川中高石梯～磨溪地区震旦系灯影组储层成岩作用

李林娟

摘要：利用岩心、岩屑、薄片以及分析化验等资料，对川中高石梯～磨溪震旦系灯影组储层成岩作用进行研究，将成岩作用分为建设性和破坏性两种，溶蚀作用对储集性能有较好的改造。

关键词：成岩作用;储层特征;溶蚀;灯影组

高石梯～磨溪地区位于川中地区南部，构造上位于乐山～龙女寺加里东古隆起东端，主要发育大套的海相碳酸盐岩储层，由于震旦系地层埋藏较深，且古隆起形成早，上覆地层遭受了大量剥蚀，后期又经历了加里东、印支以及喜山等多期构造运动的改造，导致了区内灯影组储层成岩作用复杂，非均质性较强，开展储层成岩作用研究对该区油气勘探具有重大意义。

1 区域地质概况

研究区地理位置东、西、南、北分别为武胜县～合川县～铜梁县、安岳县安平店～高石梯地区、遂宁～南充以南、隆昌县～荣昌县～永川以北。构造位置位于四川盆地川中古隆起平缓构造区的威远～龙女寺构造群内，具体位于乐山～龙女寺古隆起东部的倾斜地段，区内主要有高石梯、磨溪和龙女寺构造。

加里东古隆起为一个继承性隆起，主要受基底隆起控制，在晚震旦世早期已具雏形，后经寒武、奥陶、志留纪长期继承性发展，并在加里东期最终定型。高石梯～磨溪构造带为乐山～龙女寺加里东古隆起轴部东部的潜伏构造，在多期构造运动中，高石梯构造始终处于古地势转换点。该区地层沉积正常，由上到下分别为侏罗系、三叠系、二叠系、奥陶系（部分缺失）、寒武系、震旦系。灯影组岩石类型可分成碳酸盐岩和碎屑岩。碳酸盐多为云岩，在灯四顶含少量灰岩;碎屑岩为砂岩和泥岩，多集中在灯三段，灯四段少见。碳酸盐岩中储集岩石类型主要为晶粒云岩、角砾云岩、藻云岩、粒屑云岩、硅质云岩等，以晶粒云岩、藻云岩和颗粒云岩为主。

2 储层成岩作用

2.1 建设性成岩作用

建设性成岩作用包括重结晶、溶蚀以及破裂等作用，主要为溶蚀作用，其次为重结晶和破裂作用。

（1）重结晶作用

矿物处于较高温度下，其晶体逐渐变大，但矿物成分不发生化学变化，这个过程称作重结晶作用。不同岩性重结晶的程度与分布不同，晶体的大小也会出现微晶、粉晶、细晶以及中～粗晶情况，致使其颗粒的内部构造遭到损坏（图1a）。

（2）溶蚀作用

溶蚀作用是改善储层孔渗性最重要的成岩作用。对震旦系灯影组白云岩孔洞形成有重要影响的溶蚀作用有表生期溶蚀和埋藏期溶蚀。

1）表生期溶蚀作用

根据钻井、露头和分析化验资料可知，震旦系、寒武系间的桐湾运动有两期，发生在灯二末和灯四末，造成两期不整合，在兩期桐湾运动作用下，灯二和灯四的上部地层长时间处在海平面以上，遭到了大气与淡水的侵蚀溶解，最终导致灯二及灯四上部地层受大气淡水淋滤，岩石选择性溶蚀作用较强，地层发育很多溶沟、溶洞以及溶塌角砾岩。灯四段和灯二段上部均发育溶塌角砾云岩。高石1井在灯四段、灯二段岩心中，可见不规则、不同规模大小的溶缝、溶孔、溶洞及洞穴，纵向上孔洞发育程度随距顶侵蚀面的深度而减弱，且见多种形式的溶岩充填，其中有溶积砾岩、溶积砂岩和溶积泥岩等。

