關(guān)于蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相的再認識

牟傳龍王秀平王啟宇王遠翀

（1.成都地質(zhì)調(diào)查中心 成都 610081；2.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室 成都 610081；3.成都理工大學 成都 610059）

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關(guān)于蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相的再認識

牟傳龍1,2王秀平1,2王啟宇1,2王遠翀2,3

（1.成都地質(zhì)調(diào)查中心 成都 610081；2.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室 成都 610081；3.成都理工大學 成都 610059）

摘 要成巖相作為油氣勘探過程中的熱門方法，其定義的不同造成研究成果的差異。前期通過對蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層巖石學和成巖作用的詳細研究，按照鄒才能等（2008）提出的成巖相分類和命名原則，將研究區(qū)盒8段儲層劃分為五種成巖相。此次研究結(jié)合流體包裹體的分析測試結(jié)果，對研究區(qū)盒8段儲層的成巖環(huán)境進行了分析，并利用成巖環(huán)境對其成巖相進行了再研究，在原研究程度的基礎(chǔ)上完善了成巖相的形成過程和形成階段。研究區(qū)盒8段儲層在成巖過程中經(jīng)歷了淡水—弱酸性的大氣成巖環(huán)境、弱酸性—酸性的埋藏成巖環(huán)境和弱堿性的埋藏成巖環(huán)境。受成巖環(huán)境的影響，形成了不同的成巖相：同生成巖—早成巖A早期受大氣淡水、弱酸性埋藏成巖環(huán)境的影響，主要發(fā)生壓實、弱酸性溶蝕作用形成弱溶蝕—壓實相；早成巖A晚期—早成巖B期受弱酸性埋藏成巖環(huán)境的影響，壓實作用與酸性溶蝕作用持續(xù)增強，形成溶蝕—壓實相；中成巖A期—中成巖B早期為酸性埋藏成巖環(huán)境，廣泛產(chǎn)生膠結(jié)作用與酸性溶蝕作用，形成溶蝕—膠結(jié)相；中成巖B晚期表現(xiàn)為堿性埋藏成巖環(huán)境，主要發(fā)生堿性交代作用，形成交代相。根據(jù)儲層成巖相的影響因素：巖性、成巖環(huán)境、成巖作用類型和孔隙結(jié)構(gòu)特征，按照“成巖相是成巖環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)”的定義，提出采用“巖性+成巖環(huán)境+（孔滲級別）+主要成巖作用”的命名方法，將蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相劃分為五種類型：中細粒（雜）砂巖大氣環(huán)境致密壓實相；凈砂巖大氣、酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—壓實相；凈砂巖酸性埋藏環(huán)境低孔滲溶蝕相；凈砂巖酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—膠結(jié)相以及凈砂巖堿性埋藏環(huán)境致密交代相。

關(guān)鍵詞成巖相 成巖環(huán)境 盒8段 蘇里格氣田 鄂爾多斯盆地

0 引言

隨著油氣勘探對成巖相研究的迫切要求，成巖相分析成為近期國內(nèi)外儲層研究的重大進展和熱門課題之一，其工作原理基于儲集巖的成巖歷史和孔隙發(fā)育情況［1］。成巖相（Diagenetic facies）定義由Teodorovich（1954）第一次提出，并主要通過成巖早期的Ph、Eh參數(shù)劃分其類型，后經(jīng)Packham［2］在此基礎(chǔ)上進行補充，并定義為：每種成巖相是沉積物經(jīng)過成巖演化形成的反映特定成巖環(huán)境的成巖礦物組合。國內(nèi)多位學者在此基礎(chǔ)上先后對其解釋和擴展［3-7］。在儲層的研究中，引入成巖相的概念往往是為了更好的預(yù)測有利儲層。鄒才能等［8］在歸納總結(jié)國內(nèi)外學者的研究后給出儲層成巖相的定義，即從一般意義上來說，成巖相是在成巖與構(gòu)造等作用下，沉積物經(jīng)歷了一定成巖作用和演化階段的產(chǎn)物；其核心內(nèi)容是現(xiàn)今的礦物成分和組構(gòu)面貌；是表征儲集體性質(zhì)、類型和優(yōu)劣的成因性標志，可借以研究儲集體形成機理、空間分布與定量評價。對于碎屑巖儲層，沉積相決定成巖相的類型和展布范圍［9-10］，而 Railsback對碳酸鹽巖的成巖相進行研究時，則認為成巖相是具有不同成巖結(jié)構(gòu)的巖體，是客觀明確的地質(zhì)單元，不基于成巖演化的解釋，不受沉積相的影響，只與不同成巖環(huán)境的成巖序列相關(guān)［11］。

