東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙河街組四段砂巖成巖作用

彭順風(fēng) 邢恩浩 田景春 林小兵

摘 要：東營(yíng)凹陷是重要的油氣富集區(qū)，在北部陡坡帶沙河街組四段發(fā)育有近岸水下扇和扇三角洲沉積等砂巖。砂巖的成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能有重要影響。文章在對(duì)大量薄片和巖芯進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用鑄體薄片觀察和掃描電鏡等手段，對(duì)東營(yíng)凹陷北部陡坡帶沙四段砂巖儲(chǔ)層的成巖作用進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，東營(yíng)凹陷北部陡坡帶地區(qū)沙河街組四段砂巖主要受壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用等成巖作用的影響比較大，其中壓實(shí)作用和膠結(jié)作用對(duì)空隙的形成具有破壞作用，溶蝕作用對(duì)空隙的形成具有建設(shè)性作用。

關(guān)鍵詞：東營(yíng)凹陷；沙河街組四段；成巖作用

中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）24-0059-03

Abstract： Dongying sag is an important oil-gas rich area. In member 4 of Shahejie formation of the north steep slope belt， there developed sandstone like nearshore underwater fan and the fan delta deposit. The diagenesis of sandstone plays an important role in reservoir performance. Based on the analysis of a large number of thin slices and cores， the diagenesis of sandstone reservoirs in member 4 of the steep slope zone in the north of Dongying sag is studied by means of casting thin section observation and scanning electron microscope （SEM）. The results show that the sandstone in member 4 of Shahejie formation in the steep slope zone of the northern Dongying sag are mainly affected by diagenesis， such as compaction， cementation and dissolution. Compaction and cementation play a destructive role in the formation of voids， and dissolution plays a constructive role in the formation of voids.

Keywords： Dongying sag； member 4 of Shahejie formation； diagenesis

1 研究區(qū)概況

東營(yíng)凹陷是中國(guó)東部中、新生代渤海灣裂谷盆地中濟(jì)陽(yáng)坳陷的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造盆地，它具有北斷南超、盆地基底北陡南緩的特點(diǎn)。其北部陡坡帶總體上呈東西走向，在沙河街組四段沉積時(shí)期快速沉積了大套砂礫巖體，成為了油氣的主要儲(chǔ)集區(qū)。

2 成巖作用

2.1 機(jī)械壓實(shí)作用

通過(guò)對(duì)東營(yíng)凹陷沙河街組四段134塊樣品的鑄體薄片進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，大部分樣品顆粒間的接觸關(guān)系有如下特征：深度在3km以下的樣品，顆粒間的接觸關(guān)系主要為點(diǎn)-線接觸和點(diǎn)接觸（圖1）；樣品所處深度在3km及以上的樣品，顆粒間接觸關(guān)系主要為點(diǎn)接觸，可見極少量點(diǎn)-線接觸關(guān)系。筆者根據(jù)Houseknecht的視壓率計(jì)算公式，對(duì)埋藏深度在1664.18m-4179.32m的樣品進(jìn)行了視壓率計(jì)算，結(jié)果顯示視壓率>50%的樣品占比59%，同時(shí)結(jié)合鑄體薄片中觀察到的石英和長(zhǎng)石等剛性破碎（圖2）、碎屑顆粒呈定向排列、塑性碎屑擠壓變形成假雜基等現(xiàn)象綜合分析，表明該區(qū)域砂巖普遍遭受過(guò)較強(qiáng)-強(qiáng)壓實(shí)作用，并且不同深度樣品表明縱向上壓實(shí)作用對(duì)淺層埋藏和深層埋藏的砂巖儲(chǔ)層物性影響都很大，而且主要表現(xiàn)為對(duì)儲(chǔ)層物性的破壞作用。

2.2 膠結(jié)作用

通過(guò)對(duì)研究區(qū)樣品進(jìn)行陰極發(fā)光測(cè)試和掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的膠結(jié)作用類型主要有硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)、硫酸鹽膠結(jié)、黃鐵礦膠結(jié)等，且不同深度樣品中主要膠結(jié)類型各有不同，表明隨著深度的變化，不同類型的流體對(duì)砂巖的儲(chǔ)層物性有不同的影響，但總的來(lái)說(shuō)，膠結(jié)作用對(duì)該區(qū)域沙河街組四段的砂巖儲(chǔ)集性能具有破壞性作用。

2.2.1 硅質(zhì)膠結(jié)

