沉积盆地流体-岩石相互作用研究意义
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发布时间：2022-11-14 13:17
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时间：2024-08-15 16:47
沉积盆地流体-岩石相互作用的研究内容包括石油、天然气、地层水、岩石、微生物间发生的化学、生物化学反应，以及这些反应对储层物性、原油性质、矿物润湿性变化等的影响，研究成果可为预测有利孔隙带分布和提高原油采收率提供依据。上述反应以水-岩反应最为普遍。
自然界中水-岩相互作用包括几种物理、化学过程：①矿物溶解、沉淀；②离子交换、吸附/解析；③流体混合；④压力下降或沸腾引起的气体分离；⑤有机质-无机质相互作用（Kharaka等，1988）。
沉积盆地水-岩相互作用是从化学机理上探讨矿物溶解、沉淀作用。这些成岩作用包括碎屑矿物、自生矿物的溶解及自生矿物的沉淀、交代、重结晶。所以，可以认为水-矿物的相互作用是指在地下相对高温、高压条件下，孔隙水的化学组分与储层矿物间的一种化学平衡作用。其中，对孔隙体积改变较大的作用，被认为是沉积有机质热成熟作用产生的二氧化碳（Schmidt等，1979）和有机酸（Surdam等，1984）等成岩溶剂参与的化学反应。有机酸和二氧化碳的分布与次生孔隙发育紧密相关，由此建立的成岩反应途径已用于预测砂岩成岩作用和有利孔隙度带的分布（Surdam等，1989）。
水-岩相互作用发生在水介质中，因而可以从地层水化学特征重塑矿物的溶解-沉淀和离子交换和吸附过程。但是，地层水的成因是复杂的。目前的孔隙水化学特征既可能是在埋藏过程中，由矿物溶解-沉淀、粘土矿物表面离子交换作用和吸附作用引起的原始沉积水的变化，也可以是地表水、地下水混合的结果。流体混合往往是流体沿盆地边缘向盆地内或向隆起上部或外部运动，也可是淡水沿断裂带下渗引起的淋滤作用。流体混合导致水-矿物平衡破坏，又进一步促进了水-岩石相互作用。
水-岩相互作用是近20年来国际上非常活跃的研究领域。国际专题讨论会已先后召开了8次，尤其以1992年在美国黄石公园召开的第7届会议影响最大，涉及地热系统、环境污染、核废料处理等诸多领域的水-岩反应。此外，许多大型的国际会议也将水-岩相互作用列为重要的议题。1992年在日本东京召开的第29届和1996年在中国北京召开的第30届国际地质大会都将流体-岩石相互作用作为一专题进行讨论。其中第30届国际地质大会上所提交的有关“流体-岩石相互作用和机理”的论文摘要达55篇、开放体系中矿物溶解和化学动力学15篇。此外，仅在1990年，美国地球化*合会组织召开了“地表规模的流体搬运：量级与机遇”，英国皇家地质学会组织了“俯冲带流体的行为和影响”两次大型的学术会议。1993年又在英国格拉斯哥召开了地质流体的专门会议，并出版了《沉积盆地地质流体：成因、运移和演化》一书。书中集中收集了*边缘和*内部大规模的流体流动、变形与流体流动的关系、流体流动与储层演化的关系、流体化学、金属-有机质相互作用、流体演化以及烃类和金属的运移和沉淀、流体演化的示踪剂等内容。由此可以窥见流体-岩石相互作用受重视的程度。
迄今为止，在世界上许多大型盆地都开展了这项研究，如北海油田*架、加拿大西部阿尔伯塔盆地、美国加州San Joaquin盆地、伊利诺斯盆地、东俄亥俄盆地、墨西哥湾盆地、得克萨斯盆地西南部海湾沿岸（Gulf Coast）等。国内徐学纯（1995）最近也提出，流体地质学（以流体-岩石相互作用为重要研究内容）可作为一门独立的学科存在。可见，国内外学者都已注意到了这一研究领域在地球科学中的重要地位。
