連麗霞 ,王 劍 ,馬 聰 ,楊 召 ,羅正江 ,楊生超,張文杰,胡文瑄
1. 中國(guó)石油 集團(tuán)公司礫巖油氣藏勘探開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,克拉瑪依 834000;2. 新疆礫巖油藏實(shí)驗(yàn)室,克拉瑪依 834000;3. 中國(guó)石油 新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院,克拉瑪依 834000;4. 南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院,南京 210023
準(zhǔn)噶爾盆地是中國(guó)重要的大型含油氣盆地之一,其西北緣是該盆地油氣富集地區(qū)。該區(qū)可劃分為西北緣斷階帶、中拐凸起、瑪湖凹陷和昌吉凹陷等幾個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(圖1),其中,瑪湖凹陷西斜坡南坡(簡(jiǎn)稱瑪南)緊鄰生烴凹陷,構(gòu)造位置有利(陳波等,2016)。近年來(lái)油氣勘探在瑪南地區(qū)百口泉組與烏爾禾組陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)井與大油區(qū),油氣顯示較好,勘探潛力巨大(支東明等,2018)。
圖1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地區(qū)構(gòu)造位置圖(據(jù)Tao et al., 2016和盧志遠(yuǎn)等,2019改)Fig. 1 Structural location of the northwestern Junggar Basin
目前勘探結(jié)果表明,瑪南地區(qū)烏爾禾組為扇三角洲沉積體系(施小榮等,2008;汪孝敬等,2017),砂礫巖成分成熟度低,泥質(zhì)含量高,礫石與巖屑主要以凝灰?guī)r與火山巖為主,膠結(jié)物主要為沸石類礦物與方解石(朱世發(fā)等,2011),其次為硅質(zhì)與黏土礦物等。在瑪南鄰區(qū)的中拐地區(qū),已發(fā)現(xiàn)的油藏或高產(chǎn)井段中沸石膠結(jié)物溶蝕孔隙占比較大(韓守華等,2007;郭沫貞等,2016,2017)。在埋藏較深、壓實(shí)作用較強(qiáng)的背景下,沸石礦物的次生溶蝕對(duì)深層油氣勘探意義重大(韓守華等,2007;陳波等,2016)。然而,目前對(duì)瑪南地區(qū)烏爾禾組沸石膠結(jié)物的礦物特征、成因機(jī)理與成儲(chǔ)機(jī)制等方面缺乏系統(tǒng)研究。
沸石作為自生硅酸鹽礦物,其析出、膠結(jié)和溶蝕過(guò)程對(duì)儲(chǔ)層具有重要影響,因而逐漸受到重視(朱世發(fā)等,2011)。迄今已在國(guó)內(nèi)外多個(gè)盆地的不同層位開展過(guò)研究,可作為研究區(qū)的實(shí)例參考與理論借鑒(Mariner and Surdam, 1970; Moncure et al., 1981; Noh and Boles, 1993; Chipera et al., 2008)。例如中國(guó)松遼盆地北部白堊系泉頭組(王成等,2004)、四川盆地川中地區(qū)侏羅系下沙溪廟組(楊曉萍等,2006)、酒泉盆地白堊系下溝組(李軍等,2004)、鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組(楊曉萍和裘懌楠等,2002)等。目前在沸石的成因研究中以濁沸石的研究較為系統(tǒng)(郭沫貞等,2016),并提出了以下4種形成途徑:(1) 高嶺石與方解石反應(yīng)(張立飛,1992);(2)斜長(zhǎng)石、中基性火山巖巖屑及凝灰?guī)r巖屑蝕變(朱國(guó)華,1985);(3)方沸石、片沸石轉(zhuǎn)化(朱世發(fā)等,2014;李振華等,2014);(4)低變質(zhì)作用(張立飛,1992)。隨著更進(jìn)一步的驗(yàn)證與分析,第2類與第3類成因逐漸成為了主流觀點(diǎn)。認(rèn)為沸石類礦物是在富含火山物質(zhì)、水介質(zhì)為高pH值、高堿金屬濃度,并在特定溫度與壓力條件下形成的(郭沫貞等,2016);或者在鈣離子富集、特定溫度和壓力條件下,由早期形成的沸石向片沸石轉(zhuǎn)化,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為濁沸石(朱世發(fā)等,2011; 2014)。然而,本區(qū)除了濁沸石外,還大量發(fā)育片沸石,其成因機(jī)制的研究還鮮有報(bào)道。