2）埋藏期溶蚀作用

主要存在于中至深埋藏时期，共分两个时期。第一时期出现在大量有机质成熟之前，地层埋深2000～3000m，古地温80℃～120℃，R值处于0.6%～1.0%，震旦系内部和上覆下寒武统巨厚炭质泥岩中的有机物进入成熟时期，所放出的有机酸和CO₂等腐蚀性成分进入地层薄弱地区，产生了新的溶蚀孔、洞、缝;第二时期产生于液态烃裂解时，埋深5000～6000m，古地温大于165℃，R值大于1.3%，液态烃裂解过程中会产生有机酸、CO₂、H₂S和CH₄等腐蚀性成分会随着其薄弱区域进行二次转移时，产生溶蚀孔（隙）洞，变成如今重要的储集空间（图1b）。

3）破裂作用

主要是由构造作用、成岩作用产生的裂缝及溶蚀缝，小缝由压实所导致，表现为骨屑破裂和错位等，大缝其形态多种多样，多呈平直、弯曲或者分叉形状等，此外，还可见破裂缝隙上形成的溶蚀缝，极大地改善了储层的渗透性，但构造缝多被沥青全充填或半充填。

2.2 破坏性成岩作用

主要包括各阶段发生的压实作用、胶结作用和充填作用，以胶结作用和充填作用为主。

（1）压实作用

本区压实作用在泥晶白云岩和蓝菌藻泥晶白云岩中表现明显，孔隙度小于1%，远低于原始孔隙度。在颗粒白云岩和蓝菌藻颗粒粘连白云岩中，压实作用表现不强或不明显，其原因可能是早期原生孔隙中的胶结作用避免了较强压实作用的进行。

（2）胶结作用

原生孔隙中的胶结作用出现于颗粒白云岩和蓝菌藻颗粒粘连白云岩的原生孔隙中，胶结作用主要有三期（图1c）。

第一期纤（柱）状白云石胶结物，沿颗粒或蓝菌藻粘结晶格架孔边缘呈近等厚单环带分布，厚一般0.03～0.05mm，Na⁺、K⁺、Ba²⁺的含量在所有胶结物和化学充填物中最高，Sr²⁺也较多;阴极射线下不发光或发暗裼色光。说明纤（柱）状白云石胶结物形成于盐度较高的水溶液中，可能与当时的海水化学组成相似，属于海底潜流环境的产物，可使原生孔隙缩小10%～25%。

第二期粉～细晶白云石胶结物，出现于纤（柱）状白云石胶结后的残余原生孔隙内，其晶体干净明亮，呈近等轴粒状镶嵌接触，具明显的充填组构特征，大小一般为0.05～0.1mm。可使原生孔隙降低70%～100%，是储层内原生孔隙难于保存下来的主要原因。

第三期粗晶白云石胶结物，仅分布在较粗大原生孔隙的中部，晶体明亮粗大，大小一般0.1～3mm。K⁺、Sr²⁺、⁺Ba²⁺的含量低，碳、氧同位素值更为偏负，含有较多的液态有机烃包裹体，均一温度较高;在阴极射线下呈褐-亮橙色环带。这些特征表明该期白云石胶结物形成于含盐度低的水溶液中，已处于中-深埋藏环境，地层中的有机质已开始成熟。

（3）充填作用

受化学沉淀物和古油藏沥青充填作用的影响，灯四、灯二段岩石中大多数裂缝和溶蚀孔洞内被白云石，石英，沥青等全充填或半充填，造成裂缝和孔、喉的封堵而对储层不利。

（4）硅化作用

硅化作用在灯四段、灯二段中均有发生，但灯四段地层发生硅化作用频率远高于灯二段。硅化作用大多在成岩后生期进行。表现为石英在岩石中呈片分布，轮廓不清，常蚕食白云石基质及异化颗粒，并保留原结构的残余。硅化云岩易产生裂缝，但在颗粒岩的粒间、粒内发生的硅化，则大大降低了储集的有效空间和渗透率。

参考文献

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