準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)下侏羅統(tǒng)八道灣組砂巖儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化

萬青青, 劉洛夫, 肖 飛, 常 敏, 胡 青, 鄭珊珊

( 1. 中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249; 2. 中國石油大學(xué)(北京) 盆地與油藏研究中心,北京 102249 )

準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)下侏羅統(tǒng)八道灣組砂巖儲(chǔ)層成巖作用與孔隙演化

萬青青1,2, 劉洛夫1,2, 肖 飛1,2, 常 敏1,2, 胡 青1,2, 鄭珊珊1,2

( 1. 中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102249; 2. 中國石油大學(xué)(北京) 盆地與油藏研究中心,北京 102249 )

準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)八道灣組油氣勘探取得重大突破，但該地區(qū)成巖作用方面的研究還比較薄弱。根據(jù)巖石薄片及掃描電鏡觀察,確定車排子地區(qū)成巖作用類型及成巖事件發(fā)生順序;根據(jù)陰極發(fā)光測試，確定方解石膠結(jié)物期次、石英次生加大發(fā)育程度及高嶺石分布特征；根據(jù)X線衍射,確定黏土礦物組成及各礦物成分體積分?jǐn)?shù);根據(jù)氧同位素測試,確定自生方解石形成溫度；采用反演回剝法研究儲(chǔ)層孔隙演化過程。結(jié)果表明：儲(chǔ)層主要經(jīng)歷壓實(shí)作用,方解石、石英、黃鐵礦等的膠結(jié)作用及長石和石英的溶蝕作用。方解石膠結(jié)物形成溫度主要介于40～85 ℃，大致對應(yīng)早成巖階段A期的晚期至早成巖階段B期；黏土礦物以高嶺石為主，主要來源于長石的溶蝕；儲(chǔ)層孔隙演化過程可以劃分為3個(gè)階段，即快速壓實(shí)階段、壓實(shí)膠結(jié)階段及壓實(shí)溶蝕階段。該研究成果為車排子地區(qū)八道灣組地層油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

孔隙演化； 成巖序列； 成巖階段； 八道灣組； 車排子地區(qū)； 準(zhǔn)噶爾盆地

0 引言

成巖作用對儲(chǔ)層物性具有重要影響[1-2]，儲(chǔ)層孔隙演化[3]是成巖作用研究的熱點(diǎn)?？紫堆莼芯恐饕蟹囱莼貏兎╗4]和正演物理模擬法[5]。反演回剝法相對應(yīng)用的更多，其基本原理是在確定成巖演化序列的前提下，從現(xiàn)今孔隙度算起，依次計(jì)算前一個(gè)成巖事件發(fā)生前的孔隙度[6]。該方法的難點(diǎn)在于壓實(shí)減孔的定量化，解決方法有2種:一是計(jì)算原始孔隙度[7]，然后間接推算壓實(shí)減孔總量，再結(jié)合埋藏史對整個(gè)埋藏過程中的壓實(shí)減孔量進(jìn)行估算[8]；二是建立研究區(qū)壓實(shí)減孔數(shù)學(xué)模型[9-10]，再結(jié)合埋藏史定量研究壓實(shí)減孔量。

成巖演化序列的建立是孔隙演化研究的基礎(chǔ)，主要通過巖石薄片和掃描電鏡觀察確定成巖事件的相對先后順序[11-13]。為了與地質(zhì)歷史過程結(jié)合，還需要確定各成巖事件發(fā)生的絕對時(shí)間。利用成巖包裹體和氧同位素溫度，確定自生礦物的形成溫度，代入埋藏史，得出成巖事件發(fā)生的絕對時(shí)間。

車排子地區(qū)八道灣組油氣勘探近年來已取得進(jìn)展[14]，人們對該套地層的研究主要集中于物源及古水流方向分析[15]、古地貌恢復(fù)[14]、油氣成藏特征[16]，對儲(chǔ)層成巖作用方面的研究比較薄弱。筆者根據(jù)鑄體薄片、掃描電鏡、陰極發(fā)光、碳氧同位素分析、X線衍射分析等方法，對車排子地區(qū)八道灣組砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行研究，為該區(qū)油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

