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四川盆地南部寒武系碳酸鹽巖成巖作用特征及對(duì)儲(chǔ)層的影響

2015-12-11 08:43雷和金李國(guó)蓉周吉羚高魚偉
關(guān)鍵詞:儲(chǔ)集白云石成巖

雷和金,李國(guó)蓉,2,周吉羚,高魚偉,申 滔,符 浩,李 輝

(1.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院,四川 成都 610059; 2.成都理工大學(xué) 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610059)

0 引言

碳酸鹽巖儲(chǔ)層油氣資源豐富,它蘊(yùn)含的油氣約為世界油氣資源的1/2[1-4].由于成巖作用及儲(chǔ)滲空間演化具有復(fù)雜性[5-6],增加碳酸鹽巖儲(chǔ)層的開采難度.在沉積過(guò)程中,碳酸鹽巖孔隙演化在一定程度上受成巖作用控制[6-7],成巖作用與儲(chǔ)滲空間演化分析是油氣開采的重要向?qū)7],因此成巖作用的研究對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的勘探與開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義.

近年來(lái),隨著威遠(yuǎn)氣田的發(fā)現(xiàn),使四川盆地寒武系油氣潛力得到重新認(rèn)識(shí).2012年,川中古隆起磨溪地區(qū)發(fā)現(xiàn)龍王廟組氣藏,探明含氣面積為779.9km2,探明油氣儲(chǔ)量達(dá)到4 403.8×108m3[8].徐春春等[9]通過(guò)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及成烴演化分析油氣聚集規(guī)律;鄒才能等[8]通過(guò)對(duì)寒武系巖相古地理、沉積相、成藏等方面研究分析儲(chǔ)層形成機(jī)制與分布區(qū)塊;袁立等[10]通過(guò)對(duì)層序及沉積特征方面研究探討儲(chǔ)層的發(fā)育分布;徐世琦等[11]利用構(gòu)造與沉積相分析有利的油氣聚集場(chǎng)所.對(duì)四川盆地寒武系成巖作用研究相對(duì)較少,根據(jù)樂(lè)山范店、金沙巖孔、金佛山三匯場(chǎng)剖面樣品的巖石學(xué)特征,結(jié)合地球化學(xué)資料,筆者分析成巖作用類型,研究?jī)?chǔ)滲空間形成的機(jī)制,進(jìn)而探討儲(chǔ)層形成的主控因素,為研究區(qū)儲(chǔ)層演化研究、油氣勘探理論與實(shí)踐提供依據(jù).

1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地是在上揚(yáng)子克拉通基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的大型多旋回疊合盆地,是上揚(yáng)子克拉通內(nèi)受北東向和北西向交叉的深大斷裂控制形成的菱形構(gòu)造盆地.研究區(qū)位于四川盆地南部,東至豐都、道真,南至敘永、興文,西以甘洛、寶興為界,北至大邑、簡(jiǎn)陽(yáng)、遂寧一帶(見(jiàn)圖1).由于寒武系地層較老,在漫長(zhǎng)的地層演化過(guò)程中,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)復(fù)雜,先后經(jīng)歷加里東、遵義、海西等多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),從而形成現(xiàn)今復(fù)雜的地貌特征.

圖1 研究區(qū)構(gòu)造帶劃分Fig.1 The tectonic location map in the study area

2 成巖作用特征

在漫長(zhǎng)的成巖演化過(guò)程中,四川盆地南部寒武系碳酸鹽巖地層成巖作用較為復(fù)雜,不同成巖階段經(jīng)歷成巖作用形成現(xiàn)今的孔隙體系.根據(jù)研究區(qū)樂(lè)山范店、金沙巖孔、金佛山三匯場(chǎng)等巖石薄片的觀察和分析,可識(shí)別的成巖作用類型包括海底膠結(jié)作用、白云石化作用、溶蝕作用、壓實(shí)壓溶作用、破裂作用、重結(jié)晶作用和充填作用等(見(jiàn)圖2).

