西峰東部長(zhǎng)8油層組成巖作用特征及對(duì)儲(chǔ)層的影響

周樹勛,鄭榮才,高進(jìn)省,鄧寶康,郭愿剛,王昌勇,馬茗茗

(1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 油藏開發(fā)處,西安 710018；2.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，成都 610059;3.四川奧吉特油田開發(fā)科技有限公司,成都 610041)

西峰東北地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部(圖1)，近期的勘探成果表明該地區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層組具有很好的油氣顯示和巨大的勘探潛力。長(zhǎng)8油層組主要為一套淺水辮狀河三角洲相的灰色細(xì)-中砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與深灰色泥巖及粉砂質(zhì)泥巖互層組合，局部夾灰黑色炭質(zhì)泥巖及薄煤層[1-4]。儲(chǔ)層主要為水下分流河道和灘壩微相的砂巖[5]，儲(chǔ)集性良好，但具有較強(qiáng)的層內(nèi)和層間非均質(zhì)性，儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素也不明確，直接制約了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)和后期勘探開發(fā)部署，因而迫切需要厘清儲(chǔ)層的形成機(jī)理和控制因素，為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。

圖1 鄂爾多斯盆地長(zhǎng)8油層組巖相古地理格局及西峰東部地區(qū)位置Fig.1 The lithofacies paleogeographic pattern of Chang 8 oil-bearing layer and the location of the eastern Xifeng area,Ordos Basin

1 儲(chǔ)層巖石類型

70件鑄體薄片鑒定結(jié)果表明，研究區(qū)長(zhǎng)8油層組儲(chǔ)層砂巖骨架顆粒組分具有較高的長(zhǎng)石和巖屑含量。長(zhǎng)石碎屑主要為鉀長(zhǎng)石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)變化較大，為10%～65%，平均約為31%。巖屑以花崗巖和黑云母為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為4%～42%，平均約為20%；其次為碳酸鹽巖屑和少量泥巖及千枚巖碎屑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～10%，平均約為5%。巖性主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，少量為長(zhǎng)石砂巖及巖屑砂巖(圖2)，以細(xì)砂巖和中砂巖為主。雜基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過7%，支撐方式為顆粒支撐、膠結(jié)類型主要為接觸式-孔隙式。碎屑分選性一般，多呈棱角狀及次棱角狀，磨圓度較差(圖3)。從總體上看，巖石成分成熟度不高，結(jié)構(gòu)成熟度也較低，反映沉積物搬運(yùn)距離較近。

圖2 西峰東部長(zhǎng)8砂巖三角圖Fig.2 Sandstone classification of Chang 8 reservior,eastern Xifeng

圖3 西峰東部長(zhǎng)8儲(chǔ)集砂巖特征Fig.3 Microscopic characteristics of Chang 8 reservoir sandstones in eastern Xifeng(A,B)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，碎屑顆粒分選性一般，磨圓度較差，綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用較強(qiáng)，掃描電鏡下可見2期綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物，原生粒間孔隙保存較好，西315井，深度 2 186.8 m，長(zhǎng)82，(A)鑄體薄片,(-)，(B)SEM;(C,D)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，無綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物，早期鈣質(zhì)膠結(jié)物充填原生粒間孔隙，礦物內(nèi)部的成巖壓裂縫部分被充填、部分較好地保存，推測(cè)鈣質(zhì)膠結(jié)物形成于早成巖階段，西46井，深度 2 013.1 m，長(zhǎng)81，鑄體薄片，(C)單偏光,(D)正交偏光;(E)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，碎屑顆粒分選性一般，磨圓度較差，綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用較強(qiáng)，原生粒間孔隙部分被方解石充填，方解石膠結(jié)時(shí)間晚于綠泥石環(huán)邊膠結(jié)，塔30井，深度 1 867 m，長(zhǎng)81，鑄體薄片，(-);(F)細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖，碎屑顆粒分選性一般，磨圓度較差，含大量“碳酸鹽巖屑”，里170井，深度 1 877.9 m，長(zhǎng)82，鑄體薄片，(+);(G)毛發(fā)狀伊利石附著于顆粒表面，寧182井，深度 1 667.5 m，長(zhǎng)81，SEM;(H)蜂巢狀伊/蒙混層充填粒間孔隙，樂64井，深度 1 594.8 m，長(zhǎng)81，SEM