車排子地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西緣，西北靠近扎伊爾山，向東與中拐凸起和沙灣凹陷相鄰，向南與四棵樹凹陷相連(見圖1)。紅車斷裂帶是車排子凸起的次級構(gòu)造單元，是研究區(qū)的主體。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Location of the study area

車排子凸起是在石炭系火成巖基底之上發(fā)育的繼承性凸起[17]，發(fā)育演化經(jīng)歷3個(gè)階段：(1)石炭紀(jì)末—侏羅紀(jì)凸起強(qiáng)烈隆升階段，紅車斷裂帶形成，在侏羅紀(jì)末期，隆升達(dá)到鼎盛階段[18]；(2)白堊—古近紀(jì)凸起緩慢沉降階段；(3)新近—第四紀(jì)凸起快速沉降階段，車排子地區(qū)厚度巨大的沙灣組、塔西河組及獨(dú)子山組地層形成[19]。

車排子地區(qū)八道灣組地層(J1b)的物源區(qū)主要是扎伊爾山[15]，從下至上可以分為八一段、八二段和八三段。八一段沉積時(shí)期，以辮狀河沉積為主，巖性以灰色、灰褐色礫巖及泥巖為主；八二段沉積時(shí)期，沉積基準(zhǔn)面上升，以湖泊、辮狀河三角洲前緣沉積為主，巖性以大套灰色泥巖為主；八三段沉積時(shí)期，沉積基準(zhǔn)面下降，以辮狀河三角洲平原沉積為主，局部發(fā)育大套煤系地層。

2 儲(chǔ)層基本特征

2.1 巖性

研究區(qū)八道灣組儲(chǔ)層以長石質(zhì)巖屑砂巖和巖屑砂巖為主(見圖2，按Folk R L[20]砂巖分類)。石英碎屑體積分?jǐn)?shù)為9.0%～79.1%，平均為14.9%；長石碎屑體積分?jǐn)?shù)為2.0%～28.0%，平均為14.9%。長石包括鉀長石和斜長石，X線衍射全巖分析表明，鉀長石體積分?jǐn)?shù)為2.6%～41.4%，平均為3.8%，斜長石體積分?jǐn)?shù)為2.6%～41.4%，平均為10.3%；巖屑體積分?jǐn)?shù)為20.0%～91.0%，平均為47.9%，巖屑主要由凝灰?guī)r、霏細(xì)巖、流紋巖、花崗巖和變質(zhì)巖等組成。

2.2 物性

分析400多塊巖心樣品表明，研究區(qū)八道灣組砂巖孔隙度為0.8%～33.1%，平均為15.0%(見圖3)。滲透率為(0.01～3 230)×10-3μm2，平均為66.15×10-3μm2(見圖3)。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)1 000多塊鑄體薄片表明，砂巖儲(chǔ)層的孔隙類型以粒間孔(占54.0%)、粒內(nèi)溶孔(占31.4%)及微裂縫(占10.7%)為主，其中粒內(nèi)溶孔主要為長石和石英碎屑顆粒溶孔。

圖2 車排子地區(qū)八道灣組砂巖分類Fig.2 Detrital composition of the J1b sandstone reservoir in the Chepaizi area

