成巖作用對泥頁巖儲集性能的影響：以東營凹陷古近系沙四上亞段為例*

余志云 陳世悅 張 順 劉鑫金 唐 東 鄢繼華

1 中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580 2 中國石化勝利油田勘探開發(fā)研究院，山東東營 257022

1 概述

近年來，全球非常規(guī)油氣產(chǎn)量迅速增長，逐漸成為接替常規(guī)油氣資源的重要替代品(鄒才能等，2012；Sunetal.， 2015)。古近系沙河街組沙四上亞段作為東營凹陷重要的頁巖油資源勘探新領(lǐng)域和主力產(chǎn)油層，近年來先后部署了多口重點井位，相繼獲得工業(yè)油流，具備良好的頁巖油勘探前景(金之鈞等，2019；張順等，2021)。前人針對東營凹陷沙四上亞段泥頁巖沉積及成巖作用等方面開展了大量工作。在沉積特征及沉積環(huán)境演化等方面，前人認為研究區(qū)主要形成于鹽度較高的半深湖—深湖環(huán)境，深洼區(qū)物源主要來自北部的陳家莊凸起，復(fù)雜的沉積演化特征是造成研究區(qū)巖性多樣、垂向變化頻繁、儲集層非均質(zhì)性極強的主要原因(張順等，2016b；逄淑伊等，2019；劉姝君等，2019；劉惠民等，2020)。在成巖作用特征及控儲能力等方面，前人認為研究區(qū)泥頁巖儲集層中的成巖作用類型豐富，機械壓實、硅質(zhì)與碳酸鹽膠結(jié)是造成泥頁巖儲集層低孔超低滲的主要原因，而酸性溶蝕、黏土礦物轉(zhuǎn)化、方解石重結(jié)晶和有機質(zhì)生烴是泥頁巖儲集層在深埋藏條件下產(chǎn)生次生孔隙的重要機制(張順等，2016a，2018；張順，2018；侯中帥和陳世悅，2019)。但前人的研究成果多集中在對成巖現(xiàn)象的整體表征上，而針對特定的某一小層具體的成巖作用特征、縱向上成巖演化的差異性及控儲能力等問題的研究仍不夠深入，特別是在有機質(zhì)的影響下，各小層、各類型成巖作用在不同的成巖環(huán)境或演化階段下所呈現(xiàn)出的在儲集層的架構(gòu)礦物演化、孔隙結(jié)構(gòu)特征、儲集層物性以及力學(xué)性質(zhì)等方面存在較大的差異，體現(xiàn)出復(fù)雜的有機—無機協(xié)同成巖改造特征(孔令明等，2015；耳闖等，2016；趙迪斐等，2016；李向軍等，2017)。因此，為了明確東營凹陷沙四上亞段泥頁巖儲集層成巖演化差異性特征等問題，本研究重點選取了樊頁1井為研究對象，部分選取了樊120井、樊143井以及牛頁1井等3口取心井的分析測試資料，通過大量的巖心觀察、薄片分析、掃描電鏡等定性觀察手段，結(jié)合全巖與黏土X射線衍射礦物定量分析、物性分析、氧同位素及能譜分析等定量數(shù)據(jù)分析，對研究區(qū)沙四上亞段內(nèi)各小層的成巖作用及其差異性特征開展精細研究，明確不同小層的主導(dǎo)成巖作用類型、演化特征及控儲能力，以期為陸相盆地中頁巖油的有利甜點區(qū)預(yù)測提供理論依據(jù)。

圖 1 渤海灣盆地東營凹陷區(qū)域構(gòu)造與地層綜合柱狀圖Fig.1 Regional structure and comprehensive stratigraphic column of Dongying sag，Bohai Bay Basin

2 研究區(qū)概況

東營凹陷位于渤海灣盆地東南部，是典型的箕狀斷陷盆地。凹陷由民豐洼陷、利津洼陷、牛莊洼陷、博興洼陷、北部陡坡帶、南部緩坡帶和中央隆起帶等多個次級構(gòu)造單元組成，總面積約5700 km2。受陳南斷層和魯西隆起的影響，呈現(xiàn)出“北斷南超、北深南淺”的復(fù)式半地塹特征(圖 1)。凹陷內(nèi)古近系分布廣泛，自下而上依次為孔店組、沙河街組和東營組，沙河街組自下而上又可分為沙四段、沙三段、沙二段和沙一段。沙四段以半封閉的鹽湖—半深湖沉積環(huán)境為主，進一步可分為沙四上亞段和沙四下亞段，其中，沙四下亞段以泥頁、膏巖、粗砂巖及薄層碳酸鹽巖為主，沙四上亞段以泥頁和白云巖為主，局部可見粉砂巖夾層。