筆者對(duì)研究區(qū)烏爾禾組200余米巖心進(jìn)行觀察與描述,采集了100余塊樣品,開展了比較系統(tǒng)的鏡下鑒定、掃描電鏡觀測(cè)與能譜分析。在此基礎(chǔ)上收集整理研究區(qū)54口井600多張鑄體薄片鏡下鑒定資料,旨在查明研究區(qū)烏爾禾組沸石膠結(jié)物的礦物特征,明確沸石膠結(jié)物的分布規(guī)律,初步分析沸石膠結(jié)物成因機(jī)制,揭示沸石膠結(jié)物與儲(chǔ)層發(fā)育的關(guān)系,進(jìn)而探討成巖作用過(guò)程中沸石膠結(jié)物的成儲(chǔ)機(jī)理,為研究區(qū)沸石溶蝕型孔隙的預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ),也為其他地區(qū)含沸石膠結(jié)物儲(chǔ)層的研究提供參考。
瑪湖凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣,南鄰中拐凸起與達(dá)巴松凸起,東接鹽下凸起與英西凹陷,西部與扎伊爾山、哈拉阿拉特山僅隔克百斷裂帶與烏夏斷裂帶(圖1;郭沫貞等,2016;Tao et al., 2016)。受晚石炭世至二疊紀(jì)海西運(yùn)動(dòng)的影響,準(zhǔn)噶爾盆地前緣形成前陸凹陷(朱世發(fā)等,2015),推覆活動(dòng)引起區(qū)域構(gòu)造抬升(吳和源等,2017)。此后陸續(xù)受到印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)以及喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,瑪湖凹陷及周邊地區(qū)斷裂發(fā)育,并形成多期不整合(楊勇和查明,2007)。
研究區(qū)二疊系發(fā)育有佳木河組、風(fēng)城組、夏子街組、下烏爾禾組與上烏爾禾組,二疊系各層組向盆地邊緣依次超覆在石炭系地層之上(郭沫貞等,2016)。在強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)背景下,烏爾禾組發(fā)育一套扇三角洲沉積體系(汪孝敬等,2017)。其中,下烏爾禾組(P2w)巖心為灰色砂礫巖、含礫粗砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰綠色泥巖互層。上烏爾禾組(P3w)巖心為青灰色泥質(zhì)砂礫巖、含泥含砂中礫巖、砂質(zhì)細(xì)礫巖與紅棕色粉砂質(zhì)泥巖互層。
瑪湖凹陷烏爾禾組以產(chǎn)油為主,產(chǎn)氣較少,具有縱向多層含油、平面廣泛成藏的特征(陳波等,2016)。以瑪湖014井為例,下烏爾禾組試油成果為日產(chǎn)油79.12 t,累計(jì)產(chǎn)油2615.23 t,是研究區(qū)烏爾禾組油氣勘探的重要突破。
瑪南地區(qū)烏爾禾組含沸石類砂礫巖整體上以中礫巖與含礫粗砂巖為主,局部夾含礫中細(xì)砂巖。礫石多為青灰色、灰黑色火山巖礫石與凝灰質(zhì)礫石(圖2)。砂礫巖分選較差至中等,礫石呈次棱角狀—次圓狀,為顆粒支撐至雜基支撐,粒間廣泛發(fā)育有沸石類與碳酸鹽膠結(jié)物。通過(guò)對(duì)研究區(qū)54口井開展巖石薄片與掃描電鏡觀察分析,含火山物質(zhì)的砂礫巖儲(chǔ)層中見大量沸石礦物,并以膠結(jié)物和裂隙充填物的形式產(chǎn)出。在粒間孔隙中,沸石膠結(jié)物呈現(xiàn)完好的連晶基底式膠結(jié),或發(fā)生部分溶蝕呈現(xiàn)溶蝕港灣狀。