2 成巖作用特征

研究區(qū)長(zhǎng)8油層組儲(chǔ)層砂巖先后經(jīng)歷了壓實(shí)-壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、自生礦物的充填和破裂作用等不同期次成巖作用的影響，各類成巖作用對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行了不同改造。

2.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用是導(dǎo)致儲(chǔ)層原生粒間孔隙急劇減少的重要原因[6-7]，是主要的破壞性成巖作用之一。研究區(qū)長(zhǎng)8油層組砂巖中剛性碎屑顆粒主要呈線接觸(圖3-A)，包括云母在內(nèi)的塑性碎屑變形強(qiáng)烈，長(zhǎng)石及石英等脆性顆粒發(fā)生破裂(圖3-C、D)，反映其壓實(shí)程度中等偏強(qiáng)，經(jīng)歷壓實(shí)作用后只有部分原生粒間孔隙得以保存(圖3-A)。

2.2 膠結(jié)作用

長(zhǎng)8油層組砂巖中膠結(jié)物類型較多，包括方解石的膠結(jié)、長(zhǎng)石膠結(jié)、SiO2膠結(jié)、綠泥石、伊利石及伊/蒙混層等黏土礦物的膠結(jié)等。

2.2.1 綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用

長(zhǎng)8油層組砂巖儲(chǔ)層中綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用較為常見，特別是在原生粒間孔隙較為發(fā)育的砂巖中，在單偏光鏡下常見圍繞顆粒表面或粒間孔隙周緣生長(zhǎng)的褐色綠泥石薄膜(圖3-A)，掃描電鏡下可見葉片狀綠泥石附著于碎屑表面生長(zhǎng)，并可識(shí)別出2期環(huán)邊綠泥石膠結(jié)物：第一期直接附著于顆粒表面，晶體較小，為準(zhǔn)同生期產(chǎn)物；第二期晶體較大，覆蓋于第一期之上，為早成巖階段產(chǎn)物(圖3-B)。已有的研究成果表明，早期綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用可提高骨架砂巖抗壓實(shí)性能和抑制其他成巖作用[8-9]，對(duì)保存原生粒間孔隙具有重要意義。綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物的形成通常與水體中富含F(xiàn)e2+和Mg2+有關(guān)，一般在偏堿性的三角洲前緣環(huán)境最發(fā)育[9-10]，因此，水下分流河道砂體通常具有綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用而保存有較好的原生粒間孔隙。

2.2.2 方解石膠結(jié)作用

方解石的膠結(jié)作用是長(zhǎng)8油層組砂巖中最常見的膠結(jié)類型，方解石直接充填原生粒間孔隙，碎屑顆粒之間多呈點(diǎn)接觸，結(jié)合礦物成巖壓裂縫部分被充填、部分得以保存的特征(圖3-C、D)，說明這一膠結(jié)作用發(fā)生在較早的早成巖階段。部分方解石膠結(jié)物與碎屑顆粒之間可見清晰的綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物(圖3-E)，又可說明方解石膠結(jié)物形成時(shí)間晚于綠泥石。鈣質(zhì)膠結(jié)封堵的原生粒間孔隙普遍大于受綠泥石還邊保護(hù)而未被充填的剩余粒間孔隙，說明鈣質(zhì)膠結(jié)發(fā)生的時(shí)間較早，鈣質(zhì)膠結(jié)物的完全充填阻止了壓實(shí)作用的進(jìn)一步進(jìn)行，否則即使受到綠泥石環(huán)邊保護(hù)的剩余粒間孔在強(qiáng)烈的壓實(shí)作用下體積仍然會(huì)變小。

圖4 寧204井長(zhǎng)8“鈣質(zhì)”砂巖電性特征Fig.4 Electrical characteristics of Chang 8 calcareous sandstone of the Well Ning 204

