張文凱, 呂正祥, 沈忠民, 劉四兵

( 1. 成都理工大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059； 2. 成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059 )

遼東凸起東營(yíng)組砂巖成巖作用及其對(duì)儲(chǔ)層的影響

張文凱1,2, 呂正祥1,2, 沈忠民1,2, 劉四兵1,2

( 1. 成都理工大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059； 2. 成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059 )

為確定遼東凸起東營(yíng)組砂巖儲(chǔ)層特征，采用偏光顯微鏡、掃描電鏡、巖石熱解、X線衍射及包裹體測(cè)溫等方法，分析研究區(qū)儲(chǔ)層巖石學(xué)、成巖作用特征及控制因素。結(jié)果表明：東營(yíng)組儲(chǔ)層主要巖石類型為雜基體積分?jǐn)?shù)較低的巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，其成巖階段為早成巖B期和中成巖A期；主要成巖作用類型包括機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中沉積、成巖初期壓實(shí)作用和方解石膠結(jié)作用，以及中晚期自生高嶺石等黏土礦物充填是破壞儲(chǔ)層孔隙的主要成巖作用，成巖中后期的長(zhǎng)石溶蝕作用是改善儲(chǔ)層物性的主要成巖作用；沉積作用決定研究區(qū)儲(chǔ)層原生孔隙數(shù)量，成巖作用控制儲(chǔ)層原生孔隙的改造程度及次生孔隙的發(fā)育程度。研究結(jié)果為遼東凸起東營(yíng)組油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)，為遼東灣其他構(gòu)造區(qū)塊同類儲(chǔ)層研究提供參考。

遼東凸起； 東營(yíng)組； 成巖作用； 成巖階段； 儲(chǔ)層特征

0 引言

成巖作用，尤其是砂巖的成巖作用研究起步較晚，20世紀(jì)50年代，在巖石碎屑顆粒形狀和結(jié)構(gòu)描述中逐漸被人們認(rèn)識(shí)[1-2]。隨著巖相學(xué)、電鏡、能譜和同位素測(cè)試等技術(shù)在成巖作用描述中的應(yīng)用，成巖作用研究趨于定量化[3-4]。目前對(duì)成巖作用的研究主要集中在水巖相互作用、數(shù)值模擬，以及成巖作用的內(nèi)在動(dòng)力成因機(jī)理等方面[5-6]，進(jìn)一步拓展成巖作用在儲(chǔ)層質(zhì)量評(píng)價(jià)和有利區(qū)預(yù)測(cè)的方向。自20世紀(jì)70年代投入勘探以來(lái)，渤海灣盆地成為中國(guó)石油地質(zhì)領(lǐng)域熱點(diǎn)盆地之一，它位于遼東凸起的油氣田發(fā)育區(qū)，比盆地內(nèi)其他部位的鉆井?dāng)?shù)相對(duì)較少、勘探程度偏低。彭靖淞等認(rèn)為，遼東凸起于東三段沉積末期逐漸形成隆升格局，早于主排烴期，且隆升形成多種有利于油氣保存的圈閉[1]；吳智平等認(rèn)為，遼東凸起受控于遼中、遼東斷裂群，后期受走滑作用進(jìn)一步改造，斷裂側(cè)向封堵性較強(qiáng)，是油氣藏發(fā)育的有利區(qū)帶[3]；黃曉波等認(rèn)為，遼東凸起潛山經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，受斷層封堵而形成多個(gè)斷塊圈閉群，是油氣聚集的有利場(chǎng)所[4]。這些研究從構(gòu)造、成藏方面對(duì)遼東凸起油氣地質(zhì)進(jìn)行探索[7-9]，但對(duì)該區(qū)東營(yíng)組儲(chǔ)層特征研究、尤其對(duì)砂巖成巖演化及其對(duì)儲(chǔ)層物性的影響報(bào)道較少。筆者利用研究區(qū)鉆井、錄井、熱解、X線衍射、巖礦鑒定及巖心常規(guī)分析等資料，分析研究區(qū)儲(chǔ)層成巖作用特征及演化過(guò)程，為該區(qū)東營(yíng)組儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)及勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

