巴西桑托斯盆地鹽下碳酸鹽巖油藏硅化作用成因及其對(duì)儲(chǔ)層的影響

商志壘，武 靜，尚凡杰，于 斌，馬學(xué)立，覃 天，周 祚

（1.中國(guó)海洋石油國(guó)際有限公司勘探開發(fā)技術(shù)研究院，北京 100028；2.中國(guó)海洋石油國(guó)際有限公司業(yè)務(wù)發(fā)展中心，北京 100027）

碳酸鹽巖硅化作用是常見的成巖作用［1］，在沉積、早-晚成巖階段的各個(gè)時(shí)期都能發(fā)生［2-4］，主要表現(xiàn)為碳酸鹽礦物被硅質(zhì)交代，少數(shù)情況下表現(xiàn)為硅質(zhì)礦物在孔隙空間內(nèi)膠結(jié)。當(dāng)硅化作用足夠強(qiáng)烈時(shí)，碳酸鹽巖將轉(zhuǎn)變?yōu)楣栀|(zhì)巖，包括燧石和蛋白石等［1］。DEMASTER 指出海水中硅質(zhì)的主要來源包括河流、火山活動(dòng)及其相關(guān)的熱液、火成巖的風(fēng)化和蝕變，以及沉積物中硅質(zhì)生物的溶解［5］。對(duì)于湖水來說，具有類似的硅質(zhì)來源［6-7］，且黏土礦物的溶解或蝕變也可以提供硅質(zhì)［8］。

勘探實(shí)踐證實(shí)，桑托斯盆地下白堊統(tǒng)Itapema組和Barra Velha 組（簡(jiǎn)稱為ITP組和BVE組）碳酸鹽巖為良好儲(chǔ)層［9-10］，其規(guī)模顯著大于中國(guó)湖相碳酸鹽巖油藏［11-13］。此外，臨近的坎波斯盆地和非洲西海岸的共軛盆地相同沉積時(shí)期鹽下碳酸鹽巖均發(fā)育巨厚儲(chǔ)層。對(duì)于這些碳酸鹽巖來說，包括硅化作用在內(nèi)的成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性具有重要影響。近年來，針對(duì)硅化作用的相關(guān)研究開始見諸報(bào)道［2，14-18］。TEBOUL 等根據(jù)巖石礦物學(xué)、同位素和流體包裹體資料將坎波斯盆地鹽下碳酸鹽巖廣泛發(fā)育的硅化作用歸因于熱液蝕變［17］。LIMA 等結(jié)合綜合資料進(jìn)一步證實(shí)這種熱液蝕變與巖漿活動(dòng)有關(guān)［16］。TRITLLA 等研究認(rèn)為坎波斯盆地硅化作用具有多階段性［2］。同樣，TRITLLA 等證實(shí)西非寬扎盆地鹽下儲(chǔ)層硅化作用形成于早期成巖階段和晚期埋藏階段，致使部分碳酸鹽巖轉(zhuǎn)變?yōu)楣栀|(zhì)巖［18］。

總體來說，針對(duì)桑托斯盆地鹽下碳酸鹽巖成巖作用的研究成果較少。雖然少數(shù)學(xué)者在臨近盆地和共軛盆地開展了硅化作用分析，但目前尚未發(fā)表針對(duì)桑托斯盆地鹽下碳酸鹽巖儲(chǔ)層硅化作用成因的研究，同時(shí)硅化作用對(duì)儲(chǔ)層的具體影響也尚未涉及。為此，筆者針對(duì)研究區(qū)特征多樣的硅化作用進(jìn)行研究，厘定其成因機(jī)制，建立研究區(qū)巖漿活動(dòng)與硅化作用的成因聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上明確不同硅化作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響程度和空間分布特征，從而為研究?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性及儲(chǔ)層表征奠定基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

桑托斯盆地位于巴西東南海域，是巴西最大的海上盆地之一，面積為352 000 km2，其北部與坎波斯盆地毗鄰，南部與佩洛塔斯盆地相接［19］。M 油田位于桑托斯盆地東北部，距離里約熱內(nèi)盧東南海域約為180 km（圖1）。桑托斯盆地的形成和演化與早白堊世岡瓦納超大陸裂解有關(guān)［20］，其逐漸從彼此分隔的小型地塹演變?yōu)閰^(qū)域上同步沉降的大型盆地。