根據(jù)沸石的手標(biāo)本與鏡下特征,結(jié)合前人X衍射及電子探針?lè)治?,?zhǔn)噶爾盆地西北緣二疊系至三疊系砂礫巖儲(chǔ)層中主要發(fā)育的沸石膠結(jié)物類型有片沸石、濁沸石與方沸石三種,含少量斜發(fā)沸石與絲光沸石(韓守華等,2007;朱世發(fā)等2011,2014;連麗霞和楊紅霞,2017)。在瑪南烏爾禾組砂礫巖儲(chǔ)層中,沸石類膠結(jié)物以濁沸石和片沸石為主。
2.2.1 片沸石特征
片沸石的化學(xué)分子式為(Ca,Na2)Al2Si7O18· 6H2O,在研究區(qū)發(fā)育普遍。手標(biāo)本觀察發(fā)現(xiàn),片沸石多為橘紅色或淺褐色,以膠結(jié)物的形式充填在砂礫巖粒間孔隙之中,新鮮面較為致密(圖2),質(zhì)地堅(jiān)硬而不易刻畫。
圖2 瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組沸石類膠結(jié)物巖心照片F(xiàn)ig. 2 Core photographs showing zeolite cements in the Permian Wuerhe Formation of the Manan area
在顯微鏡下片沸石具有鮮亮橘紅色或無(wú)色,一級(jí)灰白干涉色,主要以基底式膠結(jié)與裂隙式充填的形態(tài)產(chǎn)出(圖3a, b)。基底式膠結(jié)的連生片沸石晶體為片狀或刃狀沿著顆粒邊緣垂直生長(zhǎng),孔隙中間為板狀或長(zhǎng)柱狀常以半充填、全充填方式產(chǎn)出于砂礫巖粒間;裂隙式充填的片沸石常在火山巖碎屑裂縫內(nèi)以板狀、刃狀充填。兩種產(chǎn)狀片沸石膠結(jié)物在靠近顆粒邊緣部位多為橘紅色,靠近孔隙中心部位多為無(wú)色,指示了片沸石存在兩期膠結(jié)(圖3a)。
通過(guò)掃描電鏡能譜進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),片沸石膠結(jié)物紅色部分的Fe元素含量較高,而無(wú)色部分的Fe元素含量明顯偏低。例如瑪湖11井下烏爾禾組樣品,在紅色區(qū)域,能譜分析指示Fe元素含量約為1.8%,而靠近中心部分的無(wú)色區(qū)域,片沸石的Fe元素信號(hào)低于檢測(cè)限(測(cè)試點(diǎn)1,無(wú)Fe元素信號(hào)),或者含量較低(測(cè)試點(diǎn)2,F(xiàn)e元素含量為0.74%),明顯低于邊部橘紅色片沸石(測(cè)試點(diǎn)3,F(xiàn)e元素含量為1.8%)(圖4)。因此可以推斷,片沸石染色很可能是Fe元素含量高引起的,早期片沸石富含鐵,晚期片沸石貧鐵。
2.2.2 濁沸石特征
濁沸石的化學(xué)分子式為CaAl2Si4O12·4H2O,是研究區(qū)烏爾禾組最為發(fā)育的膠結(jié)物類型之一。巖心觀察發(fā)現(xiàn),濁沸石膠結(jié)物多為灰白色至微紅色,絲絹光澤(圖2),礦物固結(jié)強(qiáng)度低,質(zhì)地較軟而易于刻劃與脫落。
圖3 瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組沸石類膠結(jié)物礦物特征Fig. 3 Mineralogical characteristics of zeolite in the Permian Wuerhe Formation of the Manan area
圖 4 瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組兩期片沸石膠結(jié)物掃描電鏡特征Fig. 4 Scanning electron microscope (SEM) images showing the two-stage zeolite cementation in the Permian Wuerhe Formation of the Manan area
在顯微鏡下,濁沸石多為無(wú)色,偶見淺紅色,一級(jí)黃白干涉色,自形程度高,呈短柱狀,常呈現(xiàn)基底式或孔隙式膠結(jié)(圖3c, d),以半充填至全充填產(chǎn)出于砂礫巖顆粒之間。濁沸石礦物的解理非常發(fā)育,緊密推擠,晶間縫較少,但成巖作用過(guò)程中,在成巖成烴流體的改造下,濁沸石形成較多溶蝕孔隙,呈現(xiàn)不規(guī)則的溶蝕港灣狀見于砂礫巖顆粒之間(圖3c, d)?,斈系貐^(qū),濁沸石膠結(jié)物大量產(chǎn)出的層段,可見較好的油氣顯示(圖2c)。