遼東凸起位于渤海灣盆地東部地區(qū)，范圍在東經(jīng)120°53′～121°56′、北緯39°35′～40°58′之間，整體呈狹長(zhǎng)帶狀沿NNE向展布，夾持在遼中凹陷和遼東凹陷之間，面積約為800 km2。構(gòu)造上遼東凸起分為南北兩個(gè)近似菱形的隆起，南北兩段在北東向延伸分別約為30、100 km；在北西向?qū)挾确謩e約為10、15 km，整體上屬于遼東灣坳陷的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。遼東灣地區(qū)已發(fā)現(xiàn)錦州9-3、錦州20-2、錦州21-1、錦州23-1、錦州23-2N、錦州25-1、錦州25-1S、金縣1-1、綏中36-1、旅大4-2、旅大5-2、旅大6-2、旅大10-1、旅大27-2、旅大32-2等油氣田區(qū)塊及含油氣構(gòu)造(見圖1)[10-13]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置(據(jù)文獻(xiàn)[13])

2 巖石學(xué)特征

2.1 巖石類型

圖2 遼東凸起東營(yíng)組砂巖儲(chǔ)層巖性組分三角圖Fig.2 Triangular diagram for the sandstone reservoirs of the Dongying formation in the Liaodong uplift

根據(jù)研究區(qū)東營(yíng)組506塊巖石薄片(包括鑄體和普通薄片)的鏡下統(tǒng)計(jì)結(jié)果，砂巖類型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖(見圖2)。分析東營(yíng)組砂巖各組分，石英體積分?jǐn)?shù)較高，分布為12.5%～72.5%，平均為46.1%；長(zhǎng)石與巖屑的次之，且兩者體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)。其中，長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)分布為4.0%～52.5%，平均為28.1%；巖屑體積分?jǐn)?shù)分布為2.0%～63.5%，平均為25.8%；雜基體積分?jǐn)?shù)分布為0.5%～30.0%，平均為7.3%，說(shuō)明砂巖雜基體積分?jǐn)?shù)總體偏低。

2.2 巖石結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)研究區(qū)砂巖薄片鑒定資料，統(tǒng)計(jì)表征結(jié)構(gòu)特征的主要參數(shù)。

(1)分選性。研究區(qū)東營(yíng)組砂巖總體上具有中—好的分選性，樣品中分選性中等的樣品數(shù)量最多，占樣品總數(shù)的64.4%；其次為分選性較好的樣品數(shù)量，占樣品總數(shù)的17.8%；分選性差—中的樣品數(shù)量最少，占樣品總數(shù)的4.4%。

(2)磨圓度。樣品中次棱角狀的樣品數(shù)量最多，占樣品總數(shù)的62.2%；其次為次棱—次圓狀樣品，占樣品總數(shù)的30.3%；棱角狀的樣品數(shù)量最少，占樣品總數(shù)的3.1%。分選性和磨圓度參數(shù)表明研究區(qū)砂巖沉積物具有一定的搬運(yùn)距離。

(3)顆粒接觸方式。研究區(qū)砂巖以點(diǎn)接觸為主，占樣品總數(shù)的47.8%；其次為點(diǎn)—線接觸，占樣品總數(shù)的28.1%；線接觸最少，占樣品總數(shù)的24.1%。表明研究區(qū)砂巖壓實(shí)作用相對(duì)較弱，是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的有利因素。

(4)顆粒間膠結(jié)類型。研究區(qū)砂巖孔隙式膠結(jié)最為明顯，占樣品總數(shù)的50%以上；其次為孔隙—接觸式膠結(jié)，占樣品數(shù)總數(shù)的35%；接觸式膠結(jié)最少，占樣品總數(shù)的10%左右。表明研究區(qū)砂巖碎屑顆粒骨架發(fā)育良好，是后期有利儲(chǔ)層形成的有利因素。

總體上，研究區(qū)砂巖分選性中等—好，磨圓度中等—差，以孔隙式膠結(jié)為主，碎屑顆粒多為點(diǎn)接觸，屬于雜基體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較低的凈砂巖。

3 成巖作用類型及階段劃分

3.1 成巖作用類型

對(duì)研究區(qū)東營(yíng)組506塊巖石鑄體和普通薄片進(jìn)行偏光顯微觀察，結(jié)合掃描電鏡、陰極發(fā)光、熒光等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析砂巖儲(chǔ)層主要成巖作用類型，分為破壞性成巖作用和建設(shè)性成巖作用。

