羌塘盆地隆鄂尼—昂达尔错地区布曲组白云岩储层成因及孔隙演化特征

万友利， 王 剑， 谭富文， 付修根， 王忠伟

( 1. 国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室，四川 成都 610081； 2. 中国地质调查局 成都地质调查中心，四川 成都 610081； 3. 中国地质大学(武汉) 地球科学学院，湖北 武汉 430074 )

羌塘盆地隆鄂尼—昂达尔错地区布曲组白云岩储层成因及孔隙演化特征

万友利1,2， 王 剑1,2， 谭富文1,2， 付修根1,2， 王忠伟1,3

( 1. 国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室，四川 成都 610081； 2. 中国地质调查局 成都地质调查中心，四川 成都 610081； 3. 中国地质大学(武汉) 地球科学学院，湖北 武汉 430074 )

利用剖面地质调查、岩心观察、薄片铸体鉴定、扫描电镜分析及物性测试等方法，结合地球化学资料综合分析，研究羌塘盆地隆鄂尼—昂达尔错地区布曲组白云岩储层成因及孔隙演化特征。结果表明：布曲组白云岩包括保留先驱灰岩原始组构白云岩、晶粒白云岩和白云石充填物；晶粒白云岩中细晶、自形白云岩储层物性最好，细晶、半自形白云岩储层物性次之；储集空间以晶间孔为主，局部发育晶间溶孔。布曲组沉积前的古地貌和沉积时的古气候控制白云岩在垂向和平面上的展布，即沉积环境决定储层的叠置形态；白云岩储层发育于台缘滩和台内浅滩环境，高位体系域晚期的咸化海水提供白云石化流体；白云岩储层经历准同生阶段、浅埋藏阶段、中—深埋藏阶段及构造热液改造阶段，浅埋藏阶段是储层孔隙发育的关键时期。在南羌塘地区，早白垩世晚期羌塘地块和拉萨地块的碰撞以剪切作用为主，形成深大断裂，大气淡水下渗稀释布曲组地层水，并俘获夏里组高87Sr/86Sr的地层流体，约74 Ma的构造热事件提供鞍形白云石的热源，形成鞍形白云石充填物。

孔隙演化； 储层成因； 白云石化作用； 布曲组； 羌塘盆地

0 引言

白云岩是海相碳酸岩沉积盆地的重要储层，在全球碳酸盐岩油气勘探领域占有重要地位。位于青藏高原腹地的羌塘盆地，是我国勘探程度最低的中生代海相沉积盆地，布曲组白云岩是盆地整体致密背景下的优质储层。人们分别从沉积环境、白云岩成因、储层特征等方面对该套储层进行研究。如王成善等[1]认为古油藏带隆鄂尼—昂达尔错地区白云岩发育于生物礁组合环境。付修根等[2]认为古油藏带扎仁地区布曲组白云岩储层发育于局限海台地环境。朱井泉等[3]认为古油藏带白云岩为低温条件下大气降水与同期正常海水混合交代而成[4-10]。伊海生、李启来等[5,11-12]认为布曲组白云岩储层是羌塘盆地最有利的勘探目的层系。伊海生等[13]对古油藏带中砂糖状白云岩进行流体包裹体测温、全岩和单矿物激光同位素分析，提出羌塘盆地南部布曲组白云岩成因流体为深埋藏阶段高温地层水，需要重新认识储层的成因及控制因素。

笔者利用Qz11和Qz12井全取心资料，在剖面地质调查、岩心观察基础上，根据薄片铸体鉴定和扫描电镜观察结果，结合物性分析资料，分析白云岩储层成因及孔隙演化特征，为研究区下一步勘探部署提供地质依据。

1 地质背景

羌塘盆地位于特提斯构造域东段，是发育于前寒武系“泛非结晶基底”的中生代沉积盆地[14-17]，经历始特提斯洋、古特提斯洋及中特提斯洋的打开与关闭过程。晚三叠世末期，随着羌塘盆地南部班公湖—怒江洋盆的又一次打开，羌塘地块整体处于拉张环境，发育板内裂谷作用，形成那底岗日组火山岩、火山碎屑岩及沉凝灰岩，标志羌塘中生代沉积盆地的开启，形成3个裂陷槽[17]：塆塆梁—雀莫错裂陷槽、肖茶卡—毕洛错裂陷槽及吐错—吐波错裂陷槽，控制羌塘中生代沉积盆地的原型盆地及古地貌。之后的沉积充填过程记录盆地经历裂陷阶段、坳陷阶段及萎缩消亡过程，同时沉积充填序列也具有对原型盆地及盆地底形的继承性特征。

