雅布賴盆地新河組塊狀砂巖沉積-成巖-物性耦合機制

周曉峰，唐海忠，魏 軍，肖文華，張蕊勝，李 景，趙 雋

1中國石油大學(北京)，石油工程學院，北京

2中國石油大學(北京)，石油工程教育部重點實驗室，北京

3油氣資源與工程國家重點實驗室，北京

4中國石油玉門油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅 酒泉

1. 問題的提出

雅布賴盆地位于河西走廊中段，行政區(qū)劃隸屬于內(nèi)蒙古阿拉善右旗和甘肅省民勤縣，面積約1.5 × 104km2。盆地的油氣勘探始于20 世紀60 年代，先后鉆探20 余口井，僅少數(shù)井經(jīng)壓裂在侏羅系新河組塊狀砂巖中獲工業(yè)油流，展現(xiàn)出油氣分布的復雜性。13 口井218 組新河組塊狀砂巖的孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果(圖1)發(fā)現(xiàn)，孔隙度分布范圍0.9%～15.4%，平均值為6.8%，在<3%、3%～6%、6%～9%、9%～12%的區(qū)間內(nèi)孔隙度分布頻率相近；滲透率分布在(0.02～237.1) × 10?3μm2，平均值為4.7 × 10?3μm2，以(0.3～6) × 10?3μm2分布頻率最高，占80.7%；由孔隙度與滲透率的交會圖可以看出，二者相關(guān)性極差，總體呈現(xiàn)出“上下兩豎夾一橫”的特征。“左下豎”由19 組孔隙度 < 5%、滲透率 < 0.3 × 10?3μm2的數(shù)據(jù)組成，“右上豎”由17 組孔隙度 > 10%、滲透率 > 6 × 10?3μm2的數(shù)據(jù)組成，“一橫”由176 組0.9% < 孔隙度 < 14.9%、0.3 × 10?3μm2< 滲透率 < 6 × 10?3μm2的數(shù)據(jù)組成。“兩豎”中，孔隙度變化范圍小于5%，但滲透率變化可達一個數(shù)量級；“一橫”中，滲透率變化范圍可達一個數(shù)量級，但孔隙度相差達10%以上，這些特征反映出新河組塊狀砂巖的物性復雜性。

砂巖物性是沉積和成巖作用的綜合響應[1] [2] [3]，因此，孔隙度和滲透率關(guān)系的復雜性預示著新河組塊狀砂巖沉積和成巖作用的復雜性。本文通過巖心觀察、物性、鑄體薄片、掃描電鏡等開展沉積-成巖-物性耦合機制研究來查明孔隙度與滲透率相關(guān)性差的根源。

為了方便開展研究，建立了適用于雅布賴盆地新河組砂巖的物性分類標準(表1)。表1 結(jié)合圖1 可以看出，“左豎”為低孔低滲砂巖，“右豎”為高孔高滲砂巖，“一橫”包括低孔中滲、中孔中滲和高孔中滲砂巖。

2. 樣品選取和研究流程

選取有孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)的98 塊樣品制作鑄體薄片，在通過鏡下觀察碎屑顆粒組分、膠結(jié)物特征以及儲集空間類型后，根據(jù)巖石學特征差異對塊狀砂巖進行分類。其中，低孔中滲砂巖巖石學特征最為復雜，包括了其它物性區(qū)間砂巖巖石學特征的過渡信息，本次不將其作為研究對象。

在砂巖巖石學特征分類的基礎上，結(jié)合物性特征，選出49 個具有典型巖石學特征的鑄體薄片完成鏡下鑒定，定量統(tǒng)計碎屑組分、填隙物含量以及儲集空間的面孔率，并輔以掃描電鏡觀察提高鑒定結(jié)果的微觀分辨率和巖心觀察明確砂巖的宏觀特征，研究不同砂巖類型的沉積作用和成巖作用差異，進而定量分析塊狀砂巖分類約束下的孔隙度和滲透率關(guān)系，并討論沉積-成巖-物性的耦合機制。