3 成巖作用類型及特征

車排子地區(qū)八道灣組成巖作用類型包括壓實(shí)作用，方解石、石英、黃鐵礦及菱鐵礦的膠結(jié)作用，以及石英和長石的溶蝕作用。

3.1 壓實(shí)作用

車排子地區(qū)八道灣組砂巖碎屑顆粒以點(diǎn)—線接觸為主，局部為線接觸。壓實(shí)作用強(qiáng)度主要受地層埋深控制，隨著地層埋深的增加，儲(chǔ)層孔隙度和滲透率呈下降的趨勢(見圖3)，表明壓實(shí)作用是儲(chǔ)層物性的主控因素。壓實(shí)作用強(qiáng)度還與砂巖的碎屑組分有關(guān)。塑性顆粒(如黏土巖巖屑)經(jīng)壓實(shí)作用易變形并堵塞粒間孔(見圖4(a))，而剛性顆粒(如石英)經(jīng)壓實(shí)作用不易變形，因此使原生孔隙得到較好的保存。

圖3 車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層孔隙度、滲透率及方解石膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)隨深度變化關(guān)系Fig.3 Distribution of reservoir porosity, permeability and contents of calcite cement of the J1b sandstone reservoir with respect to burial depth in the Chepaizi area

3.2 膠結(jié)作用

3.2.1 方解石膠結(jié)物

方解石是研究區(qū)八道灣組砂巖中最主要的膠結(jié)物，主要呈基底式膠結(jié)(見圖4(d))。35塊巖心樣品全巖分析數(shù)據(jù)表明，方解石體積分?jǐn)?shù)為0～23.3%，平均為5.7%(見圖3)。在陰極發(fā)光下，方解石膠結(jié)物呈橘紅色(見圖4(c))，且顯示只存在一期膠結(jié)。

根據(jù)砂巖中碳酸鹽膠結(jié)物氧同位素值可以推斷其形成溫度[2]。研究區(qū)8塊巖心樣品碳氧同位素分析結(jié)果見表1，根據(jù)文獻(xiàn)[21]公式，分別假定方解石沉淀時(shí)地層水氧同位素值(δ18Owater)為-7‰[22]、-4.8‰[23]及-2‰[3]，得到的方解石膠結(jié)物的形成溫度見表1。由表1可以看出，方解石膠結(jié)物的形成溫度主要介于40～85 ℃，大致對應(yīng)早成巖階段A期的晚期至早成巖階段B期。

砂巖中方解石膠結(jié)物的來源主要包括2種[22]：一是來源于內(nèi)部，即碳酸鹽巖巖屑的溶解；二是來源于外部。研究區(qū)八道灣組砂巖中不存在碳酸鹽巖巖屑，表明方解石膠結(jié)物來源于外部。統(tǒng)計(jì)35塊巖心樣品方解石膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)及該樣品與其最近的砂泥巖界面的距離(見圖5(a))，方解石膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)大于10%的樣品離砂泥巖界面的距離都小于5 m，表明方解石膠結(jié)物來源主要為泥巖。泥巖中有機(jī)質(zhì)可以通過多種方式[24]產(chǎn)生重碳酸根離子，重碳酸根離子運(yùn)移到相鄰的砂巖地層中，沉淀為方解石膠結(jié)物。

圖4 車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層薄片照片

圖5 車排子地區(qū)方解石膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)與距砂泥巖界面的距離及面孔率的關(guān)系

Fig.5 Relationship between content of calcite cement, distance to sandstone/mudstone surface and thin section porosity in the Chepaizi area

方解石是研究區(qū)最主要的膠結(jié)物，對儲(chǔ)層物性有較大的影響(見圖5(b))。方解石體積分?jǐn)?shù)在1 800～2 400 m的深度內(nèi)較高，導(dǎo)致孔隙度和滲透率異常減小(見圖3)。

表1 車排子地區(qū)八道灣組砂巖中自生碳酸鹽礦物碳氧同位素值及形成溫度

Table 1 Isotopic composition of carbonate cements and calculated formation temperatures of carbonate cements in the sandstones of the Badaowan formation in the Chepaizi area