沙四上亞段沉積時期，受郯廬斷裂帶的影響，湖盆處于持續(xù)擴張階段，湖盆擴張幅度大，沉降速率快(王居峰，2005；邱貽博等，2020)，并形成1套厚層半深湖—深湖相暗色富灰質(zhì)、富有機質(zhì)泥頁巖，有機質(zhì)豐度高、類型好，展現(xiàn)出良好的頁巖油勘探潛力。前人為了進一步開展地層精細劃分與對比、儲集層精細預(yù)測以及投產(chǎn)方案制定等研究工作，在地層學(xué)原理的基礎(chǔ)上，綜合運用巖性、電性與古生物等標志，將研究區(qū)沙四上亞段泥頁巖層段自下而上劃分為純上3小層、純上2小層和純上1小層(逄淑伊等，2019)。不同小層巖石礦物組成復(fù)雜(表 1)、紋層單元垂向變化頻繁，具有極強的非均質(zhì)性。

3 成巖作用類型及成巖階段

3.1 成巖作用類型

3.1.1 壓實作用

壓實作用是研究區(qū)最為常見的成巖作用類型，貫穿于埋藏成巖過程中的各個時期(孔令明等，2015；劉文平等，2017)。

沙四上亞段整體遭受了較為強烈的壓實作用，主要表現(xiàn)為強壓實作用下礦物之間的緊密接觸、具有顯著的定向排列特征。泥晶碳酸鹽團塊在上覆重荷的影響下擠壓變形，呈分散的透鏡體或長條狀定向分布(圖 2-A)，掃描電鏡下可見片狀黏土礦物經(jīng)壓實后呈現(xiàn)出順層發(fā)育的定向排列特征，其方向與碳酸鹽礦物長軸方向近乎一致(圖 2-B)。

3.1.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)膠結(jié)物類型豐富，包括微晶石英、碳酸鹽、黃鐵礦和石鹽晶體。微晶石英多呈半自形板片狀，粒徑約為2～10 μm，發(fā)育于碳酸鹽礦物晶間孔、溶蝕孔以及黏土礦物晶間孔內(nèi)(圖 2-C)；碳酸鹽膠結(jié)物的成因與湖泊中微生物生命活動、湖泊水的化學(xué)性質(zhì)以及陸源輸入密切相關(guān)(隋風(fēng)貴等，2007；Jiang，etal.， 2007；Patrick and Kevin， 2019)，常發(fā)育于基質(zhì)礦物粒間孔內(nèi)，以自形程度較高的單晶形式析出(圖 2-D)；黃鐵礦以草莓狀、自形單晶的形式析出，掃描電鏡下較為常見(圖 2-E)；石鹽呈層狀析出，主要發(fā)育于純上3小層(圖 2-F)。

3.1.3 白云石化作用

研究區(qū)沙四上亞段泥頁巖儲集層中主要發(fā)育2種類型的白云石，分別為微晶鐵白云石和泥晶白云石。其中，微晶鐵白云石有著較高的晶體自形程度，具備完整的菱面體結(jié)構(gòu)，晶面平直并未發(fā)生彎曲，晶體邊緣霧心亮邊發(fā)育程度較差(圖 2-G)，能譜分析顯示其含鐵量較低，通常小于10%(表 2)，常與黏土礦物伴生發(fā)育，因此，可能為中晚期埋藏成巖過程中形成(裴森奇等，2021)。泥晶白云石由于早期快速結(jié)晶而導(dǎo)致較低的晶體自形程度(圖 2-H)，常見膏巖、石鹽等堿性礦物伴生，可能為準同生期近地表高鹽度、強蒸發(fā)湖泊環(huán)境下形成(李得立等，2010；黃成剛等，2016)。

