馬國(guó)剛,袁 靜

(1.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 100049; 2.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所,廣東廣州 510640; 3.中國(guó)石油大學(xué),山東東營(yíng) 257061)

濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系深層自生礦物及其與孔隙發(fā)育的關(guān)系

馬國(guó)剛1,2,3,袁 靜3

(1.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 100049; 2.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所,廣東廣州 510640; 3.中國(guó)石油大學(xué),山東東營(yíng) 257061)

通過巖石薄片鑒定、粘土礦物 X-衍射分析、鏡質(zhì)體反射率和油層物性分析等手段,結(jié)合區(qū)域油氣地質(zhì)研究成果,對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系沙河街組三段—四段深部碎屑巖儲(chǔ)層自生礦物演化特征與次生孔隙發(fā)育帶的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,沙三段深部?jī)?chǔ)層埋深 3 150～3 600 m處次生孔隙主要與碳酸鹽類等酸溶性組分的溶蝕有關(guān),埋深 4 250～4 500 m處的次生孔隙主要成因于堿性溶蝕作用。沙四段次生孔隙發(fā)育帶 (埋深 3 350～3 600,3 950～4 200和 4 500～4 900 m)主要與還原條件下酸溶性礦物的溶蝕有關(guān);埋深 5 600～5 700 m處次生孔隙的發(fā)育主要與堿溶性組分的溶蝕有關(guān)。車鎮(zhèn)凹陷埋深 4 400～4 700 m處的高嶺石低值帶、伊利石含量高值帶與次生孔隙發(fā)育帶對(duì)應(yīng)。東營(yíng)凹陷北帶和渤南洼陷深層綠泥石高值帶與孔隙帶發(fā)育有較好的一致性,且與伊利石含量呈消長(zhǎng)關(guān)系。渤南洼陷在埋深 3 500～4 800 m處存在明顯的粘土礦物轉(zhuǎn)化異常帶,且伊/蒙混層比高值帶與綠泥石激增帶及次生孔隙帶具有較好的一致性。

自生礦物;孔隙;深層;沙河街組;古近系;濟(jì)陽(yáng)坳陷

濟(jì)陽(yáng)坳陷位于渤海灣盆地東南緣、郯廬大斷裂西側(cè),呈北東走向,東西長(zhǎng) 230 km,南北寬120 km,面積 29 000 km2,是晚白堊世末期在伸展裂陷作用下發(fā)育起來的斷陷盆地 (圖 1)。

濟(jì)陽(yáng)坳陷第三系沉積厚度逾 6 000 m,主要由湖相成因的砂巖與泥巖組成,油氣資源極其豐富。隨著勘探程度不斷加深,濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系深層成為新的重要勘探目標(biāo),在成巖演化、次生孔隙和物性特征等方面取得了豐碩的研究成果[1～13],并討論了深層地層壓力形成機(jī)制以及異常地層壓力與流體性質(zhì)對(duì)深部?jī)?chǔ)層成巖改造的影響與控制作用[14～17],但較少關(guān)注深部?jī)?chǔ)層成巖演化過程中自生礦物與成巖環(huán)境的關(guān)系。已有的研究表明,濟(jì)陽(yáng)坳陷深層在成巖改造過程中受介質(zhì)性質(zhì)的影響,存在酸性和堿性兩種成巖模式,形成酸溶性和堿溶性兩類次生孔隙[7];同時(shí),深層的異常高地層壓力和特殊的流體運(yùn)動(dòng)方式對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間的發(fā)育造成特殊影響[9]。本次選取濟(jì)陽(yáng)坳陷內(nèi)鉆井揭示較多的東營(yíng)凹陷北部陡坡帶 (以下簡(jiǎn)稱東營(yíng)北帶)、沾化凹陷渤南洼陷和車鎮(zhèn)凹陷埋藏深度大于3 500m或?qū)游粚偕?(沙河街組)四段和孔店組的40余口井的巖心,進(jìn)行了薄片鑒定、掃描電鏡觀察、鏡質(zhì)體反射率、X-衍射和油層物性等分析測(cè)試(表 1),并結(jié)合區(qū)域油氣地質(zhì)研究成果,針對(duì)碎屑巖自生礦物及其成巖環(huán)境意義開展了研究工作。

