保持性成岩作用与深部碳酸盐岩储层孔隙的保存_张学丰

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1、第３３卷第２期地质科技情报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．２２０１４年３月ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｒ．２０１４保持性成岩作用与深部碳酸盐岩储层孔隙的保存张学丰ａ，ｂ，石开波ａ，ｂ，刘波ａ，ｂ，杨云坤ａ，ｂ，王杰琼ａ，ｂ（北京大学ａ．石油与天然气研究中心；ｂ．地球与空间科学学院，北京１００８７１）摘要：碳酸盐岩储层中的成岩作用一般被分作“建设性的”和“破坏性的”。但常见的如白云岩化和溶蚀作用并非都一定是建设性的，而胶结作用也并非只具破坏性。将那些使碳酸盐岩储层孔隙（主要是部分原生孔隙和早期次生孔隙）得以保持的成岩作用归为“保持性成岩

2、作用”。保持性成岩作用对深部碳酸盐岩储层的发育至关重要。对典型的礁、滩相碳酸盐岩孔隙的研究表明，早期溶蚀、白云岩化均可在早期成岩阶段形成大量次生孔隙，保持性成岩作用可使部分原生孔隙和早期次生孔隙保存下来，并构成现今深部储层的主要储集空间。从岩石结构、地层压力和地层流体对孔隙的保持或改造３个方面，把碳酸盐岩中的保持性成岩作用分为岩石结构改造型、地层压力改造型和过度胶结抑制型３类。关键词：保持性成岩作用；孔隙保存机理；深部碳酸盐岩储层中图分类号：ＴＥ１２２．２文献标志码：Ａ文章编号：１０００－７８４９（２０１４）０２－００８０－０６海相碳酸盐岩层系是世界油气勘探的重点领的理论来解释

3、这一现象，据此认为白云岩化是建设［１］［２－３］域，也是我国油气资源战略接替的重要领域。性的成岩作用，然而，近年来发现这是有争议［４－６］［３１－３２］储层发育与否是制约勘探成败的关键因素之一。的。在波斯湾ＳｏｕｔｈＰａｒｓ气田，白云岩化并未［３３］无论是礁－滩型、岩溶型、白云岩型，还是裂缝型储明显增加孔隙。有证据显示白云岩化反而降低［６］。［３４］层，成岩作用对于碳酸盐岩储层的发育至关重要了孔隙度。大巴哈马滩古近纪白云岩的孔隙度［７］［８］［９］［１０］刘建清等、樊爱萍等、李忠等、刘宝珺系统为３５％，而相邻灰岩的孔隙度则为４０％；荷兰Ａｎ－总结了碳酸盐岩成岩作用研究的最新进展

4、。这些进ｔｉｌｌｅｓ群岛中的Ｂｏｎａｉｒｅ岛上，上新世－更新世的灰展注意到成岩作用与储层发育之间的密切关系，但岩（平均孔隙度２５％）比相邻白云岩（平均孔隙度现有的成岩作用研究理论体系并未很好地阐释这种１１％）孔隙更为发育；侏罗系阿拉伯Ｄ组地层白云［１，６，１１－２１］关系。研究者习惯把与碳酸盐岩储层形成岩的孔隙度也并不比相应的颗粒灰岩更发育，而且相关的成岩作用分为“建设性”和“破坏性”两类，并许多白云岩本身也很致密，因此，这些地区的白云岩［３１］依此建立储层发育模型。这种认识对碳酸盐岩储层化过程很可能是减少了孔隙而非增加。发育相关理论的发展和对油气勘探的指导曾起到了越来越多的研

5、究表明，白云岩化作用过程本身至关重要的作用。但是，随着研究的深入，特别是近对孔隙有直接影响，既可以造成储集空间的增加，也［２２－２５］年来一些深部孔隙异常发育的储层的发现和对可造成其减少或不变；而更重要的可能是间接影响，［２６－２８］现代碳酸盐岩的研究，带动了相关理论的进一特别表现在白云岩化之后，白云岩相对灰岩更抗压［２９，３１－３２，３４－４１］步发展，同时也发现了一些有关成岩作用与储层孔实、压溶，因此更易于保存孔隙。隙发育关系的理解问题。１．２溶蚀作用不一定“建设”了孔隙与碎屑岩极为不同的是，碳酸盐岩中的孔隙大１碳酸盐岩成岩作用与储层发育关系部分都是次生孔隙，这些次生孔隙的

6、形成又主要依［４２－４３］的新视点靠溶蚀作用。因此，溶蚀作用一般都是“建设性的”成岩作用。但是，从辩证和物质平衡的角度来１．１白云岩化作用不一定是“建设性的”看，“溶蚀”和“沉淀”总是相对应的。被溶蚀的物质，世界上很多地方的下古生界灰岩很致密，而白必定要在原处或他处以一定形式沉淀下来。这种［２９－３０］云岩孔隙发育。人们常用“白云岩化创造孔隙”“溶蚀”与“沉淀”的平衡实际上构成了碳酸盐岩中常收稿日期：２０１２－０１－１２编辑：刘江霞基金项目：国家科技重大专项（２０１１ＺＸ０５００５－００３－０１０ＨＺ）；国家自然科学基金项目（４１２７２１３７；４１００２０２９）作者简介：张学丰

7、（１９８２—），男，主要从事沉积学与储层地质学方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｘｆ＠ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ第２期张学丰等：保持性成岩作用与深部碳酸盐岩储层孔隙的保存８１见的孔隙演化过程。５０００ｍ的深部，碳酸盐岩储层孔隙度一般都在以大气淡水成岩作用为例。大气淡水成岩区一１０％以下；随着埋深增加、时代变老，其孔渗性变差。［４４］般会发生大规模溶蚀。典型地，在渗流带文石鲕然而，在深部确实存在孔隙异常发育的层段，深部碳易被溶蚀而在粒间形成胶结，最终理想的情况是颗酸盐岩油气储层成为勘探的热点同时也