陸西凹陷九下段儲層成巖作用分析

董曉東

中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院 遼寧 盤錦 124010

引言

成巖作用是儲層形成過程中一項重要作用,它控制了儲層原生孔隙的保存和次生孔隙的發育程度[1]。遼河外圍盆地陸家堡凹陷先后發現了包日溫都、馬家堡等油田，勘探和開發效果顯著[2]。但前人研究中對儲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、掃描電鏡等實驗分析手段，探討了研究區儲層成巖作用類型及對儲層的影響，為該區九佛堂組進一步的勘探評價提供依據。

1 區域地質概況

陸家堡凹陷位于內蒙古赤峰和通遼市境內，是在海西期褶皺基底上發育起來的中生代凹陷，面積為760km2。中生界自下而上依次發育下白堊統義縣組、九佛堂組、沙海組、阜新組和上白堊統。下白堊統九佛堂組烴源巖與儲集巖廣泛發育，是陸家堡凹陷油氣勘探主要目的層段。

2 巖石學特征

根據研究區九佛堂組下段332塊薄片分析結構統計顯示，砂巖儲層巖石類型主要以巖屑砂巖為主，長石巖屑砂巖次之。巖屑含量高是其主要特點，平均高達77.4%；長石平均含量為17.1%；石英含量較低，平均為5.5%；填隙物包括雜基和膠結物，其中雜基平均為8.7%，膠結物平均為10.3%。硅化凝灰巖儲層主要為硅化泥球凝灰巖、硅化層狀塵屑凝灰巖、硅化角礫狀泥球塵屑凝灰巖、次生石英巖化凝灰巖等，X-衍射全巖分析顯示，平均硅質含量達到88.52%，斜長石平均0.24%，鉀長石平均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

對研究區薄片、鑄體、掃描電鏡等實驗結果進行分析，將火山巖屑砂巖及硅化凝灰巖儲層主要成巖作用類型分為機械壓實作用、膠結作用、交代作用、溶蝕作用、充填作用、構造作用、巖漿熱液烘烤作用。

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

（2）膠結作用。膠結作用在火山巖屑砂巖中發育。研究區成巖自生礦物由伊/蒙間層、高嶺石、伊利石等黏土及硅質、沸石、鈉長石、碳酸鹽礦物組成。碳酸鹽膠結普遍發育，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出，鈉長石、沸石呈自形晶體，以充填孔隙形式出現。研究區石英及長石次生加大較弱，但是作為孔隙充填的硅質膠結物在研究區儲層中普遍發育，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巖中均有發育，表現不同的形式。火山巖屑砂巖儲層的交代作用主要表現為碎屑顆粒被碳酸鹽交代作用，長石顆粒及火成巖巖屑是主要交代對象。往往是碳酸鹽膠結物以自形菱形邊緣侵入顆粒進行交代，使顆粒邊界呈現鋸齒狀，也見整個顆粒邊界形成的顆粒假象。硅化凝灰巖主要為硅質交代火山泥球凝灰巖、塵屑凝灰巖等。

（4）溶蝕作用。溶蝕作用在火山巖屑砂巖及硅化凝灰巖中均有發育。對鑄體薄片和掃描電鏡鑒定結果分析表明，研究區儲層溶蝕作用強烈，形成較大量的次生溶孔。溶蝕作用的主要溶蝕對象是長石，對巖屑的溶蝕也是選擇性的溶蝕了其中的長石礦物。溶蝕作用大大增加了儲層孔隙度，而局部強烈溶蝕也使得鑄模孔與粒間溶孔、原生粒間孔相連通，大大改善了儲層的滲透性。

（5）充填作用。在火山巖屑砂巖中表現為黏土礦物、硅質等充填粒間孔。在硅化凝灰巖中表現為揮發分和熱液作用形成的石英、長石、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，受火山活動的期次控制。

（6）構造作用。陸家堡凹陷九佛堂組、義縣組巖漿活動頻繁，巖漿活動帶來的構造作用導致構造裂縫的形成。巖心及鏡下微觀特征顯示研究區硅化凝灰巖中的構造縫十分發育，在局部地區強烈的構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巖中廣泛發育。陸家堡凹陷巖漿噴發具有多期次性，后期噴發的巖漿會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 結束語

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

（2）機械壓實作用、膠結作用、交代作用使火山巖屑砂巖儲層變差，溶蝕作用改善了儲層孔隙結構及物性。硅化凝灰巖膠結作用、交代作用及充填作用與熱液的烘烤作用相伴生，熱液活動形成的裂縫十分發育，建設作用大于破壞作用。