2.1 白云石化作用

通過(guò)巖心、巖屑薄片觀察與分析,識(shí)別4類白云石化作用,即蒸發(fā)泵、滲透回流、埋藏和熱液.同生期蒸發(fā)泵、滲透回流白云石化作用主要形成粉—微晶白云石、細(xì)—粉晶它形白云石(見(jiàn)圖2(b));這兩類白云石在研究區(qū)發(fā)育最為廣泛,且白云石化較為徹底,難以辨別原巖組構(gòu).淺埋藏白云石化作用主要在研究區(qū)細(xì)晶霧芯亮邊白云石、細(xì)晶半自形—它形白云石中可見(jiàn).熱液白云石化作用識(shí)別標(biāo)志為構(gòu)造裂縫和溶蝕縫洞內(nèi)鞍狀白云石;這類白云石為典型的熱液礦物,通常晶體巨大,為粗晶—極粗晶,具有波狀消光特征.

2.2 溶蝕作用

研究區(qū)寒武系碳酸鹽巖主要存在3期溶蝕作用:第一期溶蝕作用為研究區(qū)發(fā)生時(shí)間最早的,發(fā)生于同生成巖階段,識(shí)別標(biāo)志為顆粒鑄???、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔,可見(jiàn)瀝青充填(見(jiàn)圖2(g)),主要發(fā)育于潮坪亞相,臺(tái)內(nèi)灘也有發(fā)育.第二期溶蝕作用表現(xiàn)為不規(guī)則溶蝕縫洞及膏溶孔洞的形成(見(jiàn)圖2(h)),識(shí)別標(biāo)志為縫洞內(nèi)鞍狀白云石生長(zhǎng),部分有長(zhǎng)柱狀石英晶體生長(zhǎng),在潮坪亞相和瀉湖亞相較為發(fā)育,由于縫洞內(nèi)被鞍狀白云石和石英等熱液礦物充填,推測(cè)溶蝕作用發(fā)生于中—晚成巖階段,與熱液作用有關(guān).第三期溶蝕作用為發(fā)生時(shí)間最晚的,發(fā)育不受沉積相影響,為表生期大氣水溶蝕,識(shí)別標(biāo)志為晶間溶孔的發(fā)育,以及在鹽膏部位發(fā)生的溶蝕而形成的膏模孔等,局部可見(jiàn)方解石充填(見(jiàn)圖2(i)).由于受構(gòu)造作用影響,地層抬升后暴露地表,大氣水進(jìn)入白云巖斑塊部位,對(duì)晶間充填物進(jìn)行選擇性溶蝕,從而形成晶間溶孔.

2.3 海底膠結(jié)作用

研究區(qū)海底膠結(jié)作用主要在海底成巖、埋藏成巖環(huán)境中發(fā)育(見(jiàn)圖2(a)).由于海底膠結(jié)作用發(fā)生時(shí)間比較早,形成的方解石主要以泥晶、微晶為主,海底膠結(jié)作用在研究區(qū)發(fā)育并不普遍,只在潮間帶、生物礁等特定沉積環(huán)境發(fā)育,顯示膠結(jié)作用較弱、局部發(fā)育的特征.埋藏環(huán)境中,海底膠結(jié)作用主要表現(xiàn)為方解石、瀝青充填膠結(jié)于次生溶蝕孔、洞、縫.

2.4 壓實(shí)壓溶作用

壓實(shí)壓溶作用是碳酸鹽巖地層中最為普遍的成巖作用之一,主要發(fā)生在埋藏成巖環(huán)境中,埋藏深度和上覆載荷厚度是最主要的控制因素,以壓溶縫合線發(fā)育為標(biāo)志(見(jiàn)圖2(c)).通過(guò)研究區(qū)薄片觀察,在樂(lè)山范店、金佛山三匯場(chǎng)剖面可見(jiàn)明顯的壓實(shí)壓溶作用現(xiàn)象.壓實(shí)作用造成沉積物脫水,顆粒間距離變小,從而導(dǎo)致孔隙度降低、巖石密度增大.另外,方解石膠結(jié)所需的CaCO3部分來(lái)源于壓溶作用的產(chǎn)物.因此,壓實(shí)壓溶作用對(duì)研究區(qū)碳酸鹽巖儲(chǔ)集性具有較大的破壞作用.