隆鄂尼—昂达尔错地区中侏罗统布曲组是盆地坳陷阶段海侵背景下发育的一套碳酸盐岩沉积(见图1)[17]。布曲组沉积前的中侏罗统莎巧木组为一套浅海陆棚环境滩坝砂沉积，形成布曲组沉积时的水下隆起区，莎巧木组沿鄂雅错北东、毕洛错东、昂达尔错、其香错西一线东西向展布，与肖茶卡—毕洛错裂陷槽大致平行。受古地貌控制，布曲组沉积期时，南羌塘坳陷自南向北至中央隆起带发育台缘礁滩相、开阔台地、局限台地及潮坪环境碳酸盐沉积。研究区布曲组白云岩储层主要发育于台缘礁滩环境的短期旋回高位体系域晚期，储层岩性以纹层状白云岩、晶粒白云岩为主，局部可见被亮晶方解石交代的介壳化石。

图1 羌塘盆地构造及研究区位置Fig.1 The location of the study area in the Qiangtang basin

2 储层特征

2.1 储层展布

研究区布曲组白云岩发育具有南北分带、东西分块的特征，自西向东可分为西部隆鄂尼区块白云岩带、中部昂达尔错白云岩带和东部达卓玛—鄂斯玛白云岩带。其中隆鄂尼区块包括2个白云岩带：隆鄂尼白云岩带、格鲁关那白云岩带，昂达尔错区块包括3个白云岩带：哈日阿隆根—巴格底加日白云岩带、冬浪啦白云岩带和日阿梗—赛公药白云岩带(见图2-3)。

根据剖面地质资料，研究区布曲组白云岩储层在垂向上以大套白云岩为主。地质浅钻井(Qz12井)岩心资料表明，该井钻遇的布曲组地层倾角较大，将风化严重的岩层厚度放大，单井剖面显示白云岩发育于井深213.56 m至地表段，发育81个灰岩—白云岩厘米级的短期岩性旋回，每个旋回自下而上发育薄层状泥晶灰岩→泥晶砂屑灰岩→亮晶砂屑灰岩→灰质白云岩→白云岩，表现为受高频相对海平面变化控制(见图4)。平面上，在昂达尔错区块东部塞仁地区布曲组底部，即莎巧木组顶部以上的布曲组开始发育白云岩，向西至隆鄂尼区块，白云岩发育层位逐渐升高，白云岩发育于布曲组顶部。

2.2 岩性特征

根据薄片鉴定结果，按照先驱灰岩原始组构保留程度，将布曲组白云岩储层分为保留先驱灰岩原始组构的白云岩和先驱灰岩组构无法识别的晶粒白云岩，以及白云石充填物[18-19]，其中保留先驱灰岩原始组构的白云岩可进一步分为泥—粉晶白云岩和(残余)颗粒白云岩。泥—粉晶白云岩主要由泥晶—粉晶级白云石组成(见图5(a)、(c))，晶体细小，晶型结构多为半自形—它形晶体，在岩心上多呈纹层状产出，局部可见似鸟眼构造(见图5(b))，说明这种白云岩的沉积环境多与蒸发台地有关。(残余)颗粒白云岩的最大特点是保留或残余先驱灰岩的原始组构，研究区白云岩的颗粒以藻砂屑为主(见图5(a)、(c))，偶见残余藻砂屑纹层。

图2 隆鄂尼—昂达尔错地区布曲组白云岩发育特征Fig.2 The dolomite development characteristics of Buqu formation in the Long'eni-Angda'ercuo area

图3 研究区布曲组白云岩发育段地层柱状图Fig.3 The stratigraphic column of the Buqu formation dolomite in the study area

晶粒白云岩是研究区白云岩储层的主要岩性，根据白云石晶粒大小和晶体边界形态，将其进一步分为细晶、自形白云岩，细晶、半自形白云岩和中—粗晶、它形白云岩。细晶、自形白云岩是细砂糖状白云岩，以细晶为主，少量粉晶，晶体自形程度高，晶体边缘可见环带，晶体之间呈网络状相互支撑，晶间孔隙发育，缝合线不发育，部分晶体之间呈点—线接触，说明这种白云岩的形成时间与弱压实作用同步，部分样品中可见残余的砂屑幻影，其先驱灰岩为水体能量较高的浅滩相沉积物(见图5(d))。

