致密砂岩形成过程
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发布时间：2022-05-07 07:59
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时间：2023-10-21 17:38
究竟是哪种因素致使砂岩致密一直是很重要的问题。Nelson(2009)指出致密含气砂岩孔喉直径大小约2～0.03μm，在岩石中广泛分布小孔隙，而且连接孔隙的孔喉组合关系复杂。更进一步讲，是许多的地质过程共同导致了小孔隙广泛分布和孔隙结构复杂，包括细粒到超细粒沉积物的初始沉积、孔隙中存在着各种类型的分散泥质和黏土、以及后期成岩作用的改造。沉积作用、构造运动和成岩作用是使储层变得致密的原因，其中沉积作用是形成低渗透储层的最基本因素；成岩作用是形成低渗透储层的关键；而构造作用一般将致密砂岩储层改造成低孔低渗或低孔高渗储层。
(1)沉积因素和构造作用的影响
与沉积因素有关的主要结构单元有如颗粒大小、分选、物源、矿物成分、流体状态和沉积环境等，它们都是使砂岩变致密的重要原因。这些地质因素在沉积后作用过程中变得更为重要。砂岩的颗粒骨架、基质和胶结物的组成，都与沉积物源、沉积作用和成岩作用等地质作用相互联系。储层特征在原生过程中已经形成，其特征则主要取决于物源、颗粒大小、填充物、分选，以及与岩石结构和矿物成分运移等有联系的其他地质特征等。根据沉积环境能量高低的不同和流体状态，砂岩储层中形成了不同的、控制着流体性质的沉积构造。生物扰动同样选择性地影响致密砂岩结构。一般来说，高能环境有利于形成渗透好的储层；在低能环境下，沉积颗粒细、分选差的岩石，进而形成了低孔渗的储层。然而，虽然储层特征会受到沉积后生作用的影响，但在很大程度上，它还是受原生作用的控制。其中层序地层格架不仅在勘探阶段对识别砂体的分布有很大作用，还能够帮助认识致使储层致密的成岩作用。
致密砂岩的形成过程中，区域构造运动和局部构造作用都起到了重要的作用。温度和压力梯度都主要受构造作用的影响，盆地内的区域构造趋势，控制着地下压力分布的基本框架，应力机制可以看做构造运动的函数(Shrivastava和Lawatia，2011)，这有助于理解并进一步解释超压和盆地中心气藏系统的复杂特征。岩浆活动、盐丘穿刺等都会使砂岩更加致密。一些情况下，成岩作用改变岩石，使其更易发生破裂，并因此发生成岩后的构造变化。构造运动和成岩作用共同影响着砂岩的致密化，而且区域地质构造还会影响所有致密岩层的水平应力，水平应力反过来又会影响断裂运动、岩石强度、钻井参数、水力裂缝延伸、岩层的自然断裂以及井眼的稳定性等(Holditch，2006)。
(2)成岩过程的改造作用
成岩作用可以是一个物理过程也可以是一个化学过程.或者是几个不同过程的综合作用。在一定的温度和压力下，矿物和孔隙流体之间复杂的相互作用会发生成岩作用。在致密砂岩储层中，成岩作用非常重要，是致密砂岩储层形成低孔低渗的主要原因(Rushing等，2008；Shahamat和Gerami，2009)。早期成岩作用直接与局部沉积环境和沉积物成分有关，而晚期成岩作用范围更广，经常由于区域流体运移模式而经过多相边界。在致密砂岩中普遍发现的主要成岩作用为机械和化学压实作用、胶结作用、矿物的溶解或者淋滤作用及黏土的生成(Rushing等，2008)。
A.压实作用降低储层孔隙度和渗透率
