張順存，黃立良，馮右倫，鄒陽(yáng)，魯新川， 郭暉

1.甘肅省油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)科學(xué)院油氣資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州　730000 2.新疆油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，新疆克拉瑪依　834000

0　引言

準(zhǔn)噶爾盆地環(huán)瑪湖凹陷北斜坡地區(qū)(簡(jiǎn)稱瑪北地區(qū))三疊系百口泉組近年來(lái)的油氣勘探取得了重大的進(jìn)展，近年來(lái)針對(duì)該區(qū)也發(fā)表了一些研究成果。筆者所在的課題組對(duì)該區(qū)三疊系百口泉組砂礫巖的沉積特征、儲(chǔ)層特征也進(jìn)行了較為深入的研究[1-3]，認(rèn)為該區(qū)發(fā)育扇三角洲沉積，將扇三角洲各亞相根據(jù)不同的巖性相進(jìn)行了微相的劃分[4]，并討論了其微相特征；鄒妞妞等[5]對(duì)該區(qū)的砂礫巖儲(chǔ)層進(jìn)行了評(píng)價(jià)，張順存等[4]對(duì)巖性相對(duì)儲(chǔ)層的控制作用進(jìn)行了較深入的探討，認(rèn)為不同的巖性相對(duì)儲(chǔ)層物性的控制作用差異明顯；陳波等[6]對(duì)儲(chǔ)層成巖作用及孔隙演化進(jìn)行了研究。此外，針對(duì)該區(qū)沉積方面的研究主要包括扇三角洲及沉積相特征、砂礫巖沉積特征及成因、沉積背景及古環(huán)境、層序地層等[7-12]方面；對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層方面的研究主要有儲(chǔ)層特征、儲(chǔ)層成因、控制因素、成巖作用、成巖圈閉、孔隙演化、孔隙分布、測(cè)井評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)等方面[13-22]。從前人對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層方面的研究可以看到，這些成果主要集中于儲(chǔ)層特征、控制因素等方面，而對(duì)成巖相的研究較少。因此，本文擬對(duì)該區(qū)成巖相進(jìn)行探討，以期為儲(chǔ)層控制因素的研究、有利儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)帶的預(yù)測(cè)及油氣勘探提供借鑒。

1　巖石學(xué)特征

瑪北地區(qū)三疊系百口泉組1 154塊實(shí)測(cè)樣品(其中百一段21口井259個(gè)樣品，百二段33口井682個(gè)樣品，百三段18口井213個(gè)樣品)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：百口泉組巖石類型主要有灰色和褐色砂礫巖(占69.5%)、砂質(zhì)不等粒礫巖(占4.9%)、不等粒礫巖(占4.2%)、含礫砂巖(占3.7%)、含礫不等粒砂巖(占3.0%)及細(xì)砂巖等(圖版I-a，b，c)，粗粒的碎屑巖含量約占84%，細(xì)粒的碎屑巖含量很少，約占16%。同時(shí)，該區(qū)砂巖類型為主要為巖屑砂巖，巖屑含量常達(dá)50%以上，發(fā)育少量長(zhǎng)石巖屑砂巖，成分成熟度較低[1-3]。巖石薄片鑒定顯示，砂礫巖中礫石成分以凝灰?guī)r(占25.0%)、霏細(xì)巖(占17.1%)、流紋巖(占12.5%)等火山巖巖屑為主，此外見(jiàn)少量砂巖(占15.9%)、花崗巖、變泥巖和石英巖；砂礫巖的砂質(zhì)成分以凝灰?guī)r為主(占23.24%)，次為石英(占7.63%)和長(zhǎng)石(占7.42%)，發(fā)育少量霏細(xì)巖、安山巖、花崗巖和千枚巖等不穩(wěn)定火山巖屑[23]；雜基以高嶺石、泥質(zhì)為主，平均百分含量約2.88%(圖版I-d，e)；膠結(jié)物含量較低，主要為碳酸鹽膠結(jié)物(以方解石為主)和方沸石，以泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)為主(圖版I-f，g)；黏土礦物以伊蒙混層較多(混層比較高)，其次為高嶺石和綠泥石(圖版I-i)，伊利石含量相對(duì)較低。

圖1　準(zhǔn)噶爾盆地瑪北地區(qū)范圍圖(百二段二砂組沉積相平面圖)Fig.1　The location of Mabei area in Junggar Basin(the plane distribution of Triassic Baikouquan Formation sedimentary facies,