细晶、半自形白云岩在研究区可与细晶、自形白云岩呈互层状产出，镜下观察显示以细晶为主，中晶次之；晶体结构虽具有平直的晶面边界，但其自形程度较细晶、自形白云岩的降低，部分样品可见雾心亮边或环带结构；由于受过度白云石化作用，晶体生成空间受到限制，导致晶体边界变得不规则，晶体接触关系以线接触为主(见图5(e))。

中—粗晶、它形白云岩主要由晶体自形程度较差的它形白云石组成，以中—粗晶为主，为不彻底或者选择性白云石化作用产物及中厚层状/块状白云岩。不彻底或者选择性白云石化作用产物属于灰岩与白云岩之间的过渡类型，镜下观察显示白云岩晶粒相对较细，以细晶—中晶为主，晶体自形程度差，孔隙不发育(见图5(f))；中厚层状/块状白云岩以中—粗晶为主，白云石自形程度差，为多曲面—它形晶，晶粒之间呈凹凸接触甚至缝合线状接触，孔隙以残余晶间孔隙为主(见图5(g))。

图4 研究区布曲组白云岩储层纵向上岩性结构特征(Qz12井)Fig.4 Vertical lithologic structure characteristics of Buqu formation in study area (Well Qz12)

研究区白云岩储层孔隙中发育的胶结物包括方解石和白云石两种。两类胶结物对储层具有破坏作用，文中仅分析白云石充填物。根据薄片鉴定结果，研究区白云石充填物包括细晶、自形—半自形和鞍形两种。细晶、自形—半自形白云石充填物以细晶为主，发育平直晶面边界，向孔隙空间方向晶体自形程度变好，晶体清澈明亮，含少量的包裹体和杂质。鞍形白云石充填物主要发育于Qz11井595.0～598.0 m井段，以充填物切割基质白云岩的裂缝分布为主(见图5(h-i))，Qz12井部分井段发育的鞍形白云石充填物与围岩的界限不明显，镜下观察显示鞍形白云岩晶体粗大，具有明显的波状消光，晶体表面较脏。

2.3 储集空间类型

采用Choquette P W和Pray L C的分类方案[20]，根据地表地质调查、岩心观察、薄片及扫描电镜分析结果，将研究区布曲组白云岩储层的储集空间归结为3种主要类型：(1)组构选择性孔隙，如晶间孔/晶间溶孔、粒内溶孔；(2)非组构选择性孔隙，如各类溶蚀孔洞及洞穴；(3)裂缝。

2.3.1 组构选择性孔隙

组构选择性孔隙主要发育膏模孔、晶间孔/晶间溶孔，其中膏模孔主要发育于保留先驱灰岩组构的白云岩。虽然镜下未见伴生的石膏等蒸发岩类，但在北羌塘坳陷唢呐湖剖面获取的颗粒白云岩样品发育在石膏层之下，表明该类孔隙在研究区发育，孔隙多呈不规则状产出，局部被方解石充填(见图6(a))。晶间孔/晶间溶孔主要发育在自形程度较高的白云石晶体格架之间，其大小、形态与白云石晶体大小、自形程度和接触方式密切相关。这类孔隙在研究区以细晶、自形白云岩中最为发育，细晶、半自形白云岩中次之，中—粗晶、它形白云岩中最差(见图5(g))。由于细晶、自形白云岩以颗粒支撑，晶体间未被灰泥或胶结物充填的部分构成良好的储层，孔隙形态呈多面体或四面体状，部分晶间孔隙周围可见明显的白云石溶蚀现象，构成晶间溶孔(见图6(b-d))。

图5 研究区布曲组白云岩储层岩性特征Fig.5 The lithology characteristics of the Buqu formation in the study area

2.3.2 非组构选择性孔隙

非组构选择性孔隙主要是指由不受岩石组分控制的、溶蚀作用形成的较大储集空间，包括溶蚀孔洞和大型洞穴，在Qz11井574.0～600.0 m井段发育大量的针孔状溶蚀孔，形状不规则，分布不均匀，并且切穿原岩组构(见图6(e))；甚至在晶间孔发育的平面、自形白云岩中，也伴生溶蚀扩大的现象，导致许多白云石晶粒呈漂浮状分布其中(见图6(d))。大型洞穴在Qz12井上发育较多，如在512.0～600.5 m井段可见多层大型溶蚀洞穴与泥晶灰岩顶板的互层，为古油藏底水浸泡段*万友利.羌塘盆地隆鄂尼—昂达尔错地区布曲组白云岩储层成因机理及有利区预测[R].2017.；在Qz12井白云岩发育层段，大型洞穴的发育多与生物体腔孔内的溶蚀有关(见图6(f))。