压实作用可以很大程度地降低储层的孔隙度和渗透率。压实过程中储层岩石发生且脱水作用，使砂岩的孔隙度减小，岩层变得致密。石英、长石和岩屑的相对含量与压实程度有很大的关系，石英颗粒的抗压能力最强，长石次之，岩屑的抗压强度最小。一般来说，岩石颗粒的重排、韧性和塑性变形、易碎物质断裂和剪切等都会导致机械压实作用。异常高的孔隙压力可以减缓这种机械压实作用。化学压实作用是由化学反应而引起的颗粒大小和几何形态的改变。机械和化学压实作用都会降低渗透率和原生孔隙度(Rushing等，2008)。
B.溶蚀作用对储层的影响
成岩作用中的另一个影响致密砂岩储层特征的作用为溶蚀作用。溶蚀作用可以改善致密砂岩储层，特别是深层储层性质。在一般的储层中，溶蚀作用可以在纵向上形成几个次生孔隙发育带。在低孔低渗情况下，大量的孔隙是由矿物颗粒、岩石碎片和骨架胶结物的后生溶蚀作用产生的。这种类型的孔隙称为次生孔隙，通常表现为孤立的孔或“微孔洞”，其中矿物的溶解也属于化学成岩作用。石英溶解的主因是压溶作用，它是由于岩石颗粒相互接触时应力集中所引起的，它可以致命在相邻孔隙中硅质溶解、分散、对流而进行再沉淀，同时也会降低孔隙度。压溶作用仅在较高的温度下发生。另一类矿物溶解是指某些矿物颗粒和胶结物的淋滤作用，它常会增加原生孔隙或产生次生孔隙。岩石中可能存在残余矿物颗粒和岩石碎片，这些残余矿物颗粒是不完全溶蚀的结果。但是，通过溶解岩石颗粒而产生次生孔隙的沉积后作用，也能通过骨架胶结物和黏土沉淀而使孔隙度降低。
C.胶结作用对砂岩变致密的影响
致密砂岩储层普遍受到胶结作用的改造，从而导致储层物性变差。胶结作用是一个化学过程，在胶结过程中矿物携带现存的岩石颗粒和岩石碎屑一起从孔隙流体中沉淀下来。致密砂岩储层中常见的胶结物是硅质和钙质胶结物。硅质胶结物主要以石英的次生加大方式出现随着埋深中温度和压力的增加硅质胶结物会继续增长(Rushing等，2008)。极端情况下，石英次生加大能充填所有的孔隙空间，这会迅速降低砂岩储层的孔渗性。一般来说，硅质胶结会和致密砂岩储层的裂缝紧密地联系在一起。硅质胶结通过在裂缝形成时影响岩石的力学性质来影响裂缝系统。裂缝的形成反过来又可以影响裂缝开度的分布等，并且胶结作用可以通过部分或者完全堵塞裂缝孔道来影响裂缝系统的流动性质(Naik，2010)，这会降低致密砂岩气层的渗透率，进而导致储层致密。
沉积作用后不久，钙质胶结物开始沉淀，并易于充填颗粒间的孔隙空间。由于方解石的胶结作用而使粒间孔隙变小，渗透率降低。另外，自生黏土矿物也作为胶结物而岩石颗粒胶结在一起。大多胶结物都会降低孔隙度和渗透率(Rushing等，2008)。然而，自生黏土包壳可以抑制石英次生加大，这可以有效地减少次生加大所占据的粒间孔隙空间，从而保护了粒间孔隙。必须注意的是自生颗粒包壳仅仅减少或阻止石英次生加大，并没有影响碳酸盐、亚硫酸盐或沸石胶结物的沉淀(Pittman等，1992)。
D.矿物填充降低孔隙度和渗透率
在低能条件下或者在浊流条件下，由于水体能量不高或沉积水体浑浊，碎屑颗粒间杂基含量比较高，成为泥质砂岩。由于粒间孔隙被杂基所占据，孔隙间的流体交换不顺畅，无论早期还是晚期的溶蚀性流体都很难进入到孔隙中，因此粒间孔隙或者粒内孔隙都不发育；在泥质杂基中因成岩作用的关系可能发生重结晶或者微弱的溶蚀，形成杂基内的溶蚀微孔隙(张哨楠，2008)。岩石中泥质杂基含量比较高，在杂基重结晶后可以形成黏土矿物晶间微孔。储层的孔隙全部为微孔隙，孔隙由杂基的溶蚀和重结晶形成。