圖1 濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造略圖Fig.1 Structure outline map of the JiyangDepression

表 1 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層各凹陷分析測(cè)試工作量統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of analysis and testing workloads for the deep layers in three sags of the Jiyang Depression

1 主要成巖事件與成巖階段劃分

1.1 巖石學(xué)特征

研究區(qū)沙三—沙四段巖石成分成熟度低,砂巖儲(chǔ)層主要為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖,石英/(長(zhǎng)石 +巖屑)平均值為0.57。石英平均含量為 36.3%;長(zhǎng)石平均含量為 33.4%,以斜長(zhǎng)石為主;巖屑含量平均為29.8%。勝坨地區(qū)以沉積巖巖屑為主,渤南洼陷以變質(zhì)巖和巖漿巖巖屑為主,沉積巖巖屑較少。

沙三段雜基含量以埕南斷裂帶最低,平均為2%;膠結(jié)物含量在各區(qū)塊中最高,平均達(dá) 20%。雜基含量最高者為車鎮(zhèn)陡坡帶,平均為 11.7%;該區(qū)塊膠結(jié)物含量也較高,僅次于埕南斷裂帶,平均為 11.6%。其他區(qū)塊雜基含量一般為 2.7%～8.0%,膠結(jié)物平均含量為 3.1%～11.0%。沙四段儲(chǔ)層雜基含量以埕南斷裂帶為最高,平均為13.5%;其膠結(jié)物含量以車鎮(zhèn)陡坡帶在各區(qū)塊中最高,平均達(dá) 10.6%。其他各區(qū)塊雜基平均含量為4.1%～10.1%,膠結(jié)物含量為5.8%～10.1%。

1.2 主要成巖事件

1.2.1 壓實(shí)作用

1)沙三段

對(duì)研究區(qū)部分區(qū)塊沙三段儲(chǔ)層遭受的壓實(shí)作用進(jìn)行量化計(jì)算,結(jié)果表明各區(qū)塊遭受壓實(shí)作用的程度差異較大。車鎮(zhèn)陡坡帶視壓實(shí)率為 24%,儲(chǔ)層遭受弱壓實(shí);埕南斷裂帶、車鎮(zhèn)緩坡帶和渤南斷裂帶視壓實(shí)率 32.4%～46.9%,遭受中等壓實(shí);孤西斷裂帶、勝坨地區(qū)和渤南深洼陷視壓實(shí)率為54.4%～66.2%,遭受了較強(qiáng)壓實(shí)。受其影響,原始孔隙度差異不大(31.20%～35.94%)的儲(chǔ)層在壓實(shí)之后孔隙度產(chǎn)生了較大差異 (11.43%～23.70%)。

2)沙四段

同沙三段相比,研究區(qū)主要區(qū)塊沙四段儲(chǔ)層遭受的壓實(shí)程度普遍較強(qiáng),僅勝坨地區(qū)和車鎮(zhèn)陡坡帶視壓實(shí)率在 45.2%～47.1%,為中等壓實(shí);其余區(qū)塊均遭受較強(qiáng)-強(qiáng)壓實(shí),特別是車鎮(zhèn)緩坡帶,視壓實(shí)率達(dá)72%,表明儲(chǔ)層遭受到強(qiáng)壓實(shí)。受壓實(shí)作用影響,沙四段儲(chǔ)層原始孔隙度從 32.59%～36.60%驟降為9.70%～18.60%,儲(chǔ)層物性差異性增強(qiáng)。

1.2.2 溶解作用

東營(yíng)凹陷深部砂巖、砂礫巖儲(chǔ)層中最常見的溶解作用是斜長(zhǎng)石沿其解理縫形成粒內(nèi)溶孔或溶縫,或顆粒邊緣被溶解成階梯狀、港灣狀外,其次是鉀長(zhǎng)石和長(zhǎng)石質(zhì)巖屑。深部?jī)?chǔ)層中膠結(jié)物或粘土雜基的溶解現(xiàn)象也較為常見,可以形成沿顆粒邊緣的貼粒縫或擴(kuò)大的粒間溶孔。細(xì)粒碎屑巖可能由于選擇性溶解而形成斷續(xù)的溶縫。

