鄭 勝， 喬玉雷， 譚星宇， 毛 琳， 劉德志， 修金磊

( 1. 中國石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院，山東 東營 257000； 2. 中國石化勝利油田分公司 油藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測中心，山東 東營 257000 )

0 引言

準(zhǔn)噶爾盆地經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的勘探開發(fā)，隨地質(zhì)認(rèn)識的不斷深入和勘探技術(shù)的不斷進(jìn)步，油氣勘探向目的層更深、油氣藏更隱蔽的趨勢發(fā)展[1]。目前，準(zhǔn)噶爾盆地鉆井陸續(xù)取得一些油氣發(fā)現(xiàn)，侏羅系具有豐富的油氣藏，勘探潛力較大，是現(xiàn)階段勘探的重點(diǎn)層系。人們對準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系物源體系、沉積環(huán)境與沉積相模式，以及烴源巖演化等進(jìn)行研究[2-7]。其中宋傳春等[2]認(rèn)為，準(zhǔn)中地區(qū)侏羅系油氣藏類型主要以巖性油氣藏為主，侏羅系埋藏深，勘探難度大，成本高，需要關(guān)注優(yōu)質(zhì)儲層的儲集性能和分布規(guī)律。關(guān)于侏羅系儲層，孫靖等[8]和陳新等[9]分析莫北地區(qū)八道灣組和三工河組儲層宏觀及微觀特征，明確致密儲層物性影響因素；羅月明等[10]分析沙窩地三工河組儲層儲集特征和成巖作用，指出勘探有利區(qū)帶；張江華等[11]分析中部1區(qū)塊三工河組儲層成巖演化過程，闡述儲層致密機(jī)理；石好果等[12]研究中部4區(qū)塊三工河組和頭屯河組儲層成巖與油氣充注，認(rèn)為研究區(qū)儲層成巖作用復(fù)雜，與三期油氣充注過程相互耦合。

研究區(qū)侏羅系儲層成因比較復(fù)雜，目前對中上侏羅統(tǒng)石樹溝群儲層特征和影響因素缺乏研究。中上侏羅統(tǒng)石樹溝群與下侏羅統(tǒng)八道灣組、三工河組儲層具有不同的形成演化背景，相比于后者，前者埋藏深度更淺，且沉積環(huán)境更干旱，沉積相類型也有明顯變化。因此，研究中上侏羅統(tǒng)石樹溝群儲層特征及影響因素具有重要意義。2015年，在準(zhǔn)中4區(qū)塊董701井齊古組發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流。根據(jù)研究區(qū)8口鉆井取心資料，利用鑄體薄片、X線衍射、物性測試和壓汞分析等方法，分析準(zhǔn)中4區(qū)塊中上侏羅統(tǒng)石樹溝群儲層特征，以及沉積作用、成巖作用對儲層物性的影響，為推動(dòng)研究區(qū)的油氣勘探進(jìn)程提供指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地是一個(gè)具有復(fù)合疊加特征的大型含油氣盆地，自晚古生代以來，受海西、印支、燕山和喜馬拉雅等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，經(jīng)歷裂陷階段(石炭紀(jì)—早二疊世)、坳陷階段(晚二疊世—古近紀(jì))和類前陸盆地階段(新近紀(jì)—現(xiàn)今)等3個(gè)構(gòu)造演化過程，形成多個(gè)構(gòu)造單元[13-14]。準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊位于新疆維吾爾自治區(qū)阜康市以北阜康凹陷，構(gòu)造上屬于盆地腹部中央坳陷帶，南靠天山山前逆沖推覆帶，北鄰白家海凸起，東接帳北斷褶帶，呈矩形展布，面積為2 891.7 km2(見圖1)。在盆地構(gòu)造演化背景下，準(zhǔn)中4區(qū)塊侏羅系表現(xiàn)為穩(wěn)定的坳陷型沉積環(huán)境，后期經(jīng)歷持續(xù)向北抬升，形成現(xiàn)今北東高、南西低的大緩坡形態(tài)。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地中部4區(qū)塊構(gòu)造區(qū)域Fig.1 Structure of block 4 of central Junggar basin

