Eine Überprüfung der Feldspatalteration und ihrer geologischen Bedeutung in Sedimentbecken: Von flachen Grundwasserleitern zu tiefen Kohlenwasserstoffreservoirs

Die Feldspatgruppe ist eine der häufigsten Arten von Mineralien in der Erdkruste. Die Feldspatveränderung (einschließlich der gesamten Prozesse der Feldspatauflösung, der Übertragung freigesetzter gelöster Stoffe und der sekundären Mineralfällung) ist in Bereichen wie Ressourcen- und Umweltwissenschaften allgegenwärtig und wichtig. Dieses Papier bietet eine kritische Überprüfung der Feldspatalteration und ihrer geologischen Bedeutung in flachen Grundwasserleitern bis zu tiefen Kohlenwasserstoffreservoirs, wie aus einem von Experten begutachteten Papier in der Literatur hervorgeht.

Eine Vielzahl von Mechanismen wie der oberflächenreaktionsgesteuerte Auflösungsmechanismus, der bevorzugte auslaugungsdiffusionsgesteuerte Mechanismus, der Diffusionsausfällungsgesteuerte Auflösungsmechanismus und der Grenzflächenauflösungsumfällungsmechanismus wurden vorgeschlagen, um für die Auflösung von Feldspaten verantwortlich zu sein. Feldspat-Auflösungsraten können durch die Kristallstruktur, Al / Si-Ordnung, Temperatur, pH-Wert, Oberfläche, organische Säuren, chemische Affinität und Ausfällung sekundärer Mineralien beeinflusst werden. Fünf Hauptauflösungsratengesetze wurden verwendet, um Feldspatauflösungsraten zu beschreiben, einschließlich des Linear Transition State Theory (L-TST) -Ratengesetzes, des nichtlinearen TST-Ratengesetzes, des Parallelratengesetzes, des Stepwave-Modellratengesetzes und des partiellen Gleichgewichtsgesetzes. Die Rateninkonsistenz zwischen Laborexperimenten und Feldbeobachtungen wird mit Hypothesen interpretiert, die die Panzerungseffekte der Beschichtung sekundärer Mineralien auf Feldspatoberflächen, die möglichen Auswirkungen ausgelaugter Schichten, den Sättigungsansatz in Bezug auf Feldspate, die Hemmung durch absorbiertes Al3 + auf der Feldspatoberfläche und die Hemmung durch gleichzeitige langsame Tonfällungsraten umfassen.

Das anorganisch-ursprüngliche (meteorisches Wasser und tiefes heißes Wasser) und organisch-ursprüngliche (Kerogen- und Kohlenwasserstoffabbau) Wasserstoffion (H+) in einer Flüssigkeit kann wahrscheinlich als bedeutender Katalysator für die schnelle Auflösung von Feldspaten in flachen Grundwasserleitern und tiefen Kohlenwasserstoffreservoirs wirken. Verschiedene Mineralzusammensetzungen, einschließlich weitgehend ausgelaugter Feldspate mit einer Vielzahl von zugehörigen Mengen an Tonmineralien und Quarzzementen, können in unterirdischen Reservoirs unter verschiedenen geologischen Bedingungen identifiziert werden. Die Feldspatauflösung kann in offenen geochemischen Systemen in geringer Tiefe oder in mäßiger Tiefe, in denen sich Verwerfungen weit ausbreiten, zu verbesserten sekundären Porositäten und Gesteinspermeabilitäten führen. Während in geschlossenen geochemischen Systemen in mäßiger Tiefe, Feldspatauflösung erzeugt wahrscheinlich Umverteilungsnebenporositäten und verringert die Gesteinspermeabilität. Authigene Tonmineralien, die nach der Auflösung von Feldspat gebildet wurden, verändern die Benetzbarkeit des Gesteins und beeinflussen die Aufladung und den Einschluss von Kohlenwasserstoffen im Reservoir. Die Feldspatveränderung kann den Kohlenwasserstoffabbau fördern, indem sie die Bioaktivität fördert oder durch den Verbrauch niedermolekularer organischer Säuren und CO2, die durch den Ölabbau entstehen. Weitere Arbeiten sollten durchgeführt werden, um Kohlenwasserstoff-Wasser-Feldspat-Wechselwirkungen in tief vergrabenen Kohlenwasserstoffreservoirs zu untersuchen. Feldspatveränderungen können die CO2−Sequestrierung durch Verbrauch von H +, Erzeugung von HCO3- und pH-Pufferung von Formationswasser fördern. Die K-Feldspat-Alteration kann auch die Illitisierung in interbedded Mudstones fördern, indem sie K + liefert.

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