方解石膠結(jié)物的來源可能部分與砂巖中較高的“鈣屑”含量有關(guān)。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部，來自南部的碳酸鹽巖物源區(qū)可提供數(shù)量不等的碳酸鹽巖屑(圖3-F)。X射線衍射全巖分析結(jié)果表明長(zhǎng)8砂巖中含有較多的碳酸鹽礦物，其中部分樣品方解石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá)34.3%。成巖過程中“鈣屑”的溶解會(huì)導(dǎo)致成巖流體富鈣，成為鈣質(zhì)膠結(jié)物的重要來源。長(zhǎng)8砂巖中方解石膠結(jié)物的另一重要來源，可能與泥巖壓實(shí)過程中排出的高濃度富鈣流體有關(guān)。研究區(qū)泥巖中所夾的厚度<2 m的透鏡狀砂體，通常具有極低的GR值，低的AC、CNL值和高的RT、DEN值，即為鈣質(zhì)膠結(jié)的典型特征。而厚度>2 m的砂體一般在底部或頂部出現(xiàn)鈣質(zhì)膠結(jié)特征(圖4)，其成因同樣與泥巖壓實(shí)排出的富鈣流體有關(guān)。與研究區(qū)毗鄰的鎮(zhèn)原地區(qū)長(zhǎng)8沉積期湖泊水體具有半咸水-咸水性質(zhì)[11]，其泥巖中仍殘存一定量的方解石、鎂方解石和白云石(表1)，也說明長(zhǎng)8沉積期研究區(qū)湖泊水體富Ca2+的性質(zhì)，因而泥巖壓實(shí)過程中可排出大量富Ca2+流體和在砂體中不斷富集而造成薄層砂體的鈣質(zhì)膠結(jié)作用[12-14]，導(dǎo)致薄層砂體完全致密化。這類在早成巖段就已經(jīng)致密化的砂巖既難以成為儲(chǔ)層，又難以成為有效的油氣輸導(dǎo)體。

2.2.3 伊利石膠結(jié)作用

伊利石多呈絲縷狀、毛發(fā)狀附著于碎屑顆粒表面或充填粘結(jié)粒間孔隙(圖3-G)，在研究區(qū)長(zhǎng)8砂巖中普遍發(fā)育，在砂巖黏土礦物中所占比例一般為2%～35%(表2)。伊利石膠結(jié)物占據(jù)的孔隙空間雖然不多，但卻極大地降低了儲(chǔ)層滲透率，特別是在油藏注水開發(fā)過程中容易被沖斷帶走并堵塞喉道，是速敏性的重要因素[15]。

表1 鎮(zhèn)原地區(qū)部分長(zhǎng)8泥巖X射線衍射全巖分析結(jié)果(w/%)Table 1 XRD analysis of total rock for Chang 8 mudstone in Zhenyuan area

表2 西峰東部地區(qū)長(zhǎng)8砂巖X射線衍射黏土礦物分析結(jié)果Table 2 XRD analysis of clay minerals in Chang 8 sandstone,eastern Xifeng

2.2.4 伊/蒙混層膠結(jié)作用

伊/蒙混層在長(zhǎng)8油層組砂巖中普遍存在，占砂巖中黏土礦物的9%～50%(表2)。在伊/蒙混層相對(duì)高含量區(qū)可見伊/蒙混層呈蜂巢狀充填原生粒間孔隙(圖3-H)。蜂巢狀的伊/蒙混層礦物不僅會(huì)降低儲(chǔ)層滲透性，同時(shí)，由于伊/蒙混層礦物中存在一定數(shù)量的蒙脫石，在注水開發(fā)時(shí)會(huì)吸水膨脹而堵塞孔喉，導(dǎo)致嚴(yán)重的水敏問題[15]。

2.2.5 SiO2膠結(jié)作用

在掃描電鏡下，硅質(zhì)膠結(jié)作用主要表現(xiàn)為次生加大作用，常見部分石英顆粒發(fā)生次生加大而趨于自形(圖5-A)。由于研究區(qū)長(zhǎng)8砂巖成分成熟度較低，導(dǎo)致石英次生加大的程度并不高，對(duì)儲(chǔ)層破壞作用輕微。

