello M R,Katz B J.1997.Petroleum Systems of South Atlantic Margins.AAPG Memoir 73
Tari G,Molnar J,Ashton P.2003.Examples of salt tectonics from West Africa:a comparative approach Arthur,D S Macgregor and N R Cameron,eds.,petroleum geology of Africa:New themes and developing technologies.Geological Society,London,Special Publication 207,85~104
Worral D M,Bourque M W et al.2001.Exploration in deep water basins,Petroleum system of deep basins:Global and Gulf of Mexio experience.Gulf coast section⁃SEPM foundation Bob F.Perkins Twenty⁃first Annual research conference,21st Annual Gulf coast section⁃SEPM research conference,71~86
⑥ 常见陆源碎屑岩岩石类型
碎屑岩按碎屑颗粒的大小,可分为砾岩(角砾岩)、砂岩、粉砂岩、泥质岩。
1.砾岩(角砾岩)
砾岩和角砾岩合称为粗碎屑岩。砾岩是指圆状、次圆状的砾石(粒径>2mm的碎屑)含量超过50%的岩石(图9-5a);角砾岩是指棱角状和次棱角状的砾石含量超过50%的岩石(图9-5b)。砾岩和角砾岩可按砾石的大小、成分及成因等进一步划分。
图9-5 砾岩和角砾岩
按砾石大小,可将粗碎屑岩细分为:巨砾岩或角砾岩(砾石直径>256mm)、粗砾岩或角砾岩(砾石直径为64~256mm)、中砾岩或角砾岩(砾石直径为4~64mm)和细砾岩或角砾岩(砾石直径为2~4mm)。
按砾石成分,可将粗碎屑岩细分为:单成分砾岩或角砾岩(75%以上的砾石都为相同的成分,如石英岩砾岩)和复成分砾岩或角砾岩(任何一种成分的砾石的含量都达不到75%)。
按成因,可将粗碎屑岩划分为滑坡角砾岩、洪积砾岩、河成砾岩、湖成砾岩、滨海砾岩、浊积(海底扇)砾岩、冰碛砾岩以及溶洞角砾岩等。
按赋存层位,可将粗碎屑岩划分为底砾岩(位于层序底部,与下伏岩层呈不整合或假整合接触,砾石分选性好、圆度好、成熟度高,代表长期侵蚀间断的产物)和层间砾岩(位于连续沉积的地层内部,其上下无沉积间断,岩性可以相同,通常是当地岩石边冲刷、边沉积形成)。
常见的粗碎屑岩有以下类型:
石英岩砾岩砾石以石英岩、燧石岩、脉石英等为主,中—细砾级,分选、磨圆较好,颗粒支撑。常见胶结物为石英、方解石、赤铁矿等。
火山岩砾岩砾石主要为火山岩或火山凝灰岩,单成分或复成分,多中砾级,中等分选磨圆,砾石之间常分布砂级沉积基质(砂基)或泥砂混基,砂基成分与砾石成分相近,但有较多石英、长石单晶。胶结物通常为泥质、钙质或铁质。
石灰岩角砾岩或砾岩砾石以石灰岩为主或全部为石灰岩,粒度变化较大,可以为粗砾、中砾或细砾,多次角—次圆状,分选好到差,含较多泥基或泥砂混基,有时也可被方解石胶结。
复成分砾岩砾石成分复杂,常见岩浆岩、沉积岩和变质岩砾石混生,稳定和不稳定砾石比例不定,但不稳定砾石常常较多,圆度中等,分选中等到差。多泥基或混基,混基成分也很复杂。化学胶结物较少,有时有石英胶结物。
如果没有强烈交代,砾石内部的矿物成分和结构(有时还有构造)与提供它的母岩没有本质差异。古砾石层往往是重要的储水层。砾岩的胶结物中常含有金、铂、金刚石等贵重矿产。研究砾岩还可以了解砾岩生成时的地质背景,巨厚的砾岩几乎都形成于大规模的造山运动之后,砾岩的成分、结构、砾石的排列方位以及砾岩体的形态可反映母岩的成分、剥蚀和沉积速度、搬运距离、水流方向等。
2.砂岩
砂岩又称中碎屑岩,是指含50%以上砂级陆源碎屑的沉积岩类。在大陆的沉积地层中,砂岩大约占25%,是最重要、也是研究得最多的沉积岩类之一。砂岩的沉积环境比粗碎屑岩广阔得多,主要沉积在河流、沙漠、湖泊等大陆环境、河海过渡三角洲环境、浅海至深海环境,并与粗碎屑岩、粉砂岩、泥质岩、碳酸盐岩等共同构成各种各样的垂向序列。