2.3.3 裂缝

研究区白云岩储层裂缝包括构造缝、溶蚀缝和成岩缝。其中构造缝与新构造运动有关，在岩心上表现为多期裂缝相互交汊且呈树枝状、网状分布，有些样品构造缝相互连通，有后期构造缝切割早期构造缝现象，缝壁一般比较平直,延伸较远，大多数被方解石和沥青充填或半充填，少数被泥质、氧化铁等充填(见图6(g))。白云岩储层受溶蚀改造作用强烈，可沿构造微缝发育成溶蚀缝，也可沿连通的孔隙或者构造缝进一步溶蚀扩大形成网状分布的溶蚀缝(见图6(g-h))；受压实作用、重结晶作用影响，白云岩储层往往形成缝面弯曲、形状不规则的缝隙。成岩缝多在灰岩段中以缝合线的形式产出(见图6(i))，延伸不大且分布极少。

图6 研究区布曲组白云储层储集空间特征Fig.6 The pore types of the Buqu formation dolomite reservoir in the study area

2.4 储层物性

根据研究区68件样品的白云岩、灰岩及过渡性岩类的实测结果(见图7)，结合羌塘盆地碳酸盐岩储层分类评价标准，白云岩主要为Ⅱ类和Ⅲ类储层，孔隙度为0.436%～11.447%，平均为4.774%，其中有55%的样品孔隙度分布在2.000%～6.000%之间，有33%的样品孔隙度分布在6.000%～12.000%之间，以中—低等孔隙度为主；渗透率为(0.001～28.432)×10-3μm2，平均为2.907×10-3μm2，其中有66%的样品渗透率分布在(0.002～0.250)×10-3μm2之间，有22%的样品渗透率超过1.000×10-3μm2，以中—低渗为主。灰岩多为Ⅲ类或Ⅳ类储层(非储层)，孔隙度为0.088%～4.267%，平均为1.702%，其中有78%的样品孔隙度小于2.000%，剩余22%的样品孔隙度分布在2.000%～6.000%之间，以低—特低孔隙度为主；渗透率为(0.002～0.077)×10-3μm2，平均为0.016×10-3μm2，以特低渗为主。过渡性岩类孔隙度为1.025%～5.026%，平均为2.448%，以低—特低孔为主；渗透率为(0.003～0.060)×10-3μm2，平均为0.017×10-3μm2，以特低渗为主。

图7 研究区布曲组碳酸盐岩储层孔隙度与渗透率关系

Fig.7 Pore and permeability correlation diagram of the Buqu formation in the study area

白云岩孔隙度和渗透率的最大值、最小值和平均值高于灰岩的，同时白云岩孔隙度相较于灰岩相对集中分布在较高孔隙度区域，渗透率分布也有类似规律，表明白云石化作用在一定程度上能够改善储层质量。在白云岩中，储层物性具有较大的差异。根据薄片鉴定结果，物性好的白云岩储层主要为晶间孔、晶间溶孔发育的细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩储层。

3 储层成因

3.1 沉积环境

3.1.1 古地貌

晚三叠世末期，随着班公湖—怒江洋盆的又一次打开，羌塘盆地发育3个裂陷槽，形成“地堑—地垒”相间的地貌特征，控制盆地的原型及格局，后期的沉积充填过程继承盆地开启时的古地貌特征。隆鄂尼—昂达尔错地区北靠肖茶卡—毕洛错裂陷槽、南临班公湖—怒江洋盆，早—中侏罗世时期，沉积曲色组、色哇组和莎巧木组地层。其中，莎巧木组沿鄂纵错北东、毕洛错东、昂达尔错、其香错西一线分布，是雀莫错晚期半深水棚环境发育的一套滩坝相陆源碎屑沉积，在地貌上形成2～3个大致东西向平行展布的水下隆起区，布曲组在水下隆起区肖茶卡—毕洛错裂陷槽位置水体较深，为沉积(降)中心；布曲组沉积早期，肖茶卡—毕洛错一带水体较深，向东至昂达尔错、塞仁地区水体逐渐变浅(见图2)。

布曲组沉积时期，沿鄂纵错北东、毕洛错东、昂达尔错、其香错西一线分布的莎巧木组形成水下隆起区，布曲组继承性发育碳酸岩台地的台缘礁滩相沉积，沿此线往北至中央隆起带发育碳酸盐岩开阔台地→局限台地→蒸发台地→潮坪环境。在塞仁地区的昂罢存咚剖面，莎巧木组发育灰黑色钙质泥岩，推测为潟湖环境沉积；布曲组沉积早期，该地区为局限水体，蒸发海水为白云石化流体。向西至肖茶卡—毕洛错，水体逐渐变深，布曲组沉积早期难以发生白云石化作用。布曲组沉积前的古地貌形态控制布曲组的沉积环境、沉积微相展布及白云岩发育的地区和层段。