由上可知，對于成巖相的認識存在一定的差異?？梢源_定，成巖相是現(xiàn)今的礦物成分和組構(gòu)面貌的總體，是沉積物由成巖作用改造形成的。王英華指出成巖相是客觀存在的地質(zhì)體，它具有一定的幾何形態(tài)、特定的成巖組構(gòu)和成巖礦物組合。成巖相不同于沉積相，是多種成巖環(huán)境和多種成巖作用的產(chǎn)物［4］，而“相”是環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)［12］，因此，本質(zhì)上來說，成巖相就是成巖環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)?；诔蓭r環(huán)境對儲層成巖相進行研究，可以明確成巖相的形成、演化過程，不僅豐富了成巖相的研究，而且對有利成巖相的預(yù)測有一定的指導(dǎo)意義。

1 蘇里格氣田盒8段儲層成巖相的控制因素和研究方法

儲層成巖相研究能確定影響儲集性能的各種成巖作用發(fā)育的區(qū)帶，合理評價有利成巖儲集體，從而能更有效地指導(dǎo)油氣勘探［3，8，13-14］。儲層成巖相主要根據(jù)沉積相、測井相、地震相和巖芯薄片等進行綜合定量預(yù)測［8］。成巖相發(fā)育的主要控制因素包括盆地構(gòu)造背景、盆地充填史、沉積環(huán)境和成巖序列、成巖條件（主要指成巖環(huán)境介質(zhì)性質(zhì)、溫度、壓力、酸堿度和氧化還原條件及其變化），以及有機質(zhì)演化的影響、成巖作用類型和強度、成巖時限和過程［15］。

蘇里格氣田作為低孔低滲的致密儲層，其物性特征和致密成因受沉積和成巖因素的共同影響［16-18］。成巖作用是決定成巖相的形成過程和最終定型的關(guān)鍵因素，其類型、強度受物質(zhì)與能量因素的共同影響。物質(zhì)因素主要是包括沉積物和地質(zhì)流體，是成巖作用發(fā)生的前提基礎(chǔ)；能量因素主要包括溫度場和應(yīng)力場，是決定成巖作用類型和強度的必要條件［8］?？傮w來說，蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相就是沉積物在不同的成巖環(huán)境中，受持續(xù)的溫壓、流體介質(zhì)的影響進行成巖改造，經(jīng)過一定的演化過程，形成的反映現(xiàn)今組構(gòu)特征的成巖地質(zhì)體（圖1）。此次研究，在儲集巖石學和成巖作用研究的基礎(chǔ)上［19］，劃分基本成巖相類型；結(jié)合構(gòu)造、溫壓和流體介質(zhì)的綜合分析，反演出成巖環(huán)境及其演化特征；最后將基本成巖相類型與成巖環(huán)境的演化相結(jié)合，劃分出最終成巖相類型。

圖1　碎屑巖儲層成巖相影響因素及形成過程圖Fig.1 Influence factors and forming process of diagenetic facies in clastic reservoir

2 研究區(qū)基本地質(zhì)特征

蘇里格氣田東二區(qū)位于鄂爾多斯盆地的東北部，沉積環(huán)境為沼澤背景下的辮狀河沉積［20-21］。盒8段斷層、褶皺等構(gòu)造特征不發(fā)育，僅有少量的稀松的鼻隆構(gòu)造，總體呈現(xiàn)北高南低、東高西低的特征。