砂岩具有重要的经济意义,它和碳酸盐岩是两类最重要的油气储集岩类,砂岩也是地下淡水的巨大存贮库,纯净的石英砂或石英砂岩还是廉价的玻璃工业原料。
(1)砂岩的一般特征
砂岩多以较稳定的层状产出,砂体外形可呈席状、丘垄状、水道充填状和扇状等。砂岩的沉积构造极为丰富,特别是各种层理、波痕构造非常发育。除了与石灰岩共生或过渡的砂岩中可含一些方解石质自生颗粒(主要是生物碎屑、内碎屑和鲕粒)以外,砂岩中的沉积组分主要是砂级陆源碎屑和沉积基质。砂级陆源碎屑(砂粒)以单晶碎屑最常见,有些砂岩也可含相当多的岩屑。单晶碎屑主要是石英和长石,另有少量云母和重矿物。岩屑主要有燧石岩、酸性喷出岩、细粒片岩、片麻岩等,有时也可出现中性,甚至基性火山岩或火山凝灰岩、泥质岩的岩屑。砂岩中的基质以粘土为主,也包括细粉砂级碎屑,称为泥基或杂基,某些与碳酸盐岩共生的砂岩也可以有碳酸盐质的泥晶基质。
砂岩的成岩以胶结为主,常见胶结物有石英、方解石、赤铁矿、海绿石、石膏等。特殊胶结物有菱铁矿、绿泥石、重晶石、沸石等。由沉积基质起胶结作用的砂岩也较常见。
(2)砂岩的分类命名
根据研究目的、研究程度的不同,可使用不同的砂岩分类命名方案。
图9-6 砂岩成分分类
按主要砂粒的粒径,可将砂岩分为:极粗砂岩(主要砂粒的粒径为2.0~1.0mm);粗砂岩(主要砂粒的粒径为1.0~0.5mm);中砂岩(主要砂粒的粒径为0.5~0.25mm);细砂岩(主要砂粒的粒径为0.25~0.1mm);极细砂岩(主要砂粒的粒径为0.1~0.05mm)。
按杂基的含量,可将砂岩分为:净砂岩(杂基含量较少或无杂基)和杂砂岩(杂基含量超过15%)两类。杂砂岩也叫硬砂岩、瓦克岩。
按砂粒成分,选择单晶石英、单晶长石和全部岩屑作为端元组分,用三角形图分类方法,可将砂岩分为:石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、长石石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩7种类型(图9-6)。
(3)砂岩的主要岩石类型
石英砂岩碎屑物质中90%以上为单晶石英,有少数燧石和硅质岩屑等。重矿物很少。胶结物常为硅质,次生加大胶结现象普遍。胶结类型以孔隙式为主(图9-7a),有时呈镶嵌式胶结(图9-7b)。石英砂岩中丰富的石英,一般是在构造稳定、地形起伏不大、温暖潮湿气候条件下,由富含石英的母岩(花岗岩、花岗片麻岩、变质石英岩等),遭受强烈的化学风化,并经过长距离搬运在滨海或浅海地区沉积而成。
图9-7 砂岩
长石砂岩是主要由碎屑石英和长石组成的砂岩,长石碎屑含量超过25%。长石砂岩中的长石多为正长石、微斜长石和酸性斜长石(图9-7c、d)。颜色常为红色或黄色。其形成很大程度上取决于母岩成分,首先要有富含长石的母岩,如花岗岩、花岗片麻岩。另外还需要有利的古构造、古地理和古气候条件。在构造运动强烈的地区,地形起伏也大,花岗岩基底隆起遭受强烈侵蚀,侵蚀产物迅速堆积,而形成厚层的长石砂岩。
岩屑砂岩是主要由碎屑石英和岩屑组成的砂岩,岩屑含量超过25%。岩屑砂岩中岩屑成分多种多样,随母岩而异,常见硅质岩屑(图9-7e)。岩屑砂岩颜色较深,为灰、灰绿、灰黑色,浅色者少见。岩屑砂岩多形成于强烈构造隆起区附近的构陷带或拗陷盆地中,由母岩迅速剥蚀、快速堆积而成。岩屑砂岩可以是陆相的,也可以是海相的。
杂砂岩是分选不好、泥砂混杂的砂岩。一般含石英较少,且多呈棱角状。含有不同比例的长石和岩屑,常含少量云母。长石主要是斜长石,岩屑多种。富含杂基是杂砂岩的基本特征(图9-7f),杂基成分以绿泥石、水云母常见。杂砂岩的形成条件与长石砂岩或岩屑砂岩类似,即快速侵蚀、搬运和沉积形成的,但杂砂岩可在不同的气候条件下形成。典型的杂砂岩常堆积在急速沉降的浊积岩或复理式建造中。
3.粉砂岩
主要是由粉砂碎屑(粒径0.0625~0.0039mm)组成的沉积岩。粉砂岩的碎屑组分比较简单,以石英为主,有时含较多的白云母。填隙物有钙质、铁质及粘土质等。粉砂岩中常具有薄的水平层理,沉积物含水时易受液化产生变形层理及其他滑动构造。
按粉砂粒径,可将粉砂岩分为:粗粉砂岩(粒径为0.0625~0.0312mm)和细粉砂岩(粒径为0.0312~0.0039mm)。
