遼東灣J25—1油田古近系成巖作用研究

摘 要：通過巖心觀察、巖石薄片鑒定、掃描電鏡分析和重礦物鑒定等資料，綜合運用沉積巖石學、層序地層學、儲層地質學、沉積地球化學等理論方法，對遼東灣J25-1油田古近系進行成巖作用研究。遼東灣J25-1油田儲集層的長石和巖屑含量較高，其儲層砂巖類型主要為巖屑長石砂巖、長石砂巖。其成巖作用包括壓實作用，膠結作用，交代蝕變作用，重結晶作用。其中，碳酸鹽的膠結作用對J25-1油田的影響最大，膠結形式主要是孔隙式膠結和基底式膠結。

關鍵詞：遼東灣；古近系；J25-1；成巖作用

J25-1地區處于渤海灣盆地遼東灣海域西部的遼西低凸起中部，遼東灣盆地的5個次級構造單元中，遼西低凸起的分布范圍以及縱向連續性方面規模較大（圖1）。文章對該井的諸多巖石薄片、掃描電鏡、粒度分析、以及古生物資料進行了鑒定觀察以及綜合分析，明確研究區主要成巖作用及其特征。不同類型的成巖作用在儲層的孔隙演化中起至關重要的作用，因此對成巖環境的研究是目前的研究重點與熱點，同時在儲層預測中更起到關鍵作用。

1 研究區域地質概況

J25-1油田地處遼西低凸起北部傾末端，西臨遼西凹陷中北洼，東挨遼西一號斷層和遼西低凸起。位于遼西中洼和遼西北洼之間的反轉構造帶上，東北方向向遼西凹陷下傾，西南方向和25-1S油田以鞍部連接。據研究區的鉆探結果可知，研究區巖性以大套厚層泥巖為主，泥巖中部集中發育一套厚度達100余米的砂層，單砂層厚度不均。沙三段上亞段缺失，沙三段下亞段為泥巖與灰質粉砂巖不等厚互層（圖2）。有多套烴源巖，是有利的油氣成藏區帶，其最主要的生烴層系為沙三段烴源巖，沙三段以及沙二段位主力油層段。

2 巖石組構特征分段統計

根據16口井諸多巖石薄片鑒定報告，并根據砂巖成因分類進行三角圖投點（圖3）。遼東灣J25-1地區油氣藏儲集層的長石和巖屑含量較高，其儲層砂巖類型主要為巖屑長石砂巖、巖屑長石砂巖、長石砂巖，巖屑成分以火山巖巖屑和變質巖屑為主。該地區的膠結作用主要包括碳酸鹽膠結、粘土礦物膠結、偶見石英次生加大膠結，最常見的是碳酸鹽膠結，粘土礦物膠結其次。膠結類型多見孔隙式膠結，偶見基底式膠結。膠結物主要表現為方解石、菱鐵礦及白云石，偶見少量高嶺石和重結晶的泥質膠結物。礦物顆粒分選中-差，次棱角狀為主，結構成熟度中等，成分成熟度低。從物性特征來看（圖4），J25-1油田儲層孔隙度較高，平均在15～25%，滲透率較高，屬于高孔高滲儲層。

3 成巖作用類型及特征

J25-1井的碎屑巖在埋藏過程中主要經歷了壓實作用、膠結作用以及交代蝕變作用等。膠結作用是影響本區儲層物性的主要因素，其中碳酸鹽膠結對該區儲層影響最大。

3.1 壓實作用

J25-1井壓實作用中等，為機械壓實。壓實作用是在一個沉積物體中，由于上覆負荷所引起的正常剪切-壓實力作用，使其孔隙流體排出和孔隙體積縮小的過程。其表現在顆粒接觸緊密程度和礦物的定向排列性上。壓實作用在沉積物埋藏的早期階段表現的比較明顯。