井號埋深/m碳酸鹽礦物組成φ(碳酸鹽)/%δ13CPDB/‰δ18OPDB/‰形成溫度/℃δ18OSMOW=-7‰δ18OSMOW=-4．8‰δ18OSMOW=-2‰車911656．80100%Cal5．1-4．522-10．45631．15742．96060．178車9131855．80100%Cal15．65．054-10．78332．88044．89262．446車9131947．2042%Cal+58%Sid48．417．614-9．481車941954．73100%Cal23．3-11．538-11．62437．44950．03168．500車582712．45100%Cal6．715．972-12．15840．45953．42572．518車峰93437．21100%Cal5．42．257-16．1766．27482．892108．059沙門0114541．90100%Cal3．411．717-13．74949．97464．21285．387沙門0114584．50100%Cal1．812．741-14．67355．91470．98993．554

注:Cal為方解石,Sid為菱鐵礦；只有方解石體積分?jǐn)?shù)大于80%的樣品進(jìn)行溫度計(jì)算

3.2.2 其他膠結(jié)物

研究區(qū)除了發(fā)育方解石還發(fā)育石英、黃鐵礦、菱鐵礦等膠結(jié)物，但體積分?jǐn)?shù)相對較低。石英膠結(jié)主要表現(xiàn)為石英次生加大(見圖4(e))，是研究區(qū)一種相對次要的膠結(jié)物。石英次生加大邊的厚度為20～100 μm，且只存在一期。在掃描電鏡下,也可以觀察到研究區(qū)八道灣組儲(chǔ)層中石英次生加大的存在(見圖6(a))。

黃鐵礦是研究區(qū)八道灣組儲(chǔ)層中相對次要的膠結(jié)物，體積分?jǐn)?shù)為0～26.5%，平均為1.2%。黃鐵礦是不透明礦物(見圖4(f))，一般通過在反射光顯微鏡下的顏色進(jìn)行鑒定(見圖4(g))。在掃描電鏡下,可以看到黃鐵礦主要為五角十二面體晶形(見圖6(b))。菱鐵礦也是研究區(qū)一種相對次要的膠結(jié)物，體積分?jǐn)?shù)為0～28.3%，平均為0.7%。黃鐵礦和菱鐵礦一般形成于還原環(huán)境，而富鐵缺鈣鎂的還原環(huán)境更利于菱鐵礦的形成[25]。

3.3 溶蝕作用

車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層長石、石英及巖屑的溶蝕作用較常見，而方解石膠結(jié)物的溶蝕很少見。長石溶蝕是研究區(qū)最常見的一種溶蝕作用，主要沿著解理縫進(jìn)行(見圖4(h)、圖6(c))。長石和方解石溶蝕一般發(fā)生在酸性或弱酸性的成巖環(huán)境中。通常方解石比長石更易被溶蝕[22-24]。Yuan Guanghui等[26]提出長石選擇性溶蝕理論:在比較封閉的成巖環(huán)境下，長石比方解石更易發(fā)生溶蝕，長石的溶蝕抑制方解石的溶蝕。八道灣組地層脫硫酸因數(shù)平均為2.73，且地層存在超壓，說明地層封閉性良好，符合該理論要求的地質(zhì)條件。

研究區(qū)石英溶蝕也較常見。石英一般比較穩(wěn)定，不易發(fā)生溶蝕，研究區(qū)石英溶蝕較為強(qiáng)烈(見圖4(i)、圖6(d))，主要原因：(1)研究區(qū)八道灣組現(xiàn)今的地層水為弱堿性(pH平均為7.84)，適于石英溶蝕的發(fā)生[27]；(2)研究區(qū)八道灣組現(xiàn)今地層水的礦化度很高(平均為15.9 g/L)，高濃度的電解質(zhì)大幅提高石英溶蝕的速率[28]。

研究區(qū)巖屑溶蝕較常見，主要分為2種類型：一是鋁硅酸鹽巖巖屑的溶蝕，其溶蝕機(jī)理與長石溶蝕類似；二是硅質(zhì)巖屑的溶蝕，其溶蝕機(jī)理與石英溶蝕類似。文中長石溶蝕泛指鋁硅酸鹽巖巖屑和長石的溶蝕，石英溶蝕泛指硅質(zhì)巖屑和石英的溶蝕。

