流体—岩石相互作用定量模拟技术新进展

总结了成岩体系域、成岩体系、成岩相和成岩亚相不同尺度成岩体的流体-岩石相互作用研究新进展。从单相/多相流体和单矿物/多矿物相互作用角度，将流体-岩石定量模拟划分为长石-流体相互作用定量模拟、石英-流体相互作用定量模拟、多矿物-流体相互作用定量模拟和多相多组分流体-岩石相互作用定量模拟。今后拟重点开展的研究有：层序地层格架/沉积相带框架下不同成岩体内的流体-岩石相互作用研究，陆相断陷盆地内与深大断裂、断裂输导有关的流体-岩石相互作用研究，煤系地层背景下致密储层中有机酸流体-岩石相互作用研究，咸化湖盆储集层中流体-岩石相互作用研究，以及中、新生界碎屑岩风化壳内流体-岩石相互作用研究等。

关键词：流体-岩石相互作用；定量模拟；成岩体；成因机制；成岩相；多尺度；成岩作用过程

中图分类号：P584 文献标志码：A

Abstract： Diagenetic body is a geological body formed in the process of burial diagenesis， which has genetic relationship and different scales. Starting from the study of multiscale diagenetic body， the thermodynamic and kinetic conditions for controlling fluid-rock interaction in the diagenetic body were elucidated， and the mechanism of fluid-rock interaction was revealed. Classification scheme of diagenetic body for diagenetic facies as the core， including diagenetic system tract scale， diagenetic system scale， diagenetic facies scale， and diagenetic sub-facies scale， was proposed. The new progress of the above four diagenetic bodies in different scales was summarized. From the point of view of the interaction between single phase/multiphase fluid and single mineral/multi-mineral， the quantitative simulation technology of fluid-rock interaction can be classified as fluid-feldspar interaction， fluid-quartz interaction， fluid-multi-mineral interaction and multiphase multicomponent-fluid interaction quantitative simulations. The study on fluid-rock interaction is suitable for focusing on research issues， such as the geo-body under a stratigraphic sequence framework/sedimentary facies belt framework， the continental rift basin related to deep fault and fault accommodation， the organic acid from tight reservoir in coal-bearing strata， the reservoir in saline lacustrine basin， and the clastic weathering crust in Mesozoic-Cenozoic.

Key words： fluid-rock interaction； quantitative simulation； diagenetic body； genetic mechanism； diagenetic facies； multiscale； diagenetic process

0 引 言

流體-岩石相互作用一直是地质学界非常活跃的研究领域[1-6]。在石油与天然气地质学中，石油、天然气、地层水与岩石矿物之间的相互作用对储层物性、孔隙结构、流体性质、油气成藏具有重要影响，与成储、成藏、成矿密切相关。流体-岩石相互作用系统通常由流体和岩石两部分组成。流体是指各种性质的油、气和水，岩石是指各种固相物质（矿物和岩石）。流体-岩石相互作用包括了水-岩相互作用以及其他烃类或非烃类流体与岩石的相互作用。在开展砂岩成岩作用研究过程中，众多学者提出了砂岩中长石等铝硅酸盐矿物的有机酸溶蚀以及次生孔隙形成理论，并在此基础上发展出长石-流体相互作用定量模拟技术；另一方面，也有学者注意到砂岩储层的碱性成岩作用，并加强了石英-流体相互作用研究与定量模拟实验。近年来，水-岩相互作用的研究得到快速发展，逐渐推出了PHREEQC和TOUGHREACT等功能强大的软件，同时在温度场-化学场-地应力场-水动力场耦合情况下的多相多组分流体-岩石相互作用定量模拟方面取得了重大进展[7-8]，实现全体系多相多组分流体-岩石相互作用定量模拟。

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