3.1.4 溶蝕作用

3.1.5 重結(jié)晶作用

研究區(qū)方解石的重結(jié)晶作用廣泛發(fā)育，主要以亮晶方解石紋層的形式產(chǎn)出，在不同的深度段呈現(xiàn)出不同的發(fā)育特征(平直連續(xù)紋層、斷續(xù)紋層或透鏡體疊置)，縱向上多與暗色富有機質(zhì)層疊置。在顯微鏡下，可觀察到粗大的馬牙狀方解石重結(jié)晶，富有機質(zhì)層在其中遭錯斷而呈現(xiàn)斷續(xù)條帶狀分布(圖 2-K)；掃描電鏡下，可觀察到重結(jié)晶方解石成層分布，內(nèi)部晶間孔隙發(fā)育(圖 2-L)。

A—碳酸鹽透鏡體呈定向排列，單偏光，樊頁1井，3277.43 m；B—伊/蒙混層(I/S)黏土礦物與方解石(Cc)呈定向排列，樊頁1井，3258.67 m；C—碳酸鹽晶間孔發(fā)育微晶石英，樊143井，3131.8 m；D—碳酸鹽膠結(jié)物，發(fā)育于晶間孔內(nèi)，樊頁1井，3411.7 m；E—草莓狀黃鐵礦與自形單晶黃鐵礦，牛頁1井，3416.45 m；F—石鹽順層發(fā)育，樊頁1井，3411.04 m；G—鐵白云石，晶體直徑約62.5 μm，樊頁1井，3343.81 m；H—泥晶白云石(Dol)，晶間孔發(fā)育，樊頁1井，3420.48 m；I—港灣狀、階梯狀方解石顆粒溶蝕邊界，樊頁1井，3264.42 m；J—白云石粒內(nèi)溶孔，樊頁1井，3380.82 m；K—馬牙狀方解石，內(nèi)部有機質(zhì)紋層錯斷，陰極發(fā)光，牛頁1井，3442.0 m；L—重結(jié)晶方解石層，內(nèi)部微孔發(fā)育，樊頁1井，3376.9 m；M—針狀伊利石，樊143井，3110 m；N—絲片狀伊利石，樊143井， 3115.43 m；O—有機質(zhì)生烴收縮，樊頁1井，3335.68 m圖 2 渤海灣盆地東營凹陷沙四上亞段主要成巖作用類型及鏡下特征Fig.2 Main diagenesis types and microscopic characteristics of the Es4U in Dongying sag，Bohai Bay Basin

表 2 渤海灣盆地東營凹陷樊頁1井沙四上亞段 碳酸鹽膠結(jié)物元素組成特征Table2 Element composition characteristics of carbonate cements in the Es4U of Well Fanye-1 in Dongying sag，Bohai Bay Basin

3.1.6 黏土礦物轉(zhuǎn)化

在相對封閉的泥頁巖成巖體系中，黏土礦物轉(zhuǎn)化是重要的成礦物質(zhì)來源(張鵬輝等，2020)。研究區(qū)伊利石主要以針尖狀、絲片狀為主(圖 2-M，2-N)，其轉(zhuǎn)化來源主要為蒙脫石以及少量的高嶺石。蒙脫石在轉(zhuǎn)化過程中伴隨著層間脫水、伊利石的生成以及Ca2+、Mg2+、Fe2+等成礦離子的析出，孔隙流體呈現(xiàn)出富堿性陽離子的高礦化度特征。隨著鐵白云石的析出，Ca2+、Mg2+、Fe2+由流體向礦物內(nèi)部遷移。同時，隨著有機酸的排出，鉀長石溶蝕產(chǎn)生高嶺石沉淀、二氧化硅和K+，二氧化硅以微晶石英的形式析出，K+則向孔隙流體內(nèi)富集。一方面K+的富集促進了蒙脫石向伊利石的轉(zhuǎn)化進程，另一方面，富含K+的堿性環(huán)境下有利于高嶺石向伊利石轉(zhuǎn)變(欒國強等，2016)。研究區(qū)黏土礦物轉(zhuǎn)化程度較高，表現(xiàn)出富伊利石、低綠泥石和高嶺石的組成特征(圖 3)，同時，XRD全巖礦物定量分析顯示研究區(qū)幾乎不發(fā)育鉀長石的組分特征，從側(cè)面反映了上述各類成巖轉(zhuǎn)化的進行(表 1)。