3.4 黏土礦物特征

車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層中黏土礦物以高嶺石、伊/蒙混層、綠泥石和伊利石為主。173塊巖心樣品的X線衍射分析表明，高嶺石是研究區(qū)占主導(dǎo)的黏土礦物，在黏土礦物中平均體積分?jǐn)?shù)高達(dá)61.6%(見圖7)。高嶺石集合體主要呈書頁狀或蠕蟲狀(見圖6(a、 e))。伊/蒙混層平均體積分?jǐn)?shù)為20.0%(見圖7)，且主要呈蜂窩狀(見圖6(f))。綠泥石平均體積分?jǐn)?shù)為9.4%(見圖7)，形態(tài)主要為針葉狀(見圖6(g))。伊利石平均體積分?jǐn)?shù)為9.0%(見圖7)，形態(tài)主要為彎片狀(見圖6(h))。各黏土礦物的體積分?jǐn)?shù)隨深度的變化關(guān)系見圖7。由圖7可以看出，高嶺石的平均體積分?jǐn)?shù)在整個(gè)深度范圍內(nèi)是占主導(dǎo)的，且隨深度增加有增大的趨勢；伊/蒙混層和綠泥石的平均體積分?jǐn)?shù)隨深度變化有微弱變小的趨勢；伊利石的平均體積分?jǐn)?shù)隨深度變化有微弱增大的趨勢。

圖6 車排子地區(qū)八道灣組砂巖掃描電鏡照片F(xiàn)ig.6 SEM images of the J1b sandstones in the Chepaizi area

圖7 車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層中各黏土礦物平均體積分?jǐn)?shù)隨深度變化關(guān)系Fig.7 Relative amount of clay minerals with respect to burial depth of the Badaowan formation in the Chepaizi area

高嶺石是研究區(qū)八道灣組最主要的黏土礦物，在長石溶蝕的位置高嶺石很富集(見圖8)，說明高嶺石的形成與長石溶蝕具有成因上的聯(lián)系。Osborne M等[29]研究也表明，長石溶蝕能夠釋放Al和Si離子到地層水中，當(dāng)離子達(dá)到過飽和后以高嶺石的形式沉淀。

圖8 高嶺石的形成與長石溶蝕有關(guān)的證據(jù)Fig.8 Evidence proving that kaolinite precipitation and feldspar alteration are genetically related

鉀長石溶蝕導(dǎo)致高嶺石的沉淀，同時(shí)釋放的K+與蒙皂石(伊利石層體積分?jǐn)?shù)較低的伊/蒙混層)反應(yīng)，生成伊利石[30]，故伊利石體積分?jǐn)?shù)與高嶺石體積分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系，而伊/蒙混層體積分?jǐn)?shù)與高嶺石體積分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。隨著深度增加，地層溫度增加，鉀長石溶蝕速率增大，高嶺石體積分?jǐn)?shù)增加。因此，隨著深度增加，伊利石體積分?jǐn)?shù)增加而伊/蒙混層體積分?jǐn)?shù)減小。

方解石膠結(jié)物的大量發(fā)育通常被視為堿性成巖作用的標(biāo)志[30]。在一個(gè)以堿性成巖作用為主的地區(qū)，黏土礦物通常以伊利石為主，高嶺石不發(fā)育[16]，但研究區(qū)與此相反，主要原因有3個(gè)方面：

(1)研究區(qū)八道灣組儲(chǔ)層中長石溶蝕作用強(qiáng)烈，表明儲(chǔ)層經(jīng)歷過顯著的酸性成巖作用階段，隨著長石溶蝕，大量產(chǎn)生高嶺石。