3. 結(jié)果分析

3.1. 塊狀砂巖分類

巖心觀察發(fā)現(xiàn)，雅布賴盆地新河組砂巖主要為塊狀不等粒砂巖(圖2)。根據(jù)巖石的顏色，塊狀砂巖可以分為灰白色砂巖(圖2(a))和灰褐色砂巖(圖2(b))，灰白色為砂巖的本色，而灰褐色為油質(zhì)瀝青的顏色。滴5%的稀鹽酸發(fā)現(xiàn)，灰褐色砂巖均緩慢起泡，而灰白色砂巖有3 種響應特征，分別為劇烈起泡、緩慢起泡和不起泡。通過對應的鑄體薄片鏡下觀察可知，不起泡者為泥質(zhì)全充填砂巖，劇烈起泡者為方解石全充填砂巖，緩慢起泡者為有一定含量方解石的砂巖。

Figure 2. Typical core photos from Xinhe Formation massive sandstones in Yabrai Basin 圖2. 雅布賴盆地新河組塊狀砂巖典型巖心圖像

鏡下觀察和鑒定發(fā)現(xiàn)，新河組塊狀砂巖可以劃分為7 類砂巖(表2，圖3)。7 類砂巖以其所獨有的巖石學特征進行命名，其中，“某物質(zhì)全充填砂巖”是指該物質(zhì)全充填粒間孔隙的砂巖，“富某物質(zhì)砂巖”是指粒間孔隙中該物質(zhì)豐富但不全充填粒間孔隙的砂巖。伊利石晶間孔、高嶺石晶間孔和蛋白石微粒間孔均以伊利石、高嶺石、蛋白石所占巖石體積的30%計算。長石溶孔和火山巖屑溶孔均為長石礦物溶蝕的產(chǎn)物，統(tǒng)稱為長石質(zhì)溶孔。

I 類——泥質(zhì)全充填砂巖，石英含量15.4%～27.3%，平均值為21.3%；長石含量24.6%～37.2%，平均值為31.2%；火成巖屑含量9.4%～15.8%，平均值為12.4%；變質(zhì)巖屑含量10.4%～17.8%，平均值為13.9%；沉積巖屑含量1.3%～4.6%，平均值為2.5%；泥質(zhì)含量13.5%～22.3%，平均值為18.7%。該類砂巖的特征是骨架顆?！捌　痹谀噘|(zhì)之中(圖3(a))。

II 類——富伊利石膜砂巖。碎屑組分中，石英、長石、巖屑含量的平均值依次為21.4%、36.2%、25.2%；伊利石膜含量4.6%～6.8%，平均值為5.6%。膠結(jié)物為方解石，含量5.9%～7.7%，平均值為6.9%。儲集空間由粒間孔、伊利石晶間孔和長石質(zhì)溶孔組成，其中粒間孔的面孔率1.6%～4.1%，平均值為2.5%；伊利石晶間孔的面孔率1.1%～1.7%，平均值為1.4%；長石質(zhì)溶孔的面孔率0.7%～1.3%，平均值為0.8%。伊利石膜具有兩種賦存形式，充填狀和環(huán)邊狀伊利石膜。充填狀伊利石膜具有里、外雙層結(jié)構(gòu)，里層膜(依附于骨架顆粒)部分的伊利石片狀或長條狀，外層膜是里層膜向著孔隙方向的延伸，晶體形貌由片狀轉(zhuǎn)化為長條狀或由長條狀轉(zhuǎn)化為絲狀(圖3(b))。環(huán)邊狀包裹骨架顆粒的伊利石膜厚度一般不超過10 μm，伊利石晶形差，緊貼著顆粒表面，孔隙中充填的方解石膠結(jié)物通常沿著邊緣溶蝕成環(huán)邊狀溶孔(圖3(c))，因其位于粒間孔隙中，文中暫稱為粒間孔。

Table 2. Classification statistics from Xinhe Formation massive sandstones (49 samples) 表2. 新河組塊狀砂巖分類統(tǒng)計表(49 個樣品)

III 類——方解石全充填砂巖。碎屑組分中，石英、長石、巖屑含量的平均值依次為20.6%、33.9%、22.1%。膠結(jié)物為方解石，含量19.4%～27.5%，平均值為23.4%。方解石膠結(jié)物全充填粒間孔隙，碎屑顆粒之間點狀或線狀接觸，常見基底式膠結(jié)，碎屑顆?！捌　痹诜浇馐z結(jié)物之中(圖3(d)，圖3(e))。