自生黏土矿物的大量沉淀也可形成致密砂岩储层。此类储层可以是结构成熟度和成分成熟度均比较高的砂岩，也可以是结构成熟度较高而成分成熟度不高的砂岩(张哨楠，2008)。在石英砂岩中，硅质岩碎屑含量比较高，岩石的分选性好，颗粒之间没有任何黏土杂基存在；但是在埋藏过程中由于自生的伊利石堵塞了颗粒间的喉道，喉道间的连通主要依靠伊利石矿物间的微孔隙，这使得岩石的渗透率极低。然而相对于孔隙度的降低，渗透率的变化更加明显，主要形成中孔、低渗的致密储层。
一般来说，压实作用形成了储层低孔渗的成岩背景；胶结作用使岩石致密化；长石或岩屑溶解作用形成相对高孔渗有利储层。几种成岩作用机制可以同时进行，共同作用形成致密砂岩储层。同时储层的压力和温度也会影响成岩作用的类型、大小和程度。许多成岩作用的速率会随着温度的增加而成倍增加。而且，温度的升高会提高矿物的溶解能力而使孔隙中饱含水，进而使胶结物沉淀。另外，储层压力增大的影响首先就是发生机械压实作用这种作用会降低原生孔隙的体积。然而，有时候异常高的孔隙压力会通过降低施加在单个颗粒的应力来减缓机械压实作用(Rushing等，2008)。总而言之，沉积作用、构造作用和成岩作用共同形成了致密含气砂岩。
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究竟是哪种因素致使砂岩致密一直是很重要的问题。Nelson(2009)指出致密含气砂岩孔喉直径大小约2～0.03μm，在岩石中广泛分布小孔隙，而且连接孔隙的孔喉组合关系复杂。更进一步讲，是许多的地质过程共同导致了小孔隙广泛分布和孔隙结构复杂，包括细粒到超细粒沉积物的初始沉积、孔隙中存在着各种类型的分散泥质和黏土、以及后期成岩作用的改造。沉积作用、构造运动和成岩作用是使储层变得致密的原因，其中沉积作用是形成低渗透储层的最基本因素；成岩作用是形成低渗透储层的关键；而构造作用一般将致密砂岩储层改造成低孔低渗或低孔高渗储层。
(1)沉积因素和构造作用的影响
与沉积因素有关的主要结构单元有如颗粒大小、分选、物源、矿物成分、流体状态和沉积环境等，它们都是使砂岩变致密的重要原因。这些地质因素在沉积后作用过程中变得更为重要。砂岩的颗粒骨架、基质和胶结物的组成，都与沉积物源、沉积作用和成岩作用等地质作用相互联系。储层特征在原生过程中已经形成，其特征则主要取决于物源、颗粒大小、填充物、分选，以及与岩石结构和矿物成分运移等有联系的其他地质特征等。根据沉积环境能量高低的不同和流体状态，砂岩储层中形成了不同的、控制着流体性质的沉积构造。生物扰动同样选择性地影响致密砂岩结构。一般来说，高能环境有利于形成渗透好的储层；在低能环境下，沉积颗粒细、分选差的岩石，进而形成了低孔渗的储层。然而，虽然储层特征会受到沉积后生作用的影响，但在很大程度上，它还是受原生作用的控制。其中层序地层格架不仅在勘探阶段对识别砂体的分布有很大作用，还能够帮助认识致使储层致密的成岩作用。
