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1、南部地区砂岩储层作用划分ok32。区内发育大型辫状河三角洲[6],砂体连片分布,处于很有利的沉积相带,储层的成岩改造作用强烈,其埋深已超过3400m,机械压实作用使得原生孔隙大大减少,形成了致密砂岩储层。成岩相是构造、流体、温压等条件对沉积物综合作用的结果,预测有利孔渗性成岩相是储集层研究和油气勘探的重点[7-9]。为此,笔者对苏南沉积相进行研究,优选影响致密砂岩储层的物性参数,划分并定义了不同成岩相,以为下一步的勘探部署提供一定参考。1主要成岩作用类型与成岩阶段1.1机械压实作用苏里格南部地区下二叠统石盒子组
2、盒8段埋深介于3400~4400m,已达到深埋藏阶段,压实作用强烈。碎屑颗粒之间以凹凸接触、缝合线接触为主(图1-a),在某些区域刚性颗粒出现了微裂隙(图1-b)。压实作用使得原生孔隙几乎消失殆尽,颗粒之间的塑性矿物(如云母,泥质等)以假杂基的形式赋存。机械压实作用是造成盒8段储层致密及渗透率低下的主要原因,而且在较细颗粒中的压实作用更强,渗透率更低。1.2胶结作用1.2.1自生黏土矿物胶结作用通过镜下观察和薄片鉴定报告,发现自生黏土胶结物主要有伊利石和高岭石(表1)。高岭石多数是长石蚀变生成的,保持了原颗粒的
3、形态;而伊利石则赋存在颗粒周围(图2-b、c),占据了大量的孔隙空间;由于成岩阶段已进入中成岩B期,蒙脱石含量相对较低,同时伊利石大量生成。经统计,苏南盒8段储层中自生黏土胶结为主要的胶结类型,是造成储层质量下降的主要因素之一。1.2.2硅质胶结作用盒8段储集层硅质胶结作用的主要形式表现为石英的次生加大现象,硅质胶结物含量介于0~15%。加大边宽度在0.15mm左右,可见到石英加大Ⅲ—Ⅴ级现象(图2-a)。石英次生加大现象明显的颗粒成缝合线形式接触,孔隙空间几乎被占据,仅发育少量粒内溶孔,储层质量较差。自生绿泥
4、石的胶结作用在盒8段也较为常见(图2-d),而与其他黏土矿物不同的是,绿泥石在中成岩阶段转化为了绿泥石环带(膜),附着在刚性颗粒的周围,从而有效地减少了压实作用对孔隙的破坏作用,对储层质量起到了一定的保持作用[10-12]。1.2.3碳酸盐胶结作用碳酸盐胶结物主要有方解石和铁方解石,少量白云石和铁白云石以及菱铁矿。碳酸盐胶结物主要以充填粒间空隙、交代矿物、衬边状以及连晶形式出现(图2-e、f)。长石的溶蚀提供了大量的Ca2+,Ca2+结合了孔隙流体中的CO32-,形成了方解石沉淀,同时随着成岩阶段的不断深入,方
5、解石会结合黏土矿物转化中释放出的Fe2+,生成铁方解石[13]。随着地层pH值的升高,碳酸盐矿物缺乏有效的溶解,致使其成为导致盒8段致密的一个重要因素。但从另一个角度来说,早期形成的碳酸盐胶结可能会被后期酸性水溶蚀,为形成次生溶蚀孔隙提供物质基础[14-16]。1.3溶蚀作用由于埋深的不断加深和地温的上升,组分中较不稳定的组分发生了溶蚀作用。其中主要是长石的溶蚀(图3-a)和岩屑的溶蚀(图3-b)。有机质转化过程中产生的有机酸是长石等硅铝酸盐矿物和其他易溶组分溶解的重要成岩流体。石盒子组下伏地层为海陆过渡相的煤
6、系地层,有机质成熟度高,以腐殖型为主,部分为混合型[17-20],具备产生大量有机酸的条件,为不稳定矿物的溶解提供了充足的酸性介质来源[21]。长石常沿其解理缝或边缘溶蚀,形成的孔隙类型主要为粒内溶孔、铸模孔,此外长石在大量有机酸的作用下,变得很不稳定,有利于长石的高岭土化。使得高岭石的晶间孔成为另一个重要的孔隙来源。岩屑溶蚀常见斑点状或蜂窝状,主要是富凝灰质的火山岩岩屑的溶蚀作用普遍,其对提高储层质量起到了积极作用。1.4成岩序列与成岩阶段盒8段经强烈的压实作用,颗粒基本以凹凸接触为主,仅少部分颗粒以点—线接
7、触,在压实作用较强的区域,出现缝合线接触以及微裂缝;石英次生现象加大严重,长石溶蚀强烈,自生伊利石含量较高,同时蒙脱石含量很低,此外孔隙中出现了铁白云石胶结物,泥质岩中的干酪根镜质体反射率介于1.5%~2.1%。对照成岩阶段划分规范表,认为盒8段目前处于成岩演化阶段的中成岩B期与晚成岩阶段的过渡时期(图4)。图4中反映了孔隙度随埋深增加的变化特征,研究层段深度范围内存在3个孔隙较为发育的层带,分别是3700~3800m、3950~4030m和4280~4330m,通过统计对比这3个层带内次生孔隙发育区和正常压实
8、区的某些特征矿物含量及孔隙度变化规律(表2),认为造成前2个层段孔隙增大的原因主要是次生溶蚀孔隙的形成,而第三个层段孔隙增大则主要是由于刚性矿物的支撑作用,最大限度保持了孔隙空间。2成岩相类型及其特征笔者的成岩相划分方案(表3),是从现今成岩现象和成岩机制的角度出发,优选多个储层物性参数(如孔隙度、渗透率等)量化不同成岩相的优劣级别。2.1成岩相划分方案2.1.1相对高渗粗粒弱压实—溶