按混入物成分,可将粉砂岩分为:泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等。
按碎屑成分,可将粉砂岩分为:白云母粉砂岩、石英粉砂岩、长石粉砂岩等。较常见的是石英粉砂岩(图9-8)。
图9-8 粉砂岩
粉砂岩的颜色多种多样,随混入物的成分不同而变。粉砂岩是在经过了长距离搬运、水动力条件比较安静、沉积速度缓慢的环境下形成的。在横向上和纵向上可渐变成砂岩或粘土岩,并构成韵律性层理。从沉积环境看,粉砂岩多分布于河漫滩、三角洲、潟湖、沼泽和海湖的较深水部位。
我国是世界上黄土最发育地区,厚度之大居世界之首。黄土呈浅黄色或棕黄色,是具有一系列特殊性质的半固结粉砂岩。其特点是质地均匀,以手搓之易成粉末,并含有多量的奇形怪状的钙质结核。黄土中的矿物成分以石英为主,也含有长石、碳酸盐和粘土矿物。混入物以钙质为主。
4.泥质岩
泥级质点(粒径<0.0039mm)含量超过50%的沉积岩称泥质岩,疏松未固结的泥质岩称为粘土,固结成岩者称为泥岩和页岩。泥质岩与粉砂岩(即细碎屑岩)总量约占沉积岩总量的60%~70%,是分布最广的沉积岩。粘土(泥岩、页岩)具有独特的物理性质,如可塑性、耐火性、烧结性、膨胀性、吸附性等,在工农业方面有着广泛的用途。
(1)泥质岩的一般特征
大多数泥质岩是母岩风化产物中的细碎屑物质呈悬浮状态被搬运到沉积场所,以机械方式沉积而成的。粘土矿物是泥质岩中最主要的矿物成分。粘土矿物很细小,它们的结晶大小一般不超过1~2μm。粘土矿物种类繁多,在粘土岩中分布最广的是高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、凹凸棒石等。
泥质岩的化学成分主要是SiO2、Al2O3及铁的氧化物等。泥质岩的颜色取决于粘土矿物的成分、杂质矿物的成分、有机质及所含色素的颜色。单一成分的高岭石粘土(泥岩、页岩)、水云母粘土(泥岩、页岩)等,常呈白色、浅灰色,浅黄色等;某些粘土(泥岩、页岩)中含细分散状的铁的氧化物和氢氧化物,则呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等;含锰的氧化物时则呈褐色或黑色;含分散状有机质和硫化铁时呈灰色或黑色;若粘土(泥岩、页岩)中含有较多的海绿石、绿泥石、孔雀石、蓝铜矿时,则呈绿色或蓝色。大多数泥质岩都呈比较稳定的层状,常与砂岩、粉砂岩共生或互层。
(2)泥质岩的分类命名
按固结作用强度将泥质岩分为未固结的粘土、已固结的泥岩和页岩。泥岩无页理,页岩具有页理(图9-9a)。按矿物成分及其性质,将泥质岩(粘土)分为高岭石粘土、蒙脱石粘土、海泡石粘土、凹凸棒石粘土等。
(3)泥质岩的结构
按粘土、粉砂和砂的相对含量,划分为泥质结构、粉砂泥质结构和砂泥质结构。
按粘土矿物集合体的形状,划分为蠕虫状结构和鲕状及豆状结构等:蠕虫状结构主要见于高岭石泥岩中,岩石中含有高岭石重结晶形成的粗大蠕虫状晶体(图9-9b),直径达2~3mm,长可达20mm。鲕状及豆状结构是在沉积过程中粘土质点围绕某个核心凝聚而成的结构,粒径不足2mm者称鲕粒,超过2mm者叫豆粒。
图9-9 泥质岩
(4)泥质岩的主要岩石类型
钙质泥岩和页岩岩石中含有碳酸钙,分布很广。
铁质泥岩和页岩岩石中含有铁质矿物,构成所谓“红层”,是由于沉积物在陆相干旱、半干旱气候条件的氧化环境下,被三价铁渲染所致。
硅质泥岩和页岩SiO2可达85%以上。由于在硅质泥岩和页岩中常保存有硅藻、海绵和放射虫化石,一般认为硅质的来源与生物有关,也可能和海底喷发的火山灰有关。
炭质页岩含大量植物化石和炭化有机质,黑色、能染手。灰分超过30%。是湖泊、沼泽环境下的产物。常在煤系地层中,构成煤层的顶板与底板。
黑色页岩岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈黑色。外貌与炭质页岩相似,其区别在于不染手。形成于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和湖泊环境。
油页岩是含有一定数量干酪根(>10%)的页岩。颜色有浅黄、黄褐、暗棕、棕黑、黑色等。其特点是比一般的页岩轻,易燃,并发出沥青味及流出油珠。油页岩属于页岩的范畴,但具有腐泥煤的特征,也有人称其为“高灰分的腐泥煤”,是在闭塞海湾或湖沼环境中由藻类及浮游生物等低等生物遗体在隔绝空气的还原条件下形成的。