Figure 3. Typical microphotos from Xinhe Formation massive sandstones 圖3. 新河組塊狀砂巖典型微觀圖像

IV 類——富方解石砂巖，石英、長石、巖屑含量的平均值依次為24.2%、28.1%、26.0%。膠結(jié)物中，方解石、次生長石加大、次生石英加大含量的平均值依次為10.1%、1.1%、0.9%。粒間孔、長石質(zhì)溶孔面孔率的平均值依次為7.3%、2.5%。粒間孔壁面上發(fā)育次生石英加大和次生長石加大，孔中無高嶺石等膠結(jié)物充填(圖3(f))。

V 類——富高嶺石和方解石砂巖，方解石含量6.1%～8.8%，平均值為7.9%；高嶺石含量4.1%～5.8%，平均值為4.7%；次生長石加大含量0.4%～1.1%，平均值為0.8%；次生石英加大含量0～0.8%，平均值為0.1%。粒間孔的面孔率3.0%～7.4%，平均值為5.3%；長石質(zhì)溶孔的面孔率2.6%～6.2%，平均值為4.7%；高嶺石晶間孔的面孔率1.6%～2.3%，平均值為1.9%。粒間孔中常見方解石和高嶺石共生的現(xiàn)象(圖3(g)，圖3(h))。

VI 類——富高嶺石砂巖，高嶺石含量10.4%～12.7%，平均值為12.1%；方解石含量1.6%～2.7%，平均值為2.1%；次生石英加大含量0.8%～2.1%，平均值為1.4%；次生長石加大含量0.5%～1.5%，平均值為0.9%。長石質(zhì)溶孔的面孔率3.9%～6.6%，平均值為5.4%；高嶺石晶間孔的面孔率4.4%～5.1%，平均值為4.9%；粒間孔的面孔率2.0%～6.7%，平均值為3.9%。粒間孔中高嶺石豐富(圖3(i)，圖3(j))。

VII 類——富蛋白石膜砂巖，蛋白石、方解石、次生長石加大、次生石英加大含量的平均值依次為6.0%、3.3%、1.9%、1.2%。粒間孔、長石質(zhì)溶孔、蛋白石微粒間孔的面孔率平均值依次為7.5%、3.7%、1.9%。蛋白石膜環(huán)粒間孔分布，可依附在碎屑顆粒、次生石英加大、次生長石加大和方解石膠結(jié)物表面，微孔隙發(fā)育(圖3(k)，圖3(l))。

依據(jù)?？松皫r分類標準[4]，I 類砂巖為長石巖屑砂巖，III 類砂巖為巖屑長石砂巖，其它砂巖為長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖(圖4)。總體上，石英、長石、巖屑等碎屑組分含量變化范圍不大。

Figure 4. Three-terminal classification of 7 types of massive sandstones (49 samples) 圖4. 7 類塊狀砂巖三端元分類(49 個樣品)

7 類砂巖的膠結(jié)物類型及含量平均值直方圖(圖5)可見，不同種類砂巖的膠結(jié)物類型及含量差異明顯。其中，I 類砂巖中無膠結(jié)物；II 類和III 類砂巖中僅見方解石膠結(jié)物，但II 類砂巖中方解石含量遠低于III類砂巖中方解石含量；IV～VII 類砂巖至少有3 種類型膠結(jié)物，IV 類砂巖以方解石為主，V 類砂巖方解石和高嶺石豐富，VI 類砂巖以高嶺石為主，VII 類砂巖以富蛋白石有別于其它砂巖。

Figure 5. Content histogram of cements in 7 types of massive sandstones (49 samples) 圖5. 7 類塊狀砂巖膠結(jié)物含量平均值直方圖(49 個樣品)

7 類砂巖的儲集空間類型及面孔率平均值直方圖(圖6)可以看出，不同類型砂巖的儲集空間類型及面孔率差異明顯。I 類和III 類砂巖致密無孔，II 類砂巖有伊利石晶間孔，IV 類砂巖發(fā)育粒間孔，V 類砂巖常見高嶺石晶間孔，VI 類砂巖高嶺石晶間孔極為豐富，VII 類砂巖富蛋白石微粒間孔。