根據(jù)王秀平、牟傳龍等［19］對蘇里格氣田東二區(qū)盒8段成巖作用與成巖相的研究，儲集巖為巖屑石英砂巖、巖屑砂巖和少量的石英砂巖，并夾有不等粒砂巖、中細粒砂巖和雜砂巖，填隙物中富含凝灰質(zhì)等易溶組分，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低；成巖過程中，主要經(jīng)歷了壓實作用、膠結(jié)作用、溶解作用、溶蝕作用和交代作用等多種成巖作用改造和復(fù)雜的成巖演化：中—強的壓實作用造成儲集巖的原生孔隙不可逆轉(zhuǎn)的大量消失；膠結(jié)作用主要表現(xiàn)為石英加大和自生石英充填粒間孔以及絲狀伊利石膠結(jié)，堵塞孔隙；而襯里狀綠泥石和充填于粒間孔的書頁狀、蠕蟲狀高嶺石集合體，發(fā)育晶間孔，可提供部分儲集空間，對孔隙具一定的建設(shè)性；交代作用主要表現(xiàn)為碳酸鹽礦物的交代，局部層位呈現(xiàn)連晶狀鐵方解石，并可見綠泥石、伊利石交代高嶺石、蒙脫石，交代發(fā)生時間較晚，通常造成儲集空間大量的充填；溶解、溶蝕作用主要為鋁硅酸鹽礦物的酸性溶蝕，形成粒內(nèi)溶孔、溶?？滓约澳屹|(zhì)溶蝕形成的雜基溶蝕微孔，為主要的建設(shè)性成巖作用，并可見相對較弱的石英溶蝕現(xiàn)象，形成少量的石英粒內(nèi)溶孔和港灣狀溶蝕邊緣。

根據(jù)成巖作用特征，影響蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相特征的主要成巖因素為：壓實作用、硅質(zhì)與高嶺石膠結(jié)作用和綠泥石薄膜膠結(jié)，以及以有機酸為主的酸性溶蝕作用和堿性交代作用。研究區(qū)儲層非均質(zhì)性嚴重，盒8段儲層面孔率平均為2.08％，平均孔徑可達76.6μm，以巖屑溶孔、晶間孔為主，少量的粒間溶孔和填隙物溶孔；平均孔隙度為10.3％，主要介于4.1％～17.0％，滲透率主要介于0.01～3.71× 10-3μm2，具有典型的低孔、低滲特點。根據(jù)儲集巖的物性和成巖作用特征，劃分為致密壓實相、低孔滲溶蝕相、特低孔滲溶蝕—膠結(jié)相、特低孔滲溶蝕—壓實相以及致密交代相四種基本成巖相類型。

3 成巖環(huán)境特征與成巖演化

3.1 成巖環(huán)境的劃分

根據(jù)不同能量場的特點，成巖環(huán)境可劃分為：海底成巖環(huán)境、大氣成巖環(huán)境（淡水滲流帶、淡水潛流帶和淡水—海水混合帶）、淺埋藏成巖環(huán)境和深埋藏成巖環(huán)境［22-23］。而埋藏成巖環(huán)境受流體介質(zhì)性質(zhì)的影響，通常又劃分為酸性和堿性以及二者的過渡類型［24-27］。成巖環(huán)境主要受構(gòu)造、溫壓條件和地層水特征的影響，在鄂爾多斯盆地穩(wěn)定構(gòu)造背景下，成巖環(huán)境特征與地層水的演化特征直接相關(guān)。

太原期末，海水全面退出鄂爾多斯盆地，并經(jīng)歷了短期的風化侵蝕間斷，而后于早二疊世山西期開始了以陸相沉積為主的特征［28］，在盒8段的沉積和淺埋藏期，受到大氣淡水的影響。

根據(jù)蘇里格地區(qū)的埋藏史模擬，在沉積—成巖過程中，地層經(jīng)歷了快速埋藏階段、緩慢埋藏階段和地層抬升剝蝕階段［29］，地層最大古地溫是在埋深最大的早白堊世達到的［30-32］。蘇里格氣田烴源巖具有廣覆式生烴的特點［33］，上古生界天然氣屬于高成熟度的煤成氣，天然氣主要來源于蘇里格地區(qū)及周緣的石炭—二疊系煤系烴源巖，屬于近源充注、累積聚氣成藏［34］。因此，在成巖過程中，盒8段地層受到了煤系地層有機酸的強烈影響，使地層流體表現(xiàn)為酸性。

石盒子組地層水為來自生烴層和儲層中的同沉積水、上石盒子組和山西組以及本身的地層壓釋水以及凝析水，以沉積壓釋水為主［33］。地層水的離子濃度差異較明顯，表明地層水為互不連通的深層封存環(huán)境中的產(chǎn)物，成巖環(huán)境是一個比較封閉的環(huán)境［35-36］，大氣流體的對于埋藏期成巖作用的進行影響很小。隨著成巖作用的進行，生烴量逐漸減少，有機酸被消耗和分解，成巖流體向堿性轉(zhuǎn)化。

