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碳酸盐倒退溶解模式的化学热力学基础——与CO_2有关的溶解介质 被引量：24
1
作者 黄思静 黄可可 +2 位作者 张雪花 刘丽红 钟倩倩 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期457-464,共8页
碳酸盐岩占据了油气储层的"半壁江山",次生孔隙是碳酸盐储集空间的主体,相对浅埋藏条件下碳酸盐矿物更容易溶解的倒退溶解模式在碳酸盐油气勘探中具有非常重要的指导意义。以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与CO... 碳酸盐岩占据了油气储层的"半壁江山",次生孔隙是碳酸盐储集空间的主体,相对浅埋藏条件下碳酸盐矿物更容易溶解的倒退溶解模式在碳酸盐油气勘探中具有非常重要的指导意义。以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与CO2(g)/CO2(aq)/H2CO3/HCO3-/H+/CO32-系统有关反应在不同温度下的平衡常数,包括不溶于水的CO2气体分子(即CO2(g))和溶于水中的CO2(即CO2(aq))之间的平衡反应(CO2(g)CO2(aq))、溶于水中的CO2(即CO2(aq))和碳酸(H2CO3)之间的平衡反应(CO2(aq)+H2O H2CO3)、碳酸(H2CO3)的一级电离反应(H2CO H++HCO3-)和碳酸(H2CO3)的二级电离反应(HCO3-H++CO32-)。同时,根据方解石和白云石在酸性条件下的溶解过程,获得了碳酸盐矿物溶解过程中地层中流体的H+离子浓度(或pH值)与pCO2,地层压力和埋藏深度的关系。计算结果表明,在埋藏成岩系统中,地层流体温度的降低、地层压力或pCO2的降低以及埋藏深度的变浅,碳酸盐矿物都可能会从饱和状态进入不饱和状态。该结果支持碳酸盐的倒退溶解模式。 展开更多
关键词 倒退溶解模式 化学热力学 碳酸盐储层 次生孔隙 溶解作用 CO2
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碳酸盐倒退溶解模式的化学热力学基础——与H_2S有关的溶解介质及其与CO_2的对比 被引量：14
2
作者 黄思静 黄培培 +4 位作者 黄可可 佟宏鹏 张雪花 郇金来 刘丽红 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-9,共9页
以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与H2S(g)/H2S(aq)/HS-/H+/S2-系统有关反应在不同温度下的平衡常数,同时根据方解石和白云石在酸性条件下的溶解过程,获得了这两种碳酸盐矿物溶解过程中地层中流体pH值与PCO2、地层压力和... 以化学热力学中的吉布斯自由能增量为基础,计算了与H2S(g)/H2S(aq)/HS-/H+/S2-系统有关反应在不同温度下的平衡常数,同时根据方解石和白云石在酸性条件下的溶解过程,获得了这两种碳酸盐矿物溶解过程中地层中流体pH值与PCO2、地层压力和埋藏深度的关系。在此基础上,对比了从地表到深埋藏的温度和压力条件下,与CO2和H2S有关的酸性介质对流体[H+]贡献的差异性,以及对于碳酸盐溶解作用的差异性。计算结果表明:1)无论以CO2还是以H2S作为溶解介质,温度增加和(或)PCO2增加,都会造成方解石和白云石溶解所需要的[H+]增加,在深埋藏相对高温和高压条件下,高PCO2条件会使得碳酸盐矿物的溶解更加困难,如果[H+]受到缓冲,CO2的增加不仅不能造成碳酸盐矿物的溶解,反而会造成碳酸盐矿物的沉淀;2)无论在何种酸性介质中,碳酸盐矿物的倒退溶解模式在化学上都是成立的,低温的成岩环境,深部地层中高温流体的向上运移、构造抬升所造成的温度降低(-ΔT)都会提高H2S和(或)CO2流体(也包括其它酸性介质)对碳酸盐矿物溶解能力;3)在地表和近地表条件下(几百米深度范围内),在同时存在CO2和H2S的环境中,CO2对应酸的电离提供的[H+]略多于H2S对应酸的电离,与CO2有关的酸性流体对碳酸盐矿物溶解相对重要,而在深埋藏条件下、尤其是深度大于4000m的深埋藏地层中,H2S对应酸的电离提供的[H+]显著大于CO2,其对碳酸盐矿物的溶解更为重要,在存在硫酸盐还原作用的深埋藏地层中,碳酸盐的深部溶解作用会更为发育,这可能是川东北地区深埋藏条件下次生孔隙发育的重要原因之一。 展开更多
关键词 倒退溶解模式 H2S和CO2 深部溶解作用 地层条件 碳酸盐储层
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碳酸盐成岩作用的研究前沿和值得思考的问题 被引量：51
3
作者 黄思静 王春梅 +3 位作者 黄培培 邹明亮 王庆东 郜晓勇 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-10,共10页
碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是在碳酸盐储层沉积学中具有十分重要的意义,近年在以下领域取得重要进展:(1)白云岩烃类储层的几何学和岩石成因学,尤其涉及到对已有白云化模式的评论和重新认识等。(2)碳酸盐储层热液改造的构造控制... 碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是在碳酸盐储层沉积学中具有十分重要的意义,近年在以下领域取得重要进展:(1)白云岩烃类储层的几何学和岩石成因学,尤其涉及到对已有白云化模式的评论和重新认识等。(2)碳酸盐储层热液改造的构造控制机理,涉及热液白云岩的成因及其对烃类储层的影响,尤其是深部热流体对碳酸盐成岩作用的影响。(3)对一些经典成岩理论的更新和对传统成岩理论的挑战,尤其是对混合水成岩作用带和对海水环境下的埋藏成岩作用的重新认识等。(4)锶同位素组成在海相碳酸盐研究中的广泛应用,涉及对地质事件的跟踪研究、海相地层的等时对比、定年和成岩过程中水-岩相互作用的研究等。然而,碳酸盐成岩作用研究中也存在一些问题值得我们思考:(1)深埋条件下碳酸盐最为重要的溶解介质可能是作为硫酸盐还原作用产物的H2S和CO2,但并非是温度越高,碳酸盐越溶解,相对较低的温度条件反而有利于溶解,这就是所谓的倒退溶解模式。(2)碳酸盐溶解需要有温度的降低(即必须要有足够的负ΔT),这可通过两种途径实现:其一是沿断层向上运移的流体,显示断层等构造作用在碳酸盐成岩研究中的重要性;二是构造抬升,显示与构造有关的埋藏历史在碳酸盐成岩研究中的重要性。(3)控制白云石锶含量最为重要的因素是其晶体化学习性,锶在白云石中的较低的分配系数导致了白云岩普遍较低的锶含量,因此,我们不能仅利用白云岩的锶含量来判断白云化流体的性质,白云岩较低的锶含量也不能说明相应的白云化流体与海水无关。(4)与硫酸盐还原作用有关的SO42-的带出会诱发白云化作用或白云石的沉淀,而与硫酸盐溶解有关的SO42-的引入则会加速白云石的溶解。 展开更多
关键词 碳酸盐成岩作用 白云岩 烃类储层 倒退溶解模式 热流体 TSR/BSR
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