Los poros primarios se forman durante el proceso de deposición y están controlados directamente por el entorno de deposición. Sin embargo, durante los cambios diagenéticos del entierro después de la deposición, el sistema de poros de la roca carbonatada sufrirá una enorme transformación y los cambios incluyen el desarrollo de poros secundarios. Poros y destrucción de los poros, tanto positivos como negativos. El impacto de la diagénesis en los yacimientos carbonatados es más obvio y más profundo que el de los yacimientos clásticos.
(1) Entorno diagenético de las rocas carbonatadas y características diagenéticas
1. Entorno diagenético de las rocas carbonatadas
A partir de las propiedades de los fluidos de los poros de las rocas carbonatadas, el análisis muestra que existen. tres tipos principales de zonas de ambiente diagenético, a saber, zona de ambiente diagenético de agua dulce atmosférica, zona de ambiente diagenético de agua de mar y zona de ambiente diagenético de agua estratigráfica. Entre ellos, la zona del ambiente diagenético de agua dulce atmosférica y la zona del ambiente diagenético de agua de mar son ambientes superficiales o cercanos a la superficie, y la zona del ambiente diagenético de agua estratigráfica se caracteriza por la diagénesis de salmuera proporcionada por las profundidades de enterramiento. Las diferentes zonas del entorno diagenético tienen diferentes características diagenéticas.
(1) Zona ambiental diagenética de agua dulce atmosférica
La zona ambiental diagenética de agua dulce atmosférica se caracteriza por la exposición al aire. El fluido de los poros compuesto de agua dulce atmosférica está subsaturado para los sedimentos de carbonato (rocas) y puede disolver las partículas de carbonato y la matriz para formar poros secundarios. Al mismo tiempo, los materiales de carbonato disueltos pueden transferirse a otros lugares para precipitar como cemento de sal. llena los poros. Este ambiente se puede dividir en dos situaciones: una es la diagénesis relacionada con el agua dulce atmosférica que ocurre cuando la superficie queda expuesta en un corto período de tiempo después de que se forman los sedimentos y la otra son las rocas carbonatadas que quedan enterradas y diagenéticas después de un cierto tiempo. Período geológico Debido al levantamiento del movimiento tectónico de la corteza terrestre, la superficie quedó nuevamente expuesta, formando un ambiente diagenético de agua dulce atmosférico supergénico.
(2) Zona de ambiente diagenético de agua de mar
La zona de ambiente diagenético de agua de mar se caracteriza por varios procesos diagenéticos que ocurren después de la deposición de sedimentos y antes de abandonar el medio de agua de mar original. Se puede dividir además en ambiente diagenético de agua de mar evaporativo y ambiente diagenético de agua de mar normal. El agua de mar súper salina (60% a 80%) producida por el ambiente diagenético del agua de mar evaporativa hace que los sedimentos carbonatados recién depositados interactúen con el agua de mar evaporada, lo que puede causar una dolomitización a gran escala y tiene un impacto significativo en la transformación del agua de mar original. roca carbonatada. Los poros crudos juegan un papel de control importante. La cementación en un ambiente diagenético normal de agua de mar es su principal modo diagenético.
(3) Zona de ambiente diagenético acuoso de formación
La característica de la zona de ambiente diagenético acuoso de formación es que a medida que los sedimentos se entierran más profundamente, el fluido de los poros ya no participa en el entorno cercano. Agua superficial. El agua de los poros está en la formación. El agua secuestrada puede ser una mezcla de agua dulce atmosférica y agua de mar, o una salmuera mezclada químicamente formada a través de la interacción entre las rocas y el agua de la formación a alta temperatura y presión. Durante la interacción entre la roca y el agua de los poros, puede ocurrir cementación, metasomatismo, disolución y recristalización. Al mismo tiempo, la disolución por presión puede ocurrir en condiciones de alta temperatura y alta presión, especialmente relacionada con la gran cantidad de ácidos orgánicos producidos por la degradación térmica. de materia orgánica. La subsaturación local puede provocar poros secundarios relacionados con la disolución.