圖2 研究區(qū)地層成巖作用類型Fig.2 Diagenesis types in the study area

2.5 破裂作用

碳酸鹽巖具有脆性,易發(fā)育破裂作用;破裂作用能夠產(chǎn)生構(gòu)造裂縫、破碎帶和斷裂等,有利于改善碳酸鹽巖地層的儲(chǔ)滲性能,提供油氣的運(yùn)移通道.寒武系地層先后經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),如遵義上升運(yùn)動(dòng)、海西早期廣西祁連運(yùn)動(dòng)等,導(dǎo)致研究區(qū)破裂作用較為發(fā)育.通過(guò)巖心和薄片觀察,結(jié)合地質(zhì)背景,發(fā)現(xiàn)存在3期構(gòu)造裂縫為加里東運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物.第一期構(gòu)造裂縫縫內(nèi)基本已被充填,局部可見(jiàn)構(gòu)造裂縫被溶蝕縫切割現(xiàn)象(見(jiàn)圖2(d));第二期構(gòu)造裂縫縫內(nèi)可見(jiàn)方解石半充填或充填;第三期構(gòu)造裂縫產(chǎn)狀不一,基本未被充填(見(jiàn)圖2(e)),可見(jiàn)沿縫溶蝕孔洞,有利于儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間的形成.

2.6 重結(jié)晶作用

研究區(qū)重結(jié)晶作用主要發(fā)生于埋藏成巖環(huán)境.通過(guò)薄片觀察,重結(jié)晶后原巖組構(gòu)破壞較大,難以辨別.在同生成巖階段,基本不發(fā)生重結(jié)晶作用,隨著埋藏加深,重結(jié)晶作用主要表現(xiàn)為白云石晶體由粉晶、微晶向細(xì)晶結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變[12],白云石晶體的增大導(dǎo)致晶間孔相對(duì)于重結(jié)晶前更為發(fā)育[13],且晶間孔內(nèi)可見(jiàn)瀝青充填,說(shuō)明曾為有效的油氣儲(chǔ)集空間,對(duì)儲(chǔ)層的發(fā)育具有一定的貢獻(xiàn)作用.

2.7 充填作用

作為成巖作用的產(chǎn)物——充填物保留一些成巖演化及油氣藏形成、破壞的信息[14].研究區(qū)樣品大多只見(jiàn)一個(gè)世代的充填礦物,局部可見(jiàn)兩個(gè)世代的充填礦物[14].充填礦物可為白云石、方解石、瀝青等.研究區(qū)常見(jiàn)鞍狀白云石充填溶蝕孔縫和構(gòu)造裂縫,方解石或白云石充填于溶蝕孔洞(見(jiàn)圖2(f)),充填作用的發(fā)育使油氣藏儲(chǔ)滲空間大大降低,具有較大破壞作用.

3 成巖作用序列

根據(jù)成巖作用時(shí)間的差異性及成巖環(huán)境的不同劃分4個(gè)階段,即同生成巖階段對(duì)應(yīng)海底成巖環(huán)境、早成巖階段對(duì)應(yīng)淺—中埋藏環(huán)境、中成巖階段對(duì)應(yīng)中—深埋藏環(huán)境、晚成巖階段對(duì)應(yīng)深埋藏環(huán)境(見(jiàn)圖3).

圖3 研究區(qū)成巖序列及儲(chǔ)層演化Fig.3 The sequence of diagenesis and reservoir evolution in the stady area

由圖3可知,根據(jù)對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性的影響可將成巖作用分為建設(shè)性與破壞性[15-20].其中膠結(jié)作用、壓實(shí)壓溶作用、充填作用導(dǎo)致儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間的減少,對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性具有破壞性的作用;多期白云石化作用、多期溶蝕作用、重結(jié)晶作用、破裂作用等有利于儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間的形成,對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性具有建設(shè)性的作用.