3.1.7 有機質(zhì)熱演化

咸水湖盆具有生排烴早、生烴周期長、持續(xù)生烴能力強的特點(劉慶等，2004；蔡希源，2012)。有機質(zhì)作為泥頁巖自身組分的一部分，其在熱演化過程中會產(chǎn)生大量烴類產(chǎn)物，從而自身在形態(tài)上發(fā)生體積收縮，密度增大的變化，形成有機質(zhì)孔(圖 2-O)。有機質(zhì)孔的演化取決于有機質(zhì)類型及熱演化程度，研究區(qū)沙四上亞段干酪根類型大多屬于Ⅰ型到Ⅱ1型，RO值介于0.51%～0.93%，Tmax介于430～459 ℃之間，平均為439 ℃。較好的有機質(zhì)類型是有機質(zhì)孔發(fā)育的必要條件，但較低的熱演化程度在一定程度上制約了有機質(zhì)孔的演化。

有機質(zhì)在生烴過程中排出的有機酸和CO2會間接影響其他成巖作用的進行，例如有機酸溶蝕碳酸鹽礦物是研究區(qū)最主要的溶蝕作用類型。同時，有機質(zhì)在熱演化過程中還可為黏土礦物的轉(zhuǎn)化提供能量(魏祥峰等，2013)。此外，亮晶方解石與富有機質(zhì)層在空間上的疊置也說明了二者存在著成因上的關(guān)聯(lián)(圖 2-K，2-L)。

表 3 渤海灣盆地東營凹陷沙四上亞段成巖階段劃分標志Table3 Diagenetic stage division marks of the Es4U in Dongying sag，Bohai Bay Basin

3.2 成巖階段劃分

圖 3 渤海灣盆地東營凹陷沙四上亞段 黏土礦物成分及含量特征Fig.3 Composition and vertical distribution of clay minerals in the Es4U in Dongying sag，Bohai Bay Basin

4 成巖演化差異性特征

由上述研究區(qū)成巖作用特征可知，沙四上亞段內(nèi)各小層普遍經(jīng)歷了較強的壓實作用，總體表現(xiàn)為礦物間的緊密接觸以及定向排列特征，無明顯的差異性； 受限于微—納米尺度下的觀測手段，膠結(jié)物類型、膠結(jié)強度難以被精確識別和表征； 各小層的不穩(wěn)定礦物組分也普遍遭受溶蝕而表現(xiàn)出不規(guī)則的溶蝕邊界和圓點狀粒內(nèi)溶孔，無明顯的差異性。因此，重點選取差異性演化特征顯著的方解石重結(jié)晶、黏土礦物轉(zhuǎn)化和白云石化作用開展差異性演化研究與表征工作。

4.1 方解石重結(jié)晶差異性演化特征

A—亮晶方解石紋層及透鏡體，分布密度較低，延伸性較差，樊頁1井，3253.6 m；B—亮晶方解石紋層平直連續(xù)，界線清晰，分布密度較高，樊頁1井，3339.34 m；C—亮晶方解石透鏡體，晶體明凈，分布密度較高，樊頁1井，3429.53 m；D—裂縫充填亮晶方解石脈，脈體垂直切穿紋層，樊頁1井，3344.41 m；E—裂縫充填亮晶方解石脈，可見瀝青伴生，樊頁1井，3380 m；F—裂縫充填亮晶方解石脈， 脈體斜切紋層，晶體明凈，樊頁1井，3426.57 m圖 4 渤海灣盆地東營凹陷樊頁1井沙四上亞段亮晶方解石縱向分布特征Fig.4 Vertical distribution characteristics of calcite in the Es4U of Well Fanye-1 in Dongying sag，Bohai Bay Basin