3.1.2 古气候

人们根据珊瑚分异度和碳酸盐岩丰度从赤道向两级方向显著降低的现象[21-23]，证实侏罗系的温度与所处纬度带有关，即古气温从赤道附近低纬度地区向两极方向呈明显降低趋势。总体上，侏罗世气候比较温和，早侏罗世晚期气温较高，且高温地区主要出现在低纬度的特提斯洋地区；至中侏罗世巴柔阶—巴通阶，在高纬度地区发育季节性冰川；在巴通阶(168～166 Ma)全球海平面总体快速上升的背景下，存在短期海平面下降过程；与之对应，在海水锶同位素87Sr/86Sr整体降低的过程中，出现短时期的87Sr/86Sr快速上升过程[24]，特提斯域西段巴黎盆地及伊比利亚半岛对该期全球性海退也有明显的沉积响应。侏罗系时期，羌塘盆地位于赤道以北的低纬度地区[25]，为方解石海环境[26-27]，巴通阶布曲组沉积时，盆地南部的班公湖—怒江洋海水快速入侵，在炎热、半干旱—半潮湿的古气候背景[28-30]下发育海相碳酸盐岩；高位体系域晚期，莎巧木组水下隆起阻碍研究区水体与班公湖—怒江洋盆海水的循环，在研究区形成咸化海水，研究区晶粒白云岩中气液两相包裹体的盐度达到22%，也说明白云岩化流体为咸化的海水，即布曲组沉积时期的古气候条件控制白云岩化流体的来源。

综上所述，在南羌塘地区，布曲组碳酸盐岩受古地貌和古气候共同控制，自鄂纵错北东、毕洛错东、昂达尔错、其香错西一线向北至中央隆起带，发育台缘礁滩相、开阔台地、局限台地、蒸发台地及潮坪相碳酸盐岩。其中，台缘礁滩及开阔台地、局限台地环境发育的台内浅滩是发育白云岩储层的基础，在炎热、半干旱—半潮湿的古气候条件下，高位体系域晚期的蒸发海水提供白云石化流体；在蒸发台地和潮坪相碳酸盐岩中，也发育与蒸发海水有关的白云岩储层。

3.2 白云石化作用

3.2.1 白云石质量分数

Murray R C在研究加拿大Midale油田的白云岩储层时发现，当白云石质量分数小于50%时，随着质量分数的增加，储层孔隙度降低；当白云石质量分数超过50%、小于90%时，随着质量分数的增加，储层孔隙度增加，可增大至30%。此现象被解释为大量白云石的生成导致晶体间网络支撑体系发育，保存储集空间[31]。黄擎宇在研究塔里木盆地寒武系—奥陶系白云岩储层时发现，当白云石质量分数达到90%～95%时，储层孔隙最为发育，面孔率达到22%，同时质量分数较少的白云石对储层孔隙度影响不明显，白云岩储层中白云石化强度与储层孔隙度变化存在一定的关系[32]。

研究区59片铸体薄片的鉴定结果表明，当白云石质量分数低于40%时，对白云石的面孔率无影响。当白云石质量分数超过40%、低于90%时，含有较多白云石的样品虽然面孔率达到1%，但随着白云石质量分数的增加，样品的总面孔率未增加，并且增加的储集空间多为灰岩溶蚀的孔隙，与白云石的发育关系不明。当白云石质量分数达到90%～96%时，面孔率最为发育(见图8)，最大面孔率达到16%，即对布曲组碳酸盐岩储层，只有白云石化作用较为彻底的岩石才具有发育孔隙的基础；如果仅仅少量发生白云石化或者部分发生白云石化，则对储层的储集空间影响不大。