2. Características diagenéticas
Las características diagenéticas de las rocas carbonatadas y las rocas clásticas son muy diferentes, y también es diferente la forma y el grado de influencia en el desarrollo y evolución de los poros. En primer lugar, se refleja en la diferencia en la compactación. El impacto de la compactación en los cambios diagenéticos de las rocas carbonatadas no es obvio, pero juega un papel importante en las rocas clásticas. En segundo lugar, la cementación de las rocas carbonatadas ocurre cerca de la superficie. en las primeras etapas ya ha ocurrido a gran escala durante la etapa diagenética, mientras que la cementación de rocas clásticas ocurre gradualmente con la profundidad del entierro, en tercer lugar, debido a diferencias en las características petrológicas, las rocas carbonatadas son más propensas a varios tipos de disolución y; reinvención que las rocas clásticas. Cristalización, dolomitización y diversos cambios epigenéticos. Por lo tanto, las rocas carbonatadas tienen sus propias características en términos de tipo de poro, estructura de poro y evolución de poro.
(1) Compactación: incluye compactación mecánica y compactación química. Entre ellos, la compactación mecánica juega un papel importante principalmente en productos del entorno sedimentario de baja energía, como la piedra caliza de micrita, mientras que varias rocas granulares y rocas esqueléticas biológicas se solidifican debido a la cementación temprana antes de ser enterradas a gran profundidad. El efecto de la compactación mecánica no es obvio. . A medida que aumenta la profundidad del entierro, la temperatura y la presión aumentan, y se produce una solución de presión (compactación química) en los puntos de contacto de las partículas de carbonato, precipitando así en la superficie de las partículas sin tensión, lo que finalmente conduce al contacto de la línea de sutura.
(2) Cementación: La llamada cementación se refiere a la unión de partículas de carbonato o minerales entre sí para convertirse en rocas sólidas. La cementación de sedimentos carbonatados a menudo se logra mediante el crecimiento de cristales en el espacio poroso, la compresión del lodo carbonatado y la solución de presión entre las partículas.
La porosidad de los sedimentos carbonatados modernos es generalmente del 40% al 70%, mientras que la porosidad de la mayoría de las calizas es inferior al 5%. Es principalmente mediante la cementación que los poros se hacen más pequeños, se compactan y se consolidan para formar rocas duras. La cementación a gran escala de sedimentos carbonatados se ha completado básicamente en la zona vadosa y zona hiporreica cercana a la superficie. El cemento de roca carbonatada es principalmente calcita, seguida de dolomita, anhidrita, celestita, etc.
(3) Disolución: Las rocas carbonatadas son particularmente sensibles a la disolución, y la disolución puede ocurrir en varias etapas de la diagénesis. En primer lugar, la exposición diagenética temprana fue lixiviada y disuelta por agua atmosférica rica en CO2, lo que provocó que ooides, gránulos de algas, desechos de algas, moluscos, etc. se disolvieran y formaran poros de moho. En segundo lugar, en el entorno diagenético de estratos profundamente enterrados, materia orgánica; calor El estado local de subsaturación de una gran cantidad de ácidos orgánicos producidos por degradación puede conducir a la disolución de algunos minerales carbonatados (partículas, cementos, etc.), formando varios poros secundarios de disolución; el tercero es la disolución del agua superficial en el epidiagenético; etapa, especialmente La disolución en la zona de filtración de agua dulce en la antigua superficie de erosión puede desempeñar un papel importante en la disolución de sales y minerales carbonatados que llenaron los poros antes, y puede producir una gran cantidad de poros disueltos, cuevas y fracturas a lo largo de fisuras estructurales. y articulaciones. La disolución es de gran importancia para la formación y desarrollo de yacimientos carbonatados.