準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系分布廣泛，沉積厚度大，自下而上分為下統(tǒng)、中統(tǒng)和上統(tǒng)；其中下統(tǒng)由八道灣組和三工河組組成，中統(tǒng)由西山窯組和頭屯河組組成，上統(tǒng)由齊古組和喀拉扎組組成。八道灣組、三工河組、西山窯組統(tǒng)稱為水西溝群；頭屯河組、齊古組和喀拉扎組統(tǒng)稱為石樹溝群。受燕山運(yùn)動(dòng)一幕和二幕影響，車莫古隆起逐漸隆升[15]，準(zhǔn)中4區(qū)塊西部頭屯河組局部遭受剝蝕，齊古組剝蝕范圍進(jìn)一步向東擴(kuò)大，喀拉扎組在研究區(qū)內(nèi)全部被剝蝕[16-17]。因此，研究區(qū)石樹溝群只包含頭屯河組和齊古組，頭屯河組自下而上分為一段、二段和三段(見圖2[18])。

根據(jù)古生物和巖性組合特征，將侏羅紀(jì)的古氣候演化分為兩個(gè)階段：早侏羅世—中侏羅世中期，以溫暖潮濕氣候?yàn)橹?，存在一系列次級變化，?jīng)歷三次大規(guī)模的湖侵事件[18-19]，造成沉積旋回的階段性，研究區(qū)發(fā)育多種沉積相類型，包括辮狀河三角洲、曲流河三角洲和湖泊等；中侏羅世晚期—晚侏羅世，湖平面持續(xù)降低，氣候逐漸變干、變熱，以亞熱帶干旱—半干旱氣候?yàn)橹鳎芯繀^(qū)主要沉積體系也隨之發(fā)生變化，主要發(fā)育曲流河三角洲—曲流河沉積體系。

2 儲層特征

2.1 巖石學(xué)特征

根據(jù)研究區(qū)8口取心井的151個(gè)砂巖巖心樣品的巖石薄片觀察和統(tǒng)計(jì)(見表1)，對研究區(qū)儲層進(jìn)行巖石學(xué)特征分類(見圖3)。準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層巖石類型以巖屑砂巖為主，長石質(zhì)巖屑砂巖次之。其中石英平均體積分?jǐn)?shù)為22.3%，主要來源于火成巖母巖，陰極發(fā)光薄片以發(fā)藍(lán)紫色光為特征；長石平均體積分?jǐn)?shù)為23.6%，以斜長石為主，含少量鉀長石，X線衍射結(jié)果表明斜長石所占比例超過81.4%；巖屑平均體積分?jǐn)?shù)為54.6%，主要為火成巖巖屑，常見板條結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、隱晶結(jié)構(gòu)、霏細(xì)結(jié)構(gòu)和玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)等。礦物成分在縱向上具有從頭屯河組一段到齊古組石英體積分?jǐn)?shù)減少、巖屑體積分?jǐn)?shù)增加、成熟度降低的規(guī)律。

圖2 準(zhǔn)中4區(qū)塊侏羅系地層綜合柱狀圖Fig.2 Integrated stratigraphic column of Jurassic system in block 4 of central Junggar basin

地層地層代號φ(石英)/%φ(長石)/%φ(巖屑)/%樣品數(shù)/個(gè)齊古組J3q17.623.858.639頭屯河組三段J2t320.021.458.630頭屯河組二段J2t220.125.754.230頭屯河組一段J2t129.420.250.452平均22.323.654.1

圖3 準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層巖石學(xué)分類Fig.3 Petrology classification of reservoir of Shishugou group in block 4 of central Junggar basin