4 碳氧同位素特征

碳氧同位素在一定程度上可以反映樣品的成巖蝕變程度,并且可以很好地指示巖樣形成的古鹽度和古溫度.人們利用碳氧同位素值分析碳酸鹽巖成巖流體來(lái)源與成巖環(huán)境[21-24].

由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為頻繁,研究區(qū)碳酸鹽巖地層導(dǎo)致原生沉積特征并不是影響儲(chǔ)層儲(chǔ)集性的主要控制因素,后期成巖作用所形成的次生孔洞縫對(duì)儲(chǔ)層的影響更為重要.研究區(qū)白云巖儲(chǔ)層及溶蝕孔洞縫、晶間孔洞縫等儲(chǔ)集空間廣泛發(fā)育,表明優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的主控因素主要為多期溶蝕作用和白云石化作用.其中白云石化作用是基礎(chǔ),溶蝕作用是關(guān)鍵.以3個(gè)剖面的白云石、方解石樣品為研究對(duì)象,根據(jù)碳氧同位素特征,分析溶蝕作用與白云石化作用流體來(lái)源,從而解釋成巖作用機(jī)理及儲(chǔ)滲意義.

4.1 白云石δ13CPDB、δ18 OPDB值特征

實(shí)驗(yàn)共采集21個(gè)樣品,其中有7個(gè)采集于樂(lè)山范店剖面,4個(gè)采集于金沙巖孔剖面,5個(gè)采集于金佛山三匯場(chǎng)剖面,金石1井、西門1井共采集5個(gè)樣品(見(jiàn)表1).

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利用投點(diǎn)繪制不同白云巖碳氧同位素值交匯圖,并根據(jù)δ13CPDB、δ18OPDB值特征的差異性劃分為兩個(gè)區(qū)域(見(jiàn)圖4):

區(qū)域Ⅰ:巖石類型包括粉—微晶白云巖、細(xì)—粉晶白云巖、細(xì)晶白云巖,δ13CPDB、δ18OPDB值較為相似且相對(duì)較大,指示成巖流體的相似性.粉—微晶白云巖δ13CPDB值分布在-1.87‰~-0.93‰之間,平均為-0.68‰;δ18OPDB值分布在-4.48‰~-6.25‰之間,平均為-5.58‰.細(xì)—粉晶白石巖δ13CPDB值分布在-1.87‰~-2.49‰之間,平均為-2.11‰;δ18OPDB值主要分布在-6.27‰~-7.20‰之間,平均為-6.75‰.細(xì)晶白云巖δ13CPDB值分布在-1.87‰~-1.98‰之間,平均為-1.92‰;δ18OPDB值分布在-6.85‰~-7.20‰之間,平均為-7.02‰.

區(qū)域Ⅱ:巖石類型主要為鞍狀白云石,δ18OPDB值出現(xiàn)異常偏低現(xiàn)象.溶蝕孔洞內(nèi)充填的鞍狀白云石δ13CPDB、δ18OPDB值具明顯降低趨勢(shì).在該區(qū)域所有白云石類型中δ13CPDB、δ18OPDB值最小,δ13CPDB值分布在0.34‰~-4.76‰之間,平均為-2.31‰;δ18OPDB值分布在-8.88‰~-12.64‰之間,平均為-10.81‰.膏溶孔洞內(nèi)充填的鞍狀白云石δ13CPDB、δ18OPDB值較低,δ13CPDB值分布在-1.01‰~-1.87‰之間,平均為-1.31‰;δ18OPDB值分布在-9.12‰~-10.53‰之間,平均為-9.75‰.