2　成巖作用特征

瑪北地區(qū)三疊系百口泉組儲(chǔ)層物性一方面受到沉積環(huán)境和巖性相的控制[4]，另一方面，也受到成巖作用的影響，因此成巖作用的研究對(duì)于該區(qū)儲(chǔ)層物性的研究具有重要的作用，該區(qū)對(duì)儲(chǔ)層物性影響最大的成巖作用是壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。其中壓實(shí)作用是造成研究區(qū)儲(chǔ)層物性下降的最重要的成巖作用之一，特別是當(dāng)埋藏深度大于3 500 m時(shí)，壓實(shí)作用明顯增強(qiáng)，儲(chǔ)層質(zhì)量下降明顯[23-24]；壓實(shí)作用在鏡下主要表現(xiàn)為凝灰?guī)r等塑性、半塑性的火山巖屑發(fā)生擠壓變形，碎屑顆粒呈現(xiàn)線接觸—凸凹接觸(圖版I-d，e)。膠結(jié)作用也是儲(chǔ)層孔隙度和滲透率降低的主要成巖作用之一，常見(jiàn)碳酸鹽類(膠結(jié)物中57%為方解石，13%為鐵方解石，還有少量菱鐵礦、含鐵白云石等)(圖版I-f，g)、硅質(zhì)(圖版I-h)、沸石類(以方沸石為主，占整個(gè)膠結(jié)物的15%，與碳酸鹽類膠結(jié)物相似，沸石類膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的影響具有兩面性[25])、自生黏土礦物等膠結(jié)物。其中黏土礦物以無(wú)序伊蒙混層為主，混層比較高，高嶺石和綠泥石為輔(圖版I-i)，不同的層段含量存在差異，隨著埋藏深度的增加，伊蒙混層含量增加，綠泥石含量減少(表1)；同時(shí)瑪北地區(qū)百口泉組黏土礦物類型及含量與儲(chǔ)層物性存在較密切關(guān)系，伊蒙混層黏土礦物含量較高的砂礫巖儲(chǔ)層物性較差(表1中，平均孔隙度數(shù)值來(lái)自有黏土礦物分析數(shù)據(jù)的樣品，括號(hào)中為樣品個(gè)數(shù))，而自生高嶺石發(fā)育的儲(chǔ)層物性往往較好。溶蝕作用在瑪北地區(qū)三疊系百口泉組儲(chǔ)集巖中比較發(fā)育(特別是物性條件較好，具有油氣顯示的儲(chǔ)層中發(fā)育較強(qiáng))，既有碎屑顆粒(如火山巖巖屑、長(zhǎng)石顆粒、石英顆粒)的溶蝕，又有沸石類、碳酸鹽類等膠結(jié)物及部分雜基的溶蝕(圖版I-j，k,l)，這些溶蝕作用產(chǎn)生的大量溶蝕孔隙，對(duì)于改善和提高砂礫巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能具有積極意義。

表1　瑪北地區(qū)黏土礦物平均百分含量表(%)Table 1　The mean percentage content of clay mineralin the research area(%)

注：括號(hào)內(nèi)為樣品數(shù)量。

研究區(qū)主要發(fā)育扇三角洲沉積，包括扇三角洲平原亞相(主要發(fā)育扇三角洲平原分流河道和分流河道間微相)、扇三角洲前緣亞相(主要發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道、水下分流河道間、河口壩微相)及前扇三角洲亞相(與濱淺湖亞相難以區(qū)別，故與濱淺湖亞相合并研究)，沉積環(huán)境控制了研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層的原始物性條件，不同的沉積環(huán)境下形成砂礫巖的磨圓度、分選性和雜基含量的不同，使砂礫巖原生孔隙度具有差異，尤其是雜基含量對(duì)壓實(shí)、膠結(jié)和溶蝕等成巖作用影響較大，進(jìn)而影響了儲(chǔ)層物性。如扇三角洲平原沉積的砂礫巖，由于為水上沉積，距離物源較近，未經(jīng)湖水淘洗，通常雜基含量偏高，儲(chǔ)層比較致密(圖版I-a)；而扇三角洲前緣相的砂礫巖，與物源距離適中，為水下沉積，儲(chǔ)層得到湖水的多次沖刷和改造，造成雜基含量減少，儲(chǔ)層物性明顯變好(圖版I-b，c、圖2)。當(dāng)砂礫巖埋藏較淺時(shí)，壓實(shí)作用通常較弱，平原分流河道和前緣水下分流河道微相砂礫巖儲(chǔ)層物性相差不大；埋藏較深時(shí)，隨著壓實(shí)作用的增強(qiáng)，前緣水下分流河道砂體由于泥質(zhì)含量少，抗壓能力強(qiáng)，物性明顯好于平原分流河道砂體。因此，砂礫巖的雜基含量對(duì)該區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層的成巖作用類型、特征、儲(chǔ)層物性均產(chǎn)生了較大影響。

圖2　瑪北斜坡孔隙度與雜基含量關(guān)系圖Fig.2　The relationship between porostiy and matrix in the study area