圖2　蘇里格氣田東二區(qū)盒8段成巖環(huán)境演化特征（據(jù)李仲東等，2008修改）Fig.2 The evolution characteristics of diagenetic environment in He 8 section of the EastⅡpart of Sulige gas field（modified from Li，et al.，2008）

綜合以上因素分析，結(jié)合巖相與成巖作用特征，蘇里格氣田盒8段儲層的成巖環(huán)境演化，由二疊紀盒8期沉積開始至白堊世末期的地層抬升剝蝕，整個主要成巖過程可劃分為中性—弱酸性的大氣成巖環(huán)境、弱酸性—酸性的埋藏成巖環(huán)境以及弱堿性的埋藏成巖環(huán)境三類成巖環(huán)境（圖2）。此后，成巖作用基本停止，地層則處在弱酸性埋藏環(huán)境中，根據(jù)成巖結(jié)構(gòu)特征，此階段的水巖反應(yīng)微弱，對成巖演化和成巖相的劃分基本不產(chǎn)生影響，可忽略不計。

3.2 成巖環(huán)境對成巖相的影響以及演化特征

根據(jù)成巖作用起始時間來看，成巖演化可以劃分為4個階段：同生成巖階段—早成巖A早期的壓實+弱酸性溶蝕階段、早成巖A晚期—早成巖B期的壓實+弱酸性溶蝕階段、中成巖A期—中成巖B早期的膠結(jié)+酸性溶解階段、中成巖B晚期與成巖后生階段的堿性交代膠結(jié)階段［19］，大致可表述為：壓實—溶蝕—膠結(jié)—交代作用既相互重疊又部分連續(xù)的過程。成巖流體的特征不僅直接指示了成巖環(huán)境的特征，也可間接的反應(yīng)出成巖作用過程和成巖強度。根據(jù)成巖作用類型和成巖結(jié)構(gòu)特征以及成巖礦物自身的物理化學特征，成巖環(huán)境和流體變化具體表現(xiàn)為（圖3）：

圖3　蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖演化圖（據(jù)王秀平等，2013修改）Fig.3 The evolution characteristics of reservoir in He 8 section of the EastⅡpart of Sulige Gas Field （modified from Wang，et al.，2013）

流體包裹體的均一溫度為63.2℃～65℃，對應(yīng)于同生成巖—早成巖A早期，相應(yīng)的初熔溫度為-36.8℃和-37℃，分別對應(yīng)H2O-NaCl-FeCl2與H2ONa2CO3-K2CO3鹽水體系（圖4）。同生期為開放的大氣淡水體系，隨著埋深加大，體系由開放向半開放轉(zhuǎn)變，機械壓實作用增強，泥巖中的壓釋水排出，由于下伏煤系地層有機質(zhì)分解提供CO2，成巖流體表現(xiàn)為弱酸性，并具碳酸鹽類鹽水體系。大氣淡水和壓實離心水的活動較強烈，在較強壓實作用的背景下，主要發(fā)生凝灰質(zhì)的溶蝕作用，并產(chǎn)生菱鐵礦和綠泥石薄膜，形成弱溶蝕—壓實相。

隨著上覆地層的沉積，成巖環(huán)境逐漸變?yōu)槁癫丨h(huán)境，受大氣淡水作用越來越弱，地層水主要來自壓釋水。根據(jù)流體包裹體的均一溫度（主要介于65℃～85℃）和相應(yīng)的初溶溫度（主要-52.2℃和-55℃），早成巖A晚期—早成巖B期發(fā)育的鹽水體系主要為H2O-NaCl-CaCl2型和H2O-MgCl2-CaCl2型（圖4）。隨著有機質(zhì)演化的進行，有機酸開始大量生成，成巖流體呈弱酸性，碳酸鹽離子受酸性介質(zhì)的影響，釋放出CO2并轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的氯離子，表現(xiàn)為氯化物鹽水體系。鋁硅酸鹽礦物發(fā)生廣泛的溶蝕，形成硅質(zhì)、高嶺石膠結(jié)物，并開始產(chǎn)生伊/蒙混層礦物。因此，早成巖A晚期—早成巖B期表現(xiàn)為持續(xù)壓實作用下的埋藏弱酸性溶蝕階段，形成溶蝕—壓實相。