3.2.2 白云石晶体结构

根据不同结构类型对白云岩物性的影响，保留先驱灰岩原始组构的白云岩孔隙度为1.701%～6.239%，渗透率为(0.015～0.041)×10-3μm2，其中发育溶蚀孔隙的白云岩孔隙度较不发育溶蚀孔隙的白云岩的高，但其渗透率变化不大；细晶、自形白云岩孔隙度为3.477%～11.447%，平均为7.322%，渗透率为(0.043～24.874)×10-3μm2，平均为7.170×10-3μm2；细晶、半自形白云岩孔隙度为1.854%～7.634%，平均为3.970%，渗透率为(0.010～2.109)×10-3μm2，平均为0.378×10-3μm2；中—粗晶、它形白云岩的孔隙度为1.851%～3.638%，平均为2.596%，渗透率为(0.016～0.159)×10-3μm2，平均为0.063×10-3μm2。灰岩样品为颗粒灰岩、亮晶颗粒灰岩，其孔隙度为0.559%～2.862%，平均为1.685%，渗透率为(0.002～0.046)×10-3μm2，平均为0.013×10-3μm2。过渡性岩类孔隙度为0.436%～2.943%，平均为1.163%，渗透率为(0.001～0.020)×10-3μm2，平均为0.007×10-3μm2(见图9)。白云岩的物性好于灰岩及过渡性岩类的，细晶、自形白云岩物性最好，细晶、半自形白云岩物性次之，保留先驱灰岩原始组构白云岩的物性与中—粗晶、它形白云岩的物性相当。

图8 研究区布曲组白云岩储层白云石质量分数与面孔率关系

Fig.8 The content of dolomite and surface porosity in the Buqu formation in the study area

图9 研究区不同类型白云岩孔隙度与渗透率关系Fig.9 Pore and permeability correlation diagram of the different type dolomite in the study area

镜下观察显示，细晶、自形白云岩储层以晶间孔、晶间溶孔为主，缝合线不发育，说明细晶、自形白云岩形成于压溶作用出现之前，即发育于浅埋藏阶段。该阶段上覆地层的压力不大，形成的白云岩晶体能够大幅提高地层的抗压实强度，保留大量的晶间孔，为后期流体运移提供通道。细晶、半自形白云岩储层也以晶间孔为主，由于白云石晶体开始曲面化或者出现过度白云石化，占据一定的孔隙体积，使其物性较细晶、自形白云岩储层有所降低。中—粗晶、它形白云岩储层物性较细晶、半自行白云岩的更差，虽然白云石晶粒变得粗大，但白云石晶体的曲面化占据大量的晶间孔，甚至堵塞喉道，降低储层的孔隙度和渗透率。保留先驱灰岩原始组构白云岩中，储集空间以晶间孔和晶间溶孔为主，晶间溶孔发育于准同生阶段，以溶蚀蒸发型盐类为主，不发育晶间溶孔的储层物性较差。

4 孔隙演化过程

白云石化流体对先驱灰岩及储层的改造，受先驱灰岩的组构、白云石化流体浓度、成岩系统的开放—封闭程度，以及白云石化作用的成岩温度等因素共同控制。由于隆鄂尼—昂达尔错地区古油藏带布曲组白云岩遭受多期次成岩流体的改造，因此不同阶段的白云石化过程对储层储集空间及物性的影响各不相同。利用薄片鉴定、扫描电镜观察、阴极发光分析、流体包裹体测温、元素地球化学及同位素地球化学资料，分析白云岩储层中各自生矿物(包括白云石)的沉淀序列，根据毕洛错地区埋藏史的恢复成果*李亚林.羌塘盆地隆升剥蚀及其油气地质意义[R].2016.，隆鄂尼—昂达尔错地区白云岩储层经历准同生/同生阶段、浅埋藏阶段、中—深埋藏白云石化及构造热液白云石作用4个阶段(见图10)，结合不同成岩演化阶段讨论研究区白云岩储层的孔隙演化特征。

4.1 准同生/同生阶段

在开放的成岩系统中，以机械压实作用为主，先驱灰岩中的流体快速排出，孔隙度急剧下降。若该期发育白云岩，则白云石化流体以同期蒸发海水为主，Mg2+/Ca2+值高，白云石的成核速率远大于白云石的沉淀生长速率，外部来源的CO32-不断补充，白云石化过程以CaCO3+Mg2++CO32-→CaMg(CO3)2的方式进行，白云石对方解石的交代并非为等摩尔交代方式，白云石化的结果是固相的白云石体积不断增大。白云石孔隙主要来自先驱灰岩的继承，造成白云石化作用，不仅不能增加孔隙，反而在一定程度上造成孔隙度的降低。白云石化作用发生后，若遭受大气淡水淋滤，则大气淡水对白云石孔隙中的一些蒸发岩类是不饱和的，可以将溶蚀淋滤掉，即能够在一定程度上增加储层的总孔隙。这与研究区泥—微晶白云岩晶间孔隙不发育、但局部发育溶蚀孔隙的现象一致，晶间孔隙为白云石化过程中残余的先驱灰岩占据的孔隙空间，而溶蚀孔隙多为后期外来流体溶蚀增加的孔隙。