3　成巖相特征

3.1　成巖相劃分方案

國(guó)外關(guān)于成巖相的劃分依據(jù)和側(cè)重點(diǎn)各有不同，既有根據(jù)巖石和礦物劃分的[26-27]，也有根據(jù)成巖環(huán)境和成巖事件劃分的[28-33]，還有結(jié)合測(cè)井和地震進(jìn)行劃分的[34-35]；國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)其定義、劃分依據(jù)及意義也有各自的認(rèn)識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)[36-40]?？傮w來(lái)說(shuō)，成巖相是在成巖作用與構(gòu)造作用等的影響下，沉積物經(jīng)歷一定成巖作用和演化階段的產(chǎn)物，它反映的是不同成巖環(huán)境和成巖礦物的組合特征，一般可以根據(jù)成巖環(huán)境和成巖類型來(lái)劃分[36-40]。如前所述，泥質(zhì)雜基含量反應(yīng)了砂礫巖沉積時(shí)的環(huán)境和水動(dòng)力條件，對(duì)研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層的物性影響非常大，因此本文在劃分成巖相時(shí)，充分考慮了泥質(zhì)雜基含量的影響：以雜基含量作為研究區(qū)成巖相劃分的特殊相；再根據(jù)成巖作用對(duì)砂礫巖儲(chǔ)層物性的影響大小，將壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用作為成巖相劃分的基本因素。結(jié)合前人的研究，提出了研究區(qū)砂礫巖的成巖相劃分原則：1)以砂礫巖中雜基含量的5%為界，將砂礫巖劃分為高成熟和低成熟兩類；2)根據(jù)碎屑顆粒接觸關(guān)系和火山巖巖屑變形程度將壓實(shí)作用分為強(qiáng)壓實(shí)和弱壓實(shí)兩類(一般經(jīng)受強(qiáng)壓實(shí)的砂礫巖，通常膠結(jié)作用較弱，因此對(duì)強(qiáng)壓實(shí)砂礫巖再不區(qū)分其膠結(jié)作用的強(qiáng)弱)；3)根據(jù)膠結(jié)作用發(fā)育程度可分為強(qiáng)膠結(jié)和中膠結(jié)；4)根據(jù)溶蝕作用強(qiáng)弱，可以劃分強(qiáng)、中等和弱溶蝕。因?yàn)槿芪g作用是研究區(qū)主要的建設(shè)性成巖作用，即使微弱的溶蝕作用，對(duì)儲(chǔ)層物性都具有積極的作用；而低成熟砂礫巖的粒間大多被泥質(zhì)雜基充填，微孔細(xì)喉，即使壓實(shí)程度不強(qiáng)烈，在成巖階段砂礫巖粒間孔中流體運(yùn)動(dòng)受限，也一般很少發(fā)育溶蝕成巖相；因此溶蝕作用的強(qiáng)弱，僅在高成熟砂礫巖中進(jìn)行劃分。這樣，根據(jù)這4條原則，以瑪北地區(qū)砂礫巖的成巖作用研究為基礎(chǔ)，將該區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層劃分為6個(gè)成巖相：高成熟強(qiáng)溶蝕相、高成熟中膠結(jié)中溶蝕相、高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相、高成熟強(qiáng)膠結(jié)相、低成熟強(qiáng)壓實(shí)相、低成熟強(qiáng)膠結(jié)相。

3.2　成巖相基本特征

瑪北地區(qū)三疊系百口泉組砂礫巖儲(chǔ)層6種成巖相的劃分方案中，主要考慮了沉積作用對(duì)成巖環(huán)境和成巖作用繼承性的影響，雖然研究區(qū)百口泉砂礫巖儲(chǔ)層物性的主控因素是以沉積相為主，成巖作用為輔，然而在相同的沉積環(huán)境下，不同的成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響較大，造成了儲(chǔ)層物性明顯的差異，說(shuō)明成巖相對(duì)儲(chǔ)層物性具有明顯的控制作用。研究區(qū)的6種成巖相不僅反映了沉積環(huán)境和成巖作用的特點(diǎn)，而且與其儲(chǔ)層的孔隙類型及物性條件存在著密切關(guān)系。其中：1)高成熟強(qiáng)溶蝕相，具有泥質(zhì)雜基含量低、粒間孔隙以原生粒間孔和粒間溶孔為主的特點(diǎn)，大都為高效優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層；2)高成熟中膠結(jié)中溶蝕相，具有泥質(zhì)雜基含量較低，原生粒間孔常見(jiàn)，粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔發(fā)育的特點(diǎn)，大都為中效有利儲(chǔ)層；3)高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相，具有泥質(zhì)雜基含量中等，粒間孔罕見(jiàn)，溶蝕作用發(fā)育較弱的特點(diǎn)，大都為低效差儲(chǔ)層；4)高成熟強(qiáng)膠結(jié)相，其中泥質(zhì)雜基含量雖不高，但是粒間碳酸鹽類膠結(jié)物非常發(fā)育，大量充填粒間孔，因此多為差儲(chǔ)層；5)低成熟強(qiáng)壓實(shí)相，由于雜基含量較高，壓實(shí)作用強(qiáng)烈，粒間孔隙大都喪失殆盡，一般為非儲(chǔ)層；6)低成熟強(qiáng)膠結(jié)相，主要雜基含量高，泥質(zhì)膠結(jié)作用強(qiáng)烈，通常儲(chǔ)集物性很差，為非儲(chǔ)層。其中高成熟強(qiáng)溶蝕相的砂礫巖儲(chǔ)集性能最優(yōu)，分布范圍較廣，對(duì)該區(qū)油氣勘探具有最重要的意義，因此下文僅對(duì)其成巖演化序列與孔隙特征進(jìn)行討論(圖3，4)。

高成熟強(qiáng)溶蝕相是指砂礫巖儲(chǔ)層雜基含量小于5%，儲(chǔ)層的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，儲(chǔ)層溶蝕作用較強(qiáng)的這一類成巖相。該成巖相主要發(fā)育于扇三角洲前緣水下分流河道牽引流沉積的砂礫巖或粗砂巖等粗粒碎屑巖中；碎屑顆粒經(jīng)過(guò)較充分的淘洗，雜基含量較低，分選和磨圓較好，粒間孔較發(fā)育；早期碳酸鹽、沸石類膠結(jié)物比較發(fā)育，晚期膠結(jié)作用較弱，溶蝕作用強(qiáng)烈，可見(jiàn)火山碎屑及長(zhǎng)石等不穩(wěn)定礦物發(fā)生溶蝕，常見(jiàn)顆粒邊緣存在殘余瀝青，說(shuō)明早期烴類充注，發(fā)生較強(qiáng)的溶蝕作用。該類成巖相儲(chǔ)層的原生孔隙和次生孔隙(粒內(nèi)溶孔和粒間溶孔)都較發(fā)育、孔隙喉道較粗，連通性較好，溶蝕物質(zhì)和自生黏土礦物沉淀較少，典型的代表井為瑪13井(圖版I-j)、達(dá)9井及艾湖1井等。