2.2.6 長(zhǎng)石膠結(jié)作用

長(zhǎng)石的膠結(jié)作用主要表現(xiàn)為長(zhǎng)石的自生加大，在研究區(qū)長(zhǎng)8油層組砂巖中偶有見及(圖5-B)，多為長(zhǎng)石一邊溶蝕一邊沉淀的產(chǎn)物，并且長(zhǎng)石的次生加大作用很弱，因此對(duì)儲(chǔ)層的破壞作用微乎其微。

2.3 交代作用

方解石交代長(zhǎng)石及石英顆粒是較為常見的成巖作用類型，常導(dǎo)致被交代的石英顆粒呈溶蝕港灣狀，而長(zhǎng)石碎屑多被徹底交代僅殘存顆粒外形(圖5-C)。由于方解石交代石英一般需要較高的pH值和溫度，可以判定交代作用發(fā)生的時(shí)間較晚，至少晚于長(zhǎng)石的溶蝕作用。交代作用理論上只有礦物的相互取代，但實(shí)際上方解石的交代作用常與晚期方解石的連生膠結(jié)作用同步進(jìn)行，因此，交代作用仍然對(duì)儲(chǔ)層物性具有一定的傷害。

2.4 自生礦物的充填作用

自生礦物的充填作用類型較多，包括石英、鈉長(zhǎng)石、高嶺石及石鹽等，這幾類礦物都呈細(xì)小晶體充填于各類孔隙中，對(duì)顆粒并不起明顯膠結(jié)作用，但對(duì)成巖階段劃分和指示流體性質(zhì)有重要意義。

2.4.1 自生石英充填作用

自生石英多呈10～50 μm的微晶充填于原生粒間孔隙或次生溶孔中(圖5-D)，自形程度一般較高，晶簇叢生，占據(jù)了一部分孔隙空間，對(duì)儲(chǔ)層物性有一定破壞作用。

研究區(qū)長(zhǎng)8砂巖中自生石英可能具有多種來源，包括：①黏土礦物的轉(zhuǎn)化過程，即蒙皂石向伊利石的轉(zhuǎn)化，有硅的游離和自生石英的析出；②來自石英碎屑的壓溶作用，導(dǎo)致孔隙流體中游離硅離子濃度大幅度增加并發(fā)生微晶石英沉淀和充填孔隙[9]；③長(zhǎng)石遭受有機(jī)酸熱液的溶蝕和形成部分游離硅離子濃度大幅度增加，造成部分SiO2以微晶石英形式析出、沉淀并充填次生溶孔。

2.4.2 自生鈉長(zhǎng)石充填作用

自生鈉長(zhǎng)石多呈階梯狀晶形充填于次生溶孔之中(圖5-E)。由于自生鈉長(zhǎng)石的形成也主要與鈉長(zhǎng)石的溶蝕作用有關(guān)，即自生鈉長(zhǎng)石來源于鈉長(zhǎng)石碎屑顆粒的溶解，占據(jù)的僅僅是原鈉長(zhǎng)石碎屑的部分空間，因此自生鈉長(zhǎng)石的充填作用對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)也無明顯影響。

2.4.3 自生高嶺石充填作用

長(zhǎng)8油層組砂巖的黏土礦物中高嶺石所占的比例較低，為3%～22%，大部分在10%左右(表2)，但分布卻較為普遍。在掃描電鏡下，常見高嶺石呈書頁(yè)狀充填于粒間孔隙和粒內(nèi)溶孔之中(圖5-F)，顯示自生高嶺石特征。其成因主要與長(zhǎng)石類礦物的熱液溶蝕作用有關(guān)，為長(zhǎng)石碎屑熱液蝕變的副產(chǎn)物。自生高嶺石的出現(xiàn)具有二重性，好的一面反映存在熱液溶蝕作用，對(duì)改善儲(chǔ)層有利；不好的一面主要為充填孔隙的自生高嶺石數(shù)量雖然不多，對(duì)孔隙度影響不大，但卻會(huì)對(duì)儲(chǔ)層滲透性造成較大傷害，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率急劇下降，即次生高嶺石的充填作用也是導(dǎo)致長(zhǎng)8砂巖超低滲透性的重要原因之一。同時(shí)這類分散的自生高嶺石晶體在注水開發(fā)過程中容易分散運(yùn)移，造成儲(chǔ)層速敏傷害[15]。