2.3.1 縱向分布規(guī)律
依據(jù)薄片填隙物組分鑒定結(jié)果,瑪南地區(qū)沸石類膠結(jié)物在空間上具有一定的分布規(guī)律(表1)。整體上,片沸石主要聚集在下烏爾禾組,濁沸石主要聚集于下烏爾禾組與上烏爾禾組,而百口泉組地層目前未見沸石膠結(jié)物產(chǎn)出(表1)。具體而言,片沸石膠結(jié)物在下烏爾禾組中含量變化較大,含量范圍為1%~6%,平均含量為3.3%,至上烏爾禾組,片沸石平均含量急劇降低,未有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。相比之下,濁沸石在瑪南烏爾禾組的分布更加廣泛,其中下烏爾禾組中濁沸石含量在1%~11%之間,平均含量為3.8%,上烏爾禾組濁沸石發(fā)育相對(duì)較少,但整體比較集中,含量范圍為6%~8%,平均7.0%。
2.3.2 平面分布規(guī)律
綜合薄片鑒定結(jié)果與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),片沸石膠結(jié)物主要發(fā)育區(qū)為黃羊泉扇的瑪湖6井附近,平均含量約為4.5%,其他井段中,片沸石零星產(chǎn)出且含量較低。濁沸石膠結(jié)物主要集中在瑪湖6井與靠近中拐扇的克80井兩個(gè)井區(qū)范圍,含量范圍在2%~11%,平均含量約為5.0%,其他井段砂礫巖儲(chǔ)層中,整體含量較低。
表1 瑪南地區(qū)二疊系—三疊系沸石膠結(jié)物含量統(tǒng)計(jì)Table 1 Content of Permian-Triassic zeolite cements in the Manan area
研究區(qū)各類沸石在平面上的展布規(guī)律并不顯著,僅在黃羊泉扇瑪湖6井附近片沸石與濁沸石含量最為富集。從南到北,總體上表現(xiàn)出,濁沸石與片沸石含量逐漸升高的特征。沸石類膠結(jié)物的空間分布,可能受控于各個(gè)扇體的沉積母巖性質(zhì)與后期差異性的成巖流體改造,情況復(fù)雜,因此非均質(zhì)性較強(qiáng),區(qū)域分布規(guī)律不明顯。
據(jù)前人分析,沸石膠結(jié)物的形成與母巖成分有關(guān),并受到孔隙水的化學(xué)性質(zhì)、溫度與壓力等多方面因素的共同控制(朱世發(fā)等,2011, 2014),通常形成于中性至堿性的水介質(zhì)環(huán)境(朱世發(fā)等,2011)。研究表明,母巖組分對(duì)研究區(qū)沸石膠結(jié)物的類型具有一定的控制作用(郭沫貞等,2016),火山物質(zhì)特別是凝灰?guī)r組分是沸石礦物形成的主要物質(zhì)基礎(chǔ)(朱世發(fā)等,2011)。百口泉組沸石類膠結(jié)物的含量明顯低于烏爾禾組,這可能與母巖組分的差異有關(guān)。為研究富含沸石砂礫巖儲(chǔ)層的物質(zhì)組成,本次研究將其礫石組分分為4類,分別為凝灰?guī)r礫石、中性—基性火山巖礫石、中酸性—酸性火山巖礫石、正常沉積巖礫石(石英與長(zhǎng)石)。
統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,研究區(qū)烏爾禾組砂礫巖的巖石組分以凝灰?guī)r礫石為主,含少量中性—基性火山巖礫石與部分中酸性—酸性火山巖礫石,沉積巖礫石整體含量較低(圖5)。
圖5 瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組與三疊系百口泉組不同成分礫石含量Fig. 5 Different gravel contents in the Permian Wuerhe Formation and Triassic Baikouquan Formation of the Manan area