高成熟強(qiáng)溶蝕相的成巖序列為：少量黏土雜基膠結(jié)→機(jī)械壓實(shí)→少量硅質(zhì)、鈣質(zhì)或沸石類膠結(jié)→酸性流體侵入→長(zhǎng)石顆粒、沸石等強(qiáng)烈溶蝕→大量油氣侵入→少量方解石膠結(jié)。該成巖相泥質(zhì)雜基含量較低，儲(chǔ)層原生孔隙較為發(fā)育，早成巖階段壓實(shí)作用比較強(qiáng)烈，碳酸鹽膠結(jié)較弱；由于研究區(qū)碎屑巖中含有豐富的火山巖巖屑，這類巖屑在堿性水介質(zhì)條件下極易生成沸石類膠結(jié)物，硅質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)也較為發(fā)育；成巖早期由于壓實(shí)和膠結(jié)作用，原生孔隙雖有一定損失，但仍保留大量的剩余粒間孔，早成巖B期儲(chǔ)層孔隙度大約為15%左右。到中成巖A期，由于瑪湖凹陷二疊系烴源巖的熱演化，大量有機(jī)酸、二氧化碳及氮等組分進(jìn)入儲(chǔ)層，導(dǎo)致孔隙水由弱堿性變?yōu)槿跛嵝?，使沸石類、長(zhǎng)石等易溶組分在酸性環(huán)境下發(fā)育溶蝕，形成次生孔隙，此時(shí)孔隙度大約為20%。在中成巖B期，少量含鐵方解石和白云石等膠結(jié)物充填，但其孔隙度仍可保持在15%左右(圖3)。

高成熟強(qiáng)溶蝕成巖相儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要由殘余粒間孔和次生溶蝕孔及微孔隙組成，次生孔隙占30%左右；壓實(shí)作用是影響儲(chǔ)層物性最主要的成巖作用，壓實(shí)作用造成的原始孔隙損失率達(dá)到60%以上。由于后期溶蝕作用的發(fā)育，該類成巖相在中成巖作用A期和中成巖B期早期最高孔隙度可達(dá)20%；在成巖晚期由于碳酸鹽及黏土礦物的膠結(jié)，孔隙度有所降低，但其孔隙度仍可達(dá)15%左右。該類成巖相砂礫巖儲(chǔ)層物性中等至較好，平均孔隙度10%～16%，平均滲透率0.5×10-3μm2～5.0×10-3μm2(圖4)。高成熟強(qiáng)溶蝕成巖相主要形成于扇三角洲前緣水動(dòng)力較強(qiáng)的砂礫巖及粗砂巖中，屬于研究區(qū)儲(chǔ)集性能最好，最優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)層(圖版I-j，k)。

圖3　瑪北地區(qū)三疊系百口泉組高成熟強(qiáng)溶蝕相成巖序列特征Fig.3　The sequence of diagenesis of high maturity and strong dissolution facies in Mabei area

圖4　瑪北地區(qū)三疊系百口泉組高成熟強(qiáng)溶蝕相孔隙演化特征Fig.4　The evaluation of porosity of high maturity and strong dissolution facies in Mabei area

3.3　成巖相剖面展布特征

研究表明，構(gòu)造背景和沉積環(huán)境既控制著砂體的宏觀分布特征，也影響著砂體成巖作用的類型和強(qiáng)度，而成巖相在宏觀背景下控制著優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布。因此，對(duì)成巖相空間展布規(guī)律的研究具有重要的實(shí)際意義。在對(duì)研究區(qū)不同成巖相演化序列與孔隙演化的分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)層沉積背景及沉積相分布規(guī)律的研究，繪制了平行及垂直于物源方向的6條連井成巖相剖面。在剖面圖的繪制過(guò)程中，主要考慮了不同沉積微相(包括巖性相)在不同井中垂向上的分布特征及剖面上的分布特征、不同巖性相的成巖作用強(qiáng)度和成巖作用特征。篇幅所限，在此僅選擇其中一條平行于物源方向的剖面進(jìn)行討論。