3.1.1 破壞性成巖作用

(1)壓實(shí)(溶)作用。研究區(qū)東營(yíng)組砂巖受壓實(shí)作用影響明顯，但表現(xiàn)出較大差異性。在分選性、磨圓度較好，粒度較粗且雜基體積分?jǐn)?shù)較低的砂巖中，壓實(shí)作用相對(duì)較弱，鏡下主要表現(xiàn)為點(diǎn)接觸，部分為點(diǎn)—線接觸。在部分含塑性巖屑較多且分選性較差、雜基體積分?jǐn)?shù)高的細(xì)粒砂巖中，壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層孔隙的破壞作用較明顯，主要表現(xiàn)為：鏡下觀察碎屑顆粒多沿長(zhǎng)軸定向排列(見圖3(a))；碎屑顆粒接觸方式變化明顯，隨埋深增加，碎屑顆粒以點(diǎn)—線接觸過(guò)渡為線接觸，部分碎屑顆粒呈壓溶鑲嵌接觸(見圖3(b-c))；深埋藏地段，部分膠結(jié)物晶體呈壓嵌式緊密貼附于碎屑顆粒周圍；部分剛性碎屑，如花崗巖屑、石英巖屑、石英和長(zhǎng)石顆粒等發(fā)生破裂(見圖3(d))；部分黏土礦物和塑性碎屑被擠壓充填在粒間和粒內(nèi)孔隙中，如云母擠壓揉曲。

(2)膠結(jié)作用。研究區(qū)東營(yíng)組砂巖膠結(jié)作用主要形式為黏土礦物膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)及硅質(zhì)膠結(jié)，偶見少量長(zhǎng)石次生加大現(xiàn)象。

黏土礦物膠結(jié)物組分主要為伊利石、伊/蒙混層和高嶺石。在掃描電鏡下，伊利石及伊/蒙混層呈絲片狀、蜂窩狀和不規(guī)則卷曲的片狀，充填于顆?？紫秲?nèi)部及表面(見圖3(h-i))；部分蝕變高嶺石在偏光顯微鏡下呈粒狀或書頁(yè)狀，在掃描電鏡下呈鱗片或六方板狀，充填在粒間孔隙和長(zhǎng)石溶孔內(nèi)(見圖3(g))。

碳酸鹽膠結(jié)在研究區(qū)東營(yíng)組各段采集的巖石樣品中均有發(fā)育，主要組分為方解石，白云石次之，偶見少量鐵方解石和鐵白云石。成巖早期形成的方解石和白云石呈亮晶方式充填在粒間孔隙內(nèi)，晚期形成的部分方解石和白云石占據(jù)粒內(nèi)溶孔。兩者在正交偏光顯微鏡下呈多種高級(jí)干涉色，在單偏光下可見方解石被茜素紅染成紅色，在掃描電鏡下方解石多以片狀充填在顆粒間，白云石呈顆粒狀充填在孔隙內(nèi)(見圖3(e-f))。

硅質(zhì)膠結(jié)主要為石英次生加大膠結(jié)，常見加大邊為Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)，其現(xiàn)象一種為沿顆粒邊緣形成自形晶面和較寬的加大邊(20～50 μm)，呈鑲嵌狀接觸充填于孔隙(見圖3(j))；另一種為結(jié)晶較好的自形石英充填于孔隙(見圖3(k))。此外，研究區(qū)還有一些菱鐵礦和黃鐵礦，其中黃鐵礦在偏光顯微鏡下呈黑色團(tuán)狀，在掃描電鏡下呈球粒狀或草莓狀(見圖3(l))。

3.1.2 建設(shè)性成巖作用

研究區(qū)東營(yíng)組建設(shè)性成巖作用主要為溶蝕作用，發(fā)生在沉積、成巖作用整個(gè)過(guò)程中，是形成次生孔隙的主要途徑，尤其成巖后期有利于儲(chǔ)層物性改善。研究區(qū)碎屑顆粒溶蝕作用比較明顯，主要分為粒間溶蝕和粒內(nèi)溶蝕。根據(jù)鏡下碎屑顆粒特征，可進(jìn)一步細(xì)分為長(zhǎng)石、巖屑及膠結(jié)物溶蝕。

