陸西凹陷九下段火山巖屑砂巖儲層成巖作用

摘要：陸西凹陷九下段砂巖主要為火山巖巖屑含量高的巖屑砂巖及長石巖屑砂巖，成巖階段為中成巖A期，主要成巖作用類型包括機械壓實作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶蝕作用、充填作用;其中溶解作用對儲集空間主要起建設性的作用，而機械壓實作用、交代作用、膠結(jié)作用、充填作用對儲集空間主要起破壞性的作用。

關鍵詞：陸西凹陷;九下段;成巖作用;火山巖屑砂巖

1?巖石學特征

根據(jù)研究區(qū)九佛堂組下段332塊巖石薄片（包括鑄體和普通薄片）的鏡下統(tǒng)計結(jié)果，砂巖儲層類型主要以巖屑長石砂巖為主，次為長石巖屑砂巖。分析九下段砂巖各組分，巖屑含量高，分布為42.0%～91.0%，平均為77.4%;長石含量次之，分布為4.0%～40.0%，平均為17.1%;石英含量較低，分布為2.0%～15.0%，平均為5.5%;填隙物包括雜基和膠結(jié)物，其中雜基分布為1.0%～30.0%、平均為8.7，膠結(jié)物分布為1.0%～28.0%、平均為10.3%。

2?成巖作用類型及階段劃分

2.1 成巖作用類型

（1）機械壓實作用

由于研究區(qū)砂巖火山巖巖屑含量高，使砂巖具有較強的塑性和壓實敏感性，因此機械壓實作用主要在火山巖屑砂巖中存在，鏡下表現(xiàn)為碎屑顆粒之間以線接觸和點-線接觸為主，支撐方式主要為顆粒支撐，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，壓實使得火山巖屑砂巖儲層物性變差。

（2）膠結(jié)作用

研究區(qū)成巖自生礦物由伊/蒙混層、高嶺石、伊利石等粘土及硅質(zhì)、沸石、鈉長石、碳酸鹽礦物組成，膠結(jié)作用主要形式為碳酸鹽和自生粘土礦物膠結(jié)，其次為硅質(zhì)膠結(jié)，偶見長石次生加大膠結(jié)。碳酸鹽主要組分為方解石，鐵方解石、鐵白云石，交代碎屑顆粒和其他自生礦物。伊/蒙混層、高嶺石、伊利石等自生粘土礦物多呈孔隙充填式及襯墊式產(chǎn)出，鈉長石、沸石呈自形晶體，以充填孔隙形式出現(xiàn)。研究區(qū)石英及長石次生加大較弱，但是作為孔隙充填的硅質(zhì)膠結(jié)物在研究區(qū)儲層中普遍發(fā)育，常與鐵白云石等碳酸鹽及自生粘土礦物共生。

（3）交代作用

研究區(qū)砂巖中碳酸巖交代碎屑顆粒，主要是交代長石顆粒及火成巖巖屑。表現(xiàn)為充填于粒間孔隙中的碳酸鹽膠結(jié)物沿著顆粒邊緣進行交代，使顆粒邊界呈現(xiàn)出不同程度的鋸齒狀或港灣狀，甚至將顆粒大部分交代，僅保留顆粒假象。

（4）溶解作用

研究區(qū)儲層發(fā)生了較強的溶蝕作用，溶蝕的主要作用對象是長石，其次為巖屑。長石溶蝕強烈者則形成鑄模孔或與粒間溶孔連通，此類溶孔對儲層有效孔隙貢獻較大。巖屑溶蝕通常是對巖屑組分選擇性溶蝕，通常溶蝕規(guī)模較小，形成的溶蝕孔隙小于長石溶孔，此類溶孔對儲層有效孔隙貢獻相對較小。

（5）充填作用

研究區(qū)主要表現(xiàn)為粘土礦物、硅質(zhì)等充填粒間孔。

（a）顆粒點-線接觸，不等粒巖屑砂巖，廟9井763.89m，單偏光25倍;

（b）方解石充填粒間、并交代填隙物及碎屑，灰質(zhì)不等粒巖屑砂巖，廟6井889m，正交偏光100倍;