瑪003井—瑪13井—夏72井—夏9井—夏74井成巖相連井剖面平行于物源方向，近北東—南西向展布(剖面位置見(jiàn)圖1中紅色折線所示)，從該剖面可以看出(圖5)，從盆地邊緣物源區(qū)→斜坡區(qū)→凹陷區(qū)，成巖相從低成熟度強(qiáng)壓實(shí)相→高成熟強(qiáng)溶蝕相→高成熟中膠結(jié)中溶蝕相→高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相轉(zhuǎn)變。其中靠近物源區(qū)的夏74井主要發(fā)育扇三角洲平原辮狀河道和水上泥石流砂礫巖相，成巖相主要為低成熟強(qiáng)壓實(shí)相和少量低成熟強(qiáng)膠結(jié)相，儲(chǔ)層物性差；夏9井發(fā)育高成熟中膠結(jié)中溶蝕相，僅在百二段頂部和百三段底部發(fā)育高成熟強(qiáng)溶蝕相；夏72井處于斷裂坡折帶附近，百一段時(shí)期發(fā)育高成熟中膠結(jié)中溶蝕相，百二段依次發(fā)育低成熟強(qiáng)壓實(shí)相→高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相→高成熟強(qiáng)溶蝕相，百三段主要發(fā)育高成熟中膠結(jié)中溶蝕相；瑪13井和瑪003井主要位于斜坡區(qū)，其成巖相展布特征和夏72較為相近。從該平行物源方向剖面成巖相展布特征可知，研究區(qū)高成熟強(qiáng)溶蝕相主要分布在瑪北斜坡區(qū)百二段，這與沉積相分布規(guī)律較為一致(圖1)。

圖5　瑪003井—瑪13井—夏72井—夏9井—夏74井百口泉組成巖相剖面展布圖Fig.5　The vertical section of diagenetic facies of Well M003-Well M13-Well X72-Well X9-Well X74

3.4　成巖相平面展布特征

成巖相劃分一般具有時(shí)空性，而某類成巖相時(shí)空分布的范圍可稱為成巖相區(qū)。在成巖相剖面展布特征研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)沉積相的展布特征，繪制了瑪北地區(qū)百口泉組各段成巖相平面展布圖(圖6)。

(1) 百一段(T1b1)成巖相

瑪北地區(qū)百口泉組一段沉積期，主要發(fā)育扇三角洲平原和前緣沉積并以前者范圍較大，該時(shí)期成巖相分布的特點(diǎn)是研究區(qū)東北部及北部緊鄰物源區(qū)零星分布低成熟強(qiáng)膠結(jié)相，風(fēng)南4井—夏81井—夏90井以南，夏72井—瑪131井—瑪2井以西發(fā)育高成熟中膠結(jié)中溶蝕相，扇三角洲平原亞相主要發(fā)育低成熟強(qiáng)壓實(shí)相和高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相，風(fēng)南4井區(qū)與瑪15井區(qū)之間分布小范圍的高成熟強(qiáng)膠結(jié)相。從物源區(qū)到斜坡區(qū)，成巖相由低成熟強(qiáng)膠結(jié)相→低成熟強(qiáng)壓實(shí)相→高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相→高成熟中膠結(jié)中溶蝕相轉(zhuǎn)變(圖6)。

(2) 百二段(T1b2)成巖相

(3) 百三段(T1b3)成巖相

瑪北地區(qū)在百口泉組百三段(T1b3)沉積期，由于湖侵的迅速擴(kuò)大，整個(gè)研究區(qū)發(fā)育了大范圍的濱淺湖相泥巖，砂體分布范圍迅速減小。此時(shí)成巖相分布的特點(diǎn)是大面積分布高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相，在靠近物源區(qū)發(fā)育有低成熟強(qiáng)壓實(shí)相，在前緣主河道砂體沉積區(qū)一帶分布有高成熟中膠結(jié)中溶蝕相(見(jiàn)于夏30井—夏90井—夏72井區(qū)附近及瑪19井區(qū))，高成熟強(qiáng)溶蝕相僅分布于夏13井—夏91H井—夏202井一帶小范圍(圖6)。

前文已經(jīng)述及，不同成巖相的砂礫巖具有不同的孔隙類型及物性條件?？傮w來(lái)看，高成熟強(qiáng)溶蝕相的物性條件最好，往往成為優(yōu)質(zhì)高效儲(chǔ)層，高成熟中膠結(jié)中溶蝕相的物性條件次之、高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相和高成熟強(qiáng)膠結(jié)相的物性條件較差，而低成熟強(qiáng)壓實(shí)相、低成熟強(qiáng)膠結(jié)相往往屬于非儲(chǔ)層，很難作為有效儲(chǔ)層。因此，在優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究中，應(yīng)該充分考慮成巖相對(duì)儲(chǔ)層的影響，依據(jù)其分布規(guī)律來(lái)進(jìn)行研究和預(yù)測(cè)。

4　結(jié)論

(1) 瑪北地區(qū)三疊系百口泉組儲(chǔ)層類型主要是砂礫巖、(砂質(zhì))不等粒礫巖、含礫(不等粒)砂巖、細(xì)砂巖等，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度均較低。

(2) 研究區(qū)碎屑巖儲(chǔ)層主要經(jīng)歷了壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用等成巖作用，泥質(zhì)雜基含量對(duì)該區(qū)儲(chǔ)層的成巖作用類型、特征、儲(chǔ)層物性均產(chǎn)生了較大影響，進(jìn)而成為劃分成巖相的重要依據(jù)。

(3) 研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層可以劃分為6個(gè)成巖相：高成熟強(qiáng)溶蝕相、高成熟中膠結(jié)中溶蝕相、高成熟強(qiáng)壓實(shí)弱溶蝕相、高成熟強(qiáng)膠結(jié)相、低成熟強(qiáng)壓實(shí)相、低成熟強(qiáng)膠結(jié)相。它們反映了沉積環(huán)境和成巖作用的關(guān)系，與儲(chǔ)層的孔隙類型及物性條件存在著密切關(guān)系，不同的成巖相具有不同的成巖序列特征、孔隙演化模式、剖面和平面展布特征。