圖4 研究區(qū)白云石δ13 CPDB、δ18 OPDB值交匯Fig.4 Theδ13 CPDB,δ18 OPDBvalue intersection graph of dolomite

4.2 成巖流體δ13CPDB、δ18 OPDB值特征

4.2.1 白云石化作用

杜小弟等研究海相碳酸鹽巖在寒武紀(jì)時(shí)期δ18OPDB值平均為-4.00‰~-6.00‰[24].同生成巖期形成的粉—微晶白云巖、細(xì)—粉晶白云巖δ18OPDB值平均分別為-5.58‰、-6.75‰,相對(duì)較高,多分布于研究區(qū)潮坪沉積相帶,表征白云石化模式為超咸水環(huán)境的蒸發(fā)泵、滲透回流模式,其白云石化作用流體為正?;蚪?jīng)蒸發(fā)濃縮的海水,成巖環(huán)境鹽度較高,因此δ18OPDB值較高.早成巖期形成的細(xì)晶白云石δ18OPDB值平均為-7.02‰,近似于該區(qū)域海水δ18OPDB值,因此白云石化流體為孔隙中滲流的海水及層間地層水.溶蝕孔洞內(nèi)鞍狀白云石δ18OPDB值分布在-7.98‰~-12.64‰之間,相對(duì)較低,分布較散.表明鞍狀白云石受到熱液作用,受埋藏深度的影響成巖溫度較高,促進(jìn)氧同位素的熱分餾作用[25],使δ18OPDB值具有明顯的負(fù)向偏移趨勢(shì).研究區(qū)粉—微晶白云巖→細(xì)—粉晶白云巖→細(xì)晶白云巖→鞍狀白云石δ18OPDB值呈明顯的遞減趨勢(shì)(見(jiàn)圖5),說(shuō)明δ18OPDB值與埋藏深度呈負(fù)相關(guān)性.

研究區(qū)白云巖δ13CPDB值相對(duì)于δ18OPDB值變化較小,主要分布在0.00‰~-3.00‰之間,粉—微晶白云巖δ13CPDB值平均為-0.86‰,與未受成巖作用改造的海相灰?guī)rδ13CPDB值(0.93‰~-1.10‰)相近,原因主要為粉—微晶白云石是由文石、方解石等碳酸鈣礦物發(fā)生交代作用而形成的,且碳的來(lái)源為同時(shí)期的海水,對(duì)研究區(qū)正常海相灰?guī)rδ13CPDB值具有一定的繼承性.細(xì)晶白云巖δ13CPDB值逐漸降低,但氧同位素值變化不大,不受大氣淡水的影響,是由富含輕碳同位素的有機(jī)質(zhì)生烴產(chǎn)生的CO2所致.受熱液流體的影響,鞍狀白云石δ13CPDB值相對(duì)于正常的碳酸鹽巖逐漸減小.

研究區(qū)白云巖δ18OPDB值分布相對(duì)較廣,對(duì)成巖蝕變強(qiáng)弱變化更為靈敏.研究區(qū)不同白云石化模式形成的白云巖δ18OPDB值具有明顯差異,同生成巖階段蒸發(fā)泵、滲透回流白云石化作用形成的粉—微晶白云巖δ18OPDB值最高;中—晚成巖階段熱液白云石化作用形成的鞍狀白云石δ18OPDB值最低;早成巖階段形成的細(xì)晶白云巖δ18OPDB值介于兩者之間.δ18OPDB值主要受溫度、鹽度的影響.通常情況下,隨埋深加大,溫度升高,δ18OPDB值降低;鹽度越高,δ18OPDB值相對(duì)較大.δ13CPDB值主要受有機(jī)質(zhì)生烴和熱液流體的影響,缺乏淡水淋濾作用.