致密砂岩的形成过程中，区域构造运动和局部构造作用都起到了重要的作用。温度和压力梯度都主要受构造作用的影响，盆地内的区域构造趋势，控制着地下压力分布的基本框架，应力机制可以看做构造运动的函数(Shrivastava和Lawatia，2011)，这有助于理解并进一步解释超压和盆地中心气藏系统的复杂特征。岩浆活动、盐丘穿刺等都会使砂岩更加致密。一些情况下，成岩作用改变岩石，使其更易发生破裂，并因此发生成岩后的构造变化。构造运动和成岩作用共同影响着砂岩的致密化，而且区域地质构造还会影响所有致密岩层的水平应力，水平应力反过来又会影响断裂运动、岩石强度、钻井参数、水力裂缝延伸、岩层的自然断裂以及井眼的稳定性等(Holditch，2006)。
(2)成岩过程的改造作用
成岩作用可以是一个物理过程也可以是一个化学过程.或者是几个不同过程的综合作用。在一定的温度和压力下，矿物和孔隙流体之间复杂的相互作用会发生成岩作用。在致密砂岩储层中，成岩作用非常重要，是致密砂岩储层形成低孔低渗的主要原因(Rushing等，2008；Shahamat和Gerami，2009)。早期成岩作用直接与局部沉积环境和沉积物成分有关，而晚期成岩作用范围更广，经常由于区域流体运移模式而经过多相边界。在致密砂岩中普遍发现的主要成岩作用为机械和化学压实作用、胶结作用、矿物的溶解或者淋滤作用及黏土的生成(Rushing等，2008)。
A.压实作用降低储层孔隙度和渗透率
压实作用可以很大程度地降低储层的孔隙度和渗透率。压实过程中储层岩石发生且脱水作用，使砂岩的孔隙度减小，岩层变得致密。石英、长石和岩屑的相对含量与压实程度有很大的关系，石英颗粒的抗压能力最强，长石次之，岩屑的抗压强度最小。一般来说，岩石颗粒的重排、韧性和塑性变形、易碎物质断裂和剪切等都会导致机械压实作用。异常高的孔隙压力可以减缓这种机械压实作用。化学压实作用是由化学反应而引起的颗粒大小和几何形态的改变。机械和化学压实作用都会降低渗透率和原生孔隙度(Rushing等，2008)。
B.溶蚀作用对储层的影响
成岩作用中的另一个影响致密砂岩储层特征的作用为溶蚀作用。溶蚀作用可以改善致密砂岩储层，特别是深层储层性质。在一般的储层中，溶蚀作用可以在纵向上形成几个次生孔隙发育带。在低孔低渗情况下，大量的孔隙是由矿物颗粒、岩石碎片和骨架胶结物的后生溶蚀作用产生的。这种类型的孔隙称为次生孔隙，通常表现为孤立的孔或“微孔洞”，其中矿物的溶解也属于化学成岩作用。石英溶解的主因是压溶作用，它是由于岩石颗粒相互接触时应力集中所引起的，它可以致命在相邻孔隙中硅质溶解、分散、对流而进行再沉淀，同时也会降低孔隙度。压溶作用仅在较高的温度下发生。另一类矿物溶解是指某些矿物颗粒和胶结物的淋滤作用，它常会增加原生孔隙或产生次生孔隙。岩石中可能存在残余矿物颗粒和岩石碎片，这些残余矿物颗粒是不完全溶蚀的结果。但是，通过溶解岩石颗粒而产生次生孔隙的沉积后作用，也能通过骨架胶结物和黏土沉淀而使孔隙度降低。
C.胶结作用对砂岩变致密的影响
致密砂岩储层普遍受到胶结作用的改造，从而导致储层物性变差。胶结作用是一个化学过程，在胶结过程中矿物携带现存的岩石颗粒和岩石碎屑一起从孔隙流体中沉淀下来。致密砂岩储层中常见的胶结物是硅质和钙质胶结物。硅质胶结物主要以石英的次生加大方式出现随着埋深中温度和压力的增加硅质胶结物会继续增长(Rushing等，2008)。极端情况下，石英次生加大能充填所有的孔隙空间，这会迅速降低砂岩储层的孔渗性。一般来说，硅质胶结会和致密砂岩储层的裂缝紧密地联系在一起。硅质胶结通过在裂缝形成时影响岩石的力学性质来影响裂缝系统。裂缝的形成反过来又可以影响裂缝开度的分布等，并且胶结作用可以通过部分或者完全堵塞裂缝孔道来影响裂缝系统的流动性质(Naik，2010)，这会降低致密砂岩气层的渗透率，进而导致储层致密。
