微生物岩储层储集机制分析与评价

罗文富 周旋

摘要：微生物岩是一块新兴的研究领域，因其特殊的微生物成因，目前已成为储层地质学的热点研究方向之一。微生物岩具有特殊的储集空间，可划分为组构控制型储集空间、非组构控制型储集空间两类;微生物岩在形成过程中建设性成岩作用会对其进行选择性改造，准同生期，微生物会诱发原生白云石沉淀而使方解石溶解，埋藏成岩阶段，有机质会发生不断演化而释放有溶蚀性的有机酸，这些对优质储层的形成有着重要意义。

引言

微生物岩是指由蓝细菌或微生物席通过捕获或粘结颗粒，以无机或有机诱导矿化作用形成的岩石。微生物岩最早由R.V.Burne（1987）等提出，后经R，Riding等学者完善发展以及美国AAPG多次微生物岩专题研讨会的召开，目前已引起了学术界的广泛关注与讨论。围绕着微生物岩，国内外学者对地球早期生命、生物大灭绝与复苏事件以及油气资源勘探等重大科学问题和生产问题进行了诸多有益探讨。油气勘探实践发现，微生物岩作为一种全新的储层类型，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发现多个大型-特大型微生物岩油气田。因此，本文通过梳理国内外相关文献，论述了微生物岩储集空间类型，并探讨了微生物岩作为储层的优势因素，以期为国内微生物岩储层地质学学术研究和生产实践提供参考和借鉴。

一、微生物岩储集空间类型

微生物岩类型多样，不同类型的微生物岩为储集空间多样性奠定了基础。通常来说，微生物岩主要包括叠层石、凝块石，而近年来有学者在鲕粒、核形石中也发现了微生物活动证据。根据P.W.Choquette等岩储集空间划分标准，本文将微生物岩储集空间划分为组构控制型储集空间和非组构控制型储集空间，并分别进行阐述。

1.1组构控制型储集空间

微生物岩是在蓝细菌等微生物的周期性生命活动下形成，所以往往具有特定的微生物组构特征。微生物结构是微生物组构特征的根本控制因素，因此，微生物结构也是组构控制型储集空间发育的内在因素，而岩溶作用等建设性成岩作用为组构控制型储集空间发育的外因。参考P.W.Choquette等储集空间划分标准，微生物岩组构控制型储集空间可分为微观孔、格架孔、粒间孔、粒内孔。

（1）微观孔孔径一般为微米级，在各类微生物岩内均有发育。在准同生期、早成岩时期，当适宜微生物生长的微环境受到改变，便会导致大量微生物死亡、腐烂，最终形成微观孔。微观孔为微生物岩特有的储集空间，其形成时间早，多呈条带状或团块状微生物式聚集分布，但其连通性一般较差。

（1）格架孔主要发育于叠层石亮晶壳之中。叠层石作为微生物岩的典型代表，以其总体垂向生长并具有纹层构造为显著特征，其中“亮晶壳”或“富屑纹层”以及“暗色有机质层”是由微生物的周期性生命活动形成，当叠层石受到大气淡水溶蚀作用后，亮晶壳易受溶蚀改造而形成格架孔。研究实例发现，塔里木盆地叠层石白云岩储集空间便是以明亮层内的格架孔为主，

（2）粒间孔及粒内孔主要发育于颗粒微生物岩内，在凝块石、鲕粒、核形石、球状微生物岩之中均有发现。其形成机理主要为：颗粒微生物岩受岩溶作用改造，易溶成分发生溶解，并于颗粒间和颗粒内形成的次生孔隙。值得一提的是，过去鲕粒、核形石作为无机—化学成因，目前均发现了大量微生物活动证据。鲕粒、核形石是微生物以水中的质点作为核心，通过粘结、捕获沉积物以及诱发矿物沉淀而形成的包壳状微生物岩，其形成的水动力条件较强，颗粒间多以亮晶胶结，在同生期岩溶和表生期岩溶改造下，质点核心以及颗粒之间发生溶蚀作用而形成粒间孔及粒内孔

1.2非组构控制型储集空间

非组构选择性储集空间主要为裂缝和非组构性溶蚀孔洞，本文主要对裂缝型储集空间进行探讨。在地质历史时期，岩石会受到多期构造应力作用，当岩石所受应力值大于其强度极限时，岩体便会发生破裂而形成裂缝。经过研究发现，微生物岩的泥质和有机质含量相对较高，在同种条件下，导致其整体的强度极限偏低，容易发生破裂化而产生裂缝。因此，在构造运动和断裂体系的控制下，微生物岩发育段裂缝或微裂缝较为发育，这对于提高储层物性具有重要意义。裂缝型微生物岩储层作为一种较新的微生物岩储层类型，值得今后的研究重点关注

二、微生物岩作为储层的优势因素

微生物岩因其独特的微生物成因，岩溶作用等建设性成岩作用对于其的次生改造要更具有一定的优势性.本文从微生物岩的形成机制方面来探讨微生物岩作为储层优势因素.

（1）生成原生白云石：许多学者利用现代技术模拟微生物岩的形成过程，实验发现，微生物岩在形成过程中可诱导高镁方解石、低镁方解石、文石以及原生白云石沉，原生白云石可呈球型或哑铃型。原生白云石的沉淀可以加速方解石的溶解，从形成优质的微生物白云岩储层（Taylor，2006）。

（2）有机酸的溶蚀作用：微生物岩的泥质或有机质含量较为丰富，在中成岩或埋藏成岩阶段，伴随着埋藏地温的增加，微生物岩中的有机质会发生不断演化并释放有机酸。具有溶蚀性的有机酸将对储层进行溶蚀改造，对原先形成粒间（内）孔和裂缝进行扩溶，从而提高了储集体的孔隙度和渗透率。有机酸的溶蚀对于改善储层物性、形成优质储层有着重要作用

（3）孔隙的保存：学者们对微生物岩进行岩石压缩系数实验，实验发现，由于微生物岩具特殊的藻屑骨架结构，岩石压缩系数测定结果相比普通岩石较低，反映了其具备一定的抗压实能力，能一定程度上防止藻孔被压实充填。此外，发生硅化或发生白云石化的微生物具有更大的抗压实能力，这对于藻孔隙的保存十分有利

三、结论

微生物岩作为一種新的储层类型，具有其特有的储集空间。微生物岩在形成过程中会叠加各种建设性成岩作用，由于其微生物成因，建设性成岩作用会对微生物岩进行选择性改造，从而使其成为孔隙的发育和保存均有利的储集体。

参考文献：

[1]  宋亚芳，陈代钊等.塔里木盆地肖尔布拉克剖面肖尔布拉克组下段微生物碳酸盐岩沉积特征[J].沉积学报，2019，1-10.

[2]  张喜洋.华南及南秦岭二叠系-三叠系界线微生物岩：微生物生态系统的地质过程[C].中国科学技术大学，2019.

作者简介：罗文富，男，六盘水师范学院。

（作者单位：六盘水师范学院）