2.4.4 石鹽充填作用

研究區(qū)長(zhǎng)8砂巖中存在少量石鹽晶體充填于殘余原生粒間孔隙的現(xiàn)象，石鹽晶體常與綠泥石及伊利石共生(圖5-G)。石鹽的充填作用主要分布在研究區(qū)東南一隅，為成巖晚期高濃度成巖流體的產(chǎn)物，對(duì)儲(chǔ)層也有一定的傷害作用。

2.5 破裂作用

長(zhǎng)8油層組砂巖的破裂作用主要有兩大類：其一為成巖早期的壓實(shí)-破裂作用，常形成規(guī)模較小的成巖壓裂縫，或者在顯微鏡下表現(xiàn)為長(zhǎng)石、石英等剛性碎屑顆粒的破碎(圖3-C、D)；其二為相當(dāng)于成巖中晚期的構(gòu)造破裂作用，長(zhǎng)8油層組砂巖中發(fā)育的裂縫大多屬于此類型。

圖5 西峰東部長(zhǎng)8儲(chǔ)集砂巖特征Fig.5 Microscopic characteristics of Chang 8 reservoir sandstone in the eastern Xifeng area(A)石英碎屑的次生加大Ⅰ級(jí)，寧141井，深度1 752.8 m，長(zhǎng)81，SEM;(B)長(zhǎng)石的次生加大作用，塔30井，深度1 883 m，長(zhǎng)81，SEM;(C)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖，分選性一般，磨圓度差，部分石英和長(zhǎng)石被方解石交代，方解石連生膠結(jié)，城93井，深度2 124.8 m，長(zhǎng)82，鑄體薄片，(+);(D)自生石英晶體充填于粒間孔隙，城78井，深度1 857 m，長(zhǎng)82，SEM;(E)自生鈉長(zhǎng)石充填粒內(nèi)溶孔，午74井，深度1 879.1 m，長(zhǎng)81，SEM;(F)書頁(yè)狀自生高嶺石充填于粒內(nèi)溶孔，樂28井，深度1 614.8 m，長(zhǎng)81，SEM;(G)石鹽晶體充填于粒間孔隙，樂28井，深度1 678.5 m，長(zhǎng)82，SEM;(H)細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖，沿云母層發(fā)育的裂縫被瀝青充填，城78井，深度1 865 m，長(zhǎng)82，鑄體薄片，(-)

此外，研究區(qū)內(nèi)長(zhǎng)8砂巖中順層發(fā)育的微裂縫很豐富，而且具有黑云母含量越高微裂縫越發(fā)育，以及大部分微裂縫延伸方向與片狀云母延伸方向一致的特點(diǎn)(圖5-H)。部分順層微裂縫被瀝青充填，證明這些順層微裂縫是有效儲(chǔ)滲空間。其成因被認(rèn)為與構(gòu)造應(yīng)力作用下沿云母片解理發(fā)生滑動(dòng)剝離有關(guān)，因而屬于構(gòu)造破裂。研究區(qū)長(zhǎng)8砂巖中的黑云母等礦物主要來自研究區(qū)南部物源區(qū)，因而此類順層微裂縫在靠近物源區(qū)的南部邊緣更發(fā)育。

包裹體測(cè)溫結(jié)果表明：長(zhǎng)8油層組石英碎屑裂紋中的包裹體均一溫度主要介于90～100℃以及110～140℃范圍(圖6)。這類順層發(fā)育的微裂縫既能提供少量?jī)?chǔ)集空間，更有效提高了儲(chǔ)層滲透率，常導(dǎo)致孔隙度較低、且孔隙結(jié)構(gòu)較差的儲(chǔ)層(圖7-A)具有較高的滲透率，其滲透率甚至遠(yuǎn)高于孔隙度較高、且孔隙結(jié)構(gòu)較好的原生粒間孔隙極為發(fā)育的儲(chǔ)層(圖7-B)，但在開發(fā)過程中容易導(dǎo)致裂縫帶注水突進(jìn)[16]。