沉积作用后不久，钙质胶结物开始沉淀，并易于充填颗粒间的孔隙空间。由于方解石的胶结作用而使粒间孔隙变小，渗透率降低。另外，自生黏土矿物也作为胶结物而岩石颗粒胶结在一起。大多胶结物都会降低孔隙度和渗透率(Rushing等，2008)。然而，自生黏土包壳可以抑制石英次生加大，这可以有效地减少次生加大所占据的粒间孔隙空间，从而保护了粒间孔隙。必须注意的是自生颗粒包壳仅仅减少或阻止石英次生加大，并没有影响碳酸盐、亚硫酸盐或沸石胶结物的沉淀(Pittman等，1992)。
D.矿物填充降低孔隙度和渗透率
在低能条件下或者在浊流条件下，由于水体能量不高或沉积水体浑浊，碎屑颗粒间杂基含量比较高，成为泥质砂岩。由于粒间孔隙被杂基所占据，孔隙间的流体交换不顺畅，无论早期还是晚期的溶蚀性流体都很难进入到孔隙中，因此粒间孔隙或者粒内孔隙都不发育；在泥质杂基中因成岩作用的关系可能发生重结晶或者微弱的溶蚀，形成杂基内的溶蚀微孔隙(张哨楠，2008)。岩石中泥质杂基含量比较高，在杂基重结晶后可以形成黏土矿物晶间微孔。储层的孔隙全部为微孔隙，孔隙由杂基的溶蚀和重结晶形成。
自生黏土矿物的大量沉淀也可形成致密砂岩储层。此类储层可以是结构成熟度和成分成熟度均比较高的砂岩，也可以是结构成熟度较高而成分成熟度不高的砂岩(张哨楠，2008)。在石英砂岩中，硅质岩碎屑含量比较高，岩石的分选性好，颗粒之间没有任何黏土杂基存在；但是在埋藏过程中由于自生的伊利石堵塞了颗粒间的喉道，喉道间的连通主要依靠伊利石矿物间的微孔隙，这使得岩石的渗透率极低。然而相对于孔隙度的降低，渗透率的变化更加明显，主要形成中孔、低渗的致密储层。
一般来说，压实作用形成了储层低孔渗的成岩背景；胶结作用使岩石致密化；长石或岩屑溶解作用形成相对高孔渗有利储层。几种成岩作用机制可以同时进行，共同作用形成致密砂岩储层。同时储层的压力和温度也会影响成岩作用的类型、大小和程度。许多成岩作用的速率会随着温度的增加而成倍增加。而且，温度的升高会提高矿物的溶解能力而使孔隙中饱含水，进而使胶结物沉淀。另外，储层压力增大的影响首先就是发生机械压实作用这种作用会降低原生孔隙的体积。然而，有时候异常高的孔隙压力会通过降低施加在单个颗粒的应力来减缓机械压实作用(Rushing等，2008)。总而言之，沉积作用、构造作用和成岩作用共同形成了致密含气砂岩。
热心网友
时间：2023-10-21 17:38
究竟是哪种因素致使砂岩致密一直是很重要的问题。Nelson(2009)指出致密含气砂岩孔喉直径大小约2～0.03μm，在岩石中广泛分布小孔隙，而且连接孔隙的孔喉组合关系复杂。更进一步讲，是许多的地质过程共同导致了小孔隙广泛分布和孔隙结构复杂，包括细粒到超细粒沉积物的初始沉积、孔隙中存在着各种类型的分散泥质和黏土、以及后期成岩作用的改造。沉积作用、构造运动和成岩作用是使储层变得致密的原因，其中沉积作用是形成低渗透储层的最基本因素；成岩作用是形成低渗透储层的关键；而构造作用一般将致密砂岩储层改造成低孔低渗或低孔高渗储层。
(1)沉积因素和构造作用的影响
