陸西凹陷九下段儲(chǔ)層成巖作用分析

董曉東

中國(guó)石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院 遼寧 盤錦 124010

引言

成巖作用是儲(chǔ)層形成過程中一項(xiàng)重要作用,它控制了儲(chǔ)層原生孔隙的保存和次生孔隙的發(fā)育程度[1]。遼河外圍盆地陸家堡凹陷先后發(fā)現(xiàn)了包日溫都、馬家堡等油田，勘探和開發(fā)效果顯著[2]。但前人研究中對(duì)儲(chǔ)層成巖作用闡述較少。為此，筆者通過巖心觀察、巖石薄片鑒定、X衍射全巖、X衍射黏土、鑄體圖像、掃描電鏡等實(shí)驗(yàn)分析手段，探討了研究區(qū)儲(chǔ)層成巖作用類型及對(duì)儲(chǔ)層的影響，為該區(qū)九佛堂組進(jìn)一步的勘探評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

陸家堡凹陷位于內(nèi)蒙古赤峰和通遼市境內(nèi)，是在海西期褶皺基底上發(fā)育起來的中生代凹陷，面積為760km2。中生界自下而上依次發(fā)育下白堊統(tǒng)義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組和上白堊統(tǒng)。下白堊統(tǒng)九佛堂組烴源巖與儲(chǔ)集巖廣泛發(fā)育，是陸家堡凹陷油氣勘探主要目的層段。

2 巖石學(xué)特征

根據(jù)研究區(qū)九佛堂組下段332塊薄片分析結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)顯示，砂巖儲(chǔ)層巖石類型主要以巖屑砂巖為主，長(zhǎng)石巖屑砂巖次之。巖屑含量高是其主要特點(diǎn)，平均高達(dá)77.4%；長(zhǎng)石平均含量為17.1%；石英含量較低，平均為5.5%；填隙物包括雜基和膠結(jié)物，其中雜基平均為8.7%，膠結(jié)物平均為10.3%。硅化凝灰?guī)r儲(chǔ)層主要為硅化泥球凝灰?guī)r、硅化層狀塵屑凝灰?guī)r、硅化角礫狀泥球塵屑凝灰?guī)r、次生石英巖化凝灰?guī)r等，X-衍射全巖分析顯示，平均硅質(zhì)含量達(dá)到88.52%，斜長(zhǎng)石平均0.24%，鉀長(zhǎng)石平均2.7%，黏土總量4.6%，赤鐵礦平均0.84%，菱鐵礦平均1.26%，黃鐵礦平均0.56%，白云石平均1.27%，薄片鑒定結(jié)果顯示，菱鐵礦、白云石為后期交代成因或裂縫充填物。

3 成巖作用類型及階段劃分

對(duì)研究區(qū)薄片、鑄體、掃描電鏡等實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，將火山巖屑砂巖及硅化凝灰?guī)r儲(chǔ)層主要成巖作用類型分為機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶蝕作用、充填作用、構(gòu)造作用、巖漿熱液烘烤作用。

（1）機(jī)械壓實(shí)作用。由于研究區(qū)砂巖火山巖巖屑含量高，使砂巖具有較強(qiáng)的塑性和壓實(shí)敏感性，因此機(jī)械壓實(shí)作用主要在火山巖屑砂巖中存在，鏡下表現(xiàn)為碎屑顆粒之間以線接觸和點(diǎn)-線接觸為主，支撐方式主要為顆粒支撐，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，壓實(shí)使得火山巖屑砂巖儲(chǔ)層物性變差。