根據(jù)掃描電鏡和X線衍射分析，研究區(qū)黏土礦物主要以伊/蒙混層、綠泥石和伊利石為主。隨地層埋深減少，自頭屯河組一段到齊古組伊/蒙混層體積分?jǐn)?shù)增加，混層比升高，綠泥石體積分?jǐn)?shù)減少，高嶺石在研究區(qū)整體不發(fā)育。

研究區(qū)碎屑巖儲層巖石結(jié)構(gòu)成熟度中等，分選中等—好，磨圓度一般可達(dá)次棱角—次圓狀。礦物之間多為顆粒支撐，呈線—凹凸接觸。儲層膠結(jié)物類型主要有黏土礦物、硅質(zhì)和碳酸鹽，其中碳酸鹽膠結(jié)物以方解石為主，偶爾也發(fā)育鐵方解石，膠結(jié)方式多為孔隙式膠結(jié)，局部可見連晶式膠結(jié)。

2.2 儲集特征

2.2.1 孔隙類型

利用鑄體薄片和掃描電鏡觀察，分析準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層的孔隙類型及形態(tài)特征，常見的孔隙類型有原生孔隙、粒間溶蝕孔隙、粒內(nèi)溶蝕孔隙、鑄?？紫丁⒕чg孔隙和裂縫等。其中原生孔隙大部分被后期成巖作用改造，形成粒間溶蝕擴(kuò)大孔或殘余粒間孔，難以識別。研究區(qū)儲層孔隙類型可歸納為3種：

(1)粒間孔隙。為研究區(qū)發(fā)育的主要孔隙類型，包括原生殘余孔隙和粒間溶蝕孔隙，占60%～70%，其中齊古組粒間孔隙比例更高。鏡下特征表現(xiàn)為：石英加大占據(jù)大部分原生粒間孔隙，形成殘余粒間孔；早期充填粒間孔隙膠結(jié)物全部溶蝕，形成類似于原生的粒間孔隙(見圖4(a))；長石或易溶礦物顆粒的邊緣遭受不同程度溶蝕，形成港灣狀粒間溶蝕擴(kuò)大孔，局部可見礦物溶蝕殘骸(見圖4(b))。發(fā)育該孔隙類型的儲層一般雜基含量低。成巖早期，膠結(jié)物充填粒間孔或者交代部分石英和長石顆粒；隨后期酸性流體侵入，儲層中長石或早期膠結(jié)物等易溶礦物發(fā)生強(qiáng)烈溶蝕作用，形成粒間溶蝕孔隙。因此，粒間孔隙的發(fā)育是早期可溶蝕膠結(jié)物或交代物與后期強(qiáng)烈溶蝕作用共同作用的產(chǎn)物。

圖4 準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層孔隙類型及特征

(2)粒內(nèi)孔隙。為研究區(qū)發(fā)育的次要孔隙類型，主要指粒內(nèi)溶蝕孔隙，其中以長石粒內(nèi)溶蝕孔隙最為常見(見圖4(c))。粒內(nèi)溶蝕孔隙一般體積小，喉道窄，連通性差，孔隙中可見大量顆粒溶蝕殘骸。在強(qiáng)溶蝕情況下，某些粒內(nèi)溶蝕孔隙進(jìn)一步溶蝕擴(kuò)大，只殘余礦物顆粒輪廓，形成鑄?？紫?見圖4(d))。粒內(nèi)溶蝕孔隙雖然對流體運(yùn)移幫助很小，但可以有效提高儲集空間；如果繼續(xù)溶蝕，則形成超大孔隙，可極大提高儲層物性。

(3)其他孔隙。主要為膠結(jié)物晶間孔隙和裂縫。研究區(qū)砂巖儲層中黏土膠結(jié)物充填粒間孔隙，使原本較好的孔隙大幅減小，孔徑一般小于10 μm(見圖4(e))，儲層物性明顯降低。裂縫類孔隙主要為構(gòu)造裂縫，在頭屯河組一段發(fā)育，可見有機(jī)質(zhì)充填于裂縫(見圖4(f))。該類型裂縫提高儲層滲透性，可作為油氣運(yùn)移通道。此外，由于儲層埋深相對較大，壓實(shí)作用較強(qiáng)，局部產(chǎn)生壓裂縫，對孔隙度影響甚微。