圖1 桑托斯盆地區(qū)域構(gòu)造位置Fig.1 Regional structual position of Santos Basin

圖2 桑托斯盆地早白堊世地層柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)［9］修改）Fig.2 Stratigraphic integrated column of early Cretaceous formations in Santos Basin（Modified according to Reference［9］）

桑托斯盆地基底為前寒武系變質(zhì)巖，裂谷早期地層Camboriu 組由拉斑玄武巖構(gòu)成［21］。桑托斯盆地沉積充填可以劃分為3個(gè)超層序，分別為裂谷期、裂后期和漂移期［22］。裂谷期發(fā)育下白堊統(tǒng)Picarras組和ITP 組（圖2），Picarras 組主要發(fā)育湖盆邊緣的陸源硅質(zhì)碎屑和湖相富有機(jī)質(zhì)泥巖，ITP 組則主要為雙殼礫屑灰?guī)r、顆粒灰?guī)r和湖相泥巖沉積［9］。裂后期發(fā)育BVE 組和Ariri 組（圖2），BVE 組巖石類型主要為湖相疊層石灰?guī)r、顆?；?guī)r、球?；?guī)r和紋層灰?guī)r［23］。ITP 組礫屑灰?guī)r和顆?；?guī)r以及BVE 組疊層石灰?guī)r、顆粒灰?guī)r構(gòu)成桑托斯盆地鹽下碳酸鹽巖儲(chǔ)層。在Ariri 組沉積時(shí)期，盆地由于受南部Walvis構(gòu)造脊遮擋處于局限海環(huán)境，發(fā)育一套蒸發(fā)鹽巖地層［24］。自Ariri 組沉積時(shí)期后，桑托斯盆地進(jìn)入漂移期，逐漸演化為被動(dòng)大陸邊緣盆地，充填了一套巨厚海相沉積，包括早期的淺海碳酸鹽巖臺(tái)地、晚期的海相泥巖夾深海濁積砂巖［10］。

巖漿活動(dòng)在桑托斯盆地多個(gè)演化階段均有發(fā)育。早白堊世裂谷早期，伴隨強(qiáng)烈斷陷發(fā)育大量拉斑玄武巖［25］，距今地質(zhì)年齡約為131.2～126.2 Ma［26］。此后，在距今地質(zhì)年齡為（120.4±0.8）和（115.7±1）Ma 至少又發(fā)育2 期溢流玄武巖，與ITP 組和BVE 組碳酸鹽巖互層［26］。另外，MIZUSAKI 等證實(shí)桑托斯盆地在距今地質(zhì)年齡為101～87 和55～39 Ma發(fā)育多次巖漿活動(dòng)［27］。

2 硅化作用發(fā)育特征

研究區(qū)1 295 個(gè)樣品的硅質(zhì)含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，超過半數(shù)（占比為54%）樣品發(fā)育硅化作用，表明研究區(qū)硅化作用較為普遍。但僅有17%的樣品屬于中-強(qiáng)硅化作用，硅化作用強(qiáng)度具有明顯的不均一性。

2.1 硅化作用層段巖石礦物學(xué)特征

巖心觀察顯示硅化作用層段為灰白色（圖3），呈薄層狀、透鏡狀或結(jié)核狀（圖3a）。該類硅化作用層段的單層厚度小，一般為2～20 cm。局部可見較厚的強(qiáng)烈硅化作用層段，可達(dá)2 m 左右。部分層段顯示強(qiáng)烈的硅質(zhì)膠結(jié)，使巖心異常致密（圖3b）。局部可見不規(guī)則狀硅質(zhì)角礫，與其他內(nèi)碎屑共生（圖3c）。部分層段可見硅質(zhì)沿裂縫充填和交代（圖3d，圖3e）。局部硅化作用使疊層石灰?guī)r發(fā)生強(qiáng)烈改造，形成角礫化網(wǎng)狀硅化作用層段（圖3e），該類硅化作用層段的厚度最大可達(dá)7 m左右。

