川中高石梯～磨溪地區(qū)震旦系燈影組儲層成巖作用

李林娟

摘要：利用巖心、巖屑、薄片以及分析化驗等資料，對川中高石梯～磨溪震旦系燈影組儲層成巖作用進行研究，將成巖作用分為建設(shè)性和破壞性兩種，溶蝕作用對儲集性能有較好的改造。

關(guān)鍵詞：成巖作用;儲層特征;溶蝕;燈影組

高石梯～磨溪地區(qū)位于川中地區(qū)南部，構(gòu)造上位于樂山～龍女寺加里東古隆起東端，主要發(fā)育大套的海相碳酸鹽巖儲層，由于震旦系地層埋藏較深，且古隆起形成早，上覆地層遭受了大量剝蝕，后期又經(jīng)歷了加里東、印支以及喜山等多期構(gòu)造運動的改造，導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)燈影組儲層成巖作用復(fù)雜，非均質(zhì)性較強，開展儲層成巖作用研究對該區(qū)油氣勘探具有重大意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)地理位置東、西、南、北分別為武勝縣～合川縣～銅梁縣、安岳縣安平店～高石梯地區(qū)、遂寧～南充以南、隆昌縣～榮昌縣～永川以北。構(gòu)造位置位于四川盆地川中古隆起平緩構(gòu)造區(qū)的威遠(yuǎn)～龍女寺構(gòu)造群內(nèi)，具體位于樂山～龍女寺古隆起東部的傾斜地段，區(qū)內(nèi)主要有高石梯、磨溪和龍女寺構(gòu)造。

加里東古隆起為一個繼承性隆起，主要受基底隆起控制，在晚震旦世早期已具雛形，后經(jīng)寒武、奧陶、志留紀(jì)長期繼承性發(fā)展，并在加里東期最終定型。高石梯～磨溪構(gòu)造帶為樂山～龍女寺加里東古隆起軸部東部的潛伏構(gòu)造，在多期構(gòu)造運動中，高石梯構(gòu)造始終處于古地勢轉(zhuǎn)換點。該區(qū)地層沉積正常，由上到下分別為侏羅系、三疊系、二疊系、奧陶系（部分缺失）、寒武系、震旦系。燈影組巖石類型可分成碳酸鹽巖和碎屑巖。碳酸鹽多為云巖，在燈四頂含少量灰?guī)r;碎屑巖為砂巖和泥巖，多集中在燈三段，燈四段少見。碳酸鹽巖中儲集巖石類型主要為晶粒云巖、角礫云巖、藻云巖、粒屑云巖、硅質(zhì)云巖等，以晶粒云巖、藻云巖和顆粒云巖為主。

2 儲層成巖作用

2.1 建設(shè)性成巖作用

建設(shè)性成巖作用包括重結(jié)晶、溶蝕以及破裂等作用，主要為溶蝕作用，其次為重結(jié)晶和破裂作用。

（1）重結(jié)晶作用

礦物處于較高溫度下，其晶體逐漸變大，但礦物成分不發(fā)生化學(xué)變化，這個過程稱作重結(jié)晶作用。不同巖性重結(jié)晶的程度與分布不同，晶體的大小也會出現(xiàn)微晶、粉晶、細(xì)晶以及中～粗晶情況，致使其顆粒的內(nèi)部構(gòu)造遭到損壞（圖1a）。

（2）溶蝕作用

溶蝕作用是改善儲層孔滲性最重要的成巖作用。對震旦系燈影組白云巖孔洞形成有重要影響的溶蝕作用有表生期溶蝕和埋藏期溶蝕。

1）表生期溶蝕作用

根據(jù)鉆井、露頭和分析化驗資料可知，震旦系、寒武系間的桐灣運動有兩期，發(fā)生在燈二末和燈四末，造成兩期不整合，在兩期桐灣運動作用下，燈二和燈四的上部地層長時間處在海平面以上，遭到了大氣與淡水的侵蝕溶解，最終導(dǎo)致燈二及燈四上部地層受大氣淡水淋濾，巖石選擇性溶蝕作用較強，地層發(fā)育很多溶溝、溶洞以及溶塌角礫巖。燈四段和燈二段上部均發(fā)育溶塌角礫云巖。高石1井在燈四段、燈二段巖心中，可見不規(guī)則、不同規(guī)模大小的溶縫、溶孔、溶洞及洞穴，縱向上孔洞發(fā)育程度隨距頂侵蝕面的深度而減弱，且見多種形式的溶巖充填，其中有溶積礫巖、溶積砂巖和溶積泥巖等。

2）埋藏期溶蝕作用

主要存在于中至深埋藏時期，共分兩個時期。第一時期出現(xiàn)在大量有機質(zhì)成熟之前，地層埋深2000～3000m，古地溫80℃～120℃，R值處于0.6%～1.0%，震旦系內(nèi)部和上覆下寒武統(tǒng)巨厚炭質(zhì)泥巖中的有機物進入成熟時期，所放出的有機酸和CO₂等腐蝕性成分進入地層薄弱地區(qū)，產(chǎn)生了新的溶蝕孔、洞、縫;第二時期產(chǎn)生于液態(tài)烴裂解時，埋深5000～6000m，古地溫大于165℃，R值大于1.3%，液態(tài)烴裂解過程中會產(chǎn)生有機酸、CO₂、H₂S和CH₄等腐蝕性成分會隨著其薄弱區(qū)域進行二次轉(zhuǎn)移時，產(chǎn)生溶蝕孔（隙）洞，變成如今重要的儲集空間（圖1b）。