2.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)

孔隙結(jié)構(gòu)主要指孔隙與喉道的組合關(guān)系，是表征儲層物性的重要參數(shù)，其中孔隙空間決定孔隙度，喉道大小、數(shù)量決定滲透率。利用壓汞實(shí)驗(yàn)測得儲層孔隙及喉道特征參數(shù)，繪制毛細(xì)管壓力曲線，結(jié)合掃描電鏡和鑄體薄片鏡下特征，分析儲層喉道大小、連通狀況、分布規(guī)律及相互配置關(guān)系。石樹溝群儲層喉道半徑主要分布在0.020 0～9.900 0 μm之間，平均為0.660 0 μm，分選因數(shù)平均為2.01。受沉積與成巖作用影響，不同層段、不同沉積微相儲層的孔隙結(jié)構(gòu)存在差異。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)23塊樣品的壓汞數(shù)據(jù)，可將研究區(qū)碎屑巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)分為中喉型、細(xì)喉型和特細(xì)喉型。

(1)中喉型。該孔隙結(jié)構(gòu)類型代表性樣品只有6個(gè)，主要發(fā)育于齊古組和頭屯河組三段。以董701井3 904.2 m為例(見圖5(a))，毛細(xì)管壓力曲線平臺發(fā)育，孔喉分選較好，孔喉分布具有尖峰正偏態(tài)粗歪度的特征；平均喉道半徑為9.940 0 μm；孔隙排驅(qū)壓力較低，為0.03 MPa，最大進(jìn)汞飽和度為73.94%。儲層礦物顆粒之間呈點(diǎn)—線接觸，粒間孔隙較發(fā)育，喉道類型多見縮頸型。

圖5 準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層毛細(xì)管壓力曲線Fig.5 Capillary pressure curves of sandstone reservoir of Shishugou group in block 4 of central Junggar basin

(2)細(xì)喉型。該孔隙結(jié)構(gòu)類型是研究區(qū)儲層的主要存在方式和典型特征，樣品中有11塊表現(xiàn)此類孔隙結(jié)構(gòu)。以董6井3 975.9 m為例(見圖5(b))，毛細(xì)管壓力曲線平臺不明顯，孔喉分選較差，孔喉分布具有尖峰正偏態(tài)偏細(xì)歪度的特征；平均喉道半徑為0.190 0 μm；孔隙排驅(qū)壓力為1.20 MPa，最大進(jìn)汞飽和度為70.87%。儲層礦物顆粒之間以線接觸為主，雜基含量較高，膠結(jié)物以接觸式膠結(jié)為主，占據(jù)一定的孔隙空間，最終導(dǎo)致孔隙縮小，轉(zhuǎn)而變?yōu)楹淼馈?/p>

(3)特細(xì)喉型。該類孔隙結(jié)構(gòu)主要發(fā)育于厚層邊灘和分支河道砂體底部、鈣質(zhì)膠結(jié)層或三角洲前緣水下天然堤等薄層粉細(xì)砂巖。以董7井4 513.7 m為例(見圖5(c))，毛細(xì)管壓力曲線平臺不明顯，孔喉分選差，孔喉分布具有尖峰正偏態(tài)細(xì)歪度的特征；平均喉道半徑為0.019 0 μm；孔隙排驅(qū)壓力較高，可達(dá)4.41 MPa，最大進(jìn)汞飽和度較低，只有40.14%。儲層發(fā)育連晶式方解石膠結(jié)，由于儲層粒度細(xì)，雜基和塑性巖屑含量較高，遭受強(qiáng)烈壓實(shí)作用，導(dǎo)致孔隙完全損失，膠結(jié)物晶間孔既是孔隙又是喉道。