圖3 M油田硅化作用層段巖心特征Fig.3 Core characteristics of silicified intervals in M Oilfield

根據(jù)巖石薄片鑒定結(jié)果進(jìn)一步將研究區(qū)硅化作用特征分為3 類：硅質(zhì)角礫、硅質(zhì)膠結(jié)和硅質(zhì)交代。鏡下觀察結(jié)果顯示，硅質(zhì)角礫成分為純質(zhì)的石英集合體（圖4a），該類硅質(zhì)角礫分布較少。與膠結(jié)和交代作用相關(guān)的硅質(zhì)礦物成分為石英和玉髓，石英晶體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)為半自形微晶狀、半自形中晶鑲嵌狀（圖4b）、中晶等厚環(huán)邊柱狀（圖4c）、粗晶晶簇狀（圖4d）等；玉髓呈細(xì)-中晶纖維束狀和葡萄狀（圖4e）。硅質(zhì)膠結(jié)物充填于粒間孔隙內(nèi)部（圖4b），沿生屑表面生長(zhǎng)（圖4c），或沿裂縫充填（圖4f）。當(dāng)裂縫發(fā)育于高基質(zhì)孔隙巖石內(nèi)，硅質(zhì)易進(jìn)入基質(zhì)孔隙，發(fā)生膠結(jié)作用和交代作用（圖4f）；有時(shí)可將粒間孔隙和裂縫全部填滿（圖4b），有時(shí)則仍保留部分孔隙空間（圖4c）。對(duì)于交代硅化作用，可見石英交代球粒、疊層石（圖4d）、生屑和基質(zhì)，同時(shí)可見交代鞍狀白云石（圖4g）；且交代作用程度不均，可見球?；蛏急徊糠纸淮?，仍可辨別原始結(jié)構(gòu)（圖4b，4e）；局部可見強(qiáng)烈硅化作用，原始沉積結(jié)構(gòu)被完全破壞（圖4d），形成硅質(zhì)巖。此外，在部分硅化作用層段或附近，可見云母、粗晶方解石、黃鐵礦和天青石等（圖4h，4i）。

2.2 硅化作用程度分布特征

根據(jù)鉆井分布特征，將研究區(qū)A—H 井（圖1）分為3個(gè)井區(qū)，分別為M1，M2和M3井區(qū)（表1）。從各井區(qū)單井ITP 組和BVE 組硅質(zhì)含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，硅化作用程度不同。其中，M1井區(qū)的硅化作用程度最為強(qiáng)烈，單井硅質(zhì)含量為15%～26%，平均硅質(zhì)含量為22%。其他井區(qū)的單井硅質(zhì)含量均小于10%，平均硅質(zhì)含量為6%～8%（表1）。

圖4 M油田硅化作用鏡下微觀特征Fig.4 Microscopic characteristics of silicification in M Oilfield

表1 M油田各井區(qū)單井硅質(zhì)含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table1 Statistical results of silica contents of each well in M Oilfield

縱向上，中-強(qiáng)硅化作用層段在BVE組和ITP組分布的位置不同（表1）。對(duì)于鉆遇侵入巖的鉆井，一般在侵入巖上、下層段硅化作用程度異常增高。例如B 井的中-強(qiáng)硅化作用層段主要分布于BVE 組中上部，尤其在緊鄰BVE 組上部侵入巖之下的位置，硅化作用強(qiáng)度大，單井平均硅質(zhì)含量可達(dá)26%（圖5）。該段巖心埋深為5 220～5 248.2 m，發(fā)育厚度為7 m的角礫巖，占比為25%（圖3e）。