渤南洼陷和車鎮(zhèn)凹陷深層砂巖、砂礫巖儲(chǔ)層中最常見斜長(zhǎng)石、碳酸鹽膠結(jié)物、鉀長(zhǎng)石、不穩(wěn)定巖屑(如中性噴出巖巖屑、砂泥巖巖屑和低級(jí)變質(zhì)巖巖屑等)的溶解作用。

本次在研究區(qū)各區(qū)塊均發(fā)現(xiàn)了不同程度的石英質(zhì)顆粒及石英加大邊的溶蝕現(xiàn)象,尤其以勝坨地區(qū)沙三段下部和沙四段石英、石英加大邊和石英質(zhì)巖屑的溶解作用最為發(fā)育,形成了大量的粒間和粒內(nèi)孔隙,為濟(jì)陽(yáng)坳陷深層儲(chǔ)集空間增添了一種新的類型:堿溶性孔隙。

1.2.3 膠結(jié)作用

濟(jì)陽(yáng)坳陷深層常見的膠結(jié)物主要有方解石類、白云石類、石英、黃鐵礦等。

1.3 成巖階段劃分

圖2 濟(jì)陽(yáng)坳陷各重點(diǎn)區(qū)塊鏡質(zhì)體反射率(Ro)垂向演化特征Fig.2 Rovs.depth of the three key sags in the JiyangDepression

由圖 2可知,濟(jì)陽(yáng)坳陷各重點(diǎn)區(qū)塊鏡質(zhì)組生油開始門限 (鏡質(zhì)體反射率Ro=0.45%)深度差異不大,基本在2 500～2 700 m附近;各區(qū)塊有機(jī)質(zhì)進(jìn)入高成熟階段 (Ro=0.70%)的深度基本一致,在3 500～3 550 m附近;生油終止門限(Ro=1.30%)深度平均為4 500 m左右,其中以東營(yíng)凹陷最淺、平均為4 300 m,車鎮(zhèn)凹陷最深、平均為4 700 m。考慮到研究區(qū)古近系深層鹽湖普遍發(fā)育,沉積水體多為咸水-半咸水,主要根據(jù)有機(jī)質(zhì)演化特征和自生礦物演化特征,依據(jù)堿性水介質(zhì)碎屑巖成巖階段劃分規(guī)范[18],將濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系埋深 3 500～5 000 m以下的碎屑巖儲(chǔ)層劃分為中成巖A2,中成巖B和晚成巖3個(gè)階段,埋深分別為 3 500～4 500,4 500～5 000 m和5 000 m以上。

2 各層段自生礦物及與孔隙發(fā)育的關(guān)系

2.1 沙三段

濟(jì)陽(yáng)坳陷沙三段儲(chǔ)層埋深集中于 3 150～3 600 m(圖 3),取樣分析也集中在該深度段。在該深度段自生石英含量較埋深 3 800～3 950 m深度段明顯富集,且黃鐵礦較發(fā)育,方解石和白云石含量變化趨勢(shì)與其相反。埋深 4 250～4 500 m深度處,主要膠結(jié)物為方解石,含量可超過 10%,未能統(tǒng)計(jì)自生石英含量,反映此時(shí)成巖環(huán)境有利于碳酸鹽的沉淀。

濟(jì)陽(yáng)坳陷深層沙三段高嶺石含量高于伊利石和綠泥石含量 (圖 4),在埋深 2 900～3 150 m和3 300～3 500 m有兩個(gè)高值段,但總體呈減少趨勢(shì),伊/蒙混層比在 15%～30%間震蕩,反映該深度段儲(chǔ)層進(jìn)入中成巖階段,成巖環(huán)境總體為酸性。埋深4 250～4 500 m粘土礦物組合以伊利石和綠泥石為主,表明該深度段成巖介質(zhì)堿性較明顯。