2.3 物性特征

儲層物性是油氣成藏的關(guān)鍵因素之一，也是儲層評價(jià)和油氣開發(fā)中的重要參數(shù)。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)石樹溝群190個(gè)砂巖巖心樣品的物性實(shí)測結(jié)果，儲層孔隙度與滲透率具有良好的相關(guān)關(guān)系(見圖6)，儲層孔隙類型以粒間孔隙為主，與儲集空間和孔隙結(jié)構(gòu)的判斷結(jié)果一致。在溶蝕過程中，以粒間溶孔為主的碎屑巖儲層儲集空間和喉道半徑同時(shí)增大，孔隙度與滲透率具有較好的相關(guān)關(guān)系；以粒內(nèi)溶孔為主的碎屑巖儲層僅提升儲層儲集空間，而喉道半徑的改變有限，孔隙度與滲透率具有較差的相關(guān)關(guān)系。

儲層物性在縱向上具有一定規(guī)律性，齊古組和頭屯河組三段儲層物性較好，孔隙度分布在5.2%～24.2%之間，平均為12.9%；滲透率分布在(0.090～466.000)×10-3μm2之間，平均為30.600×10-3μm2；儲層物性可分為中孔中滲、低孔中滲和低孔低滲。雖然儲層物性相對較好，但在粗粒的河道類型砂巖內(nèi)部偶爾發(fā)育鈣質(zhì)夾層，使局部孔隙度與滲透率急劇降低，造成儲層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

圖6 準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層孔隙度與滲透率關(guān)系

Fig.6 Relationship between porosity and permeability of sandstone reservoir of Shishugou group in block 4 of central Junggar basin

受搬運(yùn)方式與搬運(yùn)距離的影響，頭屯河組二段和一段儲層粒度偏細(xì)，物性較差，孔隙度分布在2.5%～15%之間，平均為8.4%；滲透率分布在(0.007～2.900)×10-3μm2之間，平均為0.500×10-3μm2；儲層物性可分為低孔低滲、特低孔低滲和特低孔特低滲。因儲層物性普遍較差，優(yōu)質(zhì)儲層不發(fā)育。

3 影響因素

影響碎屑巖儲層物性的因素包括物源、氣候、環(huán)境、水動(dòng)力條件及成巖作用等[20-22]，主要?dú)w結(jié)為受宏觀沉積相帶控制下的成巖作用對儲層進(jìn)行改造的結(jié)果。

3.1 沉積作用

準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群沉積相自下而上由曲流河三角洲向曲流河過渡，儲層類型主要為三角洲前緣水下分支河道、水下天然堤、三角洲平原分支河道、曲流河邊灘砂體等，還發(fā)育少量河口壩和濱淺湖灘壩砂體。不同沉積微相具有不同的水動(dòng)力條件及搬運(yùn)方式，致使砂巖儲層粒度、泥質(zhì)雜基含量和塑性巖屑含量存在差異。研究區(qū)水動(dòng)力條件最強(qiáng)的曲流河邊灘砂體發(fā)育中粗砂巖，局部含礫，泥質(zhì)雜基和塑性巖屑含量低；水動(dòng)力條件稍弱的三角洲分支河道砂體粒度略細(xì)，泥質(zhì)雜基含量略高；水動(dòng)力條件較弱的水下天然堤、河口壩和灘壩砂體發(fā)育粉細(xì)砂巖，泥質(zhì)雜基含量較高。