3）破裂作用

主要是由構(gòu)造作用、成巖作用產(chǎn)生的裂縫及溶蝕縫，小縫由壓實所導(dǎo)致，表現(xiàn)為骨屑破裂和錯位等，大縫其形態(tài)多種多樣，多呈平直、彎曲或者分叉形狀等，此外，還可見破裂縫隙上形成的溶蝕縫，極大地改善了儲層的滲透性，但構(gòu)造縫多被瀝青全充填或半充填。

2.2 破壞性成巖作用

主要包括各階段發(fā)生的壓實作用、膠結(jié)作用和充填作用，以膠結(jié)作用和充填作用為主。

（1）壓實作用

本區(qū)壓實作用在泥晶白云巖和藍(lán)菌藻泥晶白云巖中表現(xiàn)明顯，孔隙度小于1%，遠(yuǎn)低于原始孔隙度。在顆粒白云巖和藍(lán)菌藻顆粒粘連白云巖中，壓實作用表現(xiàn)不強或不明顯，其原因可能是早期原生孔隙中的膠結(jié)作用避免了較強壓實作用的進行。

（2）膠結(jié)作用

原生孔隙中的膠結(jié)作用出現(xiàn)于顆粒白云巖和藍(lán)菌藻顆粒粘連白云巖的原生孔隙中，膠結(jié)作用主要有三期（圖1c）。

第一期纖（柱）狀白云石膠結(jié)物，沿顆粒或藍(lán)菌藻粘結(jié)晶格架孔邊緣呈近等厚單環(huán)帶分布，厚一般0.03～0.05mm，Na⁺、K⁺、Ba²⁺的含量在所有膠結(jié)物和化學(xué)充填物中最高，Sr²⁺也較多;陰極射線下不發(fā)光或發(fā)暗裼色光。說明纖（柱）狀白云石膠結(jié)物形成于鹽度較高的水溶液中，可能與當(dāng)時的海水化學(xué)組成相似，屬于海底潛流環(huán)境的產(chǎn)物，可使原生孔隙縮小10%～25%。

第二期粉～細(xì)晶白云石膠結(jié)物，出現(xiàn)于纖（柱）狀白云石膠結(jié)后的殘余原生孔隙內(nèi)，其晶體干凈明亮，呈近等軸粒狀鑲嵌接觸，具明顯的充填組構(gòu)特征，大小一般為0.05～0.1mm。可使原生孔隙降低70%～100%，是儲層內(nèi)原生孔隙難于保存下來的主要原因。

第三期粗晶白云石膠結(jié)物，僅分布在較粗大原生孔隙的中部，晶體明亮粗大，大小一般0.1～3mm。K⁺、Sr²⁺、⁺Ba²⁺的含量低，碳、氧同位素值更為偏負(fù)，含有較多的液態(tài)有機烴包裹體，均一溫度較高;在陰極射線下呈褐-亮橙色環(huán)帶。這些特征表明該期白云石膠結(jié)物形成于含鹽度低的水溶液中，已處于中-深埋藏環(huán)境，地層中的有機質(zhì)已開始成熟。

（3）充填作用

受化學(xué)沉淀物和古油藏瀝青充填作用的影響，燈四、燈二段巖石中大多數(shù)裂縫和溶蝕孔洞內(nèi)被白云石，石英，瀝青等全充填或半充填，造成裂縫和孔、喉的封堵而對儲層不利。

（4）硅化作用

硅化作用在燈四段、燈二段中均有發(fā)生，但燈四段地層發(fā)生硅化作用頻率遠(yuǎn)高于燈二段。硅化作用大多在成巖后生期進行。表現(xiàn)為石英在巖石中呈片分布，輪廓不清，常蠶食白云石基質(zhì)及異化顆粒，并保留原結(jié)構(gòu)的殘余。硅化云巖易產(chǎn)生裂縫，但在顆粒巖的粒間、粒內(nèi)發(fā)生的硅化，則大大降低了儲集的有效空間和滲透率。

參考文獻(xiàn)

[1] 王一剛，文應(yīng)初，洪海濤，等.四川盆地三疊系飛仙關(guān)組氣藏儲層成巖作用研究[J].沉積學(xué)報，2007，25（6）：831-839.

[2] 沈安江，王招明，楊海軍，等.塔里木盆地塔中地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖儲層成因類型、特征及油氣勘探潛力[J].海相油氣地質(zhì)，2006，11（4）：1-12.

[3] 王興志，穆曙光，方少仙，等.四川盆地西南部震旦系白云巖成巖過程中的孔隙演化[J].沉積學(xué)報，2000，18（4）：549-554.