長(zhǎng)石溶蝕形成大量的粒間溶孔和溶蝕擴(kuò)大孔，部分形成鑄?？?見圖3(m-n))，次生孔隙構(gòu)成研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙的主要類型。根據(jù)陰極發(fā)光、電子探針和偏光顯微鏡下觀測(cè)結(jié)果，研究區(qū)長(zhǎng)石溶蝕類型主要為鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石，并且發(fā)育多期溶蝕，對(duì)儲(chǔ)集物性較為有利的為中—晚期長(zhǎng)石溶蝕作用。當(dāng)成巖環(huán)境一定時(shí)，長(zhǎng)石溶蝕程度受自身化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)影響，穩(wěn)定性為鉀長(zhǎng)石>鈉長(zhǎng)石>鈣長(zhǎng)石[14-16]；當(dāng)遇到酸性流體時(shí)，長(zhǎng)石中鈣質(zhì)組分首先被溶蝕，其次是鈉長(zhǎng)石組分發(fā)生溶蝕，且鈣質(zhì)體積分?jǐn)?shù)越高，長(zhǎng)石越容易被溶蝕[17]。有機(jī)質(zhì)演化及烴源巖生烴作用可為溶蝕作用提供大量酸性流體[18-19]。與研究區(qū)毗鄰的遼中凹陷烴源巖十分發(fā)育，其東營(yíng)組暗色泥巖厚度大，累計(jì)厚度可達(dá)300～500 m，鏡質(zhì)體反射率為0.5%～0.8%，埋深為2 500 m時(shí)開始生烴[20-21]，在烴源巖生烴過(guò)程中，可為研究區(qū)巖石的溶蝕作用提供酸性流體；研究區(qū)與遼中凹陷以多條深大斷裂帶為界，為酸性流體提供良好滲流通道，進(jìn)一步促成后期溶蝕作用發(fā)生。

圖3 遼東凸起東營(yíng)組砂巖成巖作用Fig.3 Diagenesis phenomena of Dongying formation sandstone in the Liaodong uplift

長(zhǎng)石溶蝕生成的高嶺石和自生石英占據(jù)部分孔隙空間，但與長(zhǎng)石溶蝕增加的孔隙體積相比，比例很小；溶蝕的高嶺石隨著孔隙流體遷移，保證長(zhǎng)石持續(xù)性溶蝕作用，對(duì)儲(chǔ)層改造更加明顯。巖屑溶蝕主要為部分長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)較高的火成巖巖屑發(fā)生溶蝕，其溶蝕機(jī)理與長(zhǎng)石的類似。

膠結(jié)物溶蝕主要為部分碳酸鹽膠結(jié)物(方解石)發(fā)生微溶蝕作用(見圖3(o))，黏土礦物發(fā)生一定程度的溶蝕，但受其晶體結(jié)構(gòu)影響，形成孔隙小且對(duì)儲(chǔ)層貢獻(xiàn)小，可忽略不計(jì)。在有機(jī)酸作用下，方解石發(fā)生溶蝕作用，形成一定程度的微孔隙，對(duì)儲(chǔ)層連通性起改善作用[22-23]。

3.2 成巖階段劃分

3.2.1 黏土礦物演化特征

研究區(qū)黏土礦物主要包括高嶺石、伊利石、伊/蒙混層及水云母等，選取2口典型井的黏土礦物資料，分析其質(zhì)量分?jǐn)?shù)縱向演化特征(見圖4)。同一口井不同黏土礦物在縱向上質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化規(guī)律不同，相同黏土礦物在不同井區(qū)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化規(guī)律也具有明顯差異，隨著埋深加大，伊/蒙混層向伊利石、綠泥石轉(zhuǎn)化，伊利石、綠泥石和高嶺石質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈增加趨勢(shì)。在JX1-2-1井區(qū)附近，伊/蒙混層大量轉(zhuǎn)換為伊利石，綠泥石和高嶺石質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有增加；在LD6-2-7D井區(qū)附近，伊/蒙混層轉(zhuǎn)化為伊利石和綠泥石，兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨埋深加大而明顯增加。

圖4 研究區(qū)單井黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)演化Fig.4 Changes of the single well clay minerals content in the study area

總體上，研究區(qū)伊/蒙混層中的蒙脫石質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%～70%之間，根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5477—2003)，判定研究區(qū)大部分巖石處于早成巖B期，對(duì)應(yīng)的門限深度約為1 600 m。