根據(jù)鉆井取心樣品的實(shí)測物性與粒度，以及薄片鑒定結(jié)果、X線衍射數(shù)據(jù)分析，儲層砂巖粒度與儲層物性具有正相關(guān)關(guān)系，儲層物性與粒度中值具有相同的變化規(guī)律(見圖7)。邊灘砂體粒度中值平均為0.210 mm，泥質(zhì)雜基含量低，孔隙喉道在埋藏過程中損失速率較緩，喉道一般表現(xiàn)為分選好的中喉型，平均孔隙度為13.3%，平均滲透率為17.240×10-3μm2，達(dá)到中孔中滲級別。水下分支河道粒度中值平均為0.140 mm，泥質(zhì)雜基含量略高于邊灘的，孔隙、喉道衰減速度與泥質(zhì)雜基含量密切相關(guān)，喉道為分選較差的細(xì)喉型，平均孔隙度為10.6%，平均滲透率為1.060×10-3μm2，整體上表現(xiàn)為低孔低滲特征。水下天然堤粒度中值平均為0.090 mm，泥質(zhì)雜基含量高，成巖早期受壓實(shí)作用影響，孔隙喉道迅速衰減，不利于后期成巖改造，孔喉特征一般為特細(xì)喉型，平均孔隙度為5.5%，平均滲透率為0.059×10-3μm2，表現(xiàn)為特低孔特低滲特征。

研究區(qū)儲層物性以低孔低滲為主，局部發(fā)育中孔中滲，物性特征與研究區(qū)沉積背景密切相關(guān)。粗相帶儲層砂巖粒徑較大，塑性巖屑含量較低，礦物之間充填的泥質(zhì)雜基含量也較低；在埋藏過程中，受壓實(shí)作用破壞的孔隙喉道較少，能保存有效的儲集空間，為后期溶蝕作用等流體活動(dòng)提供場所，最終形成具有相對較高孔隙度和滲透率的儲層。因此，沉積作用是影響儲層物性的先決條件。

圖7 準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層沉積微相與粒度、物性關(guān)系Fig.7 Relationship between sedimentary microfacies and grain size and physical property of sandstone reservoir of Shishugou group in block 4 of central Junggar basin

3.2 成巖作用

沉積作用在一定程度上決定儲層的礦物組成和結(jié)構(gòu)，間接影響儲層物性，而成巖作用則直接影響儲層物性。分析研究區(qū)儲層孔隙特征與成巖作用及其耦合關(guān)系，影響研究區(qū)儲層物性的主要成巖作用包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、綠泥石黏土膜和溶蝕作用。根據(jù)成巖作用對儲層物性的影響方式及程度，可分為破壞性成巖作用和建設(shè)性成巖作用。

3.2.1 破壞性成巖作用

準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群埋深較大，一般超過3 500.0 m，在儲層成巖演化過程中遭受強(qiáng)烈的機(jī)械壓實(shí)作用。巖石主要表現(xiàn)為顆粒之間線接觸、塑性巖屑發(fā)生明顯變形、呈假雜基化、剛性礦物顆粒出現(xiàn)壓裂縫等。這種壓實(shí)作用使儲層損失較多原生孔隙，是主要的破壞性成巖作用。

此外，各類膠結(jié)作用也屬于典型的破壞性成巖作用，對儲層物性影響較大。研究區(qū)比較發(fā)育的膠結(jié)物類型有碳酸鹽、黏土礦物和硅質(zhì)等。膠結(jié)作用對研究區(qū)儲層物性的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是碳酸鹽孔隙式或接觸式膠結(jié)，在儲層內(nèi)部形成致密的鈣質(zhì)夾層；二是顆粒間黏土礦物和硅質(zhì)的接觸式膠結(jié)，導(dǎo)致儲層滲透率大幅降低。膠結(jié)作用對儲層物性的影響，與膠結(jié)物的類型、含量、形成時(shí)間和膠結(jié)方式有關(guān)。

(1)碳酸鹽膠結(jié)。研究區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物主要是方解石，染色薄片鏡下特征為紅色(見圖8(a))，陰極發(fā)光特征為亮橙色(見圖8(b))。研究區(qū)儲層方解石膠結(jié)物含量與儲層物性呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系。方解石多為孔隙式膠結(jié)，充填粒間孔隙，堵塞喉道，導(dǎo)致儲層物性降低；局部可見連晶式膠結(jié)，碎屑顆粒呈點(diǎn)接觸或漂浮狀，說明方解石膠結(jié)物形成時(shí)間較早。膠結(jié)物碳氧同位素分析表明，方解石膠結(jié)物形成與有機(jī)酸脫羧有關(guān)，并非早期膠結(jié)物。其形成過程為早期碳酸鹽發(fā)育，占據(jù)原生孔隙，抑制壓實(shí)作用；后期在原地發(fā)生溶解和重結(jié)晶過程，形成中期膠結(jié)物，重結(jié)晶過程中有Fe離子進(jìn)入，局部形成鐵方解石。