高岭石粘土简称高岭土。是一种以高岭石族矿物为主要成分、质地纯净的细粒粘土,首先发现于我国江西景德镇附近的高岭村而得名,是第一个以中国地名命名的矿物学名词。高岭土外观呈白、浅灰等色,含杂质时呈黄、灰、黑色等。致密块状或疏松土状,有滑腻感,硬度小于指甲。相对密度2.4~2.6。干燥后粘舌,有吸水性。耐火度达1770~1790℃。可塑性低,粘结性小,具良好的绝缘性和化学稳定性。纯净的高岭土煅烧后色白,白度可达80%~90%。是陶瓷、造纸、橡胶等工业的重要原料。
蒙脱石粘土又称膨润土、膨土岩、斑脱岩。是一种以蒙脱石为主要矿物成分的细粒粘土。膨润土的外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡黄色,当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的颜色。块状或土状,有滑感。疏松土状者光泽暗淡,致密块状者呈蜡状光泽。硬度1~2,性柔软。相对密度2~3。吸水后体积膨胀,最大吸水量为其体积的8~15倍。具高可塑性和良好的粘结性,在水溶液中呈悬浮和胶凝状,还具有阳离子交换的特性。膨润土是重要的工业矿物原料之一。
海泡石粘土是一种以海泡石为主要成分的粘土。外观呈黄褐、深灰、灰白等色,土块状,质软而轻,硬度1~2,相对密度2.4~2.65,具有黏性和可塑性,手触之有滑感。加水后能调成糊状,干后用锤击之可留下锤痕。主要用途是用作吸收剂,用来净化、脱色和精制油、脂肪、蜡、树脂、啤酒、水等。另一重要用途是制作抗盐耐高温钻井泥浆,用于含盐地层和海上石油钻探。
凹凸棒石粘土是一种以凹凸棒石为主要成分的粘土。它的外貌与一般粘土无异,尤其是与蒙脱石粘土极为类似,而且两者常常共生。其野外鉴定标志是外观为土状,呈青灰、灰白、鸭蛋青色,土质细腻、有滑感,湿时具黏性和可塑性,干后质轻、收缩小。将它投入水中,嘶嘶发响,并崩散成碎块,但不膨胀。凹凸棒石粘土的性能和海泡石粘土一样,具有热稳定性、抗盐性、吸附性及较高的脱色能力,在工业中有着广泛用途。
⑦ 常见的陆源碎屑岩岩石类型
碎屑岩按碎屑颗粒的大小,可分为砾岩(角砾岩)、砂岩、粉砂岩、泥质岩。
1.砾岩(角砾岩)
(1)砾岩(角砾岩)的一般特征
砾岩和角砾岩合称为粗碎屑岩。砾岩是指圆状、次圆状的砾石(粒径>2 mm的碎屑)含量>50%的岩石(图9-6A);角砾岩是指棱角状和次棱角状的砾石含量>50%的岩石(图9-6B)。砾岩和角砾岩可按砾石的大小、成分及成因等进一步划分。按砾石大小,可将粗碎屑岩细分为:巨砾岩或角砾岩(砾石直径>256mm);粗砾岩或角砾岩(砾石直径为64~256mm);中砾岩或角砾岩(砾石直径为4~64mm)和细砾岩或角砾岩(砾石直径为2~4mm)。
图9-6 砾岩和角砾岩
(2)砾岩(角砾岩)的分类
按砾石成分,可将粗碎屑岩细分为:单成分砾岩或角砾岩(75%以上的砾石都为相同的成分,如石英岩砾岩);复成分砾岩或角砾岩(没有哪一种成分的砾石的含量达到75%)。
按成因,可将粗碎屑岩划分为滑坡角砾岩、洪积砾岩、河成砾岩、湖成砾岩、滨海砾岩、浊积(海底扇)砾岩、冰碛砾岩以及溶洞角砾岩等。
按赋存层位,可将粗碎屑岩划分为底砾岩(位于层序底部,与下伏岩层呈不整合或假整合接触,砾石分选性好、圆度好、成熟度高,代表长期侵蚀间断的产物)和层间砾岩(位于连续沉积的地层内部,其上下无沉积间断,岩性可以相同,通常是当地岩石边冲刷、边沉积形成)。
(3)砾岩(角砾岩)的主要岩石类型
常见的粗碎屑岩有以下类型:
◎石英岩砾岩:砾石以石英岩、燧石岩、脉石英等为主,中-细砾级,分选、磨圆较好,颗粒支撑。常见胶结物为石英、方解石、赤铁矿等。
◎火山岩砾岩:砾石主要为火山岩或火山凝灰岩,单成分或复成分,多中砾级,中等分选磨圆,砾石之间常分布砂级沉积基质(砂基)或泥砂混基,砂基成分与砾石成分相近,但有较多石英、长石单晶。胶结物通常为泥质、钙质或铁质。
◎石灰岩角砾岩或砾岩:砾石以石灰岩为主或全部为石灰岩,粒度变化较大,可以为粗砾、中砾或细砾,多次棱角状-次圆状,分选好到差,含较多泥基或泥砂混基,有时也可被方解石胶结。
◎复成分砾岩:砾石成分复杂,常见岩浆岩、沉积岩和变质岩砾石混生,稳定和不稳定砾石比例不定,但不稳定砾石常常较多,圆度中等,分选中等到差。多泥基或混基。混基成分也很复杂。化学胶结物较少,有时有石英胶结物。