綜上所述,濟(jì)陽(yáng)坳陷沙三段深部?jī)?chǔ)層埋深3 150～3 600 m處次生孔隙的發(fā)育主要與碳酸鹽類等酸溶性組分的溶蝕有關(guān),埋深 4 250～4 500 m處次生孔隙主要成因于堿性溶蝕作用,不利于自生石英和高嶺石的沉淀。

2.2 沙四段

濟(jì)陽(yáng)坳陷沙四段自生石英在垂向上有 2個(gè)較明顯的高值帶 (圖 5),即埋深 3 350～3 600 m和3 950～4 200 m處,黃鐵礦含量變化與其類似,但第二個(gè)高值帶明顯降低。方解石類含量變化趨勢(shì)與自生石英相反,且在埋深 5 550～5 700 m處呈現(xiàn)第三個(gè)高值帶。白云石類具有兩個(gè)高值帶,略深于方解石前兩個(gè)高值帶。石膏類在埋深 4 250～4 500 m深度段相對(duì)富集,與白云石第二個(gè)含量高值帶深度一致。

沙四段高嶺石在埋深3 000～5 650m深度段有3個(gè)高含量帶 (圖 6),即 3 200～3 600,3 950～4 200和 4 500～4 900 m,伊利石含量變化總體上與之相反;綠泥石含量由淺至深總體上呈增加趨勢(shì),伊/蒙混層含量變化與其相反?？梢哉J(rèn)為,埋深3 200～3 600,3 950～4 200,4 500～4 900和5 600～5 650 m處為較為明顯的酸性成巖環(huán)境;埋深 5 600～5 700 m處伊利石含量出現(xiàn)明顯峰值,最高可達(dá)75%,反映較強(qiáng)的堿性成巖介質(zhì)條件。

圖 3 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系沙三段主要膠結(jié)物含量與孔隙度垂向演化特征Fig.3 Main cement content and porosity vs.depth for the 3rdmember of the Paleogene Shahejie Formation in the deep layers of the JiyangDepression

圖 4 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系沙三段粘土礦物含量與孔隙度垂向演化特征Fig.4 Claymineral content and porosity vs.depth for the 3rdmember of the Paleogene Shahejie Formation in the deep layers of the JiyangDepression

圖 5 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系沙四段主要膠結(jié)物含量與孔隙度垂向演化特征Fig.5 Main cement content and porosity vs.depth for the 4thmember of the Paleogene Shahejie Formation in the deep layers of the JiyangDepression

圖 6 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系沙四段粘土礦物含量與孔隙度垂向演化特征Fig.6 Claymineral content and porosity vs.depth for the 4thmember of the Paleogene Shahejie Formation in the deep layers of the JiyangDepression

結(jié)合孔隙度垂向演化趨勢(shì),可以認(rèn)為濟(jì)陽(yáng)坳陷沙四段深層前 3個(gè)次生孔隙發(fā)育帶 (埋深 3 350～3 600,3 950～4 200和 4 500～4 900 m)主要與還原條件下酸溶性礦物的溶蝕有關(guān);埋深 5 600～5 700 m處次生孔隙的發(fā)育則主要與堿性溶蝕有關(guān)。

3 各凹陷自生礦物及與孔隙發(fā)育的關(guān)系

3.1 方解石類

濟(jì)陽(yáng)坳陷各凹陷分別發(fā)育 3～4個(gè)方解石膠結(jié)物高值帶。前 3個(gè)高值帶深度分布具有統(tǒng)一性,分別位于 3 200,3 500和 4 200 m附近。其中,渤南洼陷第一個(gè)方解石高含量帶深度比東營(yíng)北帶和車鎮(zhèn)凹陷略深,最高值位于埋深 3 300 m附近。車鎮(zhèn)凹陷第二個(gè)方解石高值帶深度比另兩個(gè)凹陷略淺,最高值位于埋深 3 450 m附近;該凹陷第三個(gè)方解石高值帶從埋深 4 200 m持續(xù)延伸至 4 700 m (圖 7)。東營(yíng)凹陷發(fā)育 4個(gè)方解石高值帶,第 4個(gè)高值帶深度在 4 900～5 100 m,為中央隆起帶孔一段間歇性鹽湖粉細(xì)砂巖地層。