碳酸鹽膠結(jié)物在研究區(qū)儲層中的分布具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，在孤立的薄層砂巖中含量高；在砂泥巖接觸界面的砂巖一側(cè)含量較高，隨與泥巖距離增大而含量降低；在粗砂巖中的含量高于在粉細(xì)砂巖中的。根據(jù)碳酸鹽膠結(jié)物形成機(jī)理，準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群沉積期氣候干旱，具有咸化湖盆背景，早期成巖環(huán)境呈堿性，孔隙流體中含大量的K+、Ca2+、Na+和Mg2+等。早成巖階段，地層快速埋深壓實(shí)，泥巖在上覆地層壓力下快速釋放飽和碳酸鹽流體，流入相鄰原始物性較好的砂巖，壓力隨之降低；流體中碳酸鹽溶解度減小，在孔隙空間中產(chǎn)生沉淀，形成早期膠結(jié)物[23]。同時(shí)，黏土礦物在由蒙脫石向伊/蒙混層或伊利石轉(zhuǎn)化過程中，也產(chǎn)生大量的Ca2+、Mg2+和Fe2+等，促進(jìn)碳酸鹽沉淀。隨膠結(jié)物不斷形成，地層流體中碳酸鹽濃度降低，流體活動(dòng)空間受限，造成活動(dòng)減弱，在砂體內(nèi)部碳酸鹽含量較低。中期碳酸鹽膠結(jié)物與早期膠結(jié)物密切相關(guān)，具有類似的分布規(guī)律。

(2)綠泥石黏土膜。鑄體薄片、掃描電鏡觀察和X線衍射分析表明，綠泥石是準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層自生黏土礦物的主要類型，在頭屯河組一段和二段廣泛發(fā)育。鏡下表現(xiàn)為自形程度較高的綠泥石晶體垂直于顆粒表面向孔隙中生長，在顆粒表面形成一層環(huán)狀薄膜(見圖8(c-d))，厚度一般為2～6 μm。通常認(rèn)為綠泥石薄膜形成于成巖早期，能抑制石英次生加大，避免硅質(zhì)膠結(jié)縮小喉道，以保護(hù)孔隙，屬于建設(shè)性成巖作用[24-26]。根據(jù)頭屯河組一段、二段綠泥石體積分?jǐn)?shù)與孔隙度、滲透率的關(guān)系，綠泥石體積分?jǐn)?shù)對物性的影響呈現(xiàn)先正相關(guān)后負(fù)相關(guān)關(guān)系的特點(diǎn)(見圖9)。綠泥石體積分?jǐn)?shù)較低(小于4.0%)時(shí)，與物性呈正相關(guān)關(guān)系；綠泥石體積分?jǐn)?shù)較高(大于4.0%)時(shí)，與物性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。說明當(dāng)綠泥石黏土膜少量發(fā)育、厚度適中時(shí)，有利于保護(hù)孔隙，屬于建設(shè)性成巖作用；當(dāng)綠泥石黏土膜大量發(fā)育時(shí)，破壞儲層物性。

圖8 準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群儲層微觀成巖特征

圖9 準(zhǔn)中4區(qū)石樹溝群儲層綠泥石體積分?jǐn)?shù)與物性關(guān)系

Fig.9 Relationship between chlorite content and physical property of sandstone reservoir of Shishugou group in block 4 of central Junggar basin

