準(zhǔn)東阜東斜坡區(qū)齊古組砂巖中方解石膠結(jié)物分布特征及對(duì)儲(chǔ)層的影響

蔣艷霞等

摘 要：通過巖心觀察、鑄體薄片、陰極發(fā)光及物性數(shù)據(jù)等資料分析，準(zhǔn)東阜東斜坡區(qū)齊古組砂巖中方解石膠結(jié)物常發(fā)育于水下分流河道砂體底部，具有較低的負(fù)的？啄13C（PDB）值，并伴有較低的？啄18O值，指示這些砂巖中方解石膠結(jié)物形成過程中受到了較為強(qiáng)烈的有機(jī)影響。砂巖中方解石膠結(jié)物的出現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層具有雙重影響。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)噶爾盆地；齊古組；砂巖儲(chǔ)層；方解石膠結(jié)物；分布特征

引言

準(zhǔn)噶爾盆地位于準(zhǔn)噶爾地塊的核心穩(wěn)定區(qū)，天山山脈的北部，是巨大內(nèi)陸板塊中的一個(gè)中新生代盆地。該盆地也是一個(gè)重要的石油、天然氣和含煤盆地。富有機(jī)質(zhì)的侏羅系地層廣泛分布于整個(gè)盆地（Ashraf et al.， 2010）。其起源和沉積環(huán)境對(duì)石油烴源巖分布的預(yù)測十分重要（Allen and Allen， 2013）。準(zhǔn)噶爾盆地南部上侏羅系齊古組砂巖是十分重要的油藏。基于古洋流或者鋯石碎屑地球年代學(xué)，前人研究證明天山山脈是準(zhǔn)噶爾盆地南部齊古組砂巖的主要物源區(qū)。然而，盡管這是一個(gè)限制其物源的好方法，但前人研究中并沒有提及沉積地球化學(xué)。重要的是齊古組的砂巖通常具有方解石膠結(jié)，這在砂巖孔隙演化中扮演著關(guān)鍵作用，不同期次碳酸鹽膠結(jié)物的形成可以記錄下成巖過程中流體組分特征的變化，有助于闡明成巖過程中流體-巖石相互作用、流體演化史等基本地質(zhì)問題（Mahon K I， 1998）。文章在詳細(xì)在巖心觀察和薄片觀察基礎(chǔ)之上對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地東部阜東斜坡區(qū)侏羅系齊古組砂巖方解石膠結(jié)物的分布特征及其對(duì)儲(chǔ)層的影響作出分析。

1 礦物學(xué)特征

準(zhǔn)噶爾盆地東部阜東斜坡區(qū)齊古組地層的砂巖中廣泛發(fā)育方解石膠結(jié)物。經(jīng)方解石膠結(jié)的砂巖在巖心中呈夾層或斑塊狀發(fā)育，至少存在兩期方解石膠結(jié)：（1）早期方解石膠結(jié)物，負(fù)膠結(jié)物孔隙度可高達(dá)30%，主要以包裹碎屑顆粒發(fā)育，使碎屑顆粒呈懸浮狀分布（圖1-A），方解石晶形較好，有的甚至呈連晶狀出現(xiàn)，在陰極發(fā)光下發(fā)亮黃色光；（2）晚期方解石膠結(jié)物較少見，以充填自生粘土礦物包膜保存的原生粒間孔隙中或交代碎屑顆粒兩種形式產(chǎn)出（圖1-B），在陰極發(fā)光下發(fā)橙紅色光（圖1-C）。

2 方解石分布特征

阜東地區(qū)齊古組砂巖方解石膠結(jié)物往往發(fā)育于水下分流河道砂體底部，其較低的碳同位素組成除與有機(jī)質(zhì)參與作用有關(guān)外，還受到早成巖淺埋藏有關(guān)的超壓驅(qū)動(dòng)下的同位素動(dòng)力分餾作用的控制（楊智等，2010），并形成于蝕變作用和粘土化作用之后，指示其受到深部流體作用的影響，排除大氣水鈣質(zhì)膠結(jié)的可能。阜東地區(qū)齊古組砂巖碳氧同位素組成表明其方解石膠結(jié)物的形成于有機(jī)流體作用下長石等硅酸鹽礦物的溶解有關(guān)。部分砂巖的鈣質(zhì)膠結(jié)物幾乎充填粒間孔，其含量大于30%，造成砂巖極低的孔隙度和滲透率，對(duì)砂巖儲(chǔ)層起負(fù)作用，如阜東162井方解石膠結(jié)物發(fā)育段自下而上物性逐漸變差；同時(shí)也增加了儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)程度，不利于儲(chǔ)層發(fā)育。因此，在油井投產(chǎn)射孔時(shí)，避射潛力段上下夾層，可以有效地挖掘剩余油，并利用夾層封堵高含水層，解放中低滲透段潛力。

3 方解石對(duì)儲(chǔ)層的影響

方解石膠結(jié)物是碎屑巖儲(chǔ)層中最為常見的膠結(jié)物之一，也是成巖作用過程中重要的自生礦物。與方解石膠結(jié)物相關(guān)的巖石-流體相互作用對(duì)油氣的儲(chǔ)集性能具有重要的意義（鄒明亮等，2008）。研究區(qū)方解石膠結(jié)強(qiáng)烈，形成于蝕變作用和粘土化作用之后，部分砂巖的方解石膠結(jié)物幾乎充填粒間孔。砂巖中方解石膠結(jié)物的出現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層具有雙重作用：一方面，方解石膠結(jié)物的出現(xiàn)使原生孔隙大幅度減少，造成砂巖極低的孔隙度和滲透率，同時(shí)也增加了儲(chǔ)層層內(nèi)非均質(zhì)程度，不利于儲(chǔ)層發(fā)育；另一方面，在成巖早期，方解石膠結(jié)物的出現(xiàn)可阻礙壓實(shí)作用的進(jìn)行，直到早成巖B期，有少量酸性流體的侵入，使方解石膠結(jié)物發(fā)生部分溶蝕，儲(chǔ)層得到改善。值得注意的是，研究區(qū)齊古組早期和晚期方解石膠結(jié)物的溶蝕作用均很弱，對(duì)儲(chǔ)層的改善程度較小。阜東斜坡區(qū)齊古組方方解石膠結(jié)物的含量與孔隙度具有非常明顯的負(fù)相關(guān)性，充分說明方解石膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層孔隙的破壞作用顯著，并呈現(xiàn)方解石膠結(jié)物含量越多，對(duì)儲(chǔ)層破壞越大的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]Allen， P.A. and Allen， J.R. Basin analysis： Principles and application to petroleum play assessment. Wiley-Blackwell[M].2013.

[2]Ashraf， A.R.， Sun， Y.， Sun， G.， et al. Triassic and Jurassic palaeoclimate development in the Junggar Basin， Xinjiang， Northwest China-a review and additional lithological data. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments[J].2010，90（3）：187-201.

[3]Mahon K I， Harrison T M，McKeegan K D. The thermal and cementation histories of a sandstone petroleum reservoir， Elk Hills， California[J]. Chem Geol， 1998， 152：257-271.

[4]楊智，鄒才能，何治亮，等.準(zhǔn)噶爾盆地腹部超壓頂面附近碳酸鹽膠結(jié)帶的成因機(jī)理[J].中國科學(xué)，2010，40（4）：439-451.

作者簡介：蔣艷霞（1990-），女，重慶，在讀碩士研究生，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，研究方向：儲(chǔ)層沉積學(xué)與礦物巖石學(xué)。