如果没有强烈交代,砾石内部的矿物成分和结构(有时还有构造)与提供它的母岩没有本质差异。古砾石层往往是重要的储水层。砾岩的胶结物中常含有金、铂、金刚石等贵重矿产。研究砾岩还可以了解砾岩生成时的地质背景,巨厚的砾岩几乎都形成于大规模的造山运动之后,砾岩的成分、结构、砾石的排列方位以及砾岩体的形态可反映母岩的成分、剥蚀和沉积速度、搬运距离、水流方向等。
2.砂岩
砂岩又称中碎屑岩,是指含50%以上砂级陆源碎屑的沉积岩类。在大陆的沉积地层中,砂岩大约占25%,是最重要,也是研究得最多的沉积岩类之一。砂岩的沉积环境比粗碎屑岩广阔得多,主要沉积在河流、沙漠、湖泊等大陆环境、河海过渡三角洲环境、浅海至深海环境,并与粗碎屑岩、粉砂岩、泥质岩、碳酸盐岩等共同构成各种各样的垂向序列。
砂岩具有重要的经济意义,它和碳酸盐岩是两类最重要的油气储集岩类,砂岩也是地下淡水的巨大存储库,纯净的石英砂或石英砂岩还是廉价的玻璃工业原料。
(1)砂岩的一般特征
砂岩多以较稳定的层状产出,砂体外形可呈席状、丘垄状、水道充填状和扇状等。砂岩的沉积构造极为丰富,特别是各种层理、波痕构造非常发育。除了与石灰岩共生或过渡的砂岩中可含一些方解石质自生颗粒(主要是生物碎屑、内碎屑和鲕粒)以外,砂岩中的沉积组分主要是砂级陆源碎屑和沉积基质。砂级陆源碎屑(砂粒)以单晶碎屑最常见,有些砂岩也可含相当多的岩屑。单晶碎屑主要是石英和长石,另有少量云母和重矿物。岩屑主要有燧石岩、酸性喷出岩、细粒片岩、片麻岩等,有时也可出现中性,甚至基性火山岩或火山凝灰岩、泥质岩的岩屑。砂岩中的基质以黏土为主,也包括细粉砂级碎屑,称为泥基或杂基,某些与碳酸盐岩共生的砂岩也可以有碳酸盐质的泥晶基质。
砂岩的固结成岩以胶结作用为主,常见胶结物有石英、方解石、赤铁矿、海绿石、石膏等。特殊胶结物有菱铁矿、绿泥石、重晶石、沸石等。由黏土基质胶结的砂岩也较常见。
(2)砂岩的分类命名
根据研究目的、研究程度的不同,可使用不同的砂岩分类命名方案。
按主要砂粒的粒径,可将砂岩分为:极粗砂岩(主要砂粒的粒径为2.0~1.0 mm);粗砂岩(主要砂粒的粒径为1.0~0.5mm);中砂岩(主要砂粒的粒径为0.5~0.25mm);细砂岩(主要砂粒的粒径为0.25~0.1mm);极细砂岩(主要砂粒的粒径为0.1~0.05mm)。
按杂基的含量,可将砂岩分为:净砂岩(杂基含量较少或无杂基)和杂砂岩(杂基含量>15%)两类。杂砂岩也叫硬砂岩、瓦克岩。
按砂粒成分,选择单晶石英、单晶长石和全部岩屑作为端元组分,用三角形图分类方法,可将砂岩分为:石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、长石石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩等7种类型(图9-7)。
图9-7 砂岩成分分类
1—石英砂岩;2—长石石英砂岩;3—岩屑石英砂岩;4—长石砂岩;5—岩屑长石砂岩;6—长石岩屑砂岩;7—岩屑砂岩
(3)砂岩的主要岩石类型
◎石英砂岩:碎屑物质中90%以上为单晶石英,胶结物常为硅质,次生加大胶结现象普遍(图9-8A,B)。石英砂岩中丰富的石英,一般是在构造稳定、地形起伏不大、温暖潮湿气候条件下,由富含石英的母岩(花岗岩、花岗片麻岩、变质石英岩等),遭受强烈的化学风化,并经过长距离搬运在滨海或浅海地区沉积而成。近海沉积的石英砂岩中常含较多海绿石(Glt)(图9-8C,D)。搬运距离不太远的石英砂岩中含少量长石(F)(图9-8E,F)。
图9-8 石英砂岩
◎长石砂岩:是主要由碎屑石英和长石组成的砂岩,长石碎屑含量>25%。长石砂岩中的长石多为正长石、微斜长石和酸性斜长石(图9-9A,B)。颜色常为红色或黄色。其形成很大程度上取决于母岩成分,首先要有富含长石的母岩,如花岗岩、花岗片麻岩。另外还需要有利的古构造、古地理和古气候条件。在构造运动强烈的地区,地形起伏也大,花岗岩基底隆起遭受强烈侵蚀,侵蚀产物迅速堆积,而形成厚层的长石砂岩。
图9-9 长石砂岩和岩屑砂岩
◎岩屑砂岩:是主要由碎屑石英和岩屑组成的砂岩,岩屑含量>25%。岩屑砂岩中岩屑成分多种多样,随母岩而异,常见硅质岩屑(R)(图9-9C)。岩屑砂岩颜色较深,为灰、灰绿、灰黑色,浅色者少见。岩屑砂岩多形成于强烈构造隆起区附近的断陷带或坳陷盆地中,由母岩迅速剥蚀、快速堆积而成。岩屑砂岩可以是陆相的或海相的。
