朱曉燕，田隨良，劉建勛，李文偉

(中石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶陽(yáng) 745100)

環(huán)縣-西峰地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，伊陜斜坡西南緣(圖1)。長(zhǎng)9油層組沉積期，主要發(fā)育一套河控湖泊三角洲沉積體系［1-2］(圖2)。在研究區(qū)已實(shí)施的鉆井X62、B257、M61等井中獲得工業(yè)油流，表明長(zhǎng)9油層組有望成為研究區(qū)重要的評(píng)價(jià)和石油接替層系。但是，目前對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)9油層組儲(chǔ)集砂體特征的認(rèn)識(shí)和研究還不夠系統(tǒng)和深入，影響著對(duì)長(zhǎng)9油層組的勘探評(píng)價(jià)。為此，本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)影響長(zhǎng)9油層組儲(chǔ)集砂體儲(chǔ)集性的自生綠泥石的產(chǎn)狀、成因及其與形成環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究，為指導(dǎo)后期的勘探、評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。

1 自生綠泥石產(chǎn)狀

通過(guò)對(duì)研究區(qū)大量薄片的觀察，可以看出環(huán)縣-西峰地區(qū)長(zhǎng)9油層組儲(chǔ)集砂巖中自生綠泥石最主要的賦存狀態(tài)是以孔隙的環(huán)邊襯里(部分文獻(xiàn)稱為顆粒包膜)出現(xiàn)的［1-3］，這種綠泥石的產(chǎn)出狀態(tài)具有如下幾個(gè)特點(diǎn):

圖1 環(huán)縣-西峰地區(qū)區(qū)域位置圖Fig.1 Location of the Huanxian-Xifeng region，Ordos Basin

(1)在顆粒接觸處，通常缺乏綠泥石膠結(jié)物，因而作為孔隙襯里的自生綠泥石，有時(shí)也作為環(huán)邊生長(zhǎng)在顆粒四周，即表現(xiàn)為環(huán)邊形式，同時(shí)顆粒的接觸關(guān)系主要為點(diǎn)接觸和線接觸(圖3a-d)，且塑性顆粒己發(fā)生變形(圖3d)。

(2)存在自生綠泥石的砂巖，通常具有比較低的顆粒接觸強(qiáng)度(點(diǎn)接觸-線接觸，圖3c)，常與經(jīng)歷類似埋藏深度而不發(fā)育綠泥石的砂巖顆粒間的線接觸-凹凸接觸形成強(qiáng)烈的對(duì)照。

(3)這種孔隙環(huán)邊襯里的綠泥石通常是垂直顆粒生長(zhǎng)的，且是定向的和近于等厚的(圖4a-b)。

(4)綠泥石沉淀后會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，因而在不同時(shí)間生長(zhǎng)的綠泥石可具有不同的元素構(gòu)成(黃思靜等，2004)，相對(duì)早期的綠泥石較為富鐵，而相對(duì)晚期的綠泥石鐵含量相對(duì)較低。前人(Jahern J S，et al，1989)的研究表明，綠泥石中Fe/Mg比值的變化并不是溫度/深度的函數(shù)，而是孔隙流體成分的反映;因而，不同世代綠泥石的元素構(gòu)成的差別可能反映了綠泥石從沉淀到繼續(xù)生長(zhǎng)的各成巖階段孔隙水中鐵離子的消耗和Fe/Mg比值的降低。

圖3 環(huán)縣-西峰地區(qū)長(zhǎng)9自生綠泥石砂巖鑄體薄片F(xiàn)ig.3 Cast sections of the authigenic chlorite from the sandstone reservoirs in the Chang-9 oil measures in the Huanxian-Xifeng region

圖4 環(huán)縣-西峰地區(qū)長(zhǎng)9自生綠泥石砂巖掃描電鏡照片F(xiàn)ig.4 Scanning electron micrographs of the authigenic chlorite from the sandstone reservoirs in the Chang-9 oil measures in the Huanxian-Xifeng region

