羅文富 周旋

摘要：微生物巖是一塊新興的研究領(lǐng)域，因其特殊的微生物成因，目前已成為儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)的熱點(diǎn)研究方向之一。微生物巖具有特殊的儲(chǔ)集空間，可劃分為組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間、非組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間兩類;微生物巖在形成過程中建設(shè)性成巖作用會(huì)對(duì)其進(jìn)行選擇性改造，準(zhǔn)同生期，微生物會(huì)誘發(fā)原生白云石沉淀而使方解石溶解，埋藏成巖階段，有機(jī)質(zhì)會(huì)發(fā)生不斷演化而釋放有溶蝕性的有機(jī)酸，這些對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成有著重要意義。

引言

微生物巖是指由藍(lán)細(xì)菌或微生物席通過捕獲或粘結(jié)顆粒，以無機(jī)或有機(jī)誘導(dǎo)礦化作用形成的巖石。微生物巖最早由R.V.Burne（1987）等提出，后經(jīng)R，Riding等學(xué)者完善發(fā)展以及美國AAPG多次微生物巖專題研討會(huì)的召開，目前已引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注與討論。圍繞著微生物巖，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)地球早期生命、生物大滅絕與復(fù)蘇事件以及油氣資源勘探等重大科學(xué)問題和生產(chǎn)問題進(jìn)行了諸多有益探討。油氣勘探實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，微生物巖作為一種全新的儲(chǔ)層類型，目前已在四川盆地、塔里木盆地、桑托斯盆地、尤因他盆地等世界各地發(fā)現(xiàn)多個(gè)大型-特大型微生物巖油氣田。因此，本文通過梳理國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，論述了微生物巖儲(chǔ)集空間類型，并探討了微生物巖作為儲(chǔ)層的優(yōu)勢因素，以期為國內(nèi)微生物巖儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)學(xué)術(shù)研究和生產(chǎn)實(shí)踐提供參考和借鑒。

一、微生物巖儲(chǔ)集空間類型

微生物巖類型多樣，不同類型的微生物巖為儲(chǔ)集空間多樣性奠定了基礎(chǔ)。通常來說，微生物巖主要包括疊層石、凝塊石，而近年來有學(xué)者在鮞粒、核形石中也發(fā)現(xiàn)了微生物活動(dòng)證據(jù)。根據(jù)P.W.Choquette等巖儲(chǔ)集空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，本文將微生物巖儲(chǔ)集空間劃分為組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間和非組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間，并分別進(jìn)行闡述。

1.1組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間

微生物巖是在藍(lán)細(xì)菌等微生物的周期性生命活動(dòng)下形成，所以往往具有特定的微生物組構(gòu)特征。微生物結(jié)構(gòu)是微生物組構(gòu)特征的根本控制因素，因此，微生物結(jié)構(gòu)也是組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間發(fā)育的內(nèi)在因素，而巖溶作用等建設(shè)性成巖作用為組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間發(fā)育的外因。參考P.W.Choquette等儲(chǔ)集空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，微生物巖組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間可分為微觀孔、格架孔、粒間孔、粒內(nèi)孔。

（1）微觀孔孔徑一般為微米級(jí)，在各類微生物巖內(nèi)均有發(fā)育。在準(zhǔn)同生期、早成巖時(shí)期，當(dāng)適宜微生物生長的微環(huán)境受到改變，便會(huì)導(dǎo)致大量微生物死亡、腐爛，最終形成微觀孔。微觀孔為微生物巖特有的儲(chǔ)集空間，其形成時(shí)間早，多呈條帶狀或團(tuán)塊狀微生物式聚集分布，但其連通性一般較差。

（1）格架孔主要發(fā)育于疊層石亮晶殼之中。疊層石作為微生物巖的典型代表，以其總體垂向生長并具有紋層構(gòu)造為顯著特征，其中“亮晶殼”或“富屑紋層”以及“暗色有機(jī)質(zhì)層”是由微生物的周期性生命活動(dòng)形成，當(dāng)疊層石受到大氣淡水溶蝕作用后，亮晶殼易受溶蝕改造而形成格架孔。研究實(shí)例發(fā)現(xiàn)，塔里木盆地疊層石白云巖儲(chǔ)集空間便是以明亮層內(nèi)的格架孔為主，

