微生物巖儲層儲集機(jī)制分析與評價

羅文富 周旋

摘要：微生物巖是一塊新興的研究領(lǐng)域，因其特殊的微生物成因，目前已成為儲層地質(zhì)學(xué)的熱點研究方向之一。微生物巖具有特殊的儲集空間，可劃分為組構(gòu)控制型儲集空間、非組構(gòu)控制型儲集空間兩類;微生物巖在形成過程中建設(shè)性成巖作用會對其進(jìn)行選擇性改造，準(zhǔn)同生期，微生物會誘發(fā)原生白云石沉淀而使方解石溶解，埋藏成巖階段，有機(jī)質(zhì)會發(fā)生不斷演化而釋放有溶蝕性的有機(jī)酸，這些對優(yōu)質(zhì)儲層的形成有著重要意義。

引言

微生物巖是指由藍(lán)細(xì)菌或微生物席通過捕獲或粘結(jié)顆粒，以無機(jī)或有機(jī)誘導(dǎo)礦化作用形成的巖石。微生物巖最早由R.V.Burne（1987）等提出，后經(jīng)R，Riding等學(xué)者完善發(fā)展以及美國AAPG多次微生物巖專題研討會的召開，目前已引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注與討論。圍繞著微生物巖，國內(nèi)外學(xué)者對地球早期生命、生物大滅絕與復(fù)蘇事件以及油氣資源勘探等重大科學(xué)問題和生產(chǎn)問題進(jìn)行了諸多有益探討。油氣勘探實踐發(fā)現(xiàn)，微生物巖作為一種全新的儲層類型，目前已在四川盆地、塔里木盆地、桑托斯盆地、尤因他盆地等世界各地發(fā)現(xiàn)多個大型-特大型微生物巖油氣田。因此，本文通過梳理國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，論述了微生物巖儲集空間類型，并探討了微生物巖作為儲層的優(yōu)勢因素，以期為國內(nèi)微生物巖儲層地質(zhì)學(xué)學(xué)術(shù)研究和生產(chǎn)實踐提供參考和借鑒。

一、微生物巖儲集空間類型

微生物巖類型多樣，不同類型的微生物巖為儲集空間多樣性奠定了基礎(chǔ)。通常來說，微生物巖主要包括疊層石、凝塊石，而近年來有學(xué)者在鮞粒、核形石中也發(fā)現(xiàn)了微生物活動證據(jù)。根據(jù)P.W.Choquette等巖儲集空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，本文將微生物巖儲集空間劃分為組構(gòu)控制型儲集空間和非組構(gòu)控制型儲集空間，并分別進(jìn)行闡述。

1.1組構(gòu)控制型儲集空間

微生物巖是在藍(lán)細(xì)菌等微生物的周期性生命活動下形成，所以往往具有特定的微生物組構(gòu)特征。微生物結(jié)構(gòu)是微生物組構(gòu)特征的根本控制因素，因此，微生物結(jié)構(gòu)也是組構(gòu)控制型儲集空間發(fā)育的內(nèi)在因素，而巖溶作用等建設(shè)性成巖作用為組構(gòu)控制型儲集空間發(fā)育的外因。參考P.W.Choquette等儲集空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，微生物巖組構(gòu)控制型儲集空間可分為微觀孔、格架孔、粒間孔、粒內(nèi)孔。

（1）微觀孔孔徑一般為微米級，在各類微生物巖內(nèi)均有發(fā)育。在準(zhǔn)同生期、早成巖時期，當(dāng)適宜微生物生長的微環(huán)境受到改變，便會導(dǎo)致大量微生物死亡、腐爛，最終形成微觀孔。微觀孔為微生物巖特有的儲集空間，其形成時間早，多呈條帶狀或團(tuán)塊狀微生物式聚集分布，但其連通性一般較差。

（1）格架孔主要發(fā)育于疊層石亮晶殼之中。疊層石作為微生物巖的典型代表，以其總體垂向生長并具有紋層構(gòu)造為顯著特征，其中“亮晶殼”或“富屑紋層”以及“暗色有機(jī)質(zhì)層”是由微生物的周期性生命活動形成，當(dāng)疊層石受到大氣淡水溶蝕作用后，亮晶殼易受溶蝕改造而形成格架孔。研究實例發(fā)現(xiàn)，塔里木盆地疊層石白云巖儲集空間便是以明亮層內(nèi)的格架孔為主，