2.3 石英內(nèi)部流體包裹體均一溫度特征

圖5 M油田B井綜合柱狀圖Fig.5 Stratigraphic integrated column of Well B in M Oilfield

為研究發(fā)生硅化作用的流體溫度，開展石英流體包裹體實(shí)驗(yàn)分析。本次分析的巖石樣品為來自I井（圖1）4 949.90 m 處的疊層石灰?guī)r（圖6a）。樣品中石英主要呈晶簇狀交代疊層石，交代接觸面呈不規(guī)則港灣狀，可見交代殘余被石英晶體包圍?？拷淮佑|面石英呈微晶狀，遠(yuǎn)離接觸面晶體粒度增大，呈半自形葉片狀（圖6a）。該類交代特征多見于強(qiáng)烈硅化作用層段（圖4d）。原生流體包裹體呈氣液兩相（富液相）分布在石英晶體內(nèi)，透射光下無色，紫外線照射無熒光顯示。低于-100 ℃時(shí)包裹體不凝固且氣泡大小不改變。流體包裹體多呈星形，部分為橢圓形，氣泡多具較厚的暗邊（圖6b）。

圖6 I井交代狀中-粗晶石英及其內(nèi)部流體包裹體特征Fig.6 Features of medium-coarse crystal replacement quartzs and their inner fluid inclusions in Well I

對(duì)I 井4 949.90 m 處巖石樣品中的30 個(gè)流體包裹體均一溫度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，其均一溫度為87～193 ℃。整體來看均一溫度較高，但變化范圍較大。其中，均一溫度為87～126 ℃的流體包裹體共20 個(gè)，占比為67%，133～193 ℃的流體包裹體占比為33%（圖7）。

2.4 硅化作用層段地球化學(xué)特征

圖7 I井原生石英內(nèi)部流體包裹體均一溫度分布Fig.7 Homogenization temperatures distribution of inner fluid inclusions of primary quartz in Well I

利用X 射線熒光分析分別測(cè)試研究區(qū)B井上部侵入巖段、侵入巖之下強(qiáng)烈和微弱硅化作用層段的主量元素氧化物含量。結(jié)果（表2，圖8）顯示，硅化作用微弱層段的SiO2含量小于14%，平均為9.6%，MgO 含量平均為3.2%，這2 種氧化物含量都小于侵入巖段和強(qiáng)烈硅化作用層段樣品；CaO 含量顯著高于其他2 類樣品，平均為43%；其他氧化物含量，如Na2O，MgO，Al2O3，K2O 和Fe2O3等均較低，不超過1%，且基本均低于另外2類樣品。

侵入巖段的SiO2含量最高，最大值近50%，平均為36.6%。CaO 含量相對(duì)最低，平均為15.5%。其他氧化物含量雖然絕對(duì)含量較少，但均高于強(qiáng)烈和微弱硅化作用層段。如Fe2O3的平均含量為7.9%，顯著高于另外2類樣品。

相比之下，強(qiáng)烈硅化作用層段的氧化物平均含量均位于侵入巖段和微弱硅化作用層段之間。例如SiO2，CaO 和Fe2O3的平均含量分別為30.5%，23%和5%，介于另外2類樣品之間。

表2 B井侵入巖段、侵入巖之下強(qiáng)烈和微弱硅化作用層段主量元素氧化物含量分析Table2 Oxide contents of intrusion rock，strongly and weak silicified intervals below intrusion rock in Well B

圖8 B井侵入巖段、強(qiáng)烈和微弱硅化作用層段氧化物含量分布特征Fig.8 Oxide contents of intrusion rock，strongly and weak silicified intervals in Well B

3 硅化作用成因

通過對(duì)巖石礦物學(xué)、流體包裹體均一溫度、地球化學(xué)以及硅化作用程度分布特征等資料的綜合分析，結(jié)合南大西洋兩岸相似地質(zhì)背景的盆地硅化作用成因調(diào)研，識(shí)別出桑托斯盆地具有3 種成因類型硅化作用，分別為沉積型、早期成巖型和巖漿期后熱液型。

3.1 沉積型硅化作用

研究區(qū)可見質(zhì)純、不規(guī)則狀硅質(zhì)角礫（圖3c，圖4a），為從湖水中直接沉淀出的硅質(zhì)結(jié)殼再次被搬運(yùn)所形成。硅質(zhì)在水體中發(fā)生沉淀需要大量SiO2［28］。在巴西鹽下沉積物中，相關(guān)研究均未發(fā)現(xiàn)放射蟲、海綿、鞭毛蟲或硅藻等硅質(zhì)生物存在［17］，桑托斯盆地亦不發(fā)育。