Figure 6. A real porosity histogram of reservoir spaces in 7 types of massive sandstones (49 samples) 圖6. 7 類塊狀砂巖儲集空間面孔率直方圖(49 個樣品)

3.2. 砂巖分類約束下的物性特征

圖7 是砂巖分類約束下的物性特征圖解，其中，圖7(a)是孔隙度直方圖，圖7(b)是滲透率直方圖，圖7(c)是孔隙度與滲透率交會圖。

圖7(a)、圖7(b)顯示，I 類砂巖的孔隙度為1.9%～4.2%，平均值為2.9%；滲透率為(0.03～0.15) × 10?3μm2，平均值為0.09 × 10?3μm2。II 類砂巖的孔隙度為6.1%～8.6%，平均值為7.5%；滲透率為(0.61～1.62) × 10?3μm2，平均值為1.12 × 10?3μm2。III 類砂巖的孔隙度為1.8%～3.2%，平均值為2.5%；滲透率為(0.01～0.19) × 10?3μm2，平均值為0.11 × 10?3μm2。IV 類砂巖的孔隙度為6.3%～9.5%，平均值為7.6%；滲透率為(0.55～2.81) × 10?3μm2，平均值為1.37 × 10?3μm2。V 類砂巖的孔隙度為10.2%～13.8%，平均值為12.1%；滲透率為(0.39～4.65) × 10?3μm2，平均值為1.61 × 10?3μm2。VI 類砂巖的孔隙度為9.3%～12.6%，平均值為10.5%；滲透率為(0.58～4.41) × 10?3μm2，平均值為2.20 × 10?3μm2。VII 類砂巖的孔隙度為9.0%～11.8%，平均值為10.9%；滲透率為(10.55～68.59) × 10?3μm2，平均值為48.76 × 10?3μm2。圖7(a)、圖7(b)與圖1(a)、圖1(b)比對發(fā)現(xiàn)，砂巖分類將孔隙度和滲透率的分布劃分為了幾個值域區(qū)間，這有助于解釋新河組塊狀砂巖孔隙度和滲透率分布復雜的原因。

Figure 7. Characteristics of porosity and permeability in 7 types of massive sandstones (49 samples) 圖7. 7 類塊狀砂巖孔隙度與滲透率特征(49 組樣品)

由圖7(c)可知，I 和III 類、II 和IV 類、V 和VI 類砂巖的孔隙度和滲透率分布區(qū)間重疊，VII 類砂巖的孔隙度與V 和VI 類砂巖的孔隙度重疊，但VII 類砂巖的滲透率 > V 和VI 類砂巖的滲透率；I 和III類砂巖的孔隙度 < II 和IV 類砂巖的孔隙度 < V～VII 類砂巖的孔隙度，但I 和III 類砂巖的滲透率 < II類和IV～VI 類砂巖的滲透率 < VII 類砂巖的滲透率，這些特征反映了新河組砂巖物性的復雜性。圖7(c)和圖1(c)對比表明，砂巖分類大致將新河組塊狀砂巖復雜的孔隙度和滲透率關(guān)系轉(zhuǎn)化到4 個值域區(qū)間：I和III 類、II 和IV 類、V 和VI 類、VII 類等，這有利于梳理新河組塊狀砂巖物性變化復雜的影響因素。

通過表1 和圖3～6 對雅布賴盆地新河組塊狀砂巖巖石學特征與物性相關(guān)性的剖析可知，I 類砂巖因泥質(zhì)全充填而壓實致密，III 類砂巖因方解石全充填而膠結(jié)致密；II、IV～VII 類砂巖的儲集空間由粒間孔、長石質(zhì)溶孔、高嶺石晶間孔、伊利石晶間孔、蛋白石微粒間孔以不同的組合形式出現(xiàn)，造就了復雜多變的孔隙度和滲透率分布關(guān)系。