（2）粒間孔及粒內(nèi)孔主要發(fā)育于顆粒微生物巖內(nèi)，在凝塊石、鮞粒、核形石、球狀微生物巖之中均有發(fā)現(xiàn)。其形成機(jī)理主要為：顆粒微生物巖受巖溶作用改造，易溶成分發(fā)生溶解，并于顆粒間和顆粒內(nèi)形成的次生孔隙。值得一提的是，過去鮞粒、核形石作為無機(jī)—化學(xué)成因，目前均發(fā)現(xiàn)了大量微生物活動證據(jù)。鮞粒、核形石是微生物以水中的質(zhì)點作為核心，通過粘結(jié)、捕獲沉積物以及誘發(fā)礦物沉淀而形成的包殼狀微生物巖，其形成的水動力條件較強(qiáng)，顆粒間多以亮晶膠結(jié)，在同生期巖溶和表生期巖溶改造下，質(zhì)點核心以及顆粒之間發(fā)生溶蝕作用而形成粒間孔及粒內(nèi)孔

1.2非組構(gòu)控制型儲集空間

非組構(gòu)選擇性儲集空間主要為裂縫和非組構(gòu)性溶蝕孔洞，本文主要對裂縫型儲集空間進(jìn)行探討。在地質(zhì)歷史時期，巖石會受到多期構(gòu)造應(yīng)力作用，當(dāng)巖石所受應(yīng)力值大于其強(qiáng)度極限時，巖體便會發(fā)生破裂而形成裂縫。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，微生物巖的泥質(zhì)和有機(jī)質(zhì)含量相對較高，在同種條件下，導(dǎo)致其整體的強(qiáng)度極限偏低，容易發(fā)生破裂化而產(chǎn)生裂縫。因此，在構(gòu)造運(yùn)動和斷裂體系的控制下，微生物巖發(fā)育段裂縫或微裂縫較為發(fā)育，這對于提高儲層物性具有重要意義。裂縫型微生物巖儲層作為一種較新的微生物巖儲層類型，值得今后的研究重點關(guān)注

二、微生物巖作為儲層的優(yōu)勢因素

微生物巖因其獨(dú)特的微生物成因，巖溶作用等建設(shè)性成巖作用對于其的次生改造要更具有一定的優(yōu)勢性.本文從微生物巖的形成機(jī)制方面來探討微生物巖作為儲層優(yōu)勢因素.

（1）生成原生白云石：許多學(xué)者利用現(xiàn)代技術(shù)模擬微生物巖的形成過程，實驗發(fā)現(xiàn)，微生物巖在形成過程中可誘導(dǎo)高鎂方解石、低鎂方解石、文石以及原生白云石沉，原生白云石可呈球型或啞鈴型。原生白云石的沉淀可以加速方解石的溶解，從形成優(yōu)質(zhì)的微生物白云巖儲層（Taylor，2006）。

（2）有機(jī)酸的溶蝕作用：微生物巖的泥質(zhì)或有機(jī)質(zhì)含量較為豐富，在中成巖或埋藏成巖階段，伴隨著埋藏地溫的增加，微生物巖中的有機(jī)質(zhì)會發(fā)生不斷演化并釋放有機(jī)酸。具有溶蝕性的有機(jī)酸將對儲層進(jìn)行溶蝕改造，對原先形成粒間（內(nèi)）孔和裂縫進(jìn)行擴(kuò)溶，從而提高了儲集體的孔隙度和滲透率。有機(jī)酸的溶蝕對于改善儲層物性、形成優(yōu)質(zhì)儲層有著重要作用

（3）孔隙的保存：學(xué)者們對微生物巖進(jìn)行巖石壓縮系數(shù)實驗，實驗發(fā)現(xiàn)，由于微生物巖具特殊的藻屑骨架結(jié)構(gòu)，巖石壓縮系數(shù)測定結(jié)果相比普通巖石較低，反映了其具備一定的抗壓實能力，能一定程度上防止藻孔被壓實充填。此外，發(fā)生硅化或發(fā)生白云石化的微生物具有更大的抗壓實能力，這對于藻孔隙的保存十分有利

三、結(jié)論

微生物巖作為一種新的儲層類型，具有其特有的儲集空間。微生物巖在形成過程中會疊加各種建設(shè)性成巖作用，由于其微生物成因，建設(shè)性成巖作用會對微生物巖進(jìn)行選擇性改造，從而使其成為孔隙的發(fā)育和保存均有利的儲集體。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：羅文富，男，六盤水師范學(xué)院。

（作者單位：六盤水師范學(xué)院）