中成巖A期和—中成巖B早期，流體包裹體的均一溫度為105℃～130℃，其初熔溫度為-55℃、-35℃、-50.5℃和-52.2℃，表明發(fā)育的鹽水體系主要為H2O-NaCl-CaCl2型、H2O-NaCl-MgCl2型、H2O-KCl-CaCl2和H2O-MgCl2-CaCl2型，部分包裹體表現(xiàn)為H2ONa2CO3-K2CO3（初溶溫度為-37℃）和H2O-CaCl2（初溶溫度為-49.5℃）的鹽水體系（圖4），說明此階段地層流體離子類型多，鹽度也較高，水巖反應(yīng)復(fù)雜。此階段受大氣淡水的作用十分微弱，壓實作用也逐漸減弱，而有機質(zhì)的生烴能力達到最強，地層水仍表現(xiàn)為酸性。來自鄰近泥巖層的壓釋水大量減少，成巖流體受下伏地層高能的生烴排水作用影響，使得此階段為流體活動的主要時期［37］。成巖流體除了延續(xù)原有的穩(wěn)定氯化物成分，有機質(zhì)大量生烴釋放出的大量CO2，其中部分CO2并未及時排出，形成少量的碳酸鹽。鋁硅酸鹽礦物在酸性介質(zhì)中發(fā)生溶蝕，持續(xù)形成大量的高嶺石和硅質(zhì)膠結(jié)物，以及伊/蒙混層礦物和伊利石。此階段作為水巖反應(yīng)的主要階段，為膠結(jié)作用和溶蝕作用的主要時期，形成溶蝕—膠結(jié)相。

隨著埋藏加深，有機酸大量消耗和分解，地層水轉(zhuǎn)變?yōu)槿鯄A性。到中成巖B晚期，伊/蒙混層礦物大量向伊利石轉(zhuǎn)變，并產(chǎn)生自生綠泥石。地層水中逐漸富集的鈣離子、碳酸根離子以及少量的鎂離子和亞鐵離子形成碳酸鹽礦物，并交代高嶺石、硅質(zhì)等酸性組合的膠結(jié)物以及凝灰質(zhì)雜基，形成交代相。流體呈堿性，形成方解石、白云石等碳酸鹽礦物，消耗碳酸根離子，離子半徑較小的Na+、K+等參與到綠泥石、伊利石的礦物晶格中，成巖流體的鹽水體系主要為H2OMgCl-CaCl2型（初溶溫度為-55℃），部分包裹體中表現(xiàn)為 H2O-NaCl-CaCl2型（初溶溫度為-53.8℃）（圖4）。

圖4　蘇里格氣田東二區(qū)盒8段流體包裹體均一溫度、初溶溫度特征Fig.4 Average temperature and initialmelt temperature of inclusion of sandstone in He 8 section of the EastⅡpart of Sulige gas field

早白堊世末期地層抬升，保持了良好的封閉性［38］，地層壓力釋放，砂巖表現(xiàn)為低壓，周圍欠壓實泥巖中流體進入，使得砂巖中的CO2與水的作用形成碳酸，成巖作用很弱，幾乎不改變中成巖B晚期的成巖結(jié)構(gòu)。地層壓力釋放，達到碳酸鹽礦物的結(jié)晶度，并消耗Ca2+與Mg2+。碳酸的形成使得現(xiàn)今地層水中表現(xiàn)為弱酸性，水型以H2O-CaCl2型為主。

綜上所述，中成巖A期—中成巖B早期的膠結(jié)+酸性溶解階段為二元有機酸大量生成和分解時期，受有機酸的影響，產(chǎn)生大量的溶蝕孔隙［19］，形成溶蝕—膠結(jié)相，并在后期成巖過程中受到較弱的交代作用和后期膠結(jié)作用的影響時，成為蘇里格氣田東二區(qū)盒8段最有利的成巖相。

