准东阜东斜坡区齐古组砂岩中方解石胶结物分布特征及对储层的影响

蒋艳霞等

摘 要：通过岩心观察、铸体薄片、阴极发光及物性数据等资料分析，准东阜东斜坡区齐古组砂岩中方解石胶结物常发育于水下分流河道砂体底部，具有较低的负的？啄13C（PDB）值，并伴有较低的？啄18O值，指示这些砂岩中方解石胶结物形成过程中受到了较为强烈的有机影响。砂岩中方解石胶结物的出现对储层具有双重影响。

关键词：准噶尔盆地；齐古组；砂岩储层；方解石胶结物；分布特征

引言

准噶尔盆地位于准噶尔地块的核心稳定区，天山山脉的北部，是巨大内陆板块中的一个中新生代盆地。该盆地也是一个重要的石油、天然气和含煤盆地。富有机质的侏罗系地层广泛分布于整个盆地（Ashraf et al.， 2010）。其起源和沉积环境对石油烃源岩分布的预测十分重要（Allen and Allen， 2013）。准噶尔盆地南部上侏罗系齐古组砂岩是十分重要的油藏。基于古洋流或者锆石碎屑地球年代学，前人研究证明天山山脉是准噶尔盆地南部齐古组砂岩的主要物源区。然而，尽管这是一个限制其物源的好方法，但前人研究中并没有提及沉积地球化学。重要的是齐古组的砂岩通常具有方解石胶结，这在砂岩孔隙演化中扮演着关键作用，不同期次碳酸盐胶结物的形成可以记录下成岩过程中流体组分特征的变化，有助于阐明成岩过程中流体-岩石相互作用、流体演化史等基本地质问题（Mahon K I， 1998）。文章在详细在岩心观察和薄片观察基础之上对准噶尔盆地东部阜东斜坡区侏罗系齐古组砂岩方解石胶结物的分布特征及其对储层的影响作出分析。

1 矿物学特征

准噶尔盆地东部阜东斜坡区齐古组地层的砂岩中广泛发育方解石胶结物。经方解石胶结的砂岩在岩心中呈夹层或斑块状发育，至少存在两期方解石胶结：（1）早期方解石胶结物，负胶结物孔隙度可高达30%，主要以包裹碎屑颗粒发育，使碎屑颗粒呈悬浮状分布（图1-A），方解石晶形较好，有的甚至呈连晶状出现，在阴极发光下发亮黄色光；（2）晚期方解石胶结物较少见，以充填自生粘土矿物包膜保存的原生粒间孔隙中或交代碎屑颗粒两种形式产出（图1-B），在阴极发光下发橙红色光（图1-C）。

2 方解石分布特征

阜东地区齐古组砂岩方解石胶结物往往发育于水下分流河道砂体底部，其较低的碳同位素组成除与有机质参与作用有关外，还受到早成岩浅埋藏有关的超压驱动下的同位素动力分馏作用的控制（杨智等，2010），并形成于蚀变作用和粘土化作用之后，指示其受到深部流体作用的影响，排除大气水钙质胶结的可能。阜东地区齐古组砂岩碳氧同位素组成表明其方解石胶结物的形成于有机流体作用下长石等硅酸盐矿物的溶解有关。部分砂岩的钙质胶结物几乎充填粒间孔，其含量大于30%，造成砂岩极低的孔隙度和渗透率，对砂岩储层起负作用，如阜东162井方解石胶结物发育段自下而上物性逐渐变差；同时也增加了储层层内非均质程度，不利于储层发育。因此，在油井投产射孔时，避射潜力段上下夹层，可以有效地挖掘剩余油，并利用夹层封堵高含水层，解放中低渗透段潜力。

3 方解石对储层的影响

方解石胶结物是碎屑岩储层中最为常见的胶结物之一，也是成岩作用过程中重要的自生矿物。与方解石胶结物相关的岩石-流体相互作用对油气的储集性能具有重要的意义（邹明亮等，2008）。研究区方解石胶结强烈，形成于蚀变作用和粘土化作用之后，部分砂岩的方解石胶结物几乎充填粒间孔。砂岩中方解石胶结物的出现对储层具有双重作用：一方面，方解石胶结物的出现使原生孔隙大幅度减少，造成砂岩极低的孔隙度和渗透率，同时也增加了储层层内非均质程度，不利于储层发育；另一方面，在成岩早期，方解石胶结物的出现可阻碍压实作用的进行，直到早成岩B期，有少量酸性流体的侵入，使方解石胶结物发生部分溶蚀，储层得到改善。值得注意的是，研究区齐古组早期和晚期方解石胶结物的溶蚀作用均很弱，对储层的改善程度较小。阜东斜坡区齐古组方方解石胶结物的含量与孔隙度具有非常明显的负相关性，充分说明方解石胶结物对储层孔隙的破坏作用显著，并呈现方解石胶结物含量越多，对储层破坏越大的特点。

参考文献

[1]Allen， P.A. and Allen， J.R. Basin analysis： Principles and application to petroleum play assessment. Wiley-Blackwell[M].2013.

[2]Ashraf， A.R.， Sun， Y.， Sun， G.， et al. Triassic and Jurassic palaeoclimate development in the Junggar Basin， Xinjiang， Northwest China-a review and additional lithological data. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments[J].2010，90（3）：187-201.

[3]Mahon K I， Harrison T M，McKeegan K D. The thermal and cementation histories of a sandstone petroleum reservoir， Elk Hills， California[J]. Chem Geol， 1998， 152：257-271.

[4]杨智，邹才能，何治亮，等.准噶尔盆地腹部超压顶面附近碳酸盐胶结带的成因机理[J].中国科学，2010，40（4）：439-451.

作者简介：蒋艳霞（1990-），女，重庆，在读硕士研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业，研究方向：储层沉积学与矿物岩石学。