（2）粒間孔及粒內(nèi)孔主要發(fā)育于顆粒微生物巖內(nèi)，在凝塊石、鮞粒、核形石、球狀微生物巖之中均有發(fā)現(xiàn)。其形成機(jī)理主要為：顆粒微生物巖受巖溶作用改造，易溶成分發(fā)生溶解，并于顆粒間和顆粒內(nèi)形成的次生孔隙。值得一提的是，過去鮞粒、核形石作為無機(jī)—化學(xué)成因，目前均發(fā)現(xiàn)了大量微生物活動(dòng)證據(jù)。鮞粒、核形石是微生物以水中的質(zhì)點(diǎn)作為核心，通過粘結(jié)、捕獲沉積物以及誘發(fā)礦物沉淀而形成的包殼狀微生物巖，其形成的水動(dòng)力條件較強(qiáng)，顆粒間多以亮晶膠結(jié)，在同生期巖溶和表生期巖溶改造下，質(zhì)點(diǎn)核心以及顆粒之間發(fā)生溶蝕作用而形成粒間孔及粒內(nèi)孔

1.2非組構(gòu)控制型儲(chǔ)集空間

非組構(gòu)選擇性儲(chǔ)集空間主要為裂縫和非組構(gòu)性溶蝕孔洞，本文主要對(duì)裂縫型儲(chǔ)集空間進(jìn)行探討。在地質(zhì)歷史時(shí)期，巖石會(huì)受到多期構(gòu)造應(yīng)力作用，當(dāng)巖石所受應(yīng)力值大于其強(qiáng)度極限時(shí)，巖體便會(huì)發(fā)生破裂而形成裂縫。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，微生物巖的泥質(zhì)和有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高，在同種條件下，導(dǎo)致其整體的強(qiáng)度極限偏低，容易發(fā)生破裂化而產(chǎn)生裂縫。因此，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和斷裂體系的控制下，微生物巖發(fā)育段裂縫或微裂縫較為發(fā)育，這對(duì)于提高儲(chǔ)層物性具有重要意義。裂縫型微生物巖儲(chǔ)層作為一種較新的微生物巖儲(chǔ)層類型，值得今后的研究重點(diǎn)關(guān)注

二、微生物巖作為儲(chǔ)層的優(yōu)勢因素

微生物巖因其獨(dú)特的微生物成因，巖溶作用等建設(shè)性成巖作用對(duì)于其的次生改造要更具有一定的優(yōu)勢性.本文從微生物巖的形成機(jī)制方面來探討微生物巖作為儲(chǔ)層優(yōu)勢因素.

（1）生成原生白云石：許多學(xué)者利用現(xiàn)代技術(shù)模擬微生物巖的形成過程，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微生物巖在形成過程中可誘導(dǎo)高鎂方解石、低鎂方解石、文石以及原生白云石沉，原生白云石可呈球型或啞鈴型。原生白云石的沉淀可以加速方解石的溶解，從形成優(yōu)質(zhì)的微生物白云巖儲(chǔ)層（Taylor，2006）。

（2）有機(jī)酸的溶蝕作用：微生物巖的泥質(zhì)或有機(jī)質(zhì)含量較為豐富，在中成巖或埋藏成巖階段，伴隨著埋藏地溫的增加，微生物巖中的有機(jī)質(zhì)會(huì)發(fā)生不斷演化并釋放有機(jī)酸。具有溶蝕性的有機(jī)酸將對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行溶蝕改造，對(duì)原先形成粒間（內(nèi)）孔和裂縫進(jìn)行擴(kuò)溶，從而提高了儲(chǔ)集體的孔隙度和滲透率。有機(jī)酸的溶蝕對(duì)于改善儲(chǔ)層物性、形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層有著重要作用

（3）孔隙的保存：學(xué)者們對(duì)微生物巖進(jìn)行巖石壓縮系數(shù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于微生物巖具特殊的藻屑骨架結(jié)構(gòu)，巖石壓縮系數(shù)測定結(jié)果相比普通巖石較低，反映了其具備一定的抗壓實(shí)能力，能一定程度上防止藻孔被壓實(shí)充填。此外，發(fā)生硅化或發(fā)生白云石化的微生物具有更大的抗壓實(shí)能力，這對(duì)于藻孔隙的保存十分有利

三、結(jié)論

微生物巖作為一種新的儲(chǔ)層類型，具有其特有的儲(chǔ)集空間。微生物巖在形成過程中會(huì)疊加各種建設(shè)性成巖作用，由于其微生物成因，建設(shè)性成巖作用會(huì)對(duì)微生物巖進(jìn)行選擇性改造，從而使其成為孔隙的發(fā)育和保存均有利的儲(chǔ)集體。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 宋亞芳，陳代釗等.塔里木盆地肖爾布拉克剖面肖爾布拉克組下段微生物碳酸鹽巖沉積特征[J].沉積學(xué)報(bào)，2019，1-10.

[2]? 張喜洋.華南及南秦嶺二疊系-三疊系界線微生物巖：微生物生態(tài)系統(tǒng)的地質(zhì)過程[C].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2019.

作者簡介：羅文富，男，六盤水師范學(xué)院。

（作者單位：六盤水師范學(xué)院）