4 成巖相的分類命名

4.1 成巖相的演化特征

通過對蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相的研究，可總結(jié)為：來自阿拉善—陰山古陸的長英質(zhì)巖石［39］，在河流的作用下搬運、堆積；同生階段受大氣淡水和弱酸性地層水的作用，主要發(fā)生凝灰質(zhì)的溶蝕作用，表現(xiàn)為弱溶蝕相；隨著沉積作用的持續(xù)進行，受上覆地層的影響，壓實作用廣泛發(fā)生，排出孔隙水，同時受大氣淡水、碳酸和有機酸的影響，早成巖期為弱酸性淺埋藏環(huán)境，鋁硅酸鹽礦物溶解產(chǎn)生大量的溶蝕孔隙，形成溶蝕—壓實相；中成巖期受大氣淡水的淋濾作用越來越弱，壓實作用也逐漸減弱，而有機質(zhì)的生烴能力達到最強，地層水的活動性受烴類氣體的驅(qū)動、毛細管壓力和較弱的壓實離心流的影響，流體活動較強，表現(xiàn)為酸性埋藏成巖環(huán)境，易溶組分較發(fā)育的中、粗粒巖屑石英砂巖和石英砂巖水巖反應(yīng)較強，產(chǎn)生大量的硅質(zhì)和高嶺石膠結(jié)物，形成溶蝕—膠結(jié)相；當有機質(zhì)演化至高成熟階段，一元羧酸裂解最后脫羧基作用轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，隨著有機酸的消耗地層流體逐漸表現(xiàn)為堿性，由于構(gòu)造穩(wěn)定，成巖環(huán)境持續(xù)表現(xiàn)為較好的封閉性，碳酸鹽礦物形成并交代酸性組合膠結(jié)物和碎屑顆粒，在堿性流體富集的層段甚至產(chǎn)生連晶狀碳酸鹽礦物，并產(chǎn)生少量的石英顆粒和硅質(zhì)膠結(jié)物的堿性溶蝕，形成堿性交代相。

由上可知，成巖相的特征既反映成巖環(huán)境的演化，又指示巖石的目前面貌，受巖性、成巖環(huán)境、孔隙特征以及主要成巖作用類型的控制。

4.2 成巖相的劃分

成巖相的分類命名，國內(nèi)外學者的劃分依據(jù)和側(cè)重點各不相同。以前人的分類方法為基礎(chǔ)［3，8，40］，結(jié)合成巖相的的影響因素（相標志）：巖性、成巖環(huán)境、成巖作用類型和孔隙結(jié)構(gòu)特征，成巖相的命名應(yīng)遵循廣泛適用的原則，采用“巖性+成巖環(huán)境+（孔滲級別）+主要成巖作用”的命名方法，其中巖性指示成巖環(huán)境現(xiàn)今的物質(zhì)表現(xiàn)，成巖環(huán)境決定了成巖作用的性質(zhì)和強度，并直接控制儲集空間的形成［4］，孔滲級別說明與儲層的關(guān)系，主要成巖作用為成巖相的決定性因素。

圖5　蘇里格氣田東二區(qū)盒8段儲層成巖相類型A.中細粒（雜）砂巖大氣環(huán)境致密壓實相，Z39井，2 874.5 m，鑄體薄片×50；B.凈砂巖大氣、酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—壓實相，Z68井，2 773.8 m，鑄體薄片×50；C.凈砂巖酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—膠結(jié)相，Z30井，3 030.2 m，鑄體薄片×50；D.凈砂巖酸性埋藏環(huán)境低孔滲溶蝕相，Z74井，3 032.3m，鑄體薄片×50；E.凈砂巖堿性埋藏環(huán)境致密交代相，Z73井，2 829.52 m，鑄體薄片×50；F.凈砂巖堿性埋藏環(huán)境致密交代相，Z75井，2 887 m，普通薄片×50。Fig.5 Diagenetic facies characteristics of reservoir in He 8 section of the EastⅡpart of Sulige gas fieldA.dense compaction facies of greywacke in atmosphere environment，Well Z39，2 874.5m，casting chip（CC），magnified 50 times；B.dissolution-compaction facies of arenite with extra low porosity and permeability in atmosphere and acidic burial environment，Well Z68，2 773.8 m，CC，magnified 50 times；C.dissolution-cementation facies ofarenite with extra low porosity and permeability in acidic burialenvironment，Well Z30，3 030.2m，CC，magnified 50 times；D.dissolution facies of arenite with low porosity and permeability in acidic burial environment，Well Z74，3 032.3m，CC，magnified 50 times；E.densemetasomatic facies of arenite in alkaline burialenvironment，Well Z73，2 829.52m，CC，magnified 50 times；F.densemetasomatic facies of arenite in alkaline burial environment，Well Z75，2 887 m，conventional chip，magnified 50 times.

