元坝地区须家河组砂岩储层成岩作用类型探究

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1、元坝地区须家河组砂岩储层成岩作用类型探究摘要：通过对四川盆地元坝地区须家河组砂岩储层的薄片鉴定和阴极发光分析，表明该地区储层岩性主要经历了压实作用、胶结作用、溶蚀交代作用和破裂作用几种成岩作用。压实作用和碳酸盐胶结作用为主的破坏性成岩作用，几乎破坏了全部的原生孔隙；溶蚀作用和微裂缝的发育为建设性成岩作用，提高了储集性能。关键词：元坝地区；须家河组；成岩作用砂岩的储层质量显著受成岩作用的控制，成岩过程中发生的压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用等对储层物性影响较大[1-2]o不同成因机制的砂岩储层成岩作用，其孔

2、渗性不相同[3],原生孔隙的保存、次生孔隙的形成和演化也有较大差异[4-5]o砂岩成岩作用类型的正确认识和分析对于储层质量的评价和预测至关重要。1地质背景元坝地区位于四川盆地东北部，该地区须家河组地层广泛发育，其岩性主要为灰、深灰色泥岩、泥质粉砂岩、黑色碳质泥岩与灰色砂砾岩互层，纵向上可划分为五段，其中一、三、五段以泥岩为主，二、四段以砂岩为主（图1）。四川盆地发育多物源大型三角洲砂体、多期叠置，大面积分布，盆内已发现的大中型气田主要分布在三角洲前缘有利相区。而元坝地区位于龙门-米仓山前三角洲前缘，发育须二、须

3、三及须四水下分流河道沉积，都为元坝地区重要的储层，而须二和须四储层段发育相对较好。图1元坝地区须家河组岩性纵向分布示意图2样品和实验方法样品采自四川盆地元坝地区，埋藏深度主要在3800-5000m,分布地层包括须家河组的须二段、须三段和须四段，主要岩性为岩屑砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩。对采集样品进行了普通薄片和铸体薄片的观察和鉴定分析（包括茜素红染色分析）研究其主要的岩石学特征，包括岩石类型、岩石成分以及矿物的占位关系等。利用成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室的CL8200MK5阴极发光仪（配

4、以Leica偏光显微镜）进行阴极发光分析，根据各矿物的Mn、Fe含量的不同，其发光性不同这一原理,进一步分析验证各矿物成分及其相互关系，并结合普通薄片鉴定结果，综合分析其成岩作用类型。3成岩作用类型元坝地区的储集砂岩主要经历了压实作用、压溶作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用，破裂作用（主要是指微裂缝）等。3.1压实作用通过薄片观察，该研究区压实作用比较强烈，是导致元坝地区须家河组砂岩低孔-低渗，致密性的主要破坏性成岩作用之一，主要表现为：①云母的弯曲变形；②长石、石英、粉砂质泥岩岩屑以及低级变质岩岩屑等碎屑颗粒

5、的定向排列；③碎屑颗粒的点-线接触，且主要以线接触为主，局部见凹凸接触和缝合线接触，局部还可以看到石英颗粒间锯齿状缝合线处的压溶作用；④石英、长石等刚性颗粒呈碎裂状⑤低级变质岩岩屑（如千枚岩、板岩和片岩）和粉砂质泥岩岩屑等的挤压变形形成假杂基，薄片中呈长条状甚至呈哑铃状。3.2胶结作用通过薄片观察，在元坝地区须家河组砂岩储层中，主要发育硅质、自生粘土矿物、碳酸盐等胶结，并且以硅质、泥质和钙质胶结为主。胶结物总量平均值约为8.65%,其中储集层的主要胶结物为硅质胶结物和碳酸盐胶结物，其平均值约为1.45%和6.3

6、%,此外，还有少量的粘土质胶结物等。3.2.1碳酸盐胶结从薄片观察，在该研究区，碳酸盐胶结物较为发育，但含量变化比较大，且以方解石胶结物居多，其平均值约为4.41%,白云石胶结物平均含量仅占0.866%左右。大部分的碳酸盐胶结物都呈镶嵌状分布于石英次生加大边周围，由此可以推断碳酸盐胶结物形成于石英次生加大之后，为早期形成；而其来源可能为压溶作用带来的碳酸盐胶结物，也可能为流动的孔隙水（主要为有机酸）沉淀形成，通过对薄片进行茜素红和铁氧化钾溶液染色发现，早期形成的碳酸盐胶结物主要为普通的方解石和白云石胶结物，晶粒

7、较小，细粒状,结晶程度差，晚期形成的碳酸盐胶结物主要为含铁方解石和含铁白云石胶结物，呈镶嵌状和栉壳状，结晶程度好。须三段、须四段早期碳酸盐胶结作用较为明显，且以方解石胶结为主。3.2.2硅质胶结-自生石英在该研究区硅质胶结较为发育，主要为围绕石英颗粒边缘生长的石英次生加大，平均含量为2.41%,须二、须四含量相对较高，偶尔见到石英的多期加大边，此外，还有沿长石解理缝或由于挤压产生的破裂缝充填的石英脉。通过薄片鉴定分析表明，硅质胶结物SiO2的主要来源可能有两个，第一，石英颗粒间的压溶作用带来的Si02；第二，在

8、须二、四段储层中，可见到孔隙充填物中有伊利石化现象，甚至有自生矿物伊利石的产出，须三段孔隙中有自生高岭石的沉淀，并且长石含量极低，根据长石溶解方式：（1）同生到埋藏成岩作用初期KAlSi308（钾长石）+A12Si205（OH）4（高岭石）=KA13Si3OlO（OH）2（伊利石）+2Si02+H20；3A12S12O5（OH）4（高岭石）+2K+=2KA13Si3010（OH）2（伊