通過(guò)對(duì)沸石膠結(jié)物含量大于1 %的樣品開展礫石組分三角投圖分析,探討沸石礦物種類與母巖礫石成分之間的內(nèi)在聯(lián)系(圖6)。從礫石組分三角圖可見,沸石類膠結(jié)物主要富集在凝灰?guī)r礫石含量較高的樣品之中,可見沸石礦物的析出與凝灰?guī)r礫石具有密切聯(lián)系。在膠結(jié)物含量上,烏爾禾組沸石類膠結(jié)物含量較高,而百口泉組中少見沸石礦物(表1),這與二者在凝灰?guī)r礫石含量上的差異匹配較好(圖5)。在產(chǎn)狀上,烏爾禾組砂礫巖儲(chǔ)層中沸石類膠結(jié)物多與凝灰?guī)r與火山巖礫石相伴生,常見凝灰?guī)r礫石內(nèi)部或者礫石間充填有不同類型沸石膠結(jié)物(圖3)。進(jìn)一步對(duì)各類礫石與沸石礦物含量進(jìn)行交會(huì)圖分析,發(fā)現(xiàn)凝灰?guī)r礫石與濁沸石之間具有一定的正相關(guān)性,而中酸性火山巖礫石與濁沸石之間具有明顯的負(fù)相關(guān)性(圖7)。以上證據(jù)表明研究區(qū)沸石類膠結(jié)物的析出主要受控于母巖中凝灰質(zhì)組分,而中酸性火山巖礫石不利于濁沸石的發(fā)育,其他火山巖礫石與沸石膠結(jié)物的形成無(wú)明顯關(guān)系。
圖6 瑪南地區(qū)不同沸石膠結(jié)物與巖石組分含量關(guān)系Fig. 6 Relationship between different zeolite cements and rock compositions in the Manan area
圖7 瑪南地區(qū)濁沸石膠結(jié)物與巖石組分交會(huì)圖Fig. 7 Crossplot of laumontite cements and rock compositions in the Manan area
綜合分析研究區(qū)各項(xiàng)地質(zhì)背景,瑪南地區(qū)烏爾禾組沸石類膠結(jié)物形成過(guò)程可以簡(jiǎn)要?dú)w納如下:受構(gòu)造作用的影響,準(zhǔn)噶爾盆地西北緣發(fā)育大量斷裂體系。在相對(duì)開放的水文環(huán)境下,成巖流體沿著克百斷裂帶與烏夏斷裂帶不斷進(jìn)入地層,同時(shí)深部成巖與成烴流體從下至上沿?cái)嗔洋w系充注入砂礫巖地層。研究區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層含大量凝灰質(zhì)組分以及各種火山巖礫石,凝灰?guī)r礫石含有大量不穩(wěn)定的玻璃質(zhì)或隱晶質(zhì)組分,在各種流體作用下,凝灰質(zhì)組分與部分火山巖礫石發(fā)生蝕變,釋放出大量Ca2+、Mg2+、K+、Na+等離子,使得流體的鹽度與堿度不斷升高,有利于各類沸石礦物的形成。
瑪南二疊系烏爾禾組儲(chǔ)層巖性主要為砂礫巖與含礫中—粗砂巖,經(jīng)歷了強(qiáng)烈的壓實(shí)與膠結(jié)作用,儲(chǔ)集層屬中低滲型儲(chǔ)層,次生溶蝕孔隙的發(fā)育是在低孔滲背景下改善物性、形成局部?jī)?yōu)質(zhì)孔隙的重要方式(陳波等,2016)。在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣已發(fā)現(xiàn)沸石類膠結(jié)物發(fā)育較多次生溶蝕孔隙,如中拐地區(qū)的濁沸石溶蝕(李振華等,2014;連麗霞和楊紅霞,2017),烏夏斷裂帶的方沸石溶蝕(韓守華等,2007;朱世發(fā)等,2011, 2014),而片沸石的溶蝕現(xiàn)象相對(duì)少見。本次研究中,在瑪南地區(qū)砂礫巖儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)了大量濁沸石與片沸石膠結(jié)物,溶蝕孔隙除了在濁沸石膠結(jié)物中較為發(fā)育(圖3c, d),在部分片沸石膠結(jié)物中也可見晶間縫與溶蝕孔隙,并且部分溶蝕孔隙被瀝青充填(圖3b),是較好的油氣儲(chǔ)集空間。但相對(duì)片沸石而言,濁沸石在研究區(qū)溶蝕程度更高,發(fā)育范圍更廣,是沸石膠結(jié)物溶蝕孔隙的主要貢獻(xiàn)者。