由于研究區(qū)塊展布比較局限，區(qū)域性流體、溫壓的影響可大致認為是均一的。因此，成巖作用的特征和成巖演化在平面上被認為是相似的。根據(jù)普通薄片、鑄體薄片和陰極發(fā)光分析的觀察描述，劃分出五種成巖相（圖5）。①中、細粒砂巖或雜砂巖，塑性巖屑含量較高，受中性—弱酸性大氣成巖環(huán)境中強壓實作用的影響，儲層致密，成巖相劃分為中細粒（雜）砂巖大氣環(huán)境致密壓實相（圖5A）。②中粒、不等粒巖屑砂巖中由于塑性巖屑和陸緣雜基的含量較高，受同生成巖—早成巖A早期與早成巖A晚期—早成巖B期中的壓實作用的較強，在弱酸性—酸性埋藏成巖環(huán)境中受溶蝕較弱，物性較差，表現(xiàn)為凈砂巖大氣、酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—壓實相（圖5B）。③鋁硅酸鹽礦物比較發(fā)育的中、粗粒巖屑石英砂巖、巖屑砂巖，在弱酸性—酸性埋藏成巖環(huán)境中發(fā)生溶蝕，產(chǎn)生的硅質(zhì)和高嶺石膠結(jié)物，膠結(jié)物的形成堵塞了孔隙，使得后來的流體介質(zhì)很難進入儲集巖中，因此形成的成巖相類型為凈砂巖酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—膠結(jié)相（圖5C）。④中、粗粒巖屑石英砂巖、巖屑砂巖，在同生成巖—早成巖A早期階段產(chǎn)生綠泥石薄膜，既可作為流體運移通道，又能阻止石英加大邊的形成和抑制壓實作用的進行，因此，綠泥石薄膜比較發(fā)育的儲集巖，其次生孔隙比較發(fā)育并保留了一定的原生孔隙，在弱酸性—酸性埋藏成巖環(huán)境中受有機酸的影響，鋁硅酸鹽礦物發(fā)生溶蝕產(chǎn)生大量的次生溶孔，儲集物性較好，劃分為凈砂巖酸性埋藏環(huán)境低孔滲溶蝕相（圖5D）；⑤至中成巖B晚期與成巖后生的堿性交代膠結(jié)階段，成巖演化程度達到最高，成巖環(huán)境始終保持封閉性，由于成巖過程中，沉積物與地層流體持續(xù)作用，消耗H2O和其中溶解的離子，僅溶解度很高的Ca2+和少量的K+、Ca2+與Mg2+、Fe2+富集。因此生氣高峰期過后，砂巖中無多余地層流體的補充，逐漸成為局部低勢區(qū)，當有機酸消耗殆盡，堿性流體便向喉道沒有完全堵塞的儲集巖中注入，形成局部的或者廣泛的碳酸鹽交代以及少量的自生伊利石、綠泥石，當碳酸鹽礦物的含量大于10％～15％，儲集巖則呈現(xiàn)致密性，其成巖相類型表現(xiàn)為凈砂巖堿性埋藏環(huán)境致密交代相（圖5E，F(xiàn)）。

由此可見，中粗粒巖屑石英砂巖、巖屑砂巖在酸性埋藏環(huán)境中形成的溶蝕相和溶蝕—壓實相以及溶蝕—膠結(jié)相，即凈砂巖酸性埋藏環(huán)境低孔滲溶蝕相、凈砂巖大氣、酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—壓實相與凈砂巖酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—膠結(jié)相，儲集物性較好，可發(fā)育為相對有利儲層。

此外，研究區(qū)可見宏觀裂縫與以溶蝕縫為主的成巖裂縫，主要分布在研究區(qū)北部地區(qū)，受構(gòu)造帶的分布，沿伊盟隆起與伊陜斜坡構(gòu)造帶的邊界分布［39］。構(gòu)造裂縫形成于燕山期和喜馬拉雅期，燕山期同時也是蘇里格地區(qū)的快速沉積埋藏與成藏的關(guān)鍵時期，表現(xiàn)為流體活動較強的酸性成巖環(huán)境，促使溶蝕相的形成。蘇里格氣田東二區(qū)占主導(dǎo)地位的是構(gòu)造裂縫［41］，溶蝕縫分布局限，受溶蝕作用的控制，因此溶蝕縫發(fā)育的儲集巖歸入溶蝕相的范疇。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)構(gòu)造和有機質(zhì)的演化特征，蘇里格氣田盒8段儲層的成巖環(huán)境可劃分為中性—弱酸性的大氣成巖環(huán)境、弱酸性—酸性的埋藏成巖環(huán)境以及弱堿性的埋藏成巖環(huán)境三大類。

