中国东部东营凹陷孔店组上部成岩作用

【摘要】： 论文在成油体系分析的基本思路指导下，探讨东营凹陷南部斜坡带孔店组储集砂岩的矿物组成、物源方向、胶结作用、成岩作用动力学过程，以及次生孔隙发育与油气生成聚集的关系。在此基础上，综合评价孔店组储集砂岩的储集性能。论文中所用的分析原理与技术方法包括：层序地层学分析、X-衍射、扫描电镜、稳定同位素、阴极发光、流体包裹体与染色铸体薄片等。 地层学分析表明南斜坡主要发育孔店组上段，地层自南向北逐渐增厚，地层厚度一般为461-744m，平均厚602.5m。根据层序地层学分析方法，在南斜坡西北部圈定了一个大型低位体系域扇体，是潜在的有利勘探方向。孔店组由紫红色泥岩与紫红色、灰色砂岩构成，研究区内没有发现孔店组烃源岩。孔店组紫红色泥岩向北部增厚，是上述低位扇体的有效盖层。自南而北地层逐渐加厚、细粒沉积物含量以及地层内部反射结构表明孔店组沉积时期物源来自研究区南部。 古新世孔店组上段储层由中细砂岩组成，本次研究砂岩样品深度范围位1572.55-2298m，根据3.7-4.0℃／100m地温梯度计算，其对应的地层温度为60.5℃-88.5℃。岩石学与XRD全岩分析表明，孔店组上段砂岩主要为长石砂岩，此外还发育少量岩屑砂岩。砂岩内长石由钠长石与钾长石组成，以钠长石为主；岩屑由黄铁矿、云母、粉砂质、泥质、燧石与火山岩屑构成。砂岩中含少量的重矿物，如锆石、石榴石、电气石、十字石等。胶结物主要包括方解石和粘土，还有少量的白云石与黄铁矿。阴极发光分析证实，砂岩中石英颗粒阴极发光颜色较深，主要位棕色、蓝紫色、深蓝色，石英加大变不发光；长石颗粒阴极发光颜色主要位浅蓝色、黄绿色、绿色、棕黄色等；无铁方解石阴极发光颜色为鲜艳桔黄色，铁方解石阴极发光颜色为暗桔黄色。上述情况表明，研究区长石砂岩物源母岩包括变质岩、沉积岩与火成岩，但从发育大量棕色石英颗粒来看，物源以变质岩为主。 XRD与SEM综合分析证实，砂岩中粘土矿物由I／S混层、伊利石与高岭石组成，其中以I／S混层为主，样品中没有发现绿泥石矿物。I／S混层与伊利分布于孔喉处或充填孔隙，而高岭石主要充填于孔隙中。研究区伊利石形态特征为不规则的片状，并发育短丝，很容易与碱性环境中形成的I／S混层混淆。自生高岭石形态为片状假六边形或“手风琴”状假六边形集合体，是长石溶解或长石原地蚀变的产物。“非自生”粘土(包括沉积或淋滤成因)一般由细粒的石英、长石、方解石白云石与黄铁矿组成。孔店组上段的成岩作用序列一次为I／S混层、石英等碎屑颗粒表面的伊利石粘土膜、石英加大边、无铁方解石、长石溶解、自生高岭石、自生长石、铁方解石与黄铁矿。潜水带随着深度增加，从早到晚出现的成岩反应一次是：蒙脱石转化为I／S混层或伊利石、云母水解与长石水解。蒙脱石伊利石化释放出的硅从粘土带到砂岩中，作为石英自生加大边的物质来源；石英加大边的硅也可来自云母或钾长石的水解。铸体薄片分析表明，孔店组砂岩次生孔隙主要由粒间孔、加大孔、粒内溶孔、晶间孔与开放的裂缝。研究区孔店组上段砂岩次生孔隙主要是在有机质 热演化过程由长石颗粒或方解石胶结物溶解形成的。孔隙直径变化范围为10-50 mm，一 般为10-35 hlm。孔店组砂岩次生孔隙发育时期主要为早期成岩阶段到中期成岩阶段。 孔店组上段砂岩方解石胶结物的6HC变化范围为．6．67 to．21．44，平均值为．14．06， 6博O在．1．25一．12．69之间变化，平均值为．16．97。6”C值表明方解石来自非生物反应、 细菌氧化作用、亲硫细菌的还原反应与碳酸盐岩颗粒的溶解，但主要来自非生物反应(如 脱羧作用带或油气生成窗的成岩反应)。方解石胶结物6博O值反应了孔隙水温度与化学性 质的变化。孔店组上段自生矿物流体包裹体的大小为3．10 mm，均一温度为79。C．225 0C， 均一温度呈单峰分布，峰值为124．139。C，平均值为123．20C，中值为123 oC，标准偏差为 ±26．9。，大多数包裹体均一温度为96．3一1．50．1 oC，气液比相近，缺乏纯液相包裹体。气液 比变化较大则反应升温过程的热补偿过程，成岩条件变化大。碳酸盐胶结物包裹体具荧光 特征，表明胶结物是在油气运移的同时或之后形成的。 孑L店组上段储层由中一细砂岩构成，砂岩类型以长石砂岩与次长石砂岩为主。砂岩分 选差到好，以中等分选为主；颗粒以点接触为主，少数为线接触与漂浮状，凹凸接触少见。 储层颗粒结构以颗粒支撑为主，极少数为基质支撑。胶结物以方解石与粘土为主，此外还 有少量的石英加大边、长石加大边与黄铁矿。导致储层孔隙度降低的因素包括：孔隙充填、 压实变形与胶结物的沉淀。大多数长石、石英颗粒四周均为方解石交代，形成融蚀边缘。 储层次生孔隙形成于方解石胶结物和长石颗粒的溶解。由于压实作用不强，溶解现象普遍， 次生孔隙发育，储层孔隙度较高，其变化范围为l％一20％，平均值为20％。 综合上述分析成果，得到以下结论： 1、储层主要由中细长石砂岩组成； 2、长石砂岩的母岩为变质岩、沉积岩与火成岩，但以变质岩为主； 3、东营凹陷南斜坡孔店组地层厚度从西南向东北