圖6 西峰東部地區(qū)長(zhǎng)8砂巖石英裂紋充填包裹體均一溫度特征Fig.6 Characteristics of uniform temperature of inclusions in quartz crack,Chang 8 sandstone,eastern Xifeng(79個(gè)樣品)

3 成巖階段劃分

西峰東部地區(qū)長(zhǎng)8油層組砂巖中碎屑顆粒接觸關(guān)系以線接觸-凹凸接觸為主，泥巖中鏡質(zhì)體Ro為0.8%～1.0%，伊/蒙混層中蒙脫石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～15%(表2)，結(jié)合石英裂紋中充填包裹體均一溫度特征[17](圖6)，確定研究區(qū)長(zhǎng)8油層組目前主要處于中成巖階段B期(圖8)。

3.1 同生成巖作用階段

主要發(fā)生鋁硅酸鹽的水化及有機(jī)質(zhì)的有氧呼吸作用，伴隨黑云母等礦物在弱堿性的微-半咸水湖泊水體中的水解，大量Fe2+、Mg2+離子進(jìn)入湖泊水體和砂體的孔隙中，形成具有較富Fe2+和富Mg2+的弱堿性孔隙流體，并開始發(fā)生第一期晶體較小的綠泥石等厚環(huán)邊膠結(jié)物(圖3-B，圖8)。

3.2 早成巖階段

a.早成巖階段A期，沉積物處于淺埋藏階段，鋁硅酸鹽的水解作用、有機(jī)質(zhì)的有氧呼吸持續(xù)進(jìn)行，隨沉積物埋深增大壓實(shí)強(qiáng)度增加，蒙皂石開始向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化[9]。粗粒富含剛性顆粒的砂質(zhì)沉積物原始孔隙度(q)一般為38%～40%[18-20]，伴隨壓實(shí)作用的進(jìn)行和孔隙水的排出，沉積物體積縮減量巨大[9]，因而也是原始孔隙縮減量最大的時(shí)期，孔隙度的損失可達(dá)20%[19,21]。這一時(shí)期，第一期綠泥石圍繞顆粒表面生長(zhǎng)，在一定程度上阻礙了壓實(shí)作用的繼續(xù)進(jìn)行，使得部分原生粒間孔隙在繼續(xù)埋藏和壓實(shí)過程中得以保存[9]。

需指出的是，伴隨泥巖壓實(shí)過程大量孔隙水排出，當(dāng)這些富Ca2+水體通過鄰近的三角洲分流河道砂體向外排泄時(shí)，由于砂體底部通常為物性和連通性最好的釋壓帶，因而成為富Ca2+水體向外排泄和沉淀方解石的優(yōu)選通道和部位，這也是厚層河道砂體底部往往具有較強(qiáng)鈣質(zhì)膠結(jié)作用的主要原因。而夾持于大段泥巖中的透鏡狀砂體，通常是泥巖富Ca2+孔隙水排出的唯一通道，因而伴隨孔隙水排泄過程時(shí)鈣質(zhì)膠結(jié)作用更為強(qiáng)烈(圖4)，導(dǎo)致厚度<2 m的薄砂體早期致密化而不利于儲(chǔ)層發(fā)育。

b.早成巖階段B期，隨著沉積物埋深逐漸加大，第二期綠泥石的環(huán)邊膠結(jié)作用繼續(xù)發(fā)生和加厚，孔隙水中的Ca2+繼續(xù)沉淀；同時(shí)，石英顆粒接觸處壓力超過正?？紫读黧w壓力，導(dǎo)致石英遭受溶解和變形。由于孔隙內(nèi)的流體壓力小于顆粒接觸處壓溶部位的流體壓力，壓溶部位的SiO2水化為H4SiO4分子，并以石英顆粒表面的水膜為通道向周圍的孔隙運(yùn)移，進(jìn)入孔隙的富H4SiO4流體在釋壓過程中又分解為SiO2和H2O分子[9]。其中SiO2或圍繞石英顆粒沉淀形成石英次生加大邊，或在孔隙中沉淀形成自生微晶石英晶簇。