薄片觀察發(fā)現(xiàn),研究區(qū)發(fā)育的次生溶蝕孔隙主要有三種類型,分別為沸石類膠結(jié)物溶蝕孔隙、方解石膠結(jié)物溶蝕孔隙與長(zhǎng)石碎屑顆粒溶蝕孔隙。進(jìn)一步地,對(duì)研究區(qū)350塊鑄體薄片鏡下觀察分析,劃分三類溶蝕孔隙,并對(duì)溶蝕面孔率的相對(duì)含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以期探討不同組分的溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)集層物性貢獻(xiàn)的相對(duì)大?。▓D7)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),相較于方解石膠結(jié)物與長(zhǎng)石顆粒,沸石類膠結(jié)物溶蝕面孔率占比最高,平均為63.82 %,是研究區(qū)次生溶蝕孔隙的主體部分(圖8)。鈉長(zhǎng)石溶蝕孔隙面孔率相對(duì)占比平均為32.25 %,方解石膠結(jié)物的溶蝕作用相對(duì)最弱,平均溶蝕面孔率占比為23.00 %(圖8)。由此可見,沸石類膠結(jié)物的溶蝕作用在改善研究區(qū)儲(chǔ)集層物性中起到了主導(dǎo)作用。
圖8 瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組平均溶蝕面孔率占比直方圖Fig. 8 Histograms showing the proportion of the average surface porosity of dissolution in the Permian Wuerhe Formation of the Manan area
瑪南地區(qū)烏爾禾組沸石類膠結(jié)物普遍發(fā)育,沸石礦物的次生溶蝕孔隙是研究區(qū)重要的油氣儲(chǔ)集空間。沸石礦物的形成與溶蝕是一個(gè)復(fù)雜的成巖作用過(guò)程,通過(guò)對(duì)地質(zhì)背景進(jìn)行綜合分析,可以簡(jiǎn)化為兩階段特征:
第一階段,正常成巖膠結(jié)作用。該階段的流體來(lái)源為中成巖作用階段中黏土礦物的脫水或者為沿?cái)嗔褞B入的大氣淡水。流體與圍巖中凝灰?guī)r礫石或凝灰質(zhì)雜基反應(yīng)后,進(jìn)入到砂礫巖儲(chǔ)層,隨著堿金屬離子濃度增加,堿性逐漸增強(qiáng),發(fā)生疊加—改造式成巖膠結(jié),形成不同沸石類膠結(jié)物。
第二階段,深部流體越層溶蝕—改造作用。該階段的流體為下伏風(fēng)城組與烏爾禾組烴源巖層中的酸性含油氣流體。酸性含烴流體沿大量發(fā)育的斷裂帶上涌,進(jìn)入砂礫巖層段,對(duì)早期沉淀析出的沸石類膠結(jié)物及部分方解石膠結(jié)物與長(zhǎng)石顆粒進(jìn)行再溶蝕,該階段是儲(chǔ)層形成的主要階段。由于地層中堿性礦物與礫石較多,且深層酸性流體具有“幕式”上涌特征,因此酸性流體常被中和,發(fā)生溶蝕再沉淀作用。
在地質(zhì)過(guò)程中,上涌的深部流體在性質(zhì)上是多元化的。從最易于流動(dòng)的含氣性流體到以水為主的深部黏土礦物脫水流體,最后到生排烴作用相關(guān)的酸性含油氣流體,依次沿著斷裂上涌到上部?jī)?chǔ)層進(jìn)行改造。膠結(jié)物的形成過(guò)程屬于“前卷式”運(yùn)移及溶蝕—沉淀模式,膠結(jié)物的含量與種類取決于成巖流體來(lái)源多少,后期成巖改造是成儲(chǔ)的關(guān)鍵階段。
(1)瑪南地區(qū)二疊系烏爾禾組砂礫巖儲(chǔ)層中發(fā)育大量沸石類膠結(jié)物,以濁沸石與片沸石為主。片沸石具有兩個(gè)不同的膠結(jié)期次,早期富含鐵,晚期貧鐵。從烏爾禾組到百口泉組,濁沸石與片沸石含量具有逐漸降低的趨勢(shì),但在平面上,各類沸石的分布規(guī)律不明顯。
(2)研究區(qū)沸石膠結(jié)物的形成主要受控于母巖中凝灰質(zhì)組分,中酸性火山巖礫石不利于濁沸石的形成,其他火山巖礫石與沸石的形成無(wú)明顯關(guān)系。沸石類膠結(jié)物的沉淀與溶蝕經(jīng)歷了兩階段成巖作用過(guò)程,早期正常成巖膠結(jié),晚期深部流體越層溶蝕—改造。
(3)濁沸石發(fā)育較多次生溶蝕孔隙,是研究區(qū)油氣賦存主要的儲(chǔ)集空間類型。深部酸性流體的改造導(dǎo)致沸石的溶蝕是儲(chǔ)集空間形成的關(guān)鍵。