4. 討論

4.1. 沉積作用類型

雅布賴盆地新河組砂巖主要為塊狀不等粒砂巖，指示其為重力流沉積的產(chǎn)物。 Shanmugam [5]根據(jù)泥質(zhì)、砂礫、水的含量差異和沉積機制，將重力流劃分為泥質(zhì)碎屑流、砂質(zhì)碎屑流、濁流、顆粒流等(見圖8)。泥質(zhì)碎屑流的粘滯性和塑性強，沉積巖為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，常見包卷層理和泄水脈；濁流是紊流，經(jīng)典同沉積構(gòu)造現(xiàn)象為正遞變層理；顆粒流粘性或粘滯性低，沉積巖中泥質(zhì)含量不高，同沉積構(gòu)造多為塊狀層理；砂質(zhì)碎屑流是上述三者的中間流態(tài)，自然界中分布較為廣泛，典型同沉積構(gòu)造為順層分布泥礫的塊狀層理，無任何組構(gòu)的塊狀層理砂巖也常見。因此，雅布賴盆地新河組塊狀層理砂巖可能為砂質(zhì)碎屑流沉積巖和/或顆粒流沉積巖。借助鑄體薄片鏡下觀察很容易區(qū)分塊狀層理砂巖是砂質(zhì)碎屑流還是顆粒流沉積巖。

Figure 8. A classification of sediment gravity flows (according to Shanmugam, 1996) 圖8. 沉積物重力流分類(據(jù)Shanmugam，1996)

鏡下觀察和鑒定結(jié)果表明，I 類砂巖中的泥質(zhì)為內(nèi)碎屑，II 類砂巖中充填狀伊利石膜為泥質(zhì)內(nèi)碎屑轉(zhuǎn)化而來，環(huán)邊狀包裹碎屑顆粒的伊利石膜為泥質(zhì)內(nèi)碎屑膜轉(zhuǎn)化而來，III～VII 類砂巖中未見泥質(zhì)沉積物。因此，根據(jù)是否有泥質(zhì)內(nèi)碎屑及其含量的高低，可以將雅布賴盆地新河組塊狀砂巖劃分為高粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積巖(I 類砂巖，泥質(zhì)含量平均值為18.7%)、低粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積巖(II 類砂巖，泥質(zhì)含量平均值為5.6%)和顆粒流沉積巖(III～VII 類砂巖，無泥質(zhì)沉積物)。

4.2. 成巖作用特征

含油砂巖目前大多數(shù)處在中成巖階段A 期，發(fā)生的主要成巖事件有壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。一般情況下，壓實作用主要發(fā)生在早成巖階段A 期，是砂巖物性變差的主要因素。膠結(jié)作用可發(fā)生在成巖作用過程的各個階段，方解石或石英通常是體積最大的膠結(jié)物，對砂巖物性變差有重要影響。溶蝕作用通常主要發(fā)生在中成巖階段A 期，溶蝕流體為有機酸流體，使長石和碳酸鹽等易溶顆粒溶蝕形成次生孔隙，改善砂巖物性。但對大氣水淋濾和深源流體的溶蝕作用也不容忽視[6] [7]。

雅布賴盆地新河組埋藏深度曾超過3000 m [8]，古地溫超過100℃ [9]，0.6% < Ro < 1.3% [10]，推斷砂巖目前處于中成巖階段A 期。砂巖中發(fā)育方解石、高嶺石、蛋白石、次生石英加大等膠結(jié)物和長石質(zhì)溶孔，指示成巖過程中發(fā)生過堿性和酸性流體環(huán)境的交替，堿性流體作用下形成方解石沉淀，酸性流體作用下長石質(zhì)顆粒溶蝕產(chǎn)生溶蝕孔隙，并為高嶺石、蛋白石、次生石英加大和次生長石加大等提供了物質(zhì)來源。其中，蛋白石膜在砂巖中并不多見，研究成果較少，僅有Stokkendal 等[11]和Weibel 等[12]在北海古近系砂巖中發(fā)現(xiàn)了豐富的蛋白石膜，并認為蛋白石由生物硅轉(zhuǎn)化而來。雅布賴盆地新河組砂巖為陸內(nèi)湖泊環(huán)境的沉積物，蛋白石膜的物質(zhì)來源于長石質(zhì)顆粒溶蝕產(chǎn)生的富SiO2流體，而生物硅提供蛋白石物質(zhì)來源的可能性小。

已有研究[8]表明，雖然新河組曾經(jīng)歷抬升構(gòu)造運動，但未上升至地表而遭受大氣水淋濾，也沒有發(fā)現(xiàn)深部來源流體的信息，因此溶蝕性流體只能是中成巖階段A 期的有機酸流體，長石質(zhì)溶孔、高嶺石和次生石英加大等均是中成巖階段A 期有機酸流體溶蝕作用的產(chǎn)物。

