松遼盆地下白堊統(tǒng)泉頭組三、四段長垣地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育特征

韓其言，賀姣姣

(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

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松遼盆地下白堊統(tǒng)泉頭組三、四段長垣地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育特征

韓其言，賀姣姣

(西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

泉頭組位于白堊系上統(tǒng)下部，是松遼盆地的主要勘探對象之一，碳酸鹽膠結(jié)物既是影響儲層儲集性的主要因素，又是儲層環(huán)境變化的重要指示計，揭示碳酸鹽膠結(jié)物特征對認識和評價該區(qū)致密儲層具有重要意義。通過巖心描述、巖石薄片鑒定等方法，對碳酸鹽膠結(jié)物的主要類型與分布特征進行了總結(jié)，結(jié)果表明：長垣地區(qū)泉頭組三、四段碳酸鹽膠結(jié)物主要以方解石與含(鐵)方解石為主，方解石占絕大部分且發(fā)育有兩期，類型主要為微晶方解石和亮晶方解石。砂層上下為泥巖層時，砂層的頂?shù)撞刻妓猁}含量高，且砂層越薄，整體碳酸鹽膠結(jié)物越發(fā)育，砂層上下的泥巖排出的泥巖壓實水是砂層中碳酸鹽膠結(jié)物的主要物質(zhì)來源，也是砂體頂?shù)滋妓猁}發(fā)育的主要原因。粒度在中砂巖以下時，碳酸鹽含量隨著粒度的增大而輕微升高，不同的巖性制約著碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀與富集。

松遼盆地；長垣；泉頭組；碳酸鹽膠結(jié)物

松遼盆地位于中國東北部，總面積約為26萬 km2，屬于大型中、新生代陸相含油氣盆地。地層從下到上可劃分為：白堊系下統(tǒng)火石嶺組、沙河子組、營城組、登婁庫組；白堊系上統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組和明水組(黃華清等，2006)。本次研究主要為泉頭組三、四段，沉積亞相主要為三角洲平原和三角洲前緣，包括曲流河河道主體、水上分流河道主體和水下分流河道主體3種沉積微相(張慶國等，2007；胡明毅和劉仙晴，2009)。盆地包含西部斜坡區(qū)、北部傾沒區(qū)、東北隆起區(qū)、東南隆起區(qū)、中央坳陷區(qū)等五個一級構(gòu)造單元，本論文的主要研究區(qū)域為中央坳陷區(qū)的大慶長垣地區(qū)。

碳酸鹽是碎屑巖儲層中最豐富的自生礦物之一，亦是影響其儲層儲集性的主要膠結(jié)物；從成分上來說，碳酸鹽膠結(jié)物由于其化學(xué)性質(zhì)的特點，對環(huán)境酸堿度變化極其敏感，極易發(fā)生“溶解—沉淀”的往復(fù)過程，因而可以反映成巖環(huán)境酸堿度的變化，且碳酸鹽膠結(jié)物中碳、氧同位素組成的差別與規(guī)律等亦可為判斷其形成時的地球化學(xué)環(huán)境特征和物質(zhì)來源等提供依據(jù)(姚涇利等，2011)。從空間分布來說，碳酸鹽膠結(jié)物的發(fā)育將對碎屑巖的儲集性能產(chǎn)生直接影響，且部分砂巖經(jīng)強烈膠結(jié)后形成致密薄層使儲層被分割呈若干小層，嚴重影響儲層非均質(zhì)性(趙小慶等，2013)。因此，對于碳酸鹽膠結(jié)物在碎屑巖儲集層中的發(fā)育特征的研究對油氣田勘探開發(fā)具有重要的現(xiàn)實意義。本研究運用巖石薄片鏡下觀察、統(tǒng)計學(xué)定量數(shù)據(jù)分析等手段，探討碳酸鹽膠結(jié)物分布特征與因素。

1 碳酸鹽膠結(jié)物類型

本區(qū)碳酸鹽主要為方解石和(含)鐵方解石，白云石類較少；方解石膠結(jié)最為常見，主要有亮晶方解石與微晶方解石兩種(圖1)，亮晶方解石主要呈孔隙式、連晶膠結(jié)而微晶方解石則主要呈孤立式分布，交代長石、巖屑顆粒，堵塞孔隙。統(tǒng)計結(jié)果顯示當碳酸鹽膠結(jié)物的體積分數(shù)超過4%時,儲層物性明顯變差。(圖2)