ITP 組和BVE 組沉積時(shí)期，研究區(qū)湖水中SiO2的重要來源可能為巖漿活動(dòng)。受岡瓦納大陸裂解控制，距今133～120 Ma（早白堊世），巴西東南大西洋大陸邊緣盆地（包括桑托斯盆地）發(fā)育大量裂前和同裂陷拉斑玄武巖［25］；距今125～112 Ma，在ITP組和BVE 組內(nèi)部間歇性發(fā)育玄武巖熔巖流，與湖相碳酸鹽巖互層［26］。從鉆井情況來看，在ITP 組沉積時(shí)期研究區(qū)亦發(fā)育玄武巖熔巖流（圖5）；這些進(jìn)入湖水中的玄武巖熔巖流及其伴隨的熱液活動(dòng)，連同湖平面之上Camboriu 組沉積時(shí)期形成的玄武巖經(jīng)受淋濾和風(fēng)化作用，共同向湖水供給大量溶解的Si，Ca 和Mg 等元素，使湖水呈強(qiáng)堿性。在這種水化學(xué)條件下，當(dāng)湖水蒸發(fā)量超過20%時(shí)玉髓開始沉淀，局部湖底可形成葡萄狀蛋白石薄層（厚度為幾毫米至幾厘米）［14］。該類沉積型硅化作用形成的硅質(zhì)薄層在準(zhǔn)同生期若受能量擾動(dòng)發(fā)生撕裂并搬運(yùn)，則形成硅質(zhì)角礫巖（圖9）。

3.2 早期成巖型硅化作用

圖9 桑托斯盆地硅化作用成因和分布模式Fig.9 Silicification geneses and distribution models in Santos Basin

MCBRIDE 研究西德克薩斯灰質(zhì)礫巖的硅化作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，距離不整合面不遠(yuǎn)的潛水面之下的地層水流經(jīng)火山灰沉積時(shí)可溶解大量硅質(zhì)，在合適條件下這些硅質(zhì)選擇性交代灰質(zhì)礫巖［29］。由于適合硅化作用的水化學(xué)條件持續(xù)時(shí)間較短，且溫度較低，硅化作用過程快速完成，僅能形成微晶石英和玉髓。與之相似，LIMA 等對(duì)坎波斯盆地成巖作用階段的研究表明，早期成巖階段硅化作用主要表現(xiàn)為微晶石英和玉髓充填原生孔隙，或交代富Mg 黏土、球粒、疊層石和生物碎屑等［16］。研究區(qū)可見纖維束狀玉髓或微晶石英交代黏土、球粒（圖4b）以及生屑（圖4e），為早期成巖型硅化作用產(chǎn)物。

該類硅化作用的硅質(zhì)來源具有多樣性。富Si湖水沿?cái)鄬拥葮?gòu)造薄弱帶下滲淋濾，可能為成巖期硅化作用提供硅質(zhì)。BUSTILLO 等證明黏土礦物埋藏后的溶解和蝕變可向地層流體釋放SiO2［8］。同時(shí)，TEBOUL 等報(bào)道火成巖遭受蝕變后將為地層流體提供SiO2［30］。從研究區(qū)來看，桑托斯盆地湖水富Si，Mg 和Ca 等元素，深湖-半深湖和湖泛時(shí)期的構(gòu)造高部位易形成富Mg 黏土層。另外，研究區(qū)在ITP組和BVE 組沉積時(shí)期發(fā)育多期富含SiO2的玄武巖熔巖流，與碳酸鹽巖互層沉積（圖5）。當(dāng)?shù)貙铀c這些黏土層和玄武巖發(fā)生水巖反應(yīng)，流體內(nèi)SiO2濃度逐漸增大，在合適的物理化學(xué)條件下，形成微晶石英或玉髓（圖9）。