4.2.2 溶蝕作用

第一期溶蝕作用形成的鑄模孔、粒內(nèi)溶孔等溶蝕孔隙多被瀝青充填,難以形成有效的儲(chǔ)集空間,因此溶蝕作用儲(chǔ)集意義不大.第二期和第三期溶蝕作用是研究區(qū)儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間形成的關(guān)鍵(見(jiàn)圖6).由圖6可知,兩期溶蝕作用碳氧同位素值具有明顯差異,第二期溶蝕作用受熱液作用的影響,溶蝕孔洞內(nèi)充填的鞍狀白云石δ18OPDB值較低,在-7.98‰~-12.64‰之間;受溫度和流體介質(zhì)的影響,δ13CPDB值相對(duì)未受改造的白云石有所降低,主要在0.34‰~-2.00‰之間.第三期溶蝕作用孔洞縫內(nèi)充填的方解石δ18OPDB、δ13CPDB值大幅度降低,具有研究區(qū)最低的δ18OPDB、δ13CPDB值,揭示溶蝕作用流體來(lái)源為大氣淡水.

圖5 不同類型白云巖δ18 OPDB值特征Fig.5 δ18 OPDBalue feature of different types of dolomite

圖6 溶蝕孔隙內(nèi)充填物δ13 CPDB、δ18 OPDB值特征Fig.6 Theδ13 CPDB,δ18 OPDBvalue feature of filling material in dissolution pore

5 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的影響

5.1 溶蝕作用

同生成巖期大氣水溶蝕作用主要形成粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、膏??祝纬傻目紫洞蠖啾粸r青占據(jù),說(shuō)明儲(chǔ)集空間內(nèi)曾發(fā)生液態(tài)原油運(yùn)聚成藏過(guò)程,是生油期的有效儲(chǔ)集空間,對(duì)研究區(qū)古油氣藏的形成具有重要意義.然而,由于液態(tài)石油轉(zhuǎn)化為瀝青,并充填這些儲(chǔ)集空間,極大地破壞儲(chǔ)層的儲(chǔ)集意義,在液態(tài)石油未完全轉(zhuǎn)化為瀝青及被瀝青占據(jù)的區(qū)域,仍是有效的儲(chǔ)集空間.

埋藏期溶蝕作用主要為外源熱液流體侵入而發(fā)生的熱液溶蝕,主要形成不規(guī)則縫洞、膏溶孔洞.熱液流體侵入過(guò)程中,往往沿裂縫、縫合線、先前縫洞發(fā)生溶蝕作用.該類溶蝕形成的儲(chǔ)滲空間通常未被充填,或局部可見(jiàn)鞍狀白云石、石英等熱液礦物生長(zhǎng),對(duì)優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層的形成具有重要意義.

表生期溶蝕主要表現(xiàn)為膏???、晶間溶孔的發(fā)育.該類孔隙通常由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)抬升至地表而發(fā)生溶蝕作用,形成的溶蝕孔洞通常較大.這類溶蝕作用與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)具有密切關(guān)系,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的斷裂系統(tǒng)為成巖流體提供運(yùn)移通道,孔隙是區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與成巖作用相互結(jié)合而形成的.通過(guò)薄片觀察,該類孔隙內(nèi)部干凈,缺乏瀝青充填物,有利于油氣藏儲(chǔ)集空間的形成.

5.2 白云石化作用

四川盆地南部地區(qū)寒武系碳酸鹽巖地層白云石化作用比較普遍,白云石化作用通常有利于儲(chǔ)層的形成.相比灰?guī)r,白云石易產(chǎn)生晶間孔,相應(yīng)的白云巖地層更易發(fā)育儲(chǔ)集空間;白云巖具有更強(qiáng)的抗壓性,其原生孔隙更易保存;當(dāng)溫度在55℃以上時(shí),白云石有更大的溶解性,更易發(fā)育溶蝕孔隙[26-27].