◎杂砂岩:是分选不好、泥砂混杂的砂岩。一般含石英较少,且多呈棱角状。含有不同比例的长石和岩屑,常含少量云母。长石主要是斜长石,岩屑多种。富含杂基是杂砂岩的基本特征(图9-9D),杂基成分以绿泥石、水云母常见。杂砂岩的形成条件与长石砂岩或岩屑砂岩类似,即快速侵蚀、搬运和沉积形成的,但杂砂岩可在不同的气候条件下形成。典型的杂砂岩常堆积在急速沉降的浊积岩或复理石建造中。
3.粉砂岩
粉砂岩是主要由粉砂碎屑(粒径0.0625~0.0039mm)组成的沉积岩。粉砂岩的碎屑组分比较简单,以石英为主,有时含较多的白云母。填隙物有钙质、铁质及黏土质等。粉砂岩中常具有薄的水平层理,沉积物含水时易受液化产生变形层理及其他滑动构造。
按粉砂粒径,可将粉砂岩分为:粗粉砂岩(粒径为0.0625~0.0312mm)和细粉砂岩(粒径为0.0312~0.0039mm)。
按混入物成分,可将粉砂岩分为:泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等。
按碎屑成分,可将粉砂岩分为:白云母粉砂岩、石英粉砂岩、长石粉砂岩等。较常见的是石英粉砂岩(图9-10)。
图9-10 粉砂岩
粉砂岩的颜色多种多样,随混入物的成分不同而变。粉砂岩是在经过了长距离搬运、水动力条件比较安静、沉积速度缓慢的环境下形成的。在横向上和纵向上可渐变成砂岩或黏土岩,并构成韵律层理。从沉积环境看,粉砂岩多分布于河漫滩、三角洲、潟湖、沼泽和海湖的较深水部位。
我国是世界上黄土最发育地区,厚度之大居世界之首。黄土呈浅黄色或棕黄色,是具有一系列特殊性质的半固结粉砂岩。其特点是质地均匀,以手搓之易成粉末,并含有多量的奇形怪状的钙质结核。黄土中的矿物成分以石英为主,也含有长石、碳酸盐和黏土矿物。混入物以钙质为主。
4.泥质岩
泥级质点(粒径<0.0039mm)含量超过50%的沉积岩称泥质岩,疏松未固结的泥质岩称为黏土,固结成岩者称为泥岩和页岩。泥质岩与粉砂岩(即细碎屑岩)总量约占沉积岩总量的60%~70%,是分布最广的沉积岩。黏土、泥岩、页岩具有独特的物理性质,如可塑性、耐火性、烧结性、膨胀性、吸附性等,在工农业方面有着广泛的用途。
(1)泥质岩的一般特征
大多数泥质岩是母岩风化产物中的细碎屑物质呈悬浮状态被搬运到沉积场所,以机械方式沉积而成的。黏土矿物是泥质岩中最主要的矿物成分。黏土矿物很细小,它们的结晶大小一般不超过1~2μm。黏土矿物种类繁多,在黏土岩中分布最广的矿物是高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、凹凸棒石等。
泥质岩的化学成分主要是SiO2、Al2O3及铁的氧化物等。泥质岩的颜色取决于黏土矿物的成分、杂质矿物的成分、有机质及所含色素的颜色。单一成分的高岭石黏土(泥岩、页岩)、水云母黏土(泥岩、页岩)等,常呈白色、浅灰色,浅黄色等;某些黏土(泥岩、页岩)中含细分散状的铁的氧化物和氢氧化物,则呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等;含锰的氧化物时则呈褐色或黑色;含分散状有机质和硫化铁时呈灰色或黑色;若黏土(泥岩、页岩)中含有较多的海绿石、绿泥石、孔雀石、蓝铜矿时,则呈绿色或蓝色。大多数泥质岩都呈比较稳定的层状,常与砂岩、粉砂岩共生或互层。
(2)泥质岩的分类命名
按固结作用强度将泥质岩分为未固结的黏土、已固结的泥岩和页岩。泥岩无页理,页岩具有页理(图9-11A)。按矿物成分及其性质,将泥质岩(黏土)分为高岭石黏土、蒙脱石黏土、海泡石黏土、凹凸棒石黏土等。
(3)泥质岩的结构
按黏土、粉砂和砂的相对含量,划分为泥质结构、粉砂泥质结构和砂泥质结构。
按黏土矿物集合体的形状,划分为蠕虫状结构和鲕状及豆状结构等:①蠕虫状结构主要见于高岭石泥岩中,岩石中含有高岭石重结晶形成的粗大蠕虫状晶体(图9-11B),直径达2~3mm,长可达20mm。②鲕状及豆状结构是在沉积过程中黏土质点围绕某个核心凝聚而成的结构,<2 mm者称鲕粒,>2 mm者叫豆粒。
图9-11 泥质岩
(4)泥质岩的主要岩石类型
◎钙质泥岩和页岩:岩石中含有碳酸钙,分布很广。
◎铁质泥岩和页岩:岩石中含有铁质矿物,构成所谓“红层”,是由于沉积物在陆相干旱、半干旱气候条件的氧化环境下,被三价铁污染的所致。