与沉积因素有关的主要结构单元有如颗粒大小、分选、物源、矿物成分、流体状态和沉积环境等，它们都是使砂岩变致密的重要原因。这些地质因素在沉积后作用过程中变得更为重要。砂岩的颗粒骨架、基质和胶结物的组成，都与沉积物源、沉积作用和成岩作用等地质作用相互联系。储层特征在原生过程中已经形成，其特征则主要取决于物源、颗粒大小、填充物、分选，以及与岩石结构和矿物成分运移等有联系的其他地质特征等。根据沉积环境能量高低的不同和流体状态，砂岩储层中形成了不同的、控制着流体性质的沉积构造。生物扰动同样选择性地影响致密砂岩结构。一般来说，高能环境有利于形成渗透好的储层；在低能环境下，沉积颗粒细、分选差的岩石，进而形成了低孔渗的储层。然而，虽然储层特征会受到沉积后生作用的影响，但在很大程度上，它还是受原生作用的控制。其中层序地层格架不仅在勘探阶段对识别砂体的分布有很大作用，还能够帮助认识致使储层致密的成岩作用。
致密砂岩的形成过程中，区域构造运动和局部构造作用都起到了重要的作用。温度和压力梯度都主要受构造作用的影响，盆地内的区域构造趋势，控制着地下压力分布的基本框架，应力机制可以看做构造运动的函数(Shrivastava和Lawatia，2011)，这有助于理解并进一步解释超压和盆地中心气藏系统的复杂特征。岩浆活动、盐丘穿刺等都会使砂岩更加致密。一些情况下，成岩作用改变岩石，使其更易发生破裂，并因此发生成岩后的构造变化。构造运动和成岩作用共同影响着砂岩的致密化，而且区域地质构造还会影响所有致密岩层的水平应力，水平应力反过来又会影响断裂运动、岩石强度、钻井参数、水力裂缝延伸、岩层的自然断裂以及井眼的稳定性等(Holditch，2006)。
(2)成岩过程的改造作用
成岩作用可以是一个物理过程也可以是一个化学过程.或者是几个不同过程的综合作用。在一定的温度和压力下，矿物和孔隙流体之间复杂的相互作用会发生成岩作用。在致密砂岩储层中，成岩作用非常重要，是致密砂岩储层形成低孔低渗的主要原因(Rushing等，2008；Shahamat和Gerami，2009)。早期成岩作用直接与局部沉积环境和沉积物成分有关，而晚期成岩作用范围更广，经常由于区域流体运移模式而经过多相边界。在致密砂岩中普遍发现的主要成岩作用为机械和化学压实作用、胶结作用、矿物的溶解或者淋滤作用及黏土的生成(Rushing等，2008)。
A.压实作用降低储层孔隙度和渗透率
压实作用可以很大程度地降低储层的孔隙度和渗透率。压实过程中储层岩石发生且脱水作用，使砂岩的孔隙度减小，岩层变得致密。石英、长石和岩屑的相对含量与压实程度有很大的关系，石英颗粒的抗压能力最强，长石次之，岩屑的抗压强度最小。一般来说，岩石颗粒的重排、韧性和塑性变形、易碎物质断裂和剪切等都会导致机械压实作用。异常高的孔隙压力可以减缓这种机械压实作用。化学压实作用是由化学反应而引起的颗粒大小和几何形态的改变。机械和化学压实作用都会降低渗透率和原生孔隙度(Rushing等，2008)。
B.溶蚀作用对储层的影响
成岩作用中的另一个影响致密砂岩储层特征的作用为溶蚀作用。溶蚀作用可以改善致密砂岩储层，特别是深层储层性质。在一般的储层中，溶蚀作用可以在纵向上形成几个次生孔隙发育带。在低孔低渗情况下，大量的孔隙是由矿物颗粒、岩石碎片和骨架胶结物的后生溶蚀作用产生的。这种类型的孔隙称为次生孔隙，通常表现为孤立的孔或“微孔洞”，其中矿物的溶解也属于化学成岩作用。石英溶解的主因是压溶作用，它是由于岩石颗粒相互接触时应力集中所引起的，它可以致命在相邻孔隙中硅质溶解、分散、对流而进行再沉淀，同时也会降低孔隙度。压溶作用仅在较高的温度下发生。另一类矿物溶解是指某些矿物颗粒和胶结物的淋滤作用，它常会增加原生孔隙或产生次生孔隙。岩石中可能存在残余矿物颗粒和岩石碎片，这些残余矿物颗粒是不完全溶蚀的结果。但是，通过溶解岩石颗粒而产生次生孔隙的沉积后作用，也能通过骨架胶结物和黏土沉淀而使孔隙度降低。