(2)車排子地區(qū)的地溫梯度很低，約為20 ℃/km[31]，因此儲(chǔ)層在成巖演化過程中還沒有達(dá)到高嶺石向伊利石轉(zhuǎn)化的臨界溫度。以沙門011井為例，由其埋藏史(見圖9，埋藏史圖見文獻(xiàn)[32])可知，八道灣組地層在成巖演化過程中最高地層溫度約為110 ℃，低于高嶺石向伊利石轉(zhuǎn)化的臨界溫度，即120～140 ℃[33]。沙門011井是研究區(qū)埋深相對較大的井，可以推斷研究區(qū)絕大部分井的八道灣組地層所達(dá)到的最高地層溫度不超過110 ℃。因此，研究區(qū)八道灣組地層中高嶺石沒有向伊利石大量轉(zhuǎn)化。

(3)車排子地區(qū)八道灣組地層現(xiàn)今地層水為弱堿性，盡管弱堿性環(huán)境不利于自生高嶺石的形成，但高嶺石在弱堿性條件下的溶解速率相對于其他酸堿度條件下更低[34]，高嶺石在弱堿性條件下可以大量存在。

4 成巖演化序列

成巖演化序列是根據(jù)膠結(jié)物之間的占位關(guān)系及溶蝕分布確定的。(1)黃鐵礦膠結(jié)早于石英次生加大及方解石膠結(jié)。黃鐵礦限制石英次生加大的進(jìn)行(見圖10(a-b))，表明黃鐵礦膠結(jié)早于石英次生加大。(2)石英次生加大早于方解石膠結(jié)。方解石膠結(jié)物覆蓋在石英次生加大邊之上(見圖10(c))，說明石英次生加大發(fā)生在方解石膠結(jié)之前。(3)黃鐵礦膠結(jié)物被方解石膠結(jié)物完全包裹(見圖10(d-e))，說明黃鐵礦膠結(jié)早于方解石膠結(jié)。(4)長石溶蝕主要發(fā)生在方解石膠結(jié)之后，方解石幾乎充填所有的粒間孔，而沒有在長石溶蝕孔中沉淀，說明長石溶蝕主要發(fā)生在方解石膠結(jié)之后，但不排除在方解石膠結(jié)之前長石也有少量溶蝕(見圖10(f-g))；(5)石英溶蝕主要發(fā)生在方解石膠結(jié)之后，方解石膠結(jié)物沿著溶蝕孔邊緣生長，說明石英溶蝕主要發(fā)生在方解石膠結(jié)之后(見圖10(h-i))；(6)高嶺石膠結(jié)和長石溶蝕在成因上是相關(guān)的(見圖8)，因此高嶺石膠結(jié)和長石溶蝕大致同時(shí)發(fā)生。根據(jù)薄片觀察成巖作用順序，結(jié)合方解石膠結(jié)物的形成溫度，得出研究區(qū)八道灣組成巖演化序列(見圖9)。

圖9 車排子地區(qū)八道灣組砂巖孔隙演化模式Fig.9 Porosity evolution model of the J1b sandstones in the Chepaizi area

5 孔隙演化模式

5.1 成巖作用定量化方法

5.1.1 壓實(shí)減孔量估算

車排子地區(qū)位于準(zhǔn)南前陸盆地的斜坡帶，地層埋藏史總體上具有“長期淺埋、 短期深埋”的特征，與庫車前陸盆地相似。針對庫車前陸盆地地層埋藏特征，在不考慮其他成巖作用及構(gòu)造作用對物性影響的前提下，從壓實(shí)作用角度提出不同巖性儲(chǔ)層孔隙度隨深度變化的預(yù)測模型[9]。借鑒并改進(jìn)該模型，對研究區(qū)清水河組和八道灣組儲(chǔ)層砂體的壓實(shí)減孔量進(jìn)行估算。首先統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)層中不同巖性砂體厚度的相對比例，然后根據(jù)每種巖性對應(yīng)的模型計(jì)算在某一深度的減孔量，計(jì)算公式為

(1)