（2）成巖相的特征既反映成巖環(huán)境的演化，又指示巖石的目前面貌。根據(jù)儲層成巖相的影響因素，按照“成巖相是成巖環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)”的定義，提出采用“巖性+成巖環(huán)境+（孔滲級別）+主要成巖作用”的命名方法。

（3）根據(jù)普通薄片、鑄體薄片和陰極發(fā)光分析的觀察描述，劃分出五種儲層成巖相類型：中細粒（雜）砂巖大氣環(huán)境致密壓實相；凈砂巖大氣、酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—壓實相；凈砂巖酸性埋藏環(huán)境特低孔滲溶蝕—膠結(jié)相、凈砂巖酸性埋藏環(huán)境低孔滲溶蝕相和凈砂巖堿性埋藏環(huán)境致密交代相。此種成巖相的劃分方法，不僅契合了成巖相的本質(zhì)，而且完善了成巖相的形成過程和形成階段，通過此次拋磚引玉的研究，希望引起諸學者的商榷和推廣。

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The Recognition of Diagenetic Facies on the case from the Reservoir in He8 Section of Shihezi Formation，EastⅡ Part of Sulige Gas Field，Qrdos Basin

MOU ChuanLong1，2WANG XiuPing1，2WANG QiYu1，2WANG YuanChong2，3
（1.Chengdu Institute of Geology and M ineral Resources，China Geological Survey，Chengdu 610081，China；2.Key Laboratory Sedimentary Basins Oil and Gas Resources，M inistry of Land and Resources，Chengdu 610081，China；3.Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Abstract：Diagenetic facies is a popularmethod in the exploration of oil and gas，however，there were different research achievements because of the different definition.Based on the detailed research of petrology and diagenesis of reservoir in He8 section of Shihezi Formation，EastⅡpartof Sulige Gas Field，therewere five kinds ofdiagenetic facies in He8 section of the study area，according to Zou（2008）'s classification and nomenclature of diagenetic facies. Combining with fluid inclusions analysis results，the diagenetic environments in He8 section of EastⅡpart of Sulige Gas Field were analyzed，and restudied the diagenetic facies according to the diagenetic environments，which improved the forming processand stages ofdiagenetic facies.The reservoirs in He8 section were undergone three kindsof diagenetic environments：neutral toweak acid atmospheric diagenetic environment，weak acid to acid burial diagenetic environment and weak alkaline burial diagenetic environment，different diagenetic facies were produced in different diagenetic environments.Weak dissolution-compaction facieswas formed due to the compaction and weak acid dissolution in the Syndiagenetic—Period A of Early diagenetic stage，with atmosphere and acidic burial environment.There wasweak acidic buried environment of Period A—Period B of Early diagenetic stage，due to the enhancing compaction and dissolution，dissolution-compaction facies was formed.Cementation and acid dissolution were the main diagenesis of the Period A—early Period B of Middle diagenetic stage，so dissolution-cementation facies was formed in the stage.And metasomatic facies was dominated by the alkalinemetasomatism and cementation in late Period B of Middle diagenetic—Epigenetic stage，so themetasomatic facieswasmainly formed in the alkaline burial environment when the diagenetic evolution had been up to the Period B of Middle diagenetic stage.According to the definition that diagenetic facies is thematerial performance of diagenetic environment，“l(fā)ithology+diagenetic environment+（physical characteristics）+main diagenesis”is as the basis to divide diagenetic facies.Following the classification scheme，five types of diagenetic facies are divided for the reservoirs in He8 section：Dense compaction facies of greywacke in atmosphere environment，Dissolution-compaction facies of arenite with extra low porosity and permeability in atmosphere and acidic burial environment，Dissolution-cementation facies of arenitewith extra low porosity and permeability in acidic burial environment，Dissolution facies of arenite with low porosity and permeability in acidic burial environment，and last，Densemetasomatic facies of arenite in alkaline burial environment.

Key words：diagenetic facies；diagenetic environment；He8 section；Sulige Gas Field；Ordos Basin

文章編號：1000-0550（2016）02-0346-10

doi：10.14027/j.cnki.cjxb.2016.02.013

第一作者簡介牟傳龍 男 1965年出生 研究員 博士生導(dǎo)師 沉積地質(zhì)學 E-mail：cdmchuanlong@163.com

中圖分類號P618.13

文獻標識碼A

收稿日期：2015-05-04；收修改稿日期：2015-07-03

基金項目：國家科技重大專項項目（2011ZX05043-005）［Foundation：National Science and Technology Major Project，No.2011ZX05043-005］