圖6　瑪北地區(qū)百口泉組沉積相(左)和成巖相(右)平面分布圖Fig.6　The plane distribution of sedimentary facies (left) and diagenetic facies (right) of Baikouquan Formation in Mabei region

參考文獻(xiàn)(References)

[1]張順存，蔣歡，張磊，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪北地區(qū)三疊系百口泉組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層成因分析[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2014，32(6)：1171-1180. [Zhang Shuncun, Jiang Huan, Zhang Lei, et al. Genetic analysis of the high quality reservoir of Triassic Baikouquan Formation in Mabei region, Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2014, 32(6): 1171-1180.]

[2]張順存，鄒妞妞，史基安，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪北地區(qū)三疊系百口泉組沉積模式[J]. 石油與天然氣地質(zhì)，2015，36(4)：640-650. [Zhang Shuncun, Zou Niuniu, Shi Ji’an, et al. Depositional model of the Triassic Baikouquan Formation in Mabei area of Junggar Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2015, 36(4): 640-650.]

[3]鄒妞妞，史基安，張大權(quán)，等. 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣瑪北地區(qū)百口泉組扇三角洲沉積模式[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2015，33(3)：607-615. [Zou Niuniu, Shi Ji’an, Zhang Daquan, et al. Fan delta depositional model of Triassic Baikouquan Formation in Mabei area, NW Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2015, 33(3): 607-615.]

[4]張順存，史基安，常秋生，等. 巖性相對(duì)瑪北地區(qū)百口泉組儲(chǔ)層的控制作用[J]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，44(6)：1017-1024，1052. [Zhang Shuncun, Shi Ji’an, Chang Qiusheng, et al. Controlling effect of lithofacies on reservoirs of Baikouquan Formation in Mabei area[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2015, 44(6): 1017-1024, 1052.]

[5]鄒妞妞，龐雷，史基安，等. 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣瑪北地區(qū)百口泉組砂礫巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)[J]. 天然氣地球科學(xué)，2015，26(增刊2)：63-72. [Zou Niuniu, Pang Lei, Shi Ji’an, et al. Reservoir evaluation of glutenite body of Baikouquan Formation in Mabei area, NW Junggar Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2015, 26(Suppl.2): 63-72.]

[6]陳波，王子天，康莉，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪北地區(qū)三疊系百口泉組儲(chǔ)層成巖作用及孔隙演化[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版)，2016，46(1)：23-35. [Chen Bo, Wang Zitian, Kang Li, et al. Diagenesis and pore evolution of Triassic Baikouquan Formation in Mabei region, Junggar Basin[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2016, 46(1): 23-35.]

[7]鄒志文，李輝，徐洋，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷下三疊統(tǒng)百口泉組扇三角洲沉積特征[J]. 地質(zhì)科技情報(bào)，2015，34(2)：20-26. [Zou Zhiwen, Li Hui, Xu Yang, et al. Sedimentary characteristics of the Baikouquan Formation, lower Triassic in the Mahu depression, Junggar Basin[J]. Geological Science and Technology Information, 2015, 34(2): 20-26.]

[8]于興河，瞿建華，譚程鵬，等. 瑪湖凹陷百口泉組扇三角洲礫巖巖相及成因模式[J]. 新疆石油地質(zhì)，2014，35(6)：619-627. [Yu Xinghe, Qu Jianhua, Tan Chengpeng, et al. Conglomerate lithofacies and origin models of fan deltas of Baikouquan Formation in Mahu sag, Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2014, 35(6): 619-627.]

[9]袁曉光，李維鋒，張寶露，等. 瑪北斜坡百口泉組沉積相與有利儲(chǔ)層分布[J]. 特種油氣藏，2015，22(3)：70-73. [Yuan Xiaoguang, Li Weifeng, Zhang Baolu, et al. Sedimentary facies and favorable reservoir distribution in Baikouquan Fm. in Mabei slope[J]. Special Oil & Gas Reservoirs, 2015, 22(3): 70-73.]

[10]孟祥超，陳能貴，王海明，等. 砂礫巖沉積特征分析及有利儲(chǔ)集相帶確定：以瑪北斜坡區(qū)百口泉組為例[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2015，33(6)：1235-1246. [Meng Xiangchao, Chen Nenggui, Wang Haiming, et al. Sedimentary characteristics of glutenite and its favorable accumulation facies: A case study from T1b, Mabei slope, Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2015, 33(6): 1235-1246.]

[11]何苗. 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣三疊系沉積演化及地質(zhì)背景研究[D]. 北京：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院，2015. [He Miao. Sedimentary evolution and geological background of the Triassic, NW Junggar[D]. Beijing: Chinese Academy of Geological Sciences, 2015.]

[12]馬永平，黃林軍，滕團(tuán)余，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷斜坡區(qū)三疊系百口泉組高精度層序地層研究[J]. 天然氣地球科學(xué)，2015，26(增刊1)：33-40. [Ma Yongping, Huang Linjun, Teng Tuanyu, et al. Study on the high-resolution sequence stratigraphy of Triassic Baikouquan Formation in the slope zone of Mahu depression in the Junggar Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2015, 26(Suppl.1): 33-40.]

