龍門山地區泥盆系平驛鋪組砂巖儲層特征與評價

鄒濤 鄭榮才 曹宏 王昌勇

摘 要：文章以四川盆地龍門山地區下泥盆統平驛鋪組為研究對象，以儲層綜合評價為目的。在實測剖面和詳細觀察的基礎上，運用薄片鑒定、掃描電鏡等測試技術手段，按照主要儲集空間類型進行分類討論，研究礦物組分以及成巖作用和成巖演化模式對儲層的控制作用，分析碎屑巖儲層復雜空隙的成因及其控制因素并對儲層進行了綜合評價。

關鍵詞：石英砂巖；成巖作用；孔隙結構；儲層評價

1 地質背景

研究區屬于四川盆地龍門山臺緣凹陷東北段唐王寨向斜的西北翼，總體上出露良好[1，5]。下泥盆統平驛鋪組為一套巨厚層石英砂巖，屬前濱到近濱以及 湖環境，可見豐富的楔狀交錯層理、水平層理、砂紋層理。平驛鋪組上超于泥盆系基底的千枚巖地層之上，主要為一套海陸過渡相沉積，發育包括河控三角洲、浪控三角洲和河口灣（潮控三角洲）等在內的沉積體系，沉積構造豐富[2，3，6]。

2 儲層巖石學特征

該套沉積物雖然沉積相（微相）類型眾多，但主要為一套粉-細粒石英砂巖，局部含少量泥巖屑[2，4]。該套石英砂巖顆粒多呈鑲嵌狀接觸，非常致密。大部分石英砂巖中的石英顆粒分選和磨圓都非常好，常含有較多的鋯石和電氣石，這些重礦物常呈紋層狀沿層理面富集（圖1A、B）。

3 成巖作用特征

3.1 壓實作用

研究區僅泥盆系地層厚度就超過4500m，平驛鋪組位于泥盆系下部，如果算上上覆石炭系-三疊系地層，該套石英砂巖沉積后的最大埋深超過5000m，在上覆地層的巨大壓力之下，該套石英砂巖壓實程度較強，碎屑顆粒多呈凹凸-縫合線接觸（圖1A）。

3.2 膠結作用

平驛鋪組石英砂巖遭受了強烈的膠結作用，但膠結物類型較為單一，主要為硅質膠結物，以石英次生加大邊的形式出現。但由于強烈的壓實-壓溶作用，很多石英顆粒變形嚴重，多呈鑲嵌狀接觸，因此充填于顆粒間縫隙的硅質膠結物數量相對較少（圖1C）。除此以外，該套石英砂巖中還發育少量粘土礦物膠結物，主要為伊利石，多呈片絲狀集合體充填于殘存的極少量的粒間孔隙之中（圖1D）。

3.3 破裂作用

該套石英砂巖處于龍門山前緣，遭受了強烈的構造隆升和擠壓，劈理較為發育，但巖石薄片中微裂縫卻較為少見（圖1E）。

A：細粒石英砂巖，含少量泥巖屑，重礦物電氣石、鋯石較多，少量不透明礦物，石英次生加大膠結。單偏光（-）；B：細粒石英砂巖，分選和磨園好，石英次生加大膠結，含較多電氣石、鋯石重礦物，重礦物呈紋層狀分布富集。正交光（+）；C：含鐵質中-粗粒石英砂巖，石英85～88%，硅質巖屑5～7%，顆粒的分選性中等，磨圓度很好，雜基含量5～6%，偶見鐵泥質同生礫石，次生加大和鐵質混合膠結。正交光（+）；D：細粒石英砂巖，石英顆粒之間呈緊密鑲嵌狀接觸，片絲狀伊利石充填于粒間孔隙中。SEM；E：灰色細粒石英砂巖，無障壁海岸前濱微相砂體中發育的平行層理.F：細粒石英砂巖，石英呈鑲嵌狀接觸，僅發育極少量貼粒縫和晶間微孔，SEM。

圖1 平驛鋪組成巖作用圖

4 成巖演化模式

平驛鋪組石英砂巖成巖作用種類相對簡單，各成巖作用表現的均較為強烈，砂巖中石英碎屑顆粒多呈凹凸接觸甚至縫合線接觸，碎屑顆粒變形嚴重，粘土礦物種類單一，幾乎權為伊利石，說明該套石英砂巖已處于晚成巖階段。

早成巖階段A期～中成巖階段A期，平驛鋪組石英砂巖經歷了強烈的壓實-壓溶作用，導致石英碎屑顆粒變形，這一過程一直持續到構造抬升之前。與強烈的壓溶作用相伴生的是石英的次生加大，硅質膠結物擠占了殘余粒間孔隙的大部分空間。粘土礦物的膠結作用在中成巖階段最為強烈，但隨著埋深的不斷加大，粘土礦物逐漸向伊利石轉化（圖2），并且隨著壓實強度的增大和石英的次生加大，伊利石最終被擠壓至殘存的極小的粒間孔隙之中（圖1D），導致該套石英砂巖進一步致密化，幾乎不發育粒間孔隙。主要考慮對儲層物性影響最大的主要成巖作用類型，將該套砂巖劃分為強壓實-硅質膠結成巖相。

5 孔隙類型

平驛鋪組石英砂巖通過鑄體薄片進行分析，基本看不到任何孔隙。對該套砂巖樣品進行掃描電鏡分析，也僅能夠看見極少量貼粒縫和晶間微孔（圖1F），說明該套砂巖極為致密，可視為致密石英砂巖非儲層。

6 儲層成因機理分析

該套石英砂巖主要為濱岸或河口灣沉積，其下為志留系千枚巖，其上為關山坡組、白柳坪組大套濱岸或三角洲沉積。由于上覆地層缺乏碳酸鹽巖的保護，隨著地層埋深不斷加大，砂巖壓實壓溶作用強烈，導致儲層致密化。同時，伴隨石英的次生加大，粘土礦物逐漸被擠壓至殘余的粒間極小空間，導致儲集空間進一步減小，該套砂巖基本不具備儲集性能。

7 結束語

該套沉積物雖然沉積相類型眾多，但主要為一套粉-細粒石英砂巖，局部含少量泥巖屑。通過對砂巖樣品進行掃描電鏡分析，也僅能夠看見極少量貼粒縫和晶間微孔，說明該套砂巖極為致密。由于儲層致密化。同時，伴隨石英的次生加大，粘土礦物逐漸被擠壓至殘余的粒間極小空間，導致儲集空間進一步減小，該套砂巖基本不具備儲集性能。

參考文獻

[1]張立軍.四川龍門山地區下泥盆統平驛鋪組的遺跡化石[J].古生物學報，2013，52（1）：86-95.

[2]鄭榮才.龍門山平驛鋪組沉積體系及旋回層序研究[J].沉積學報，1997，15（3）：1-7.

[3]成都地質礦產研究所.四川龍門山泥盆紀地層古生物及沉積相[M].北京：地質出版社，1988：1-176.

[4]劉文均，陳源仁，鄭榮才，等.四川龍門山泥盆系（Ⅱ）層序地層[M].成都：成都科技大學出版社，1996：1-128.

[5]童崇光.四川盆地構造演化與油氣富集[M].北京：地質出版社，1992：10-34.

[6]林文球.四川龍門山平驛鋪組沉積環境及U形蹼狀構造潛穴探討[J].礦物巖石，1986，6（3）：121-130.

作者簡介：鄒濤，在讀成都理工大學沉積地質研究院碩士研究生。