在圖 3中還可看出 3 700～4 000 m深度段各凹陷均存在一方解石低值帶,該深度帶孔隙發(fā)育較差。車鎮(zhèn)凹陷方解石類膠結(jié)物含量在埋深4 000 m以上比渤南洼陷和東營(yíng)北帶略高,應(yīng)與其物源多為古生界碳酸鹽巖有關(guān)。

3.2 白云石

各凹陷白云石膠結(jié)物含量以東營(yíng)北帶最高,渤南洼陷白云石類膠結(jié)物含量相對(duì)最低 (圖 7)。各凹陷白云石類膠結(jié)物演化趨勢(shì)總體上與方解石膠結(jié)物負(fù)相關(guān),一般發(fā)育 3～4個(gè)高值帶,深度分布差別較大,其中 3 300～3 600 m的高值帶與孔隙度發(fā)育帶在深度上具有一致性。東營(yíng)凹陷和渤南洼陷在埋深大于 4 400 m以及車鎮(zhèn)凹陷在埋深大于 3 800 m處存在較為明顯的去白云化作用。研究區(qū)深層白云石類自生礦物靠近蝕變?cè)颇钙a(chǎn)出或順解理交代云母片產(chǎn)出的現(xiàn)象很普遍,并且在云母含量較高的深度段白云石類自生礦物含量也較高 (圖 8),表明云母、巖漿巖巖屑等富鐵鎂顆粒的蝕變可能為自生白云石的產(chǎn)出提供可觀數(shù)量的鐵、鎂離子。

圖 7 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系常見膠結(jié)物含量與孔隙度垂向演化特征Fig.7 Common cement content and porosity vs.depth for the Paleogene in the deep layers of the JiyangDepression

圖 8 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系白云石與富鐵鎂碎屑含量垂向分布及關(guān)系Fig.8 Contents of dolomite,mica and magmatic rock detritus vs.depth for the Paleogene in the deep layers of the JiyangDepression

3.3 石英

自生石英在各凹陷 3 400～3 600 m深度段普遍較發(fā)育,含量可達(dá) 4%,與各凹陷均較發(fā)育的孔隙帶在深度上一致 (圖 7),反映該孔隙發(fā)育帶的形成與酸性介質(zhì)下不穩(wěn)定組分的溶解有關(guān)。同時(shí)可以看出車鎮(zhèn)凹陷自生石英高值帶發(fā)育深度最大,其次是渤南洼陷,東營(yíng)北帶自生石英高值帶埋深最淺,這種現(xiàn)象應(yīng)與濟(jì)陽(yáng)坳陷沉降中心由南至北的遷移過程有關(guān)。

3.4 黃鐵礦

黃鐵礦在各凹陷 3 400～3 600 m深度段相對(duì)較發(fā)育,在東營(yíng)凹陷含量可達(dá) 10%以上,與各凹陷均較發(fā)育的孔隙帶在深度上也有一致性,反映該孔隙發(fā)育帶的形成與還原條件下的溶解作用有關(guān)。另外,從圖 7中可以看出,東營(yíng)凹陷在埋深4 200 m附近有一幅度較小的高值帶,與孔隙發(fā)育帶深度分布較一致,可能與硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)有關(guān)。

3.5 粘土礦物

3.5.1 伊/蒙混層

東營(yíng)北帶與渤南洼陷深層伊/蒙混層含量在垂向上時(shí)有起伏 (圖 9),但總體隨埋深增大呈含量降低趨勢(shì)。渤南洼陷伊/蒙混層含量高值帶與孔隙發(fā)育帶在深度上具有一致性。車鎮(zhèn)凹陷埋深4 500 m附近伊/蒙混層含量出現(xiàn)一高值帶,明顯高于淺部含量;同時(shí)高值帶在深度上與伊利石含量和孔隙度高值帶一致。

圖 9 濟(jì)陽(yáng)坳陷深層古近系粘土礦物含量與孔隙度垂向演化特征Fig.9 Claymineral content and porosity vs.depth for the Paleogene in the deep layers of the JiyangDepression