[13]譚開(kāi)俊，王國(guó)棟，羅惠芬，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖斜坡區(qū)三疊系百口泉組儲(chǔ)層特征及控制因素[J]. 巖性油氣藏，2014，26(6)：83-88. [Tan Kaijun, Wang Guodong, Luo Huifen, et al. Reservoir characteristics and controlling factors of the Triassic Baikouquan Formation in Mahu slope area, Junggar Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2014, 26(6): 83-88.]

[14]王貴文，孫中春，付建偉，等. 瑪北地區(qū)砂礫巖儲(chǔ)集層控制因素及測(cè)井評(píng)價(jià)方法[J]. 新疆石油地質(zhì)，2015，36(1)：8-13. [Wang Guiwen, Sun Zhongchun, Fu Jianwei, et al. Control factors and logging evaluation method for glutenite reservoir in Mabei area, Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2015, 36(1): 8-13.]

[15]許琳，常秋生，陳新華，等. 瑪北斜坡區(qū)三疊系百口泉組儲(chǔ)集層成巖作用及孔隙演化[J]. 新疆地質(zhì)，2015，33(1)：90-94. [Xu Lin, Chang Qiusheng, Chen Xinhua, et al. Diagenesis and pore evolution of reservoir in Baikouquan Formation in Triassic, Mabei oilfield, Junggar Basin[J]. Xinjiang Geology, 2015, 33(1): 90-94.]

[16]黃丁杰，于興河，譚程鵬，等. 瑪西斜坡區(qū)百口泉組儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征及控制因素分析[J]. 東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，39(2)：9-18，41. [Huang Dingjie, Yu Xinghe, Tan Chengpeng, et al. Pore structure features and its controlling factor analysis of reservoirs in Baikouquan Formation, Maxi slope area[J]. Journal of Northeast Petroleum University, 2015, 39(2): 9-18，41.]

[17]龐德新. 砂礫巖儲(chǔ)層成因差異及其對(duì)儲(chǔ)集物性的控制效應(yīng)：以瑪湖凹陷瑪2井區(qū)下烏爾禾組為例[J]. 巖性油氣藏，2015，27(5)：149-154. [Pang Dexin. Sedimentary genesis of sand-conglomerate reservoir and its control effect on reservoir properties: A case study of the lower Urho Formation in Ma 2 well block of Mahu depression[J]. Lithologic Reservoirs, 2015, 27(5): 149-154.]

[18]潘建國(guó)，王國(guó)棟，曲永強(qiáng)，等. 砂礫巖成巖圈閉形成與特征：以準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷三疊系百口泉組為例[J]. 天然氣地球科學(xué)，2015，26(增刊1)：41-49. [Pan Jianguo, Wang Guodong, Qu Yongqiang, et al. Formation mechanism and characteristics of sandy conglomerate diagenetic trap: A case study of the Triassic Baikouquan Formation in the Mahu sag, Junggar Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2015, 26(Suppl.1): 41-49.]

[19]曲永強(qiáng)，王國(guó)棟，譚開(kāi)俊，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷斜坡區(qū)三疊系百口泉組次生孔隙儲(chǔ)層的控制因素及分布特征[J]. 天然氣地球科學(xué)，2015，26(增刊1)：50-63. [Qu Yongqiang, Wang Guodong, Tan Kaijun, et al. Controlling factors and distribution characteristics of the secondary pore reservoirs of the Triassic Baikouquan Formation in the Mahu slope area, Junggar Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2015, 26(Suppl.1): 50-63.]

[20]鄭超，賈春明，李思，等. 準(zhǔn)噶爾盆地沙灣凹陷百口泉組致密砂礫巖儲(chǔ)層特征及主控因素分析[J]. 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2015，12(32)：7-13. [Zheng Chao, Jia Chunming, Li Si, et al. Characteristics of tight conglomerate reservoir and main controlling factors of Baikouquan area in Shawan sag of Junggar Basin[J]. Journal of Yangtze University (Natural Science Edition), 2015, 12(32): 7-13.]

[21]單祥，陳能貴，郭華軍，等. 基于巖石物理相的砂礫巖儲(chǔ)層分類評(píng)價(jià)：以準(zhǔn)噶爾盆地瑪131井區(qū)塊百二段為例[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2016，34(1)：149-157. [Shan Xiang, Chen Nenggui, Guo Huajun, et al. Reservoir evaluation of sand-conglomerate reservoir based on petrophysical facies: A case study on Bai 2 reservoir in the Ma131 region, Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2016, 34(1): 149-157.]

[22]王劍，丁湘華，武衛(wèi)東，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖西斜坡百口泉組儲(chǔ)層特征研究[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程，2016，16(9)：142-148. [Wang Jian, Ding Xianghua, Wu Weidong, et al. Research on reservoir characteristic of Baikouquan Formation in Mahu western slope of Junggar Basin[J]. Science Technology and Engineering, 2016, 16(9): 142-148.]

[23]鄒妞妞，張大權(quán)，錢(qián)海濤，等. 準(zhǔn)噶爾盆地瑪北斜坡區(qū)扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)層主控因素[J]. 巖性油氣藏，2016，28(4)：24-33. [Zou Niuniu, Zhang Daquan, Qian Haitao, et al. Main controlling factors of glutenite reservoir of fan delta in Mabei slope, Junggar Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2016, 28(4): 24-33.]