C.胶结作用对砂岩变致密的影响
致密砂岩储层普遍受到胶结作用的改造，从而导致储层物性变差。胶结作用是一个化学过程，在胶结过程中矿物携带现存的岩石颗粒和岩石碎屑一起从孔隙流体中沉淀下来。致密砂岩储层中常见的胶结物是硅质和钙质胶结物。硅质胶结物主要以石英的次生加大方式出现随着埋深中温度和压力的增加硅质胶结物会继续增长(Rushing等，2008)。极端情况下，石英次生加大能充填所有的孔隙空间，这会迅速降低砂岩储层的孔渗性。一般来说，硅质胶结会和致密砂岩储层的裂缝紧密地联系在一起。硅质胶结通过在裂缝形成时影响岩石的力学性质来影响裂缝系统。裂缝的形成反过来又可以影响裂缝开度的分布等，并且胶结作用可以通过部分或者完全堵塞裂缝孔道来影响裂缝系统的流动性质(Naik，2010)，这会降低致密砂岩气层的渗透率，进而导致储层致密。
沉积作用后不久，钙质胶结物开始沉淀，并易于充填颗粒间的孔隙空间。由于方解石的胶结作用而使粒间孔隙变小，渗透率降低。另外，自生黏土矿物也作为胶结物而岩石颗粒胶结在一起。大多胶结物都会降低孔隙度和渗透率(Rushing等，2008)。然而，自生黏土包壳可以抑制石英次生加大，这可以有效地减少次生加大所占据的粒间孔隙空间，从而保护了粒间孔隙。必须注意的是自生颗粒包壳仅仅减少或阻止石英次生加大，并没有影响碳酸盐、亚硫酸盐或沸石胶结物的沉淀(Pittman等，1992)。
D.矿物填充降低孔隙度和渗透率
在低能条件下或者在浊流条件下，由于水体能量不高或沉积水体浑浊，碎屑颗粒间杂基含量比较高，成为泥质砂岩。由于粒间孔隙被杂基所占据，孔隙间的流体交换不顺畅，无论早期还是晚期的溶蚀性流体都很难进入到孔隙中，因此粒间孔隙或者粒内孔隙都不发育；在泥质杂基中因成岩作用的关系可能发生重结晶或者微弱的溶蚀，形成杂基内的溶蚀微孔隙(张哨楠，2008)。岩石中泥质杂基含量比较高，在杂基重结晶后可以形成黏土矿物晶间微孔。储层的孔隙全部为微孔隙，孔隙由杂基的溶蚀和重结晶形成。
自生黏土矿物的大量沉淀也可形成致密砂岩储层。此类储层可以是结构成熟度和成分成熟度均比较高的砂岩，也可以是结构成熟度较高而成分成熟度不高的砂岩(张哨楠，2008)。在石英砂岩中，硅质岩碎屑含量比较高，岩石的分选性好，颗粒之间没有任何黏土杂基存在；但是在埋藏过程中由于自生的伊利石堵塞了颗粒间的喉道，喉道间的连通主要依靠伊利石矿物间的微孔隙，这使得岩石的渗透率极低。然而相对于孔隙度的降低，渗透率的变化更加明显，主要形成中孔、低渗的致密储层。
一般来说，压实作用形成了储层低孔渗的成岩背景；胶结作用使岩石致密化；长石或岩屑溶解作用形成相对高孔渗有利储层。几种成岩作用机制可以同时进行，共同作用形成致密砂岩储层。同时储层的压力和温度也会影响成岩作用的类型、大小和程度。许多成岩作用的速率会随着温度的增加而成倍增加。而且，温度的升高会提高矿物的溶解能力而使孔隙中饱含水，进而使胶结物沉淀。另外，储层压力增大的影响首先就是发生机械压实作用这种作用会降低原生孔隙的体积。然而，有时候异常高的孔隙压力会通过降低施加在单个颗粒的应力来减缓机械压实作用(Rushing等，2008)。总而言之，沉积作用、构造作用和成岩作用共同形成了致密含气砂岩。