3.2.2Ro和Tmax演化特征

選取研究區(qū)不同位置4口典型井，對(duì)泥巖鏡質(zhì)組反射率(Ro)和最高熱解峰溫(Tmax)進(jìn)行測(cè)定。研究區(qū)Ro總體上分布在0.3%～0.6%之間，根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5477—2003)判定，研究區(qū)砂巖成巖階段總體處于早成巖B期，在JZ23-1-3和JZ17-3-1 井區(qū)附近，部分層段Ro大于0.5%，表明局部區(qū)域砂巖成巖作用進(jìn)入中成巖A期(見圖5(a))。

根據(jù)最高熱解峰溫Tmax與深度關(guān)系(見圖5(b))，研究區(qū)東營(yíng)組二段上亞段(東二上段)Tmax主要分布在420～430 ℃之間，為早成巖A期；東營(yíng)組二段下亞段(東二下段)Tmax分布在430～435 ℃之間，已進(jìn)入中成巖A期；東營(yíng)組三段(東三段)Tmax大于435 ℃，成巖階段由中成巖A期進(jìn)入B期?？傮w上，研究區(qū)東營(yíng)組Tmax處于430～435 ℃，說(shuō)明砂巖大部分處于早成巖B期，與Ro分布特征及黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分的成巖階段基本一致。

圖5 研究區(qū)泥巖Ro、Tmax與深度關(guān)系Fig.5 The vertical distribution of Ro & Tmax in the study area

3.2.3 自生礦物包裹體測(cè)溫特征

圖6 研究區(qū)自生石英包裹體均一溫度分布Fig.6 Distribution of the homogenization temperatures within authigenic quartz in the study area

研究區(qū)自生礦物種類較多，含量分布差異較大。選取具有代表性的石英顆粒，測(cè)定其次生加大邊內(nèi)包裹體的均一溫度，分布在65～85、85～105、105～125和125～145 ℃四個(gè)區(qū)間(見圖6)。其中均一溫度分布在65～85 ℃之間的最多，約占51.3%；溫度分布在85～125 ℃之間的次之；溫度分布在125～145 ℃之間的最少，約占5.1%。根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5477—2003)判定，研究區(qū)巖石成巖階段主要處于早成巖B期，部分成巖作用較強(qiáng)的巖石成巖階段處于中成巖A期，僅小范圍部分巖石成巖階段進(jìn)入中成巖B期。

根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5477—2003)判定，結(jié)合鏡下成巖特征、黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、鏡質(zhì)體反射率、自生礦物包裹體測(cè)溫及烴源巖最高熱解峰溫等參數(shù)的縱向演化規(guī)律，確定研究區(qū)東營(yíng)組砂巖成巖階段及演化過(guò)程(見圖7)：(1)沉積初期，受上覆靜壓力作用影響，松散的沉積物快速壓實(shí)，孔隙空間由40%左右迅速減小到35%左右；(2)早成巖A期末，隨著長(zhǎng)石及部分巖屑開始較弱強(qiáng)度溶蝕，孔隙度略有增加，長(zhǎng)石溶解產(chǎn)物——高嶺石和石英等占據(jù)部分孔隙空間，受壓實(shí)作用對(duì)孔隙的破壞影響，孔隙度總體呈下降趨勢(shì)，接近30%左右；(3)中成巖A期，受有機(jī)質(zhì)演化產(chǎn)生的腐殖酸作用影響，長(zhǎng)石、巖屑及填隙物開始大量溶蝕，形成許多粒間溶蝕擴(kuò)大孔及粒內(nèi)溶蝕，孔隙度明顯上升，約為35%；(4)中成巖B期，隨著長(zhǎng)石不斷產(chǎn)生的石英、高嶺石、碳酸巖膠結(jié)物、伊/蒙混層轉(zhuǎn)化生成的伊利石，以及黃鐵礦等充填孔隙，造成儲(chǔ)層孔隙度進(jìn)一步下降，約為20%。

圖7 遼東凸起東營(yíng)組成巖階段劃分Fig.7 Diagenetic stage division of Dongying formation in Liaodong uplift