4.2 浅埋藏阶段

进入浅埋藏阶段，研究区成岩系统处于半开放—半封闭的环境，白云石化流体以中等蒸发为主，Mg2+/Ca2+值适中，白云石的成核速率与白云石的沉淀生长速率相当，外部来源的CO32-受限。这一阶段的CO32-主要来自于沉积物中的方解石溶解，若CO32-完全来自于灰岩中方解石的溶解，则白云石化过程以2CaCO3+Mg2+→2CaMg(CO3)2方式进行，即等摩尔交代。在这一过程中，白云石交代方解石后，可以增加约13%的孔隙体积。在浅埋藏阶段，成岩系统并不是完全封闭的，与上覆水体或者外界或多或少存在物质交换，孔隙流体中往往带来部分上覆水体的CO32-，白云石化过程以(2-x)CaCO3+Mg2++xCO32-→CaMg(CO3)2+(1-x)Ca2+的方式进行(x为白云石化过程碳酸盐的摩尔质量)。若仅外来少量的CO32-，那么云化后的体积变化不明显，即白云石化过程是对先驱灰岩储集空间的继承和调整，不产生新的储集空间。研究区发育细晶、自形白云岩交代先驱灰岩，形成砂糖状白云岩：一方面是白云石化过程对先驱灰岩储集空间的继承和调整，同时也存在白云石化增加孔隙的过程；另一方面形成的白云石晶体具有更高的抗压实强度，并且白云石的晶体网格系统能够保存晶间孔隙，最终储集空间得以保存。

随着盆地的持续沉降，埋藏深度逐渐增大，虽然与上覆水体的物质交换逐渐降低，但在相邻富有机质地层中有机质热化释放出有机酸，对富集的方解石进行溶蚀，能够持续提供CO32-。若地层流体中Mg2+富余，白云石化过程往往以Ca2++Mg2++2CO32-→CaMg(CO3)2的方式进行，开始发育过度白云石化，增加的白云石开始占据白云石晶体间的孔隙，降低白云岩储层的孔隙度。对于白云石本身，前一阶段形成的细晶、自形白云石开始向细晶、半自形白云石转变。

图10 研究区布曲组白云岩储层成岩演化序列及孔隙演化特征Fig.10 Diagenetic sequence and porosity evolution of the Buqu formation in study area

4.3 中—深埋藏阶段

进入中—深埋藏阶段，成岩系统完成进入封闭环境，虽然在理论上存在等摩尔交代的条件，但成岩流体中Mg2+已被大量消耗。虽然流体中Mg2+/Ca2+还能满足埋藏深度成岩温度条件下白云石化作用的发生，但这一阶段交代白云石的发育逐渐变为次要，主要以白云石的重结晶为主，根据形成的中—粗晶、它形白云岩孔隙特征，重结晶并未增加晶间孔隙，白云岩的孔隙发育主要与后期的溶蚀作用有关。此外，该阶段有机质热演化排出大量有机酸，对相邻地层的方解石进行溶蚀，能够源源不断提供Ca2+和CO32-，过度白云石化作用还可进行，对早期形成的孔隙进行破坏。在中—深埋藏阶段，白云岩中并未形成新的储集空间，储层发育以对早期形成的储集空间调整为主，在局部可形成高效储层；有溶蚀就有沉淀，在形成局部发育的高效储层的同时，在地层流体运移低势区往往伴随沉淀，如白云石或者方解石能够沿着孔隙系统顺畅的通道运移到低势区沉淀，充填储集空间，从而形成致密层段。

根据白云岩地球化学特征，晶间孔隙发育的白云岩大多为细晶、自形白云岩，少量为细晶、半自形白云岩，白云岩具有和同期海水相关的C—O—Sr同位素组成，而溶蚀孔洞发育的白云岩具有较低的O同位素和较高的Sr同位素组成，如研究区以东的达卓玛地区，虽然发育晶粒白云岩，但其氧同位素δ18OPDB小于-8‰，87Sr/86Sr大于0.708 3，说明以晶间孔为主的细晶、自形白云岩和细晶、半自形白云岩为白云石化流体交代先驱灰岩时保存下来的孔隙，受外来溶蚀性流体的改造并不明显，而达卓玛地区发育溶蚀孔的白云岩多受到外来溶蚀性流体的改造。