圖7 西峰東部地區(qū)長(zhǎng)8典型儲(chǔ)層特征Fig.7 Typical characteristics of Chang 8 reservoir,eastern Xifeng(A)細(xì)粒巖屑砂巖,云母發(fā)育順層縫,孔隙發(fā)育較差,西64井,深度1 851.8 m,q=6.1%,K=9.304×10-3 μm2;(B)細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖,綠泥石環(huán)邊較發(fā)育,原生粒間孔隙保存極好,板16井,深度2 052 m,q=11.9%,K=0.153×10-3 μm2

從總體上看，該階段由于縮減孔隙的壓實(shí)-壓溶作用和次生礦物的膠結(jié)和充填作用同時(shí)進(jìn)行(圖8)，也是原始孔隙持續(xù)縮減的時(shí)期，因而對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育不利。

3.3 中成巖階段

圖8 西峰東部地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層成巖序列及孔隙演化模式Fig.8 Diagenetic sequence and pore evolution model of Chang 8 reservoir,eastern Xifeng

a.中成巖階段A期，是有機(jī)質(zhì)熱演化開始進(jìn)入成熟期和大量產(chǎn)生低碳有機(jī)酸的主要時(shí)期，這一時(shí)期也是微裂縫發(fā)育的主要時(shí)期，微裂縫與有機(jī)質(zhì)熱演化高峰期的耦合有利于有機(jī)酸的運(yùn)移。這些有機(jī)酸隨烴源巖中的層間水和結(jié)構(gòu)水排出，形成具有很強(qiáng)溶蝕能力的酸性熱液，主要對(duì)長(zhǎng)石碎屑和碳酸鹽等易溶組分進(jìn)行溶蝕[22]，形成大量次生溶孔而有利于儲(chǔ)層發(fā)育(圖8)。伴隨長(zhǎng)石的溶蝕，長(zhǎng)石中的Al元素和硅質(zhì)進(jìn)入酸性熱液中并與其他物質(zhì)重新結(jié)合，形成熱液高嶺石和自生石英充填于殘余原生粒間孔隙或次生溶孔中(圖5-D、F)，它們可使儲(chǔ)層孔隙有所縮減；同時(shí)隨著溶蝕作用的進(jìn)行有機(jī)酸不斷消耗，流體pH值逐漸升高。

總體看來，中成巖階段A期主要發(fā)生建設(shè)性成巖作用，有利于次生溶孔和裂縫的形成；中成巖階段B期受油氣充注的砂體成巖作用遭到抑制，孔隙得到保存；而缺乏油氣充注占位的砂體則主要發(fā)生破壞性成巖作用，儲(chǔ)層孔隙度和滲透率進(jìn)一步降低。

4 結(jié) 論

a.西峰東部地區(qū)長(zhǎng)8油層組目前處于中成巖階段B期，壓實(shí)、早期綠泥石環(huán)邊膠結(jié)、早期方解石膠結(jié)、長(zhǎng)石溶蝕及破裂作用對(duì)儲(chǔ)層影響最大。

b.早期綠泥石的環(huán)邊膠結(jié)作用有利于原生粒間孔隙的保存，同時(shí)較好的物性條件有利于酸性溶液的進(jìn)出和溶蝕作用的進(jìn)行，因此，研究區(qū)西南部綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物較為發(fā)育的厚層水下分流河道是最有利儲(chǔ)層發(fā)育的相帶。

c.綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物并不能阻止早期鈣質(zhì)膠結(jié)作用的進(jìn)行，早期的鈣質(zhì)膠結(jié)作用是導(dǎo)致砂巖特別是薄層砂體快速致密化的重要原因。早期鈣質(zhì)膠結(jié)作用阻礙了油氣的充注和運(yùn)移，對(duì)薄層砂體影響最為致命。

d.與黑云母相關(guān)的順層縫形成時(shí)間與有機(jī)質(zhì)熱演化高峰期耦合，有效提高了儲(chǔ)層滲透性，促進(jìn)了溶蝕作用的進(jìn)行，在研究區(qū)南部是一種重要的儲(chǔ)集空間類型。