A—伊利石順層分布，礦物接觸緊密，內(nèi)部微孔較少，樊頁1井，3265.51 m；B—伊利石順層分布，黏土礦物晶間孔發(fā)育，樊頁1井，3351.98 m；C—伊利石順層分布，黏土礦物晶間孔較為發(fā)育，可見黃鐵礦伴生充填，樊頁1井，3399.91 m；D—伊蒙混層充填于礦物格 架內(nèi)，樊頁1井，3439.84 m圖 5 渤海灣盆地東營凹陷樊頁1井沙四上亞段黏土礦物晶間孔縱向分布特征Fig.5 Vertical distribution characteristics of intergranular pores of clay minerals in the Es4U of Well Fanye-1 in Dongying sag，Bohai Bay Basin

研究區(qū)沙四上亞段重結(jié)晶成因的亮晶方解石十分發(fā)育，縱向上具有較大的層段差異性，主要體現(xiàn)在各小層的發(fā)育程度和產(chǎn)狀上(圖 4)。通過巖心觀察發(fā)現(xiàn)，亮晶方解石紋層在垂向上主要發(fā)育于2個深度段內(nèi)，分別為3380～3420 m和3320～3340 m，對應(yīng)純上3小層上部、純上2小層中下部和純上1、2小層交界處。富集層段內(nèi)的亮晶方解石紋層界線清晰、平直連續(xù)、橫向延伸穩(wěn)定，晶粒粗大明凈，具備明顯重結(jié)晶的性質(zhì)(圖 4-B，4-C)。而在其他層段中，亮晶方解石紋層的發(fā)育程度較低，以單一的亮晶方解石紋層，或斷續(xù)亮晶方解石紋層為主，厚度較小，橫向延伸性差(圖 4-A)。裂縫充填亮晶方解石脈多為垂向充填，在層理縫發(fā)育的層段可見脈體橫向彎折(圖 4-E)，并被暗色烴類物質(zhì)伴生充填，主要發(fā)育于純上2、3小層(圖 4-D至4-F)。這種裂縫原先可為構(gòu)造縫、成巖收縮縫或異常壓力縫，其充填物質(zhì)來源于底部碳酸鹽礦物溶解形成的高礦化度流體，一定程度上可指示超壓的發(fā)育(龍鵬宇等，2012；陳世悅等，2016)。

4.2 黏土礦物差異性演化特征

圖 6 渤海灣盆地東營凹陷樊頁1井沙四上亞段白云石含量縱向分布特征Fig.6 Vertical distribution characteristics of dolomite content of the Es4U in Well Fanye-1 in Dongying sag，Bohai Bay Basin

4.3 白云石差異性演化特征

研究區(qū)沙四上亞段各小層中，白云石的分布也具有明顯的差異性，主要體現(xiàn)在以下方面： (1)礦物豐度上，純上3小層白云石含量較高； 純上1、2小層白云石含量隨著埋深的增大而略微增多，局部層位偶有較高程度的白云石化，但整體含量偏低(圖 6)；(2)發(fā)育類型上，純上3小層主要為泥晶白云石(圖 2-H)，常見硬石膏、石鹽等堿性伴生礦物，為準同生期白云石化的產(chǎn)物，純上1、2小層多為微晶鐵白云石，晶粒粗大，自形程度好，具微弱霧心亮邊(圖 2-G)，具備埋藏成巖成因特征?？v向上，3400 m之下，對應(yīng)純上3小層，白云石以高豐度的早期泥晶白云石為主，3400 m之上，對應(yīng)純上1、2小層，白云石以低豐度的中晚期微晶鐵白云石為主。

5 成巖演化差異性對儲集層的影響

有利儲集層的成因機制及分布規(guī)律對陸相頁巖油勘探十分重要(Liuetal.， 2019)。在明確不同小層的成巖主導(dǎo)類型、反應(yīng)強度及成巖礦物組成等方面的差異性的基礎(chǔ)上，對比東營凹陷沙四上亞段各小層的成巖作用差異性特征，分析其對富有機質(zhì)泥頁巖儲集層質(zhì)量的影響。