3.5.2 伊利石

東營(yíng)北帶伊利石含量明顯高于另兩個(gè)區(qū)塊,在埋深 3 200～5 300 m雖深度變化略有起伏,但含量均在70%以上 (圖 9)。渤南洼陷伊利石在埋深3 500和 3 900 m附近發(fā)育兩個(gè)明顯高值帶,含量高達(dá) 80%以上,與綠泥石含量及孔隙度呈反比。車鎮(zhèn)凹陷伊利石含量在 3個(gè)凹陷中最低,一般不高于 30%,但在埋深 4 400～4 900 m出現(xiàn)高值帶,含量可達(dá) 70%,該高值帶由兩個(gè)次級(jí)高值帶組成,前一個(gè)位于埋深 4 400～4 700 m,與孔隙發(fā)育帶在深度上一致,反映在該深度段堿性介質(zhì)對(duì)孔隙發(fā)育的積極影響。

3.5.3 高嶺石

東營(yíng)凹陷北帶高嶺石含量變化較為簡(jiǎn)單,埋深 2 800～3 550 m含量高達(dá) 80%以上,埋深大于3 500 m迅速降低,至 5 200 m略有增加,但含量一般不超過 20%。埋深 2 800～3 550 m高含量帶在深度上與東營(yíng)北帶深層前 2個(gè)次生孔隙帶對(duì)應(yīng);在埋深 5 200 m處開始的略高含量帶在深度上與次生孔隙帶也有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (圖 9)。渤南洼陷深層高嶺石含量有兩個(gè)高值帶,第一個(gè)位于埋深 3 300～3 600 m處,與該凹陷深層第二個(gè)次生孔隙帶發(fā)育深度相對(duì)應(yīng)。第二個(gè)位于埋深4 000～4 300 m處,與該凹陷第四、第五個(gè)次生孔隙帶在深度大致對(duì)應(yīng)。車鎮(zhèn)凹陷深層高嶺石前 3個(gè)高含量帶與孔隙度在深度上有較好的一致性,分別位于埋深 2 800～3 100,3 300～3 700和 4 100～4 250 m。埋深 4 400～4 700 m的高嶺石低值帶與孔隙發(fā)育帶在深度上對(duì)應(yīng)。

3.5.4 綠泥石

東營(yíng)凹陷深層綠泥石含量比其他兩個(gè)凹陷略高,含量一般在 30%～45%,大致有埋深 3 000,3 300, 4 000～4 200和 4 600～5 000 m 4個(gè)相對(duì)高值帶,與該凹陷深層孔隙帶發(fā)育深度有較好的一致性(圖9)。渤南洼陷古近系深層綠泥石普遍較低,一般不超過 20%,但在埋深3 600,4 000 m和5 500 m 3個(gè)明顯的含量高峰,含量可達(dá) 50%以上,且與孔隙帶發(fā)育深度明顯對(duì)應(yīng)。車鎮(zhèn)凹陷深層綠泥石含量一般在 10%～30%,有埋深 2 900,3 600,4 100和4 700 m 4個(gè)相對(duì)高值帶,與該凹陷深層伊利石含量呈消長(zhǎng)關(guān)系,而與孔隙帶發(fā)育深度有較好的一致性。

3.5.5 伊/蒙混層比

東營(yíng)北帶和車鎮(zhèn)凹陷深層埋深 2 800 m以下伊/蒙混層比大多為 20%,異常點(diǎn)不多(圖 9)。渤南洼陷在埋深 3 500～4 800 m存在明顯的粘土礦物轉(zhuǎn)化異常帶,且伊/蒙混層比高值帶在深度上與綠泥石激增帶及次生孔隙帶多有較好的一致性,可能與深部熱液侵入引起地層壓力異常[6],抑制粘土礦物轉(zhuǎn)化,從而利于保持較多粒間體積有關(guān)。

4 結(jié)論

濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系埋深 3 500～6 000 m碎屑巖儲(chǔ)層處于中成巖A2亞期至晚成巖期,在不同深度和區(qū)塊分別發(fā)生酸性與堿性溶蝕作用主要受原始沉積物性質(zhì)、地層壓力和深部流體的影響,且在溶蝕過程中伴有相應(yīng)自生礦物的產(chǎn)出。