III 類砂巖中方解石膠結(jié)物浸染狀分布在碎屑顆粒之間，壓實作用弱，碎屑顆粒之間點狀或線狀接觸，也常見碎屑顆?！捌　痹诜浇馐?圖3(d)和圖(e))，說明浸染狀分布的方解石膠結(jié)物形成于早成巖階段A 期的壓實作用之前。IV～VII 類砂巖中常見方解石團塊膠結(jié)碎屑顆粒的現(xiàn)象(圖3(f)～(i)，圖3(k))，且碎屑顆粒之間的接觸關(guān)系與III 類砂巖相似，預示著團塊狀方解石膠結(jié)物也形成于早成巖階段A 期的壓實作用之前。團塊狀方解石邊緣溶蝕現(xiàn)象普遍、IV～VII 類砂巖與III 類砂巖中碎屑顆粒之間的接觸關(guān)系相似表明，團塊狀方解石是由浸染狀方解石在中成巖階段A 期發(fā)生溶蝕作用的殘留物，粒間孔為浸染狀方解石膠結(jié)物的溶孔，IV～VII 類砂巖是III 類砂巖差異溶蝕作用的產(chǎn)物，壓實作用較弱主要是團塊狀方解石承擔了部分上覆地層壓力。通常情況下，方解石膠結(jié)物溶蝕殆盡形成的次生粒間孔與原生粒間孔難以分辨，如準噶爾盆地腹部侏羅系三工河組砂巖的儲集空間以原生粒間孔隙為主[13]或混合孔隙為主[14]或次生粒間孔隙為主[15]等不同認識主要是對粒間孔是方解石溶蝕孔還是原生孔的不同認識產(chǎn)生的。雖然次生粒間孔隙能夠?qū)⒎浇馐z結(jié)作用的記錄消去，但更可能的是留下片段記錄[16]。只有找到方解石膠結(jié)作用和溶解作用的典型巖石學證據(jù)，提取片段記錄的有效信息，才能確定碎屑顆粒之間的孔隙是原生粒間孔隙還是次生粒間孔隙，進而確定砂巖的儲集空間類型。重視方解石膠結(jié)物的賦存狀態(tài)與溶蝕流體的配置關(guān)系，將浸染狀方解石與團塊狀方解石的形成時間分析置于巖石學特征與成巖作用演化序列的研究之中，才有可能獲得更加客觀的認識。如酒泉盆地營爾凹陷深層下溝組砂巖中，方解石膠結(jié)物的賦存狀態(tài)為浸染狀、團塊狀和斑點狀，浸染狀方解石形成于早成巖階段A期，團塊狀和斑點狀方解石為浸染狀方解石后期溶蝕形成[17]。研究區(qū)砂巖中方解石膠結(jié)物的賦存狀態(tài)和巖石學特征與酒泉盆地營爾凹陷下溝組砂巖中方解石膠結(jié)物的賦存狀態(tài)及巖石學特征相似，因此，推斷研究區(qū)砂巖中團塊狀方解石為浸染狀方解石溶蝕而來是合理的解釋。

4.3. 沉積-成巖-物性耦合機制

在沉積作用和成巖作用分析的基礎上，以探究物性差異的根源為出發(fā)點將雅布賴盆地新河組7 類塊狀砂巖的形成過程歸納為3 種沉積-成巖-物性耦合機制，分別為高粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制(I 類砂巖)、低粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制(II 類砂巖)和顆粒流沉積-成巖-物性耦合機制(III～VII 類砂巖)。

高粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制中，沉積作用控制著砂巖物性，泥質(zhì)內(nèi)碎屑含量高達22.3%，骨架顆?！捌　痹谀噘|(zhì)之中，未曾發(fā)生過明顯的膠結(jié)和溶蝕作用，表現(xiàn)為壓實致密。

低粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制中，沉積作用和成巖作用共同控制砂巖物性，伊利石晶間孔隙和方解石溶蝕孔隙共同組成儲集空間。泥質(zhì)內(nèi)碎屑含量為5.6%，有2 種賦存形式，一是全充填粒間孔隙，另一是形成環(huán)邊狀泥質(zhì)黏土膜(圖9(a))。環(huán)邊狀包裹碎屑顆粒的蒙皂石膜使砂巖中保留了大量粒間孔隙，為方解石沉淀提供了空間。早成巖階段A 期，方解石沉淀在粒間孔隙中使砂巖致密(圖9(b))。中成巖階段A 期，有機酸流體優(yōu)先在黏土膜和方解石膠結(jié)物之間的縫隙中流動，引起方解石溶蝕形成環(huán)邊狀溶孔，方解石全部溶蝕則形成富伊利石膜的粒間孔；泥質(zhì)全充填的孔隙中，石英、長石等剛性骨架顆粒幾乎完全承載了上覆地層壓力，孔隙中的泥質(zhì)在成巖過程中轉(zhuǎn)化為充填狀伊利石膜，伴生豐富的伊利石晶間孔(圖9(c))。鄂爾多斯盆地延長組長7 砂巖中也發(fā)現(xiàn)類似的伊利石膜，具有雙層結(jié)構(gòu)，里層膜中伊利石片狀或長條狀，外層膜中伊利石片狀或絲狀，為充填孔隙的蒙皂石黏土轉(zhuǎn)化而來[18]。以往的研究成果發(fā)現(xiàn)，環(huán)邊狀蒙皂石膜為機械滲濾作用形成[19] [20]。而本次研究認為環(huán)邊狀蒙皂石膜為低粘滯性砂質(zhì)碎屑流中的泥質(zhì)微粒吸附在碎屑顆粒表面形成。

Figure 9. Process graphic on coupling mechanism of sedimentation-diagenesis-physical property from low viscous sandy debris in Xinhe Formation 圖9. 新河組低粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制圖解(圖寬150 mm 字7.5 pt)

圖10 是顆粒流沉積-成巖-物性耦合機制圖解。顆粒流沉積是無泥質(zhì)的砂質(zhì)沉積物，原始粒間孔隙發(fā)育。早成巖階段A 期，方解石全充填粒間孔隙，形成III 類低孔低滲砂巖。中成巖階段A 期，油氣攜帶有機酸進入砂巖，在有機酸流體作用下，方解石膠結(jié)物和長石質(zhì)碎屑發(fā)生差異溶蝕形成IV 類中孔中滲砂巖、V 類高孔中滲砂巖、VI 類高孔中滲砂巖和VII 類高孔高滲砂巖。

5. 結(jié)論

1) 雅布賴盆地新河組塊狀砂巖218 組孔隙度與滲透率數(shù)據(jù)交會圖呈現(xiàn)出“左右兩豎夾一橫”特征。左下豎由19 組孔隙度 < 5%、滲透率 < 0.3 × 10?3μm2的數(shù)據(jù)組成，右上豎由17 組孔隙度 > 10%、滲透率 > 6 × 10?3μm2的數(shù)據(jù)組成，一橫由157 組0.9% < 孔隙度 < 14.9%、0.3 × 10?3μm2< 滲透率 < 6 × 10?3μm2的數(shù)據(jù)組成。

Figure 10. Process graphic on coupling mechanism of sedimentation-diagenesis-physical property from grain flow in Xinhe Formation 圖10. 新河組顆粒流沉積-成巖-物性耦合機制圖解(圖寬150 mm 字7.5 pt)

2) 巖石學特征差異結(jié)合物性將新河組塊狀砂巖劃分為7 類砂巖，依次為I 類——泥質(zhì)全充填低孔低滲砂巖，II 類——富伊利石膜中孔中滲砂巖，III 類——方解石全充填低孔低滲砂巖，IV 類——富方解石中孔中滲砂巖，V 類——富高嶺石和方解石高孔中滲砂巖，VI 類——富高嶺石高孔中滲砂巖，VII 類——富蛋白石膜高孔高滲砂巖。

3) 雅布賴盆地新河組塊狀砂巖具有3 種沉積-成巖-物性耦合機制，高粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制以沉積作用控制砂巖物性，低粘滯性砂質(zhì)碎屑流沉積-成巖-物性耦合機制以沉積作用和成巖作用共同控制砂巖物性，顆粒流沉積-成巖-物性耦合機制以方解石膠結(jié)物和長石質(zhì)碎屑發(fā)生差異溶蝕作用控制砂巖物性。