式中：ΔΦm為深度為H時(shí)的壓實(shí)減孔量；Ksl為粗砂巖和礫巖的體積分?jǐn)?shù)；Ks為中砂巖和細(xì)砂巖的體積分?jǐn)?shù)；Kfs為粉砂巖的體積分?jǐn)?shù)。

圖10 車排子地區(qū)八道灣組砂巖成巖演化序列的證據(jù)Fig.10 Micropetrographic evidence of diagenetic sequence of the J1b sandstones in the Chepaizi area

5.1.2 膠結(jié)減孔量和溶蝕增孔量估算

膠結(jié)減孔量和溶蝕增孔量是通過薄片統(tǒng)計(jì)得到的，對每塊巖石薄片，在鏡下拍攝不少于20個(gè)視域的照片。利用CorelDRAW軟件的面積統(tǒng)計(jì)功能，對薄片的總面孔率、溶蝕面孔率和碳酸鹽膠結(jié)面孔率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算溶蝕增孔量和膠結(jié)減孔量公式為

(2)

(3)

式中：φw為實(shí)測孔隙度；Δφj為膠結(jié)造成的減孔量；Δφr為晚期長石及石英溶蝕造成的增孔量。

5.2 孔隙演化過程

壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用是儲(chǔ)層物性的主控因素。壓實(shí)作用伴隨整個(gè)成巖演化過程，并且在埋藏初期對物性的影響更大。之后，壓實(shí)作用對物性的影響變?nèi)?。在距?5 Ma時(shí)，研究區(qū)進(jìn)入快速沉降階段(見圖9)，壓實(shí)作用對物性的影響再次變大。膠結(jié)作用主要發(fā)生在早成巖階段，溶蝕作用主要發(fā)生在中成巖階段。根據(jù)物性主控因素，可以將車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層孔隙演化過程劃分為3個(gè)階段(見圖9)：

(1)快速壓實(shí)階段。地層沉積之后至方解石膠結(jié)之前，儲(chǔ)層物性主要受控于壓實(shí)作用，隨著埋深加大，儲(chǔ)層孔隙度迅速降低。

(2)壓實(shí)膠結(jié)階段。方解石膠結(jié)至長石石英晚期溶蝕之前，儲(chǔ)層物性主要受控于壓實(shí)作用和膠結(jié)作用，兩者疊加使得儲(chǔ)層物性逐漸變差。

(3)壓實(shí)溶蝕階段。長石石英晚期溶蝕至今，儲(chǔ)層物性主要受控于壓實(shí)作用和溶蝕作用。隨著地層埋深迅速增大，壓實(shí)作用強(qiáng)度變大，同時(shí)長石和石英的溶蝕作用改善儲(chǔ)層，兩者相互抵消，儲(chǔ)層物性總體上輕微變好。

6 結(jié)論

(1)車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層主要經(jīng)歷壓實(shí)作用，方解石、石英、黃鐵礦等的膠結(jié)作用，以及長石和石英的溶蝕作用。

(2)方解石是車排子地區(qū)八道灣組地層的主要膠結(jié)物，其形成溫度主要介于40～85 ℃，大致對應(yīng)早成巖階段A期的晚期至早成巖階段B期，方解石膠結(jié)物主要來源于相鄰泥巖中有機(jī)質(zhì)。高嶺石是車排子地區(qū)八道灣組地層的主要黏土礦物，主要來源于長石溶蝕。

(3)車排子地區(qū)八道灣組儲(chǔ)層孔隙演化過程可以劃分為3個(gè)階段，即快速壓實(shí)階段、壓實(shí)膠結(jié)階段及壓實(shí)溶蝕階段。

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2016-11-23；編輯：陸雅玲

國家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05003-001)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41372143)

萬青青(1991-)，男，碩士研究生，主要從事儲(chǔ)層沉積與成巖作用方面的研究。

劉洛夫,E-mail: liulf@cup.edu.cn

TE121.2

A

2095-4107(2017)01-0021-12

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.01.003