◎硅质泥岩和页岩:SiO2可达85%以上。由于在硅质泥岩和页岩中常保存有硅藻、海绵和放射虫化石,一般认为硅质的来源与生物有关。也可能和海底喷发的火山灰有关。
◎碳质页岩:含大量植物化石和炭化有机质,黑色、能染手。灰分>30%。是湖泊、沼泽环境下的产物。常在煤系地层中,构成煤层的顶板与底板。
◎黑色页岩:岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈黑色。外貌与碳质页岩相似,其区别在于不染手。形成于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和湖泊环境。
◎油页岩:是含有一定数量干酪根(>10%)的页岩。颜色有浅黄、黄褐、暗棕、棕黑、黑色等。其特点是比一般的页岩轻,易燃,并发出沥青味及流出油珠。油页岩属于页岩的范畴,但具有腐泥煤的特征,也有人称其为“高灰分的腐泥煤”,是在闭塞海湾或湖沼环境中由藻类及浮游生物等低等生物遗体在隔绝空气的还原条件下形成的。
◎高岭石黏土:简称高岭土。是一种以高岭石族矿物为主要成分、质地纯净的细粒黏土,首先发现于我国江西景德镇附近的高岭村而得名,是第一个以中国地名命名的矿物学名词。高岭土外观呈白、浅灰等色,含杂质时呈黄、灰、黑色等。致密块状或疏松土状,有滑腻感,硬度小于指甲。密度为2.4~2.6g/cm3。干燥后黏舌,有吸水性。耐火度达1770~1790℃。可塑性低,黏结性小,具良好的绝缘性和化学稳定性。纯净的高岭土煅烧后色白,白度可达80%~90%。高岭石黏土是陶瓷、造纸、橡胶等工业的重要原料。
◎蒙脱石黏土:又称膨润土、膨土岩、斑脱岩。是一种以蒙脱石为主要矿物成分的细粒黏土。膨润土的外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡黄色,当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的颜色。块状或土状,有滑感。疏松土状者光泽暗淡,致密块状者呈蜡状光泽。硬度1~2,性柔软。密度2~3g/cm3。吸水后体积膨胀,最大吸水量为其体积的8~15倍。具高可塑性和良好的黏结性,在水溶液中呈悬浮和胶凝状,还具有阳离子交换的特性。膨润土是重要的工业矿物原料之一。
◎海泡石黏土:是一种以海泡石为主要成分的黏土。外观呈黄褐、深灰、灰白等色,土块状,质软而轻,硬度1~2,密度2.4~2.65g/cm3,具有黏性和可塑性,手触之有滑感。加水后能调成糊状,干后用锤击之可留下锤痕。主要用途是用作吸收剂,用来净化、脱色和精制油、脂肪、蜡、树脂、啤酒、水等。另一重要用途是制作抗盐耐高温钻井泥浆,用于含盐地层和海上石油钻探。
◎凹凸棒石黏土:是一种以凹凸棒石为主要成分的黏土。它的外貌与一般黏土无异,尤其是与蒙脱石黏土极为类似,而且两者常常共生。其野外鉴定标志是外观为土状,呈青灰、灰白、鸭蛋青色,土质细腻、有滑感,湿时具黏性和可塑性,干后质轻、收缩小。将它投入水中,嘶嘶发响,并崩散成碎块,但不膨胀。凹凸棒石黏土的性能和海泡石黏土一样,具有热稳定性、抗盐性、吸附性及较高的脱色能力,在工业中有着广泛用途。
⑧ 钻井50米第一个岩石出水少又钻到岩石了还会有水吗
有可能有水。50米下面可能有隔水层,深部还可能有地下水,具体需要看你的地理位置和地质构造。
⑨ 钻井资料
钻井资料分析元的界面识别方法主要是利用岩心、岩屑录井及其相关分析测试资料,进行层序地层单元的界面识别和划分。钻井资料元最大的特征是在垂向上有很高的分辨率,同时,可对地震资料分析、测井资料分析提供标定。岩心资料、岩屑资料及其地球化学分析资料、古生物资料等具有不同的性质和特征,因此,利用它们进行层序地层单元界面的识别和划分的方法也存在差异。
(一)利用岩心资料识别层序地层单元界面
钻井岩心资料在垂向上具有很高的分辨率,可进行准层序和更高级序的层序地层单元的识别和划分,但由于钻井取心成本高,一般缺少连续性,在研究过程中需要结合岩心录井资料进行综合分析。
1.层序界面的识别
钻井岩心中寻找层序界面有时较困难,因为钻井取心一般较短,且取心层位一般也不正好跨越层序界面。若跨越层序界面时,可通过岩心中特殊的沉积地质标志进行识别。
1)古风化暴露面带