（2）膠結(jié)作用。膠結(jié)作用在火山巖屑砂巖中發(fā)育。研究區(qū)成巖自生礦物由伊/蒙間層、高嶺石、伊利石等黏土及硅質(zhì)、沸石、鈉長(zhǎng)石、碳酸鹽礦物組成。碳酸鹽膠結(jié)普遍發(fā)育，常見方解石、鐵方解石及鐵白云石，大多呈星散狀充填于粒間孔中，或交代碎屑顆粒和其他自生礦物。在掃描電鏡下，伊/蒙間層、高嶺石、伊利石等自生黏土礦物多呈孔隙充填式及襯墊式產(chǎn)出，鈉長(zhǎng)石、沸石呈自形晶體，以充填孔隙形式出現(xiàn)。研究區(qū)石英及長(zhǎng)石次生加大較弱，但是作為孔隙充填的硅質(zhì)膠結(jié)物在研究區(qū)儲(chǔ)層中普遍發(fā)育，常與鐵白云石等碳酸鹽及自生黏土礦物共生。

（3）交代作用。交代作用在火山巖屑砂巖及硅化凝灰?guī)r中均有發(fā)育，表現(xiàn)不同的形式。火山巖屑砂巖儲(chǔ)層的交代作用主要表現(xiàn)為碎屑顆粒被碳酸鹽交代作用，長(zhǎng)石顆粒及火成巖巖屑是主要交代對(duì)象。往往是碳酸鹽膠結(jié)物以自形菱形邊緣侵入顆粒進(jìn)行交代，使顆粒邊界呈現(xiàn)鋸齒狀，也見整個(gè)顆粒邊界形成的顆粒假象。硅化凝灰?guī)r主要為硅質(zhì)交代火山泥球凝灰?guī)r、塵屑凝灰?guī)r等。

（4）溶蝕作用。溶蝕作用在火山巖屑砂巖及硅化凝灰?guī)r中均有發(fā)育。對(duì)鑄體薄片和掃描電鏡鑒定結(jié)果分析表明，研究區(qū)儲(chǔ)層溶蝕作用強(qiáng)烈，形成較大量的次生溶孔。溶蝕作用的主要溶蝕對(duì)象是長(zhǎng)石，對(duì)巖屑的溶蝕也是選擇性的溶蝕了其中的長(zhǎng)石礦物。溶蝕作用大大增加了儲(chǔ)層孔隙度，而局部強(qiáng)烈溶蝕也使得鑄?？着c粒間溶孔、原生粒間孔相連通，大大改善了儲(chǔ)層的滲透性。

（5）充填作用。在火山巖屑砂巖中表現(xiàn)為黏土礦物、硅質(zhì)等充填粒間孔。在硅化凝灰?guī)r中表現(xiàn)為揮發(fā)分和熱液作用形成的石英、長(zhǎng)石、方解石、絹云母等礦物充填先期生成的孔隙和裂縫，這種充填是期次性的，受火山活動(dòng)的期次控制。

（6）構(gòu)造作用。陸家堡凹陷九佛堂組、義縣組巖漿活動(dòng)頻繁，巖漿活動(dòng)帶來的構(gòu)造作用導(dǎo)致構(gòu)造裂縫的形成。巖心及鏡下微觀特征顯示研究區(qū)硅化凝灰?guī)r中的構(gòu)造縫十分發(fā)育，在局部地區(qū)強(qiáng)烈的構(gòu)造作用還使巖石碎裂巖化。

（7）熱液烘烤作用。熱液烘烤作用在硅化凝灰?guī)r中廣泛發(fā)育。陸家堡凹陷巖漿噴發(fā)具有多期次性，后期噴發(fā)的巖漿會(huì)穿越前期已形成的巖層，巖漿熱液高溫烘烤作用，使巖漿周圍地層形成裂縫。

4 結(jié)束語

（1）陸西凹陷九下段砂巖以巖屑砂巖為主，次為長(zhǎng)石巖屑砂巖；硅化凝灰?guī)r包括硅化泥球凝灰?guī)r、硅化層狀塵屑凝灰?guī)r、硅化角礫狀泥球塵屑凝灰?guī)r、次生石英巖化凝灰?guī)r等。

（2）機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、交代作用使火山巖屑砂巖儲(chǔ)層變差，溶蝕作用改善了儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)及物性。硅化凝灰?guī)r膠結(jié)作用、交代作用及充填作用與熱液的烘烤作用相伴生，熱液活動(dòng)形成的裂縫十分發(fā)育，建設(shè)作用大于破壞作用。