（c）粒間硅質(zhì)膠結(jié)，中-細粒巖屑砂巖，廟31井1218.0m，正交偏光50倍;

（d）綠泥石、碳酸鹽充填孔隙，含碳酸鹽不等粒巖屑砂巖，廟13井1240m，放大1000倍;

（e）顆粒溶孔，極細-細粒巖屑砂巖，廟9井765.39m，放大1600倍;

（f）顆粒的溶蝕，含碳酸鹽不等粒巖屑砂巖，廟13井1240m，單偏光100倍

2.2成巖階段劃分

（1）自生礦物

研究區(qū)巖石中自生礦物包括粘土礦物、次生石英、沸石、鈉長石等。粘土礦物主要包括高嶺石、伊利石、伊/蒙混層及綠泥石等，高嶺石呈書頁狀或蠕蟲狀分布，伊利石呈針狀、絲發(fā)狀分布，綠泥石呈絨球狀、葉片狀分布;隨著深度增加，同一口井伊/蒙混層向伊利石、綠泥石轉(zhuǎn)化;伊利石質(zhì)量分數(shù)呈增加趨勢，綠泥石變化不明顯;總體上，研究區(qū)伊/蒙混層中混層比多在30%～35%之間，研究區(qū)石英、長石次生加大呈Ⅱ～Ⅲ級，根據(jù)石油天然氣行業(yè)標準（SY/5477-2003），判定研究區(qū)大部分巖石處于中成巖A期。

溶解作用

研究區(qū)儲層發(fā)生了較強的溶蝕作用，遭受溶蝕作用的主要為長石顆粒，形成了大量的溶蝕型次生孔隙。根據(jù)石油天然氣行業(yè)標準（SY/5477-2003），判定研究區(qū)巖石大部分處于中成巖A期。

自生礦物包裹體測溫

研究區(qū)自生礦物種類較多，含量分布差異大。選擇具有代表性的方解石及石英自生礦物，測定其內(nèi)包裹體的均一溫度，分布在85～105、105～125、125～145℃和145～165℃四個區(qū)間。其中均一溫度分布在85～105℃之間的最多，約占53.6%;溫度分布在105～125℃之間的次之，約占30.4%;溫度分布在125～145℃及145～165℃之間的較少，分別為5.4%、10.7%。根據(jù)石油天然氣行業(yè)標準（SY/5477-2003），判定研究區(qū)巖石大部分處于中成巖A期，少量處于中成巖B期。

4?成巖作用對儲層的影響

溶解作用形成的次生孔隙，有利于儲層物性的改善。長石溶蝕作用對儲層次生孔隙的改造起決定性作用，巖屑和膠結(jié)物溶蝕對儲層物性改善影響較弱。分析研究區(qū)儲層巖石學特征，儲層巖性主要為巖屑砂巖，次為長石巖屑砂巖，長石含量4%～40%，為后期溶蝕作用提供一定的物質(zhì)基礎。

火山巖屑砂巖由于塑性含量高，壓實作用對儲集空間影響較大，顆粒之間以線接觸為主，使孔隙變小。火山巖屑砂巖中碳酸鹽及粘土等礦物發(fā)育，膠結(jié)作用、充填作用使得儲集空間明顯變小，其交代作用雖然伴隨著溶解作用，但交代作用使顆粒和填隙物連在一起，封堵了粒間及粒內(nèi)孔隙，物性變差。

5?結(jié)論

（1）陸西凹陷九下段火山巖屑砂巖以巖屑砂巖為主，次為長石巖屑砂巖。

（2）其成巖作用包括機械壓實作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶解作用、充填作用。

（3）機械壓實作用、膠結(jié)作用、交代作用、充填作用使火山巖屑砂巖儲層變差，溶蝕作用改善了儲層孔隙結(jié)構(gòu)及物性。

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作者簡介：

郭鵬超（1981—），女，畢業(yè)于中國地質(zhì)大學（北京），碩士，現(xiàn)從事巖礦儲層研究工作。