(4) Recristalización: La recristalización es un proceso en el que la composición mineral antes y después de la acción permanece sin cambios, pero el tamaño, forma y orientación de los cristales cambian. En general, los cristales aumentan de tamaño (recristalización avanzada) y, en casos especiales, los cristales pueden reducirse (recristalización degenerativa). La recristalización progresiva se refiere al proceso en el que el grado de cristalización de varios componentes estructurales (mortero, cemento y partículas) aumenta y el tamaño del grano aumenta debido al aumento de temperatura y presión después del entierro de sedimentos. La recristalización degenerativa se refiere al proceso de granos ooides; La micritización de partículas óseas se puede lograr mediante perforación biológica, trituración de partículas y organismos y otras micritización.
(5) Dolomitización: La dolomitización se refiere principalmente a la sustitución de calcita, aragonito o calcita con alto contenido de magnesio en morteros o piedras calizas por dolomita. La dolomitización puede ocurrir en diferentes etapas diagenéticas.
La dolomitización penecontemporánea significa que el estuco es reemplazado por dolomita en su ambiente deposicional original para formar dolomita. Se caracteriza por cristales de dolomita que son euhédricos a semieuédricos y micrita —microcristalinos, distribuidos en capas, generalmente. Se encuentra en lagunas supramareales, lagos salados, llanuras supramareales y otros ambientes.
La dolomitización diagenética se refiere al reflujo de salmuera pesada con alto contenido de magnesio hacia el mar (llamado reflujo de agua salada) después de la deposición de sedimentos de carbonato durante su diagénesis o reflujo de percolación) y se filtra en los sedimentos porosos de carbonato de calcio. , y se produce dolomitización, y se forma dolomita diagenética dentro de los sedimentos de carbonato de calcio o a lo largo de la superficie de discordancia estratigráfica. La dolomita diagenética suele tener forma de rombo euhédrico-semi-euédrico, con cristales más grandes y estructuras anulares.
La dolomitización epigenética se refiere al agua de mar residual o salmuera subterránea profunda (que también puede ser agua de magma residual) extraída de la formación bajo acción tectónica y descargada a lo largo de la capa de lecho, el eje anticlinal y cerca de las fallas, causando dolomitización. de piedra caliza porosa cercana. La dolomitización epigenética a menudo forma lentes, venas y panales irregulares intercalados en piedra caliza. Su distribución es limitada, no se extiende muy lejos, no tiene capas determinadas, puede cortar niveles de lecho y, a menudo, se distribuye en áreas donde se desarrollan fisuras.
Dado que el volumen de piedra caliza se reduce en aproximadamente un 12,3% después de ser reemplazada por dolomita, y hay una gran cantidad de poros intercristalinos y una fuerte resistencia a la compactación, los yacimientos de dolomita son importantes para la acumulación de petróleo y gas. significado.
(2) Etapas diagenéticas y evolución de los poros
Según las características del cambio diagenético de la deposición de carbonatos, se puede dividir en etapa diagenética temprana, etapa diagenética media y etapa diagenética tardía. Las diferentes etapas tienen diferentes características de diagénesis y diferentes formas y grados de impacto en el reservorio.
1. Diagénesis temprana
Se refiere a diversos cambios diagenéticos con la participación del agua cercana a la superficie después de la deposición de sedimentos, incluida la zona vadosa (sobre la superficie freática) y la zona freática de agua dulce y salada. zonas de buceo (debajo de la superficie de buceo). La diagénesis se caracteriza por la alteración o destrucción de los poros formados en las primeras etapas de deposición. Incluye dos etapas de no petrificación y petrificación después de la deposición de sedimentos.
Diversos efectos que modifican los poros antes de la petrificación incluyen: bioturbación, excavación, algas y bacterias, descomposición y secado de materia orgánica, etc.