濟(jì)陽(yáng)坳陷沙三段深部?jī)?chǔ)層埋深 3 150～3 600 m處次生孔隙的發(fā)育主要與碳酸鹽類等酸溶性組分的溶蝕有關(guān),埋深 4 250～4 500 m處的次生孔隙主要成因于堿性溶蝕作用,不利于自生石英和高嶺石的沉淀。沙四段深層前 3個(gè)次生孔隙發(fā)育帶 (埋深 3 350～3 600,3 950～4 200和 4 500～4 900 m)主要與還原條件下酸溶性礦物的溶蝕有關(guān);埋深5 600～5 700 m處次生孔隙的發(fā)育則主要與堿溶性組分的溶蝕有關(guān)?？傮w上看,隨深度增加,堿性成巖環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層孔隙度演化和自生礦物產(chǎn)出的影響愈加明顯。

各凹陷白云石類自生礦物演化趨勢(shì)總體上與方解石類負(fù)相關(guān),埋深 3 300～3 600 m的高值帶與孔隙度發(fā)育帶在深度上具有一致性。自生石英、黃鐵礦和高嶺石在各凹陷3 400～3 600 m深度段較發(fā)育,與各凹陷均較發(fā)育的孔隙帶在深度上一致。

渤南洼陷的伊蒙混層含量高值帶與孔隙發(fā)育帶在深度上具有一致性。車鎮(zhèn)凹陷埋深 4 400～4 700 m處高嶺石低值帶、伊利石含量高值帶與孔隙發(fā)育帶深度一致。東營(yíng)凹陷北帶和渤南洼陷深層綠泥石高值帶與孔隙帶發(fā)育在深度上有較好的一致性,且普遍與伊利石含量呈消長(zhǎng)關(guān)系。渤南洼陷受異常高壓和深部熱流的影響,在埋深3 500～4 800 m存在明顯的粘土礦物轉(zhuǎn)化異常帶,且伊/蒙混層比高值帶在深度上與綠泥石激增帶及次生孔隙帶常具有較好的一致性。

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Relationship between authigenic minerals and porosity in the deep Paleogene formations of the Jiyang Depression

Ma Guogang1,2,3and Yuan Jing2

(1.CAS Guangzhou Institute of Geochem istry,Guangzhou,Guangdong510640,China;2.CAS Graduate School, Beijing100049,China;3.China University of Petroleum,Dongying,Shandong257061,China)

Measures as thin-section analysis,clay mineral X-ray diffraction,vitrinite reflection and physical property analysis of oil layer,combined with the results of a regional petroleum geological study,were applied to the research of the relationship between authigenic minerals and secondary porosity of the deep clastic reservoirs in the 3rdand 4thmembers of the Paleogene Shahejie Formation in JiyangDepression.The result shows that,for the 3rdmember,the secondary porosity of the depth intervalwithin 3 150-3 600 m are related to the dissolution of acid-soluble components such as carbonate minerals,while thatwithin 4 250-4 500 m are for med by dissolution of alkali-soluble components.In contrast,for the 4thmember,the secondary porosity of the depth intervalswithin 3 350-3 600,3 950-4 200 and 4 500-4 900 m are for med mainly by dissolution of acid-soluble minerals,and those within 5 600-5 700 m are connected with dissolution of alkali-soluble components.For the depth interval of 4 400-4 700 m in Chezhen sag,the low content of kaolinite and high content of ledikite coincide wellwith high secondary porosity.For the deep layers in northern Dongying sag and Bonan sag,high content of chlorite coincide relativelywellwith high secondary porosity and present a mutualwaning and waxing relationship with the ledikite content.For the depth interval of 3 500-4 800 m in theBonan sag,there is an abnor mal claymineral transfor ming zone,and high I/S ratios coincide relativelywellwith an abrupt increasingof chlorite and high secondaryporosity.

book=657,ebook=296

authigenic mineral,porosity,deep layer,Shahejie For mation,Paleogene,JiyangDepression

TE122.2

A

0253-9985(2010)05-0656-08

2010-07-01。

馬國(guó)剛(1967—),男,副研究員,石油地質(zhì)。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2009ZX05009-002);山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2009ZRA05059)。

(編輯 董 立)