在合适的古气候、古构造环境下,伴随着不整合的形成常发育古风化暴露面或带,并在暴露面附近形成特征的风化壳、根土层、古喀斯特等。在济阳坳陷沾车地区古近系沙三段晚期发育了碳酸盐岩沉积,其暴露后形成了特征的古喀斯特及其伴生产物(如岩溶角砾、溶蚀孔、缝等),如车镇凹陷CHE23井(图版1-A、B、C)、沾化凹陷义13-7-7井的钻井取心均可见到上述特征(图版1-D、图版2-A)。
若层序界面发育的是碎屑岩,在不整合面的形成过程中,可形成根土层(图版2-C)、杂色泥岩层、赤铁矿结核(图版2-B)等,也可作为层序界面的标志之一。
2)岩相转换面
当层序界面所对应的不整合的间断时间较短或为整合时,暴露标志一般不明显或者基本没有,但在层序界面上下沉积时期的沉积作用一般存在差异,因此,界面上下的岩性、岩相等也存在差异,其间可形成特征的岩相转换面或存在岩相缺失。因此,岩相转换面可能也是层序界面的识别标志。
2.湖泛面的识别
湖泛面(flooding surface)同海泛面一样,是一个新老地层的分界面,穿过此界面水深明显地急剧增加(Van Wagoner,1990),其为准层序界面。实际上,层序就是由一系列湖(海)泛面及其界面间的地层单元所组成的一套连续的沉积序列,层序中体系域边界、准层序组边界是一系列湖泛面中的特殊类型。
1)浅水沉积的钻井岩心
钻井岩心可有效地进行湖泛面的识别,特别是滨浅湖沉积,沉积物的沉积特征对水深变化的响应明显。滨浅湖沉积区的主要湖泛面识别标志如下。
(1)沉积构造:湖泛面以下的砂岩、泥岩中的植物根较发育,多直立或倾斜分布,现多已硫磺化、赤铁矿化。此外,生物潜穴特征在湖泛面上下也具有明显的差异性,湖泛面之上的生物潜穴多以水平、倾斜为主,而湖泛面以下的生物潜穴多以垂直、倾斜为主,反映了湖泛面上下沉积期水体能量的不同。
(2)泥岩颜色:湖泛面上下泥岩的颜色呈突变接触,上覆泥岩的颜色呈灰色和灰绿色,下伏泥岩的颜色呈红色或者为黑色炭质页岩(图版2-D)。
(3)岩性:湖泛面以上多为浅湖相的泥岩、泥质粉砂岩和生物灰岩等,生物扰动和生物潜穴发育,湖泛面以下多为炭质页岩(或煤层)和深湖相砂岩(图版2-E)。
(4)生物化石:湖泛面以上的生物化石较完整,局部地区富集形成生物灰岩,化石多为螺、介形虫等广盐性生物;湖泛面以下主要以植物根和化石碎片为主,多为异地堆积。
(5)微相特征:湖泛面上下的沉积微相不连续,不符合沃尔索相律。
2)深水沉积的钻井岩心
对于深水沉积区,一般以深水泥岩、油页岩沉积为主,较难以进行湖泛面识别,但有时随着湖平面或水深的升降变化,深水沉积也产生一系列特征的响应。如在岩心中可见钙质泥岩或泥质灰岩与纯泥岩的互层,此时,湖泛面为钙质泥岩或泥质灰岩与纯泥岩的分界面,且钙质泥岩或泥质灰岩位于界面之下,纯泥岩位于界面之上,其详细成因解释见下一节有关内容。
深水沉积中常发育事件性沉积,如深水浊流沉积、风暴沉积等,其底界面一般发育冲刷面,也可作为湖泛面的识别标志。
(二)利用地球化学资料识别层序地层单元界面
在层序地层沉积和演化过程中,湖平面、水深等周期性变化也控制沉积地层中矿物成分、化学成分发生相应的变化。因此,通过岩石地层中有关元素的地球化学性质分析,也可进行层序地层单元界面的识别和划分。特别在层序界面的形成过程中,伴随着物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用的进行,势必引起原始沉积的化学成分发生异常变化。
图6-12 济阳坳陷东营凹陷T3附近的褐铁矿含量变化
1.Fe元素
Fe在各种沉积岩中都有一定的丰度(邓宏文等,1990),但丰度值存在差异。在暴露过程中,氧化作用使低价铁(Fe2+)被氧化成高价的铁(Fe3+),因此层序界面附近(特别是界面之下)的铁元素以高价氧化物的形式出现并富集为特征(图6-12、图版2-B)。
2. U、Th元素
U易氧化为较易溶解的铀酰离子,因此在表生风化作用中非常活泼而易被搬运走;而Th在氧化条件下不太活泼,基本保存在原始矿物中,并在表生氧化带中逐渐富集在风化岩石的残余物中。因此,在表生氧化带中Th/U比值很大。所以,根据Th、U元素的含量及其相对比值大小的分析,也可为层序界面的确定提供证据。
其他元素如Na、K、Al等也可作为识别层序界面的标志。但在层序地层学研究中,地球化学资料不像岩心、地震等资料那样直接,且地球化学分析资料一般较少,垂向上也缺少连续性,因此,在层序地层单元划分和界面识别中,仅作为辅助识别标志。