4 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制

4.1 破壞性成巖作用

研究區(qū)東營(yíng)組儲(chǔ)層破壞性成巖作用主要是壓實(shí)和膠結(jié)作用，通常用膠結(jié)物含量與負(fù)膠結(jié)物孔隙度(粒間體積占全巖體積的百分比)關(guān)系(見圖8)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。壓實(shí)作用在沉積、成巖初期對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層原生孔隙的影響很大，且表現(xiàn)出明顯的差異性。在相同埋深條件下，塑性碎屑、泥質(zhì)較發(fā)育的區(qū)域受壓實(shí)作用影響較為明顯(見圖8的B區(qū))，主要為含泥質(zhì)細(xì)粉砂巖和不等粒長(zhǎng)石巖屑細(xì)砂巖。在剛性顆粒如石英、長(zhǎng)石較發(fā)育的區(qū)域，受壓實(shí)作用影響較弱，儲(chǔ)層巖石顆粒多以點(diǎn)接觸為主，分選性較好，粒間原生孔隙易被后期膠結(jié)物充填，導(dǎo)致物性變差(見圖8的A區(qū))，巖性以中—粗粒砂巖為主?？傮w上，東二段比東三段受壓實(shí)作用影響較弱，原生孔隙比東三段的更加發(fā)育。

膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響主要體現(xiàn)為自生黏土礦物，如高嶺石、伊利石、方解石、白云石及硅質(zhì)膠結(jié)較為發(fā)育，且影響表現(xiàn)出差異性，其中以伊利石、高嶺石和方解石膠結(jié)對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層物性破壞最為明顯。繪制碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與孔隙度關(guān)系(見圖9)，碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與孔隙度呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5%時(shí)，研究區(qū)孔隙度普遍大于20%。在偏光顯微鏡及掃描電鏡下，部分物性較差區(qū)域粒間孔隙充填大量的連晶方解石、鱗片狀高嶺石及絲片狀伊利石，為儲(chǔ)集物性降低的主要原因。

此外，研究區(qū)發(fā)育部分自生石英及石英次生加大，根據(jù)激光同位素定年判斷，主要形成于早成巖B期末及中成巖A期，封堵粒間孔及部分溶蝕孔隙的喉道，為導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低的原因之一。

4.2 建設(shè)性成巖作用

研究區(qū)建設(shè)性成巖作用主要為溶蝕作用，包括長(zhǎng)石溶蝕、部分巖屑溶蝕及后期碳酸鹽膠結(jié)物溶蝕，長(zhǎng)石溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層次生孔隙的改造起決定性作用，巖屑和膠結(jié)物溶蝕對(duì)儲(chǔ)層物性改善影響較弱。分析研究區(qū)儲(chǔ)層巖石學(xué)特征，儲(chǔ)層巖性主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，約占75%，為后期溶蝕作用提供物質(zhì)基礎(chǔ)。長(zhǎng)石比其他碎屑組分穩(wěn)定性差，在酸性環(huán)境中首先發(fā)生溶蝕，促進(jìn)溶蝕作用的發(fā)生。根據(jù)研究區(qū)儲(chǔ)層成巖演化特征，長(zhǎng)石溶蝕主要發(fā)生在早成巖A期到中成巖階段，多沿雙晶面和解理發(fā)生部分或全部溶蝕，形成大量蜂窩狀孔隙和鑄模孔，是儲(chǔ)層物性改善的直接原因。

圖8 砂巖粒間體積—負(fù)膠結(jié)物孔隙度關(guān)系Fig.8 Relationship between the cements and the negative cement porosity of sandstone

圖9 碳酸鹽膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)與孔隙度關(guān)系Fig.9 Relationship between the carbonate cements and the porosity

5 結(jié)論

(1)遼東凸起東營(yíng)組砂巖主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖，巖屑石英砂巖最少。

(2)研究區(qū)東營(yíng)組砂巖總體上分選性中等—好，磨圓度中等—差，以孔隙式膠結(jié)為主，碎屑顆粒多為點(diǎn)接觸，屬于雜基體積分?jǐn)?shù)較低的凈砂巖，為后期發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(3)研究區(qū)主要成巖作用類型包括機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中機(jī)械壓實(shí)作用、自生黏土礦物及方解石膠結(jié)作用為破壞性成巖作用，是儲(chǔ)層物性變差的主要因素；溶蝕作用，特別是早成巖B期—中成巖A期的鈉長(zhǎng)石、鈣長(zhǎng)石溶蝕作用，產(chǎn)生大量次生孔隙，為建設(shè)性成巖作用，是改善儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)層物性重要因素。

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2016-10-19；編輯：張兆虹

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41172119)；中海油天津分公司項(xiàng)目(CCL2013TJXSBS1880)

張文凱(1989-)，男，博士研究生，主要從事油氣藏地質(zhì)學(xué)與油氣地球化學(xué)方面的研究。

TE122.2

A

2095-4107(2017)01-0097-09

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.01.010