2 碳酸鹽膠結(jié)物縱向分布特征

從總體統(tǒng)計結(jié)果來看，碳酸鹽含量總體是隨深度增大而增大的，但是在1 500 m與1 850 m附近出現(xiàn)了高碳酸鹽含量帶，兩個高含量帶之間夾一個低含量帶(圖3)前者主要是晚期成巖過程中由于酸性地層水溶蝕介殼類化石后與長石類礦物發(fā)生交代反應(yīng)而形成的碳酸鹽；后者則主要為早期富含鈣離子的孔隙水與泥巖壓實水進入砂巖層形成的碳酸鹽沉淀。

圖2 長垣目的層孔隙度-碳酸鹽含量關(guān)系圖

圖3 長垣碳酸鹽膠結(jié)物含量總體縱向分布圖

圖4 長垣X井孔隙度-滲透率-碳酸鹽縱向發(fā)育特征

從巖心觀察來看，碳酸鹽膠結(jié)物在同一口井中，其縱向上的發(fā)育情況也有一些規(guī)律；一般來說，砂層上下為泥巖層時，砂層的頂?shù)撞刻妓猁}含量高(圖4)，且砂層越薄，整體碳酸鹽膠結(jié)物越發(fā)育。這一特征表明，砂層中碳酸鹽膠結(jié)物的發(fā)育與砂層間的泥巖層中析出的鈣、鐵等陽離子有關(guān)，在壓實過程中，泥巖層排出大量的飽和碳酸鹽流體，在進入砂層中后由于其高孔滲、低孔隙壓力的特點，更易于碳酸鹽流體的滲流與析出沉淀。

3 碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育的其他影響因素

3.1 粒度因素

全區(qū)不同粒度砂巖中平均碳酸鹽含量對比表明，粒度在中砂巖以下時，碳酸鹽含量隨著粒度的增大而輕微升高(圖5)，這種規(guī)律并不明顯，但是總體來看這種趨勢確實存在，表明該區(qū)方解石主要沉淀-富集于成巖作用與后生作用之后，巖性是控制其發(fā)育的影響因素之一；飽和碳酸鹽流體進入砂層之后，由于更高粒度的砂巖可以提供更好的儲集物性，更有利于碳酸鹽流體滲流與沉淀。

圖5 長垣目的層巖性-平均碳酸鹽含量關(guān)系圖

圖6 長垣目的層碳酸鹽含量-深度特征

3.2 深度因素

距離青一段越近，碳酸鹽含量越高，而碳酸鹽含量與嫩一段距離則呈現(xiàn)先升高后降低的規(guī)律(圖6)，且峰值距離與嫩一段至青一段距離大致吻合，這一特征表明飽和碳酸鹽流體可能來自于青山口組。前人認為青山口組中發(fā)育數(shù)套以生物灰?guī)r為主的碳酸鹽巖(王衡鑒等，1983)這些碳酸鹽巖在經(jīng)歷溶解后，不僅在該層形成次生孔隙，優(yōu)化其儲集性，還為下伏地層帶來了含有大量鈣、鐵離子的孔隙水為其碳酸鹽膠結(jié)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。另外，青山口組發(fā)育的大量泥巖所產(chǎn)生的泥巖壓實水亦有利于下伏地層碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀與富集。

4 結(jié)語

(1)長垣地區(qū)泉頭組三、四段碳酸鹽膠結(jié)物主要以方解石與含(鐵)方解石為主，方解石占絕大部分且主要為微晶方解石和亮晶方解石。

(2)該區(qū)方解石主要存在兩期發(fā)育，早期以孔隙式膠結(jié)的形式存在于顆粒間，堵塞孔隙而晚期則主要以交代長石、巖屑等形式賦存。

(3)砂層上下的泥巖排出的泥巖壓實水是砂層中碳酸鹽膠結(jié)物的主要物質(zhì)來源，也是砂體頂?shù)滋妓猁}發(fā)育的主要原因。

(4)碳酸鹽膠結(jié)物物質(zhì)來源主要來自青山口組，砂層中不同的巖性亦制約著碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀與富集。

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2016-10-28

韓其言(1991-)，男，陜西西安人，在讀碩士研究生，主攻方向：石油地質(zhì)學(xué)。

P618.130.2+1

B

1004-1184(2017)02-0212-03