成巖環(huán)境的不同導(dǎo)致白云石化模式具有差異性[28-30],研究區(qū)主要有蒸發(fā)泵、滲透回流、埋藏、熱液等白云石化作用.蒸發(fā)泵與滲透回流白云石化作用形成粉—微晶白云巖、細(xì)—粉晶白云巖,為同生期海相沉積物及蒸發(fā)作用高鹽度海水白云石化作用的產(chǎn)物,成巖流體Mg2+的來(lái)源主要為沉積物中孔隙水及高鹽度海水.由于Mg2+供給充足,該類白云石化作用成巖環(huán)境鹽度高,導(dǎo)致形成的白云石結(jié)晶速度較快,有序度較低.白云石化作用是方解石微溶解—白云石微沉淀的過(guò)程,結(jié)晶速度較快,溶解速度與沉淀速度大致相當(dāng),白云石晶體間形成鑲嵌狀接觸,缺乏晶間孔的發(fā)育,所以難以構(gòu)成儲(chǔ)層(見(jiàn)圖7(a)).

淺埋藏白云巖化作用形成的細(xì)晶白云巖為埋藏條件、海水滲流與層間地層水的綜合作用的產(chǎn)物.作用機(jī)制為淺埋藏環(huán)境下,來(lái)源于封存孔隙的海水和文石、高鎂方解石穩(wěn)定化過(guò)程中釋放出來(lái)進(jìn)入地層水中的Mg2+,由于受壓實(shí)作用驅(qū)動(dòng),成巖流體在沉積物中滲透運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致沉積物發(fā)生白云石化.由于Mg2+供給受到一定的限制,形成的白云石結(jié)晶速度較緩慢,因此溶解速度大于沉淀速度,晶間孔發(fā)育,有利于發(fā)育有效的儲(chǔ)集空間(見(jiàn)圖7(b)).

熱液白云石化作用形成的鞍狀白云石為埋藏條件、構(gòu)造作用、地層外部熱液的共同作用的產(chǎn)物,結(jié)合研究區(qū)包裹體均一化溫度顯示,該類白云石溫度在150~220℃之間,顯示成巖溫度較高.該類白云石化與斷裂構(gòu)造作用有關(guān)[31],外來(lái)熱液流體沿著斷裂系統(tǒng)進(jìn)入早期的碳酸鹽巖地層,在構(gòu)造裂縫和溶蝕縫洞內(nèi)發(fā)生白云石沉淀,從而形成研究區(qū)鞍狀白云石.熱液白云石化伴隨的熱液溶蝕、熱液破裂作用有助于儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間的形成(見(jiàn)圖7(c)).

圖7 研究區(qū)白云石化模式Fig.7 Dolomitization mode in the study area

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)白云石樣品δ13CPDB值主要受到有機(jī)質(zhì)生烴及熱液流體的影響,缺乏淡水淋濾作用.相對(duì)于δ13CPDB值,δ18OPDB值對(duì)成巖蝕變強(qiáng)弱更為靈敏,主要影響因素為溫度、鹽度.通常情況下,隨埋深加大,溫度升高,δ18OPDB值降低;鹽度越高,δ18OPDB值相對(duì)較大.研究區(qū)粉—微晶白云巖→細(xì)—粉晶白云巖→細(xì)晶白云巖→鞍狀白云石δ18OPDB值呈明顯的遞減趨勢(shì).

(2)根據(jù)成巖作用對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性的影響,可劃分為建設(shè)性(白云石化作用、溶蝕作用、重結(jié)晶作用、破裂作用)及破壞性(膠結(jié)作用、壓實(shí)壓溶作用、充填作用)成巖作用.

(3)白云巖儲(chǔ)層及晶間孔、溶蝕孔隙的發(fā)育表明,多期白云石化作用和溶蝕作用為研究區(qū)儲(chǔ)層的主控因素,其中白云石化作用是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ),溶蝕作用是關(guān)鍵.成巖早期埋藏白云石化作用形成的細(xì)晶白云巖結(jié)晶速度慢,晶形較好,晶間孔發(fā)育,具有較好的儲(chǔ)滲空間;中—深埋藏階段形成的鞍形白云石晶體較粗,受熱液作用影響,溶蝕縫洞發(fā)育,為儲(chǔ)層提供有效儲(chǔ)滲空間.

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