該區(qū)域樣品中可見的硅質(zhì)膠結(jié)物主要集中在2km-3.5km的埋藏深度，多以自生石英和石英次生加大邊的形式出現(xiàn)。通過(guò)陰極發(fā)光測(cè)試可見石英大多呈現(xiàn)藍(lán)紫色，有少量為棕色，但是裂隙中填充的自生石英不發(fā)光，樣品中的石英次生加大邊同樣不發(fā)光（圖3、圖4），且隨著埋深的加深，石英次生加大現(xiàn)象更加明顯，大大影響了砂巖的儲(chǔ)集性能；通過(guò)掃描電鏡觀察，部分石英可見貝殼狀斷口，這也證明了壓實(shí)作用的存在。

2.2.2 碳酸鹽膠結(jié)

研究區(qū)碳酸鹽膠結(jié)縱向上主要集中在1.6km-2.5km和2.8km-3.5km兩個(gè)埋藏帶，兩個(gè)埋藏帶的碳酸鹽膠結(jié)物各有不同（圖5、圖6），埋藏相對(duì)較淺的集中區(qū)膠結(jié)物以白云石和鐵白云石為主，含有少量方解石和鐵方解石和及菱鐵礦，埋藏較深的集中區(qū)膠結(jié)物以方解石和鐵方解石為主，含有極少量鐵白云石和菱鐵礦，且碳酸鹽膠結(jié)物的表面可見部分溶蝕現(xiàn)象，說(shuō)明在成巖作用早期存在堿性流體，且對(duì)空隙的發(fā)育具有建設(shè)性作用。

2.2.3 硫酸鹽膠結(jié)

研究區(qū)可見石膏和硬石膏兩種硫酸鹽膠結(jié)物，通過(guò)顯微薄片和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，石膏膠結(jié)物多呈現(xiàn)粒狀和板狀，多填充于顆粒間，硬石膏膠結(jié)物多呈現(xiàn)出斑塊狀，表明硫酸鹽膠結(jié)在成巖作用早期和晚期都有發(fā)生，且兩次硫酸鹽膠結(jié)對(duì)空隙的發(fā)育都有破壞性作用。

2.2.4 黃鐵礦膠結(jié)

研究區(qū)3km和3.8km-4.1km附近儲(chǔ)層中黃鐵礦膠結(jié)物也極其發(fā)育，黃鐵礦交代石英次生加大邊和碳酸鹽膠結(jié)物表明部分黃鐵礦膠結(jié)物形成時(shí)期較晚，但是部分球粒狀黃鐵礦的出現(xiàn)也表明在成巖作用早期也有堿性流體進(jìn)入對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造。

2.3 溶蝕作用

研究區(qū)的溶蝕作用主要發(fā)生在兩個(gè)2km-2.4km和3km-3.6km埋藏帶，通過(guò)壓汞測(cè)試和鑄體薄片觀察，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)埋藏帶樣品的次生空隙是最發(fā)育的，且孔滲關(guān)系相關(guān)性是最好的，這也說(shuō)明了該區(qū)域溶蝕作用大大改善了深部?jī)?chǔ)層的儲(chǔ)集性能。通過(guò)對(duì)掃描電鏡和鑄體薄片圖像的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，部分顆粒沿解理縫發(fā)育有溶縫和粒內(nèi)溶孔（圖7、圖8），少量顆粒中可見明顯的鑄?？祝诣T?？字锌梢娨恍┤芪g殘余，表明顆粒內(nèi)部的溶蝕作用在該區(qū)域發(fā)育較強(qiáng)；部分顆粒邊緣不規(guī)則，顆粒晶型不完整，有的顆粒邊緣呈港灣狀，表明該區(qū)域還存在顆粒間的溶蝕，且常見的被溶蝕礦物為長(zhǎng)石（圖7），有少量的石英和方解石膠結(jié)物可見溶蝕現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）北部陡坡帶沙四段成巖作用中壓實(shí)作用和膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)集性能是具有破壞性的，其中壓實(shí)作用在埋藏較淺的階段對(duì)儲(chǔ)層物性的影響尤其巨大，而膠結(jié)作用主要取決于成巖流體的性質(zhì)。

（2）北部陡坡帶沙四段建設(shè)性成巖作用中溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)集性能是具有建設(shè)性的，溶蝕作用類型主要有顆粒內(nèi)部的溶蝕和顆粒間的溶蝕，形成的孔隙類型主要有粒內(nèi)溶孔、溶縫、鑄?？缀腿芪g微裂隙和粒間溶孔。

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