5.1 方解石重結(jié)晶差異性演化對儲集層物性的影響

通過對亮晶方解石相對發(fā)育的巖心樣品進行有機碳含量與孔隙度分析，發(fā)現(xiàn)在有機質(zhì)的參與下，方解石的重結(jié)晶作用對儲集層物性的改造能力在垂向上有著明顯的差異性(圖 7)。純上1、2小層，TOC與孔隙度呈現(xiàn)良好的線性正相關(guān)(圖 7-A)，掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)亮晶方解石層內(nèi)發(fā)育大量次生溶孔(圖 7-B)，表明在該層段，生烴溶蝕背景下的方解石重結(jié)晶作用對儲集層物性具有良好的改善能力，尤其是純上2小層中，經(jīng)由此作用，孔隙度可以達到8%～13%(1小層為8%～10%)；純上3小層，TOC與孔隙度呈現(xiàn)出微弱的線性負相關(guān)，但經(jīng)由此作用，孔隙度仍可以達到6%～9%(圖 7-C)，掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)亮晶方解石層相對致密，結(jié)晶程度高(圖 7-D)。由于泥頁巖中的孔隙流體性質(zhì)基本保留了原始沉積水的性質(zhì)，盡管方解石的重結(jié)晶作用對于孔隙仍有較強的改善能力，但白云石、方解石、石膏等自生礦物的持續(xù)沉淀會進一步降低方解石重結(jié)晶晶間孔對泥頁巖儲集層的增孔貢獻。

A—純上1、2小層亮晶方解石樣品TOC與孔隙度相關(guān)關(guān)系圖； B—亮晶方解石層，層內(nèi)次生溶孔發(fā)育，樊頁1井，3376.9 m； C—純上3小層亮晶方解石樣品TOC與孔隙度相關(guān)關(guān)系圖； D—亮晶方解石層，層內(nèi)相對致密，樊頁1井，3420.64 m圖 7 渤海灣盆地東營凹陷樊頁1井沙四上亞段亮晶方解石巖心樣品TOC與孔隙度相關(guān)性及鏡下特征Fig.7 Correlation between TOC and porosity of sparry calcite core samples and their microscopic characteristics of the Es4U in Well Fanye-1 of Dongying sag，Bohai Bay Basin

5.2 黏土礦物差異性演化對儲集層物性的影響

A—純上1小層有利深度段黏土礦物含量與孔隙度相關(guān)關(guān)系； B—片狀黏土礦物晶間孔發(fā)育程度較低，巖石接觸緊密，樊頁1井，3298.16 m；C—純上2小層有利深度段黏土礦物含量與孔隙度相關(guān)關(guān)系； D—黏土礦物順層發(fā)育，晶間孔發(fā)育程度高，樊頁1井，3353.02 m；E—純上3小層有利深度段黏土礦物含量與孔隙度相關(guān)關(guān)系； F—黏土礦物充填于基質(zhì)礦物粒間孔內(nèi)，孔隙發(fā)育程度較低， 樊頁1井，3439.34 m圖 8 渤海灣盆地東營凹陷樊頁1井沙四上亞段黏土礦物含量與孔隙度相關(guān)性(有利深度段)及鏡下特征Fig.8 Correlation between clay mineral content and porosity(favorable depth section)and microscopic characteristics of samples from the Es4U in Well Fanye-1 of Dongying sag，Bohai Bay Basin

研究區(qū)沙四上亞段泥頁巖儲集層中，黏土礦物對各小層儲集層質(zhì)量的改善能力也存在差異。通過對比各小層孔隙度與黏土礦物含量發(fā)現(xiàn)，純上1小層中黏土礦物含量與孔隙度的相關(guān)性較差(圖 8-A)，結(jié)合掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)黏土礦物多為順層發(fā)育，受壓實作用影響彼此呈緊密接觸，對儲集層物性的改善較差(圖 8-B)；純上2小層中黏土礦物含量與孔隙度呈現(xiàn)出良好的正相關(guān)，受其影響下的最大孔隙度可達12%(圖 8-C)，結(jié)合掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，雖然此時黏土礦物仍以順層發(fā)育為主，但黏土礦物在轉(zhuǎn)化過程中釋放了大量的晶間孔(圖 8-D)，對于儲集層質(zhì)量的改善和孔隙連通性的提高有重要意義； 純上3小層中黏土礦物含量與孔隙度也呈現(xiàn)出較差的相關(guān)性，當黏土礦物含量相對較低時，可發(fā)育較高的孔隙度，反之則孔隙度相對降低(圖 8-E)，結(jié)合掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，此時黏土礦物主要以賦存于剛性礦物格架內(nèi)的針尖狀、絮狀伊利石為主(圖 8-F)，黏土礦物的轉(zhuǎn)化已近乎處于停滯狀態(tài)，該階段下由黏土礦物脫水轉(zhuǎn)化而來的次生孔隙相對有限，對儲集層的貢獻大大降低。