Después de la deposición de sedimentos, cuando entra en contacto con la interfaz del agua, se desarrollan diversos efectos biológicos y físicos. La bioturbación y la excavación cerca de la superficie del sedimento pueden formar parte de la red de poros. Al mismo tiempo, las algas, bacterias y otros microorganismos causan una corrosión grave. y el daño a la superficie de las partículas puede producir condiciones que conduzcan a una futura disolución o impidan el crecimiento epitaxial de las partículas, preservando y manteniendo así los poros. Además, la acción dinámica del agua después de la deposición puede transformar el sedimento en brecha o conglomerado, y el mortero de grano fino puede quedar atrapado o filtrarse en los poros de sedimento existentes en la zona de alta energía, especialmente en rocas granulares y rocas adheridas. el comportamiento es más evidente en rocas bioclásticas. La descomposición de la materia orgánica en los esqueletos calcáreos puede producir poros intragranulares. Por ejemplo, la deposición de algunos filamentos de algas y la descomposición y descomposición de la materia orgánica pueden formar poros en forma de paneles. En segundo lugar, la desecación de sedimentos puede formar sistemas de fisuras por contracción y provocar brechas.
La petrificación se refiere al proceso de consolidación de una formación rocosa mediante diversos efectos físicos y químicos en la zona vadosa o zona freática. El signo de la petrificación es la cementación mediante la precipitación de aragonita y calcita. Al mismo tiempo, puede ocurrir precipitación y disolución de evaporitas durante la etapa de petrificación, a medida que cambian las condiciones del medio acuático, la calcita y la aragonita no solo precipitan sino que también se disuelven. La dolomitización también es un fenómeno diagenético común que se observa en esta etapa. Los métodos de cementación incluyen cementación en capa alrededor de partículas, cementación de cristales incrustados en forma de racimos y cementación por precipitación de cristales grandes. La cementación diagenética temprana es más típica en los levantamientos de arrecifes.
2. Diagénesis intermedia (diagénesis de entierro)
Se refiere a diversos procesos diagenéticos desde que los sedimentos se han separado de la influencia del agua superficial hasta que son traídos nuevamente a la superficie, Afectados principalmente por la profundidad, temperatura, medio acuático de formación, tiempo de enterramiento, actividad tectónica y su intensidad, duración y naturaleza. Los procesos diagenéticos incluyen compactación, solución a presión, cementación, dolomitización, recristalización y compresión y tensión estructural.
Una vez enterrados los sedimentos, a medida que pasa el tiempo y aumenta la profundidad, la compactación reorganiza las partículas, reduce los poros y rompe las partículas quebradizas y los escombros en los puntos de contacto entre las partículas, disolución por presión. forma suturas y la calcita producida por la disolución por presión puede cementar aún más y llenar los poros. Al mismo tiempo, en condiciones de aumento de temperatura y presión, las rocas carbonatadas relativamente estables en la etapa diagenética temprana también sufrirán cambios, y se producirán varios tipos adicionales de cementación, recristalización, disolución y dolomitización, lo que dará como resultado que el sistema de poros sea aún más modificado. Durante el proceso de diagénesis del entierro, la intensidad y la naturaleza de los movimientos tectónicos también tienen un impacto significativo en el sistema de poros de la roca carbonatada, ya sea por compresión o tensión, la roca carbonatada se romperá y formará varias fracturas, hasta cierto punto. papel importante en la mejora de los yacimientos carbonatados.
3. Diagénesis tardía (alteración tardía de la superficie)
Después de experimentar una diagénesis temprana y una diagénesis intermedia, los sedimentos fueron elevados a la superficie a través de movimientos tectónicos y experimentaron el cambio diagenético. El proceso se llama diagénesis tardía. La diagénesis tardía es de gran importancia para los yacimientos de petróleo y gas. El desarrollo de muchos grandes yacimientos de carbonatos enterrados en colinas en el mundo está estrechamente relacionado con la diagénesis tardía. Sus cambios diagenéticos se manifiestan principalmente en: ① La descompresión causada por el levantamiento y la denudación de rocas carbonatadas puede formar una gran cantidad de fracturas y uniones. ② El levantamiento y la denudación y la lixiviación de agua atmosférica pueden causar la disolución de rocas a gran escala, por lo tanto; solución de formación Los poros, agujeros y huecos también pueden sufrir dolomitización y desdolomitización, provocando cambios mineralógicos en las rocas y cambiando los tipos y características de los poros.
La influencia de la diagénesis sobre los cambios de los poros se muestra en la Figura 2-34.