雖然綠泥石黏土膜的發(fā)育可以適當(dāng)保護(hù)孔隙，但對滲透率的影響更大。由圖9可知，當(dāng)綠泥石體積分?jǐn)?shù)接近4.0%時(shí)，孔隙度最大超過15.0%，滲透率多小于2.000×10-3μm2。因此，綠泥石黏土膜屬于破壞性成巖作用。

3.2.2 建設(shè)性成巖作用

建設(shè)性成巖作用一般指溶蝕作用，尤其在埋深較大的儲層中，溶蝕作用是儲層改造的關(guān)鍵因素。研究區(qū)溶蝕作用表現(xiàn)為：長石顆粒強(qiáng)烈溶蝕而形成鑄?？紫痘蚍涓C狀溶蝕孔(見圖8(e))，早期膠結(jié)物后期在粒間孔中溶蝕并殘留大量膠結(jié)物殘骸(見圖8(f))等；粒間孔早期被膠結(jié)物充填，抑制壓實(shí)作用，后期部分溶蝕而形成粒間溶蝕孔隙。

溶蝕作用中酸性流體的來源主要為烴源巖熱演化過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸。準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群的油源為下侏羅統(tǒng)八道灣組煤系烴源巖，干酪根類型為Ⅱ2—Ⅲ型[7]。根據(jù)地層埋藏史，在距今120 Ma時(shí)，八道灣組烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化程度Ro大于0.7，地層溫度大于110 ℃，進(jìn)入產(chǎn)酸階段，隨后進(jìn)入產(chǎn)酸高峰期。酸性流體通過油源斷層運(yùn)移至上部石樹溝群儲層，成巖環(huán)境逐漸向酸性轉(zhuǎn)化，長石和早期膠結(jié)物發(fā)生溶蝕。在研究區(qū)儲層中未發(fā)現(xiàn)大量的長石溶蝕產(chǎn)物——高嶺石，只在巖性較粗的砂巖中發(fā)育少量高嶺石，原因：一是受流體活動(dòng)影響，粗粒砂巖具有更好的酸性流體運(yùn)移通道和活動(dòng)場所，而偏細(xì)砂巖中酸性流體較少，溶蝕作用不發(fā)育；二是長石、方解石與有機(jī)酸反應(yīng)的吉布斯自由能具有鈣長石<方解石<鈉長石<鉀長石的規(guī)律[27]，存在酸性流體時(shí)，長石溶蝕也相對少，只有鈣長石和早期方解石發(fā)生大規(guī)模溶蝕。

4 結(jié)論

(1)準(zhǔn)中4區(qū)塊石樹溝群發(fā)育曲流河三角洲—曲流河沉積體系，砂體類型主要為邊灘、水下分支河道和水下天然堤等。儲層巖石類型以巖屑砂巖為主，成分成熟度較低，且自頭屯河組到齊古組具有成熟度降低的演化規(guī)律，結(jié)構(gòu)成熟度中等，礦物顆粒分選較好，磨圓度較差，以顆粒支撐為主。

(2)研究區(qū)儲層物性具有低孔低滲的特征，主要發(fā)育粒間溶蝕孔隙，喉道一般為分選較差的細(xì)喉型。齊古組和頭屯河組三段物性優(yōu)于頭屯河組一段和二段的，局部可達(dá)中孔中滲級別，但在砂泥界面易發(fā)育鈣質(zhì)夾層，形成特細(xì)喉型的致密化儲層，導(dǎo)致儲層具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。

(3)研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層主要發(fā)育于強(qiáng)水動(dòng)力背景的曲流河邊灘、三角洲分支河道砂體等，儲層粒度較粗，泥質(zhì)雜基含量較少，具有較好的原始物性，為后期流體活動(dòng)提供場所。酸性流體對早期膠結(jié)物溶蝕是優(yōu)質(zhì)儲層形成的根本原因；壓實(shí)作用和后期方解石連晶式膠結(jié)是粒間孔隙損失的主要原因；綠泥石黏土膜大量發(fā)育而堵塞喉道，降低部分儲層的滲透率。