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Mar 28, 2024

流体の進化と関連する流体

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14067 (2023) この記事を引用 75 アクセス メトリクスの詳細 間隙流体は深部砕屑岩貯留層の続成過程と貯蔵空間を制御する

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14067 (2023) この記事を引用

75 アクセス

メトリクスの詳細

間隙流体は続成過程と深い砕屑岩貯留層の貯蔵空間を制御しており、堆積学や石油地質学の分野で主要な関心領域となっている。 この論文は、白雲サグにおける漸新世の珠海砂岩の続成過程を、埋没深さによって変化する間隙流体と関連づけることを目的としている。 固有鉱物の種類と分布パターンは、岩石学的、鉱物学的、地球化学的特徴の分析を通じて調査され、間隙流体の起源と流動パターン、および貯留層続成作用に対するそれらの影響が明らかにされます。 砂岩と泥岩の界面近くでの地生炭酸セメントの強力なセメンテーションは、隣接する泥岩からの大規模な物質移動の結果でした。 間隙流体は主に、微生物によるメタン生成と、地層形成中の隣接する泥岩の炭酸塩鉱物の溶解によって影響を受けました。 間隙流体は、局所的な範囲内の比較的開いた地球化学系内を拡散的に輸送された。 このモデルの裏付けは、地生の方解石とドロマイトに存在するより重い安定同位体値によって提供されます。 初期のメソ生成中の長石の溶解は、空間的に自生石英と炭酸鉄セメントの沈殿を伴った。 この時代の細孔流体には有機酸と CO2 が豊富に含まれており、それらの移動機構は拡散輸送でした。 フェローン方解石の明らかに軽い炭素と酸素の同位体組成は、この推論を裏付けています。 後期メソ生成中に、深部熱水の流入がアンケライト、重晶石、真正曹長石の沈殿に部分的に関与した可能性があります。 油の充填は炭酸塩のセメンテーションと圧縮を阻害し、それによって多孔性を維持し、自生カオリナイトと相俟って、油の閉じ込めの利益のために、貯留層の湿潤状態から油湿状態への移行を促進した可能性がある。 ここで報告された発見は、複数の期間の流体の流れを経験した砂岩貯留層の評価と予測に新たな光を当てています。

間隙流体は砕屑岩中にほぼ遍在しており、埋没深さが増すにつれて、さまざまな流体と岩石の相互作用を通じて岩石物理学的特性に重大な影響を及ぼします1、2、3。 激しい間隙流体は、深い砕屑岩貯留層のケイ酸アルミニウム鉱物と炭酸塩鉱物を強力に腐食し、一定規模の二次細孔を生成（または再分布）させ、それによって貯留層の空隙率を大幅に（またはわずかに）改善します。 間隙流体の流れによる物質移動による、主に細孔充填鉱物の形での二次鉱物の付随的な沈殿は、貯留層の透過性にマイナスの役割を果たします3、4、5、6、7。 間隙流体の起源と流動パターンを特定することは、砂岩と頁岩の続成作用と貯蔵特性の研究にとって重要です8。 泥岩が間に挟まれた複雑な砂岩貯留層は、進行性の埋設中に発生する間隙流体とそれに対応する流体と岩石の相互作用の複数の段階の可能性により複雑になる可能性があります。 貯留層のターゲットを定義して優先順位を付けるには、間隙流体の供給源、流れのパターン、時空間分布を理解する必要があります。

安定同位体比は、(1) 間隙流体の発生源、(2) 流体事象の経路とタイミング、(3) 多段階セメントの形成温度、(4) 続成副産物の物質源を制約するために一般的に使用されます9 、10、11、12、13。 炭素と酸素の安定同位体組成は、深い循環特性を持つさまざまな流体システムにおいて非常に安定しています。 液体と鉱物の間の酸素同位体分別の程度は、地層温度の上昇（表面が約 300°C まで）とともに低下します。 セメント中に保存されているδ18O 値は、セメンテーション温度の代理記録として機能します。 したがって、妥当な間隙流体 δ18O 値が与えられた場合、セメント形成の時間を推測し、間隙流体の変化を明らかにするのに有用な指標となります 15,16。 元の炭素プールのδ13C 値と比較して、セメント中に保存されたδ13C 値は、炭素同位体分別により約 9 ～ 10 パーセント重くなっています。 したがって、δ13C 値を使用して、外部または内部の炭素源を追跡したり 12,13 したり、流体と岩石の相互作用に関するよくある質問に対処したりすることができます 16,17,18,19,20。 これら 2 つの安定同位体系に基づいて、地域進化の歴史と組み合わせることで、続成過程全体にわたる流体の物理化学的および流れの特徴を再構築できます 21,22。