[24]張順存，黃治赳，魯新川，等. 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系砂礫巖儲(chǔ)層主控因素[J]. 蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，51(1)：20-30. [Zhang Shuncun, Huang Zhijiu, Lu Xinchuan, et al. Main controlling factors of Permian sandy conglomerate reservoir in the northwestern Junggar Basin[J]. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences), 2015, 51(1): 20-30.]

[25]韓守華，余和中，斯春松，等. 準(zhǔn)噶爾盆地儲(chǔ)層中方沸石的溶蝕作用[J]. 石油學(xué)報(bào)，2007，28(3)：51-54，62. [Han Shouhua, Yu Hezhong, Si Chunsong, et al. Corrosion of analcite in reservoir of Junggar Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2007, 28(3): 51-54, 62.]

[26]AletaD G A, Tomita K, Kawano M. Mineralogical descriptions of the bentonite in Balamban, Cebu Province, Philippines[J]. Clay Science, 2000, 11(3): 299-316.

[27]Peters D. Recognition of two distinctive diagenetic facies trends as aid to hydrocarbon exploration in deeply buried Jurassic-Smackover carbonates of southern Alabama and southern Mississippi[J]. AAPG Bulletin, 1985, 69(2): 295-296.

[28]Grigsby J D, Langford R P. Effects of diagenesis on enhanced-resolution bulk density logs in Tertiary Gulf Coast sandstones: an example from the Lower Vicksburg Formation, McAllen Ranch field, south Texas[J]. AAPG Bulletin, 1996, 80(11): 1801-1819.

[29]Jennings R H, Mazzullo J M. Shallow burial diagenesis of chalks and related sediments at site 550 on the Goban Spur[C]//Graciansky P C, Poag C W. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project 80. Washington: US Government Printing Office, 1985: 853-861.

[30]Elfigih O B. Regional diagenesis and its relation to facies change in the upper Silurian, lower Acacus formation, Hamada (Ghadames) Basin, northwestern Libya[D]. Newfoundland: Memorial University of Newfoundland, 2000.

[31]Abercrombie H J, Hutcheon I E, Bloch J D, et al. Silica activity and the smectite-illite reaction[J]. Geology, 1994, 22(6): 539-542.

[32]Lee M K, Bethke C M. Groundwater flow, late cementation, and petroleum accumulation in the Permian Lyons sandstone, Denver Basin[J]. AAPG Bulletin, 1994, 78(2): 217-237.

[33]Taban O. Stratigraphy, lithology, depositional and diagenetic environments of the Antelope valley limestone at the Antelope Range and Martin Ridge section in central Nevada[D]. Long Beach: California State University, 1986.

[34]Turner J R. Recognition of low resistivity, high permeability reservoir beds in the Travis peak and cotton valley of East Texas[J]. Gulf Coast Association of Geological Societies Transactions, 1997, 47: 585-593.

[35]Mathisen M E. Controls of quartzarenite diagenesis, Simpson Group, Oklahoma: implications for reservoir quality prediction[C]//Johnson K S. Simpson and Viola Groups in the Southern Midcontinent. Oklahoma: Geological Survey Circular, 1997.

[36]鄒才能，陶士振，周慧，等. 成巖相的形成、分類與定量評(píng)價(jià)方法[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2008，35(5)：526-540. [Zou Caineng, Tao Shizhen, Zhou Hui, et al. Genesis, classification and evaluation method of diagenetic facies[J]. Petroleum Exploration and Development, 2008, 35(5): 526-540.]

[37]張敏，王正允，王麗云，等. 靖邊潛臺(tái)南部地區(qū)馬家溝組儲(chǔ)集巖的成巖作用及成巖相[J]. 巖性油氣藏，2009，20(1)：27-33. [Zhang Min, Wang Zhengyun, Wang Liyun, et al. Diagenesis and diagenetic facies of reservoir rocks of Majiagou Formation in southern Jingbian tableland, Ordos Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2009, 20(1): 27-33.]

[38]張順存，劉振宇，劉巍，等. 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣克—百斷裂下盤(pán)二疊系砂礫巖儲(chǔ)層成巖相研究[J]. 巖性油氣藏，2010，22(4)：43-51. [Zhang Shuncun, Liu Zhenyu, Liu Wei, et al. Diagenesis facies of Permian sandy conglomerate reservoir in footwall of Kebai Fault in northwestern margin of Junggar Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2010, 22(4): 43-51.]

[39]盧德根，劉林玉，劉秀蟬，等. 鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇區(qū)塊長(zhǎng)81亞段成巖相研究[J]. 巖性油氣藏，2010，22(1)：82-86. [Lu Degen, Liu Linyu, Liu Xiuchan, et al. Diagenetic facies of chang 81sub-member of Triassic Yanchang Formation in Zhenjing block of Ordos Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2010, 22(1): 82-86.]

[40]吳雪超，湯軍，任來(lái)義，等. 鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)天然氣探區(qū)山西組山2段成巖相及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層研究[J]. 天然氣地球科學(xué)，2012，23(6)：1005-1010. [Wu Xuechao, Tang Jun, Ren Laiyi, et al. Diagenetic facies and high-quality reservoir study of Shanxi-2 Member in Jingbian gas field, Ordos Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2012, 23(6): 1005-1010.]