3.3 巖漿期后熱液型硅化作用

在緊鄰桑托斯盆地北部的坎波斯盆地，LIMA等根據(jù)巖石礦物學(xué)和流體包裹體均一溫度特征，識(shí)別出熱液型硅化作用［16］。多種證據(jù)表明研究區(qū)亦發(fā)育熱液活動(dòng)并發(fā)生硅化作用，且熱液來源與巖漿活動(dòng)有關(guān)。I井4 949.5 m 處流體包裹體均一溫度測(cè)試結(jié)果顯示，盡管其均一溫度變化范圍較大，但整體溫度較高（圖7）。據(jù)現(xiàn)今地溫測(cè)試顯示，I 井包裹體測(cè)試所在深度的地溫僅為62 ℃，顯著低于形成石英的流體溫度，證明桑托斯盆地在BVE 組埋藏期發(fā)育熱液活動(dòng)。此外，多個(gè)研究實(shí)例證明，熱液作用下形成的石英晶粒較粗，主要為中粗晶，并伴隨生成其他熱液礦物，如鞍狀白云石、粗晶方解石、黃鐵礦和天青石等［16，31-33］，研究區(qū)亦發(fā)育粗晶交代石英（圖4d，圖6a）和相關(guān)熱液礦物（圖4h，圖4i）。

M 油田M1 井區(qū)3 口鉆井均鉆遇火成巖，主要包括BVE組中上部的淺成侵入輝綠巖和ITP組內(nèi)部的溢流玄武巖。與B 井BVE 組上部侵入巖相鄰的上、下部碳酸鹽巖層段的硅化作用異常強(qiáng)烈，可見中粗晶石英呈膠結(jié)和交代特征（圖3e，圖4d），表明其為熱液型硅化作用產(chǎn)物。該強(qiáng)烈硅化作用層段的主要氧化物含量均介于侵入巖段和微弱硅化作用層段之間，表明與侵入巖有關(guān)的熱液流經(jīng)碳酸鹽巖地層，并與之反應(yīng)形成硅化作用，顯著提高原始碳酸鹽巖地層內(nèi)Na，Mg，Al，S，Ti 和Fe 等元素的含量，且使Ca含量顯著降低（圖8，表2）。

綜上所述，該強(qiáng)烈熱液硅化作用層段與侵入巖空間分布關(guān)系密切，氧化物含量呈侵入巖和碳酸鹽巖圍巖混染特征，且流體包裹體均一溫度異常高，證明該硅化作用層段為巖漿期后熱液所致（圖9）。

研究區(qū)多口鉆井鉆遇該套輝綠巖。程濤等根據(jù)40Ar/39Ar 定年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該套輝綠巖形成于晚白堊世漂移期，對(duì)應(yīng)ITP 組和BVE 組埋藏階段［24］。該階段輝綠巖完成侵位后，巖漿期后熱液沿碳酸鹽巖地層內(nèi)部的斷層、裂縫、不整合面等構(gòu)造薄弱帶，以及與這些薄弱帶相連通的高基質(zhì)孔隙帶流動(dòng)，致使局部發(fā)生強(qiáng)烈硅化作用。此外，ITP 組和BVE 組沉積時(shí)期間歇發(fā)育湖內(nèi)溢流玄武巖，這部分巖漿活動(dòng)的期后熱液也可能導(dǎo)致已沉積碳酸鹽巖地層發(fā)生硅化作用，而基底玄武巖對(duì)應(yīng)的巖漿活動(dòng)對(duì)于熱液型硅化作用則無貢獻(xiàn)。

4 硅化作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

研究區(qū)鉆井揭示，沉積型硅化作用較少，其產(chǎn)物主要發(fā)生再搬運(yùn)形成硅質(zhì)角礫巖，對(duì)儲(chǔ)層物性影響有限。早期成巖型硅化作用稍多于沉積型硅化作用，但其強(qiáng)度顯著弱于巖漿期后熱液型硅化作用，相應(yīng)地對(duì)儲(chǔ)層物性的影響也較弱。相對(duì)來說，巖漿期后熱液型硅化作用更為普遍，且強(qiáng)度相對(duì)更大，對(duì)儲(chǔ)層物性具有重要影響。

圖10 不同硅化作用程度對(duì)儲(chǔ)層物性的影響Fig.10 Effects of silicification intensity on reservoir physical properties