4.4 构造热液改造阶段

在隆鄂尼地区的砂糖状白云岩中发育大量的鞍形白云石，Qz11井和Qz12井钻井取心资料上也有鞍形白云石充填裂缝，一般认为鞍形白云岩与热液活动有关。肖茶卡组烃源岩在中侏罗世初期开始生烃，晚侏罗世中期(约157 Ma)进入湿气阶段。布曲组烃源岩在中侏罗世末期(148 Ma)开始生烃，早白垩世(约143 Ma)达到生油高峰，与毕洛错地区埋藏史的恢复成果一致(见图10)，在布曲组白云岩储层成岩演化序列上，到早白垩世，已形成白云岩储层，生成的烃类近源充注在白云岩储层中而形成油藏。早白垩世晚期，由于拉萨地块与羌塘地块碰撞，在北羌塘坳陷形成挤压环境，在南羌塘坳陷(即研究区)形成拉张背景，发育深大断裂，沟通大气淡水，同时也造成古油藏的破坏，下渗的大气淡水经过夏里组碎屑岩地层时，俘获高87Sr/86Sr的夏里组地层水，并将它带入布曲组地层，对地层流体进行稀释，随后的挤压背景使得深大断裂关闭[33-36]，直至新构造运动强烈的挤压背景形成构造热点[37-38]。如赛帮集—那小祁优萨农根剖面中侵入的安山玢岩(74 Ma)，驱动布曲组中已稀释的流体再次发生白云石化作用，形成鞍形白云石充填物，但未见硅质充填物，因此排除来自深部硅质热流体参与的可能(硅质热流体本身的矿化度不高)。

在地球化学方面，鞍形白云石充填物的均一温度较高，其盐度分布范围较大，从低于正常海水的盐度到正常海水2～3倍的盐度，87Sr/86Sr远高于同期海水的，O同位素组成明显低于中—粗晶、它形白云石的，并且C同位素组成已经不在同期海相方解石的C同位素组成范围内，说明鞍形白云石的形成与外来流体有关，并且在Qz11井发育鞍形白云石的井段见到大量的溶蚀针孔，可能与参与形成鞍形白云石的外来流体溶蚀有关。对于白云石发育部位，白云石是以裂缝、孔洞充填物的形式产出，对储层是起破坏性作用的；外来流体为大气淡水下渗有关的流体，对碳酸盐岩矿物是不饱和的，进入布曲组地层，对白云岩进行溶蚀，形成大量的溶蚀孔洞，其发育受断裂系统和沟通的早期形成的白云岩储层发育情况共同控制。

5 结论

(1)羌塘盆地隆鄂尼—昂达尔错地区中侏罗统布曲组白云岩储层岩石类型分为保留先驱灰岩原始组构的白云岩和晶粒白云岩，晶粒白云岩可以进一步分为细晶、自形白云岩，细晶、半自形白云岩及中—粗晶、它形白云岩；储集空间以晶间孔、晶间溶孔为主。

(2)布曲组沉积前的古地貌特征和沉积期的古气候条件，共同控制研究区布曲组沉积环境和白云石化流体来源，进而控制白云岩储层的发育层段及平面分布，发育在高位体系域晚期的白云岩储层以多期薄层叠置为特征。

(3)布曲组白云岩经历准同生阶段、浅埋藏阶段、中—深埋藏阶段和构造热液改造阶段等白云岩化作用，其中浅埋藏阶段发育的细晶、自形白云岩是物性最好的储层，浅埋藏阶段晚期的细晶、半自形白云岩储层的物性次之，中—深埋藏阶段白云岩化过程以重结晶为主，储层物性变差。

(4)早白垩世晚期拉萨地块与羌塘地块的碰撞在研究区造成剪切应力，形成深大断裂，大气淡水下渗将布曲组中地层水稀释，在新构造运动的构造热时期(约74 Ma)，形成鞍形白云石充填物。

(5)布曲组白云岩储层孔隙的形成与准同生阶段大气淡水淋滤、浅埋藏阶段白云石化作用有关，但准同生阶段大气淡水淋滤形成的孔隙大部分被后期方解石充填；浅埋藏阶段白云石化作用是储层发育的关键，孔隙主要来自于对先驱灰岩的继承和调整。

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2017-02-21；编辑：朱秀杰

国家科技重大专项(2011ZX05004-001)；国家油气基础性公益性地质调查项目(121201010000161110)；中国地质调查局项目(1212011221114)

万友利(1984-),男,博士,助理研究员,主要从事储层地质与储层地球化学方面的研究。

王 剑,E-mail: w1962jian@163.com

TE122.1

A

2095-4107(2017)03-0021-13

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2017.03.003