(5)綠泥石沉淀后會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)的另一個(gè)證據(jù)是綠泥石可圍繞自生石英生長(zhǎng)，并逐漸包裹石英(圖4b-d)，說(shuō)明綠泥石環(huán)邊形成后繼續(xù)生長(zhǎng)的時(shí)間至少持續(xù)到了自生石英沉淀作用開始以后的成巖階段。

(6)在綠泥石膠結(jié)作用發(fā)生的地方，很少有自生石英的生長(zhǎng)，更沒(méi)有綠泥石環(huán)邊膠結(jié)物在石英膠結(jié)物之上生長(zhǎng)的現(xiàn)象，顯示環(huán)邊綠泥石對(duì)孔隙流體的隔絕作用和對(duì)石英成核的限制作用(圖4b-d)。

(7)綠泥石環(huán)邊經(jīng)常在溶解的骨架顆粒的邊界上形成一種綠泥石環(huán)邊包圍孔隙的結(jié)構(gòu)(圖3a，圖4b-d)，該特征類似于鑄?？?，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)綠泥石在溶解的長(zhǎng)石粒內(nèi)孔中形成環(huán)邊，而自生高嶺石則經(jīng)常發(fā)育在長(zhǎng)石等的溶蝕次生孔隙中。

2 自生綠泥石成因

根據(jù)研究區(qū)長(zhǎng)9油層組儲(chǔ)集砂巖中自生綠泥石的賦存狀態(tài)及相應(yīng)的巖石學(xué)特征，其形成機(jī)理包括以下幾個(gè)方面［1-5］:

(1)綠泥石形成于成巖環(huán)境。因?yàn)?，長(zhǎng)9油層組中綠泥石呈一種近于等厚的環(huán)邊，如果綠泥石的沉淀作用發(fā)生在沉積期或沉積作用以前，顆粒上的包膜總會(huì)表現(xiàn)為在一些地方較厚，而在另一些地方較薄或缺乏，因?yàn)槌练e與搬運(yùn)水體不會(huì)是靜止的。

(2)綠泥石形成于早成巖階段早期。綠泥石環(huán)邊形成的時(shí)候，機(jī)械壓實(shí)作用己使沉積顆粒進(jìn)入接觸階段，并己調(diào)整到它們目前的相對(duì)關(guān)系。得出這種結(jié)論的主要依據(jù)是顆粒接觸處沒(méi)有自生綠泥石，因此環(huán)邊綠泥石的沉淀開始于壓實(shí)作用已進(jìn)行到導(dǎo)致顆粒目前接觸關(guān)系的早成巖階段早期甚至更早，這與眾多前人的觀察和研究結(jié)果一致(如Billault，2003，黃思靜，2004年)。

(3)綠泥石環(huán)邊沉淀開始的時(shí)間應(yīng)在大多數(shù)長(zhǎng)石溶解之前。因?yàn)樵谌芙獾拈L(zhǎng)石粒內(nèi)孔中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)綠泥石形呈環(huán)邊，卻大量存在綠泥石環(huán)邊包圍長(zhǎng)石溶解形成的鑄?？椎慕Y(jié)構(gòu)。

(4)盡管綠泥石的沉淀作用開始于成巖作用的較早階段，但在以后的埋藏成巖過(guò)程中，這些綠泥石仍然繼續(xù)定向生長(zhǎng)，它們包裹自生石英(圖4ef)，說(shuō)明自生綠泥石的繼續(xù)生長(zhǎng)己持續(xù)到自生石英沉淀后的較晚成巖階段。如果沒(méi)有埋藏成巖過(guò)程中綠泥石的持續(xù)生長(zhǎng)，它們不可能較大幅度地提高巖石的機(jī)械強(qiáng)度和抗壓實(shí)能力。