5.3 白云石差異性演化對儲集層的影響

研究區(qū)沙四上亞段存在2種類型的白云石，二者對儲集層的貢獻各有不同。相較而言，微晶鐵白云石豐度低，主要賦存于片狀的黏土礦物晶間孔內(nèi)，以“鑲嵌物”或“充填物”的形式與黏土礦物組合?！拌F白云石+黏土礦物”的礦物組合形式極大提高了黏土礦物整體的機械強度，避免其在轉(zhuǎn)化過程中進一步被擠壓成均質(zhì)的無孔形態(tài)，對于中深層強壓實作用下的泥頁巖孔隙的保存有著積極意義。

準同生期形成的泥晶白云石豐度較高、晶間孔發(fā)育、具備較強的抗壓實能力，有利于早期晶間孔隙的保存。同時，準同生期形成的泥晶白云石常與石膏、文石、高鎂方解石等易溶礦物伴生，這些易溶組分極易產(chǎn)生溶蝕(如早期表生環(huán)境下的大氣淡水淋濾、埋藏成巖過程中的酸性溶蝕)(董慶民等，2021)，形成早期的溶蝕孔或鑄膜孔，相較而言，不易溶的白云石可形成良好的孔隙格架，進而保存孔隙(趙文智等，2018)；同時，白云石含量較高的泥頁巖儲集層通常具有良好的脆性特征，對于脆性裂縫的發(fā)育具有重要意義(趙迪斐等，2021)。

對比研究區(qū)沙四上亞段各小層差異性成巖演化特征認為，廣泛發(fā)育的方解石重結(jié)晶晶間孔、有機質(zhì)生烴產(chǎn)生的超壓裂縫、黏土礦物轉(zhuǎn)化形成的晶間孔大大提高了純上2小層的儲集層質(zhì)量，同時，適中的鐵白云石含量提高了巖石整體的脆性，相對較高的有機質(zhì)豐度是形成優(yōu)質(zhì)烴源巖的物質(zhì)基礎(chǔ)，有利的熱演化程度促進了頁巖油的可動性，上述原因均可促使純上2小層成為東營凹陷沙四上亞段頁巖油潛在富集的有利層系。

6 結(jié)論

1)渤海灣盆地東營凹陷沙四上亞段成巖作用類型豐富，有機—無機協(xié)同成巖改造特征顯著，共發(fā)育壓實、膠結(jié)等7類成巖作用類型，主體處于中成巖A階段。

2)研究區(qū)方解石重結(jié)晶、黏土礦物轉(zhuǎn)化和白云石化作用在各小層的主導(dǎo)類型、反應(yīng)強度及成礦類型等方面存在差異。其中，方解石重結(jié)晶與黏土礦物轉(zhuǎn)化存在層段耦合性，二者均集中發(fā)育于純上2小層； 白云石具有更為明顯的垂向差異性，純上3小層以高豐度的泥晶白云石為主，純上1、2小層以低豐度的微晶鐵白云石為主。

3)研究區(qū)方解石重結(jié)晶、黏土礦物轉(zhuǎn)化和白云石化作用在各小層對儲集層的貢獻存在差異。其中，在堿性流體影響下，純上3小層中的重結(jié)晶方解石層較致密，微孔發(fā)育較差，而在生烴溶蝕背景下，純上1、2小層中的重結(jié)晶方解石成層性較好，內(nèi)部晶間溶蝕孔發(fā)育，對儲集層的改善能力強； 受物源輸入和生烴增壓的影響，黏土礦物轉(zhuǎn)化形成的晶間孔在純上2小層較發(fā)育，而純上1、3小層的黏土礦物晶間孔發(fā)育較差，對儲集層質(zhì)量的改善能力較弱； 純上3小層廣泛發(fā)育的白云石晶間孔有利于巖石整體儲集性能的提升，而純上1、2小層發(fā)育的微晶鐵白云石豐度低、類型好，可作為骨架礦物發(fā)育于層狀黏土礦物晶間孔內(nèi)，具有良好的孔隙保存能力。