圖10 中的巖心樣品來自B 井BVE 組上部侵入巖之下的角礫巖集中發(fā)育段（圖3e）。這些角礫巖為侵入巖在侵位過程中破壞圍巖地層所形成。該段巖心成巖作用類型多樣，包括壓實(shí)、微弱白云化、方解石膠結(jié)等作用，但巖漿期后熱液型硅化作用更為顯著。由圖10 可以看出，硅質(zhì)含量小于10%時(shí)，樣品的孔隙度和滲透率分布范圍廣，有較多樣品的孔隙度大于10%，滲透率大于100 mD；當(dāng)硅質(zhì)含量大于10%時(shí)，樣品的孔隙度大部分小于10%，少量為10%～15%，同時(shí)滲透率絕大部分小于10 mD。這表明熱液型硅化作用程度中-強(qiáng)，可導(dǎo)致儲(chǔ)層物性明顯變差，對(duì)油田開發(fā)產(chǎn)生重要影響。造成儲(chǔ)層物性變差的原因是，無論石英充填孔隙空間還是交代原始碳酸鹽巖組構(gòu)，均占據(jù)原始孔隙空間。且石英傾向首先沿碳酸鹽巖顆粒邊緣膠結(jié)，當(dāng)相鄰碳酸鹽巖顆粒邊緣的石英膠結(jié)物相互接觸時(shí)，孔喉被封堵，形成孤立的互不連通的孔隙，使之成為低滲透儲(chǔ)層（圖4c）。

5 結(jié)論

根據(jù)巴西桑托斯盆地M 油田的構(gòu)造演化歷史和沉積充填背景，綜合巖石礦物學(xué)、主量元素地球化學(xué)、流體包裹體均一溫度等數(shù)據(jù)，以及較強(qiáng)烈硅化作用的平面和縱向分布特征，總結(jié)歸納出桑托斯盆地硅化作用包括3種類型，分別為沉積型、早期成巖型和巖漿期后熱液型。

沉積型硅化作用的SiO2來源于ITP 組和BVE 組沉積時(shí)期間歇發(fā)育的水下溢流玄武巖，以及湖平面之上Camboriu 組沉積時(shí)期形成的玄武巖遭受淋濾和風(fēng)化后進(jìn)入湖水中的SiO2。當(dāng)SiO2濃度足夠大且湖水蒸發(fā)量超過20%時(shí)，在局部湖底形成沉積型硅質(zhì)結(jié)殼，經(jīng)再搬運(yùn)形成硅質(zhì)角礫。早期成巖型硅化作用的SiO2來源包括富Si 湖水下滲、地層水交代富Mg 黏土以及玄武巖所釋放的SiO2。由于適合硅質(zhì)沉淀的物理化學(xué)條件持續(xù)時(shí)間較短，硅質(zhì)主要呈微晶石英或纖維狀玉髓膠結(jié)孔隙及裂縫和交代碳酸鹽巖。熱液型硅化作用的SiO2源自巖漿期后熱液，由于熱液溫度高，主要形成中粗晶石英，另外伴隨形成云母、黃鐵礦、鞍狀白云石等熱液礦物。

沉積型硅化作用對(duì)儲(chǔ)層物性影響有限，早期成巖型硅化作用對(duì)儲(chǔ)層物性具有一定影響，而熱液型硅化作用更為普遍且強(qiáng)度更大，對(duì)儲(chǔ)層物性具有重要影響。由于巖漿期后熱液傾向沿?cái)鄬?、裂縫、不整合面等構(gòu)造薄弱帶以及與這些薄弱帶相連通的高基質(zhì)孔隙帶流動(dòng)，導(dǎo)致這些場(chǎng)所的硅化作用更為強(qiáng)烈，儲(chǔ)層物性顯著變差。

通過對(duì)M 油田硅化作用成因類型識(shí)別及各類型硅化作用對(duì)儲(chǔ)層物性影響程度的分析，為硅化作用表征奠定基礎(chǔ)。后續(xù)可利用巖心和薄片標(biāo)定元素測(cè)井，在井上識(shí)別熱液型硅化作用，結(jié)合斷層等構(gòu)造薄弱帶分布特征，進(jìn)一步表征井間硅化作用。