(5)綠泥石的形成需要同沉積的富鐵沉積物，這在三角洲沉積環(huán)境尤其是三角洲前緣環(huán)境中是很容易實(shí)現(xiàn)的。河流會(huì)帶來(lái)豐富的溶解鐵(如風(fēng)化和搬運(yùn)過(guò)程中黑云母等暗色礦物水化析出的鐵)，在河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩等沉積環(huán)境中，因沉積盆地電解質(zhì)的加入發(fā)生絮凝而形成含鐵沉積物，這種含鐵沉積物將為成巖過(guò)程中綠泥石環(huán)邊的形成提供豐富的鐵的來(lái)源。

(6)從圖4a-e可以看出，早成巖階段形成的以孔隙襯里產(chǎn)出的自生綠泥石是三角洲前緣(如分流河道)沉積環(huán)境的良好的標(biāo)志。在鄂爾多斯盆地，砂巖中以孔隙環(huán)邊襯里方式產(chǎn)出的綠泥石最為發(fā)育地區(qū)也是三角洲前緣最為發(fā)育的地區(qū)。在時(shí)間上，從長(zhǎng)6到長(zhǎng)1時(shí)期，隨著古陸的夷平和物源供給的減少，三角洲的建設(shè)能力降低，自生綠泥石的含量也逐漸降低。

圖5 環(huán)縣-西峰地區(qū)長(zhǎng)9油層組自生綠泥石發(fā)育平面分布圖Fig.5 Planar distribution of the authigenic chlorite from the sandstone reservoirsin the Chang-9 oilmeasuresin the Huanxian-Xifeng region

3 自生綠泥石分布特征及其對(duì)應(yīng)的沉積環(huán)境

圖6 環(huán)縣-西峰地區(qū)長(zhǎng)9油層組沉積相平面分布圖Fig.6 Planar distribution of the sedimentary facies in the Chang-9 oil measures in the Huanxian-Xifeng region

研究區(qū)自生綠泥石的沉淀作用發(fā)生在沉積期后，而綠泥石的形成需要同沉積的富鐵沉積物，河流會(huì)帶來(lái)豐富的溶解鐵，在河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩等沉積環(huán)境中因沉積盆地電解質(zhì)的加入發(fā)生絮凝而形成含鐵沉積物。因此，自生綠泥石發(fā)育的層段，可以判識(shí)為三角洲前緣沉積環(huán)境［3-5］。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)30口井共126塊長(zhǎng)9油層組樣品的掃描電鏡和薄片觀察，編繪出了長(zhǎng)9自生綠泥石發(fā)育分布特征圖(圖5)。由于研究區(qū)長(zhǎng)9油層組湖岸線擺動(dòng)頻繁，缺乏穩(wěn)定的湖岸線，通過(guò)對(duì)典型井沉積構(gòu)造和植物化石及煤層的分布特征進(jìn)行分析，結(jié)合植物根跡化石、煤層和浪成交錯(cuò)層理的發(fā)育情況，可以推測(cè)湖岸線進(jìn)、退擺動(dòng)的活動(dòng)范圍。研究區(qū)環(huán)縣-馬嶺-寧縣一線以東發(fā)育自生綠泥石，分析認(rèn)為該區(qū)域位于水下三角洲前緣沉積環(huán)境，與該期沉積相平面分布圖具有明顯的一致性(圖6)。因此，研究區(qū)內(nèi)自生綠泥石的分布對(duì)應(yīng)于三角洲前緣沉積環(huán)境。

4 結(jié)論

(1)環(huán)縣-西峰地區(qū)長(zhǎng)9砂巖中自生綠泥石主要以孔隙的環(huán)邊襯里形式出現(xiàn)。

(2)綠泥石形成于早成巖階段早期，其形成需要同沉積的富鐵沉積物的存在。

(3)在研究區(qū)環(huán)縣-馬嶺-寧縣一線以東分布著自生綠泥石，對(duì)應(yīng)辮狀河三角洲前緣水下沉積環(huán)境。

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