3.2 膠結作用

遼東灣地區膠結作用類型多樣，主要包括碳酸鹽膠結、粘土礦物膠結和石英次生加大膠結。其中碳酸鹽膠結物是J25-1油田碎屑巖中最主要的膠結物。包括方解石、白云石、泥質膠結物、菱鐵礦和高嶺石等.以及粘土及泥晶碳酸鹽包殼、石英次生加大、亮晶方解石膠結。根據薄片鑒定統計，25-1井的沙三段中亞段鈣質砂巖膠結物為碳酸鹽礦物、自生粘土礦物和氧化硅。J25-1油田碎屑巖膠結類型包括孔隙式膠結、基底式膠結、偶見接觸式膠結。其中J25-1-13井2121m處呈孔隙式膠結交代碎屑顆粒，白云母交代方解石邊緣；高嶺石和碳酸鹽充填粒間孔隙，高嶺石晶出好，集合體重結晶呈小米粒狀產出；J25-1-15井2073m處的粉砂質泥巖顯示出大量紅褐色泥質均勻分布粒間，形成基底式膠結，泥質重結晶呈星點狀、纖維狀及絲絮狀。

石英次生加大是成巖過程中，孔隙水中飽和SiO2，SiO2在石英顆粒表面沉淀，顆粒表面溶蝕，形成石英自生加大膠結物。石英自生加大的方式有同軸自生加大和異軸自生加大，在自生加大的自生石英和碎屑顆粒石英之間，常見粘土襯邊（圖5-1、圖5-2）。

圖5-1膠結致密；顆粒邊緣溶蝕，粒間孔隙較連通，見石英加大現象；圖5-2膠結致密，顆粒表面溶蝕強烈；長石溶蝕，次生石英加大和高嶺石充填粒間孔隙。亮晶方解石膠結是成巖作用中后期，孔隙水中飽和碳酸鈣，碳酸鈣在顆粒間緩慢沉淀，形成膠結物。亮晶方解石膠結物有2種產出形式，一種是連生膠結，也稱嵌晶膠結，即多個孔隙的亮晶方解石為同一晶體，就像碎屑顆粒鑲嵌在晶體中。另一種是亮晶方解石局限于單個孔隙。高嶺土晶出差，與水云母膠結物混雜，不易區分。

3.3 交代蝕變作用

交代作用是在一定物理、化學條件下發生置換反應的結果。研究區研究層段常見碳酸鹽礦物膠結較致密，交代碎屑顆粒邊緣。其中白云石交代顆粒的現象較普遍，同時還有白云石交代方解石以及方解石交代部分顆粒。白云石交代方解石是白云石置換了方解石的成分，在方解石解理紋，特別是解理紋交點處交代作用容易發生。J25-1-11樣品9可見高嶺石晶出較好，孔隙式充填粒間孔隙，白云石和方解石膠結、交代碎屑顆粒，部分顆粒邊緣被交代呈港灣狀，見白云石交代方解石現象。蝕變作用是在水介質作用下，原始礦物的部分相對易溶組分流失，造成礦物種類發生轉變。常見的蝕變作用有白云母的水云母化和長石的絹云母化。其中J25-1-16部分顆粒見泥化及絹云母化現象

3.4 重結晶作用

重結晶現象和礦物的多形轉變主要發生在碎屑巖的膠結物中。碳酸鹽膠結物的重結晶作用，可使砂巖的膠結物形成特征的連晶或嵌晶結構。J25-1油田存在許多重結晶的泥質膠結物，泥質重結晶呈纖維狀及鱗片狀，有的甚至強烈重結晶成鱗片狀，定向分布的水云母黏土。

4 結束語

通過對J25-1油田巖石薄片鑒定、掃描電鏡分析和重礦物鑒定等資料的綜合分析，結合現代沉積學，儲層地質學以及地球化學理論，取得以下一些認識：（1）遼東灣J25-1億噸級油田斷塊雖然復雜，但是砂體分布很穩定，儲層物性良好。優良的巖性組合形成了J25-1油田優秀的儲蓋組合。（2）沙二段，沙三段為J25-1油田的主力油層段，含油段集中且都為構造油氣藏，同時埋藏淺厚度大。是有利的油氣成藏區帶。（3）本油田成巖事件眾多、標志顯著。壓實作用、膠結作用、交代作用以及重結晶作用影響較大，最為多見的是膠結作用。碳酸鹽膠結物是J25-1油田碎屑巖中最主要的膠結物。

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作者簡介：孫容艷（1988-），女，2012級成都理工大學在讀碩士研究生，構造地質學專業。