王又春

含油氣盆地碎屑巖儲層碳酸鹽膠結(jié)物研究進(jìn)展

王又春

（中國石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712）

碳酸鹽膠結(jié)物是尋找低孔低滲背景下或深部砂巖儲層油氣勘探“甜點”的關(guān)鍵因素之一，總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，對指導(dǎo)有利區(qū)帶勘探和剩余油挖潛具有重要意義。首先，對中國含油氣盆地碳酸鹽膠結(jié)物類型及分布特征進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，認(rèn)為其分布具有盆地類型多樣、時代跨度大、沉積相類型以豐富的三角洲相為主等特征；其類型以方解石和白云石兩大類為主，根據(jù)鐵離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)可進(jìn)一步細(xì)分為無鐵、含鐵和鐵質(zhì)碳酸鹽膠結(jié)物三種類型。然后，對碳酸鹽膠結(jié)物的形成期次、物質(zhì)來源、離子運(yùn)移及沉淀的影響因素進(jìn)行了分析與總結(jié)，認(rèn)為成巖過程中流體的來源、流動方式對碳酸鹽膠結(jié)物的類型、成因機(jī)制及分布具有重要的控制作用。最后，總結(jié)了碳酸鹽膠結(jié)物對儲層質(zhì)量影響的幾種觀點，并提出了目前碳酸鹽膠結(jié)物對儲層質(zhì)量影響評價過程中的一些建議和有待進(jìn)一步研究的難點問題。

碳酸鹽膠結(jié)物； 成因機(jī)制； 儲層質(zhì)量； 研究進(jìn)展

自H.C.Sorby[1]發(fā)現(xiàn)“砂巖中有從地下溶液中沉淀的礦物”這一現(xiàn)象之后，在石油行業(yè)跌宕起伏的發(fā)展歷程中，其一直是困擾沉積學(xué)家和石油地質(zhì)學(xué)家的難題之一[2]。近年來，隨著常規(guī)油氣向非常規(guī)油氣跨越，國內(nèi)陸相致密油和深層頁巖油等非常規(guī)油氣資源成為新發(fā)展階段的熱點[3?4]，并涌現(xiàn)出細(xì)粒沉積學(xué)[5]、低孔低滲背景下的異常高孔高滲帶[6]及深水、深層、超深層油氣地質(zhì)認(rèn)識[7]等新發(fā)展階段的研究熱潮。

然而，成巖作用的定量研究仍相對滯后，尤其是膠結(jié)作用的定量評價。碳酸鹽膠結(jié)物作為碎屑巖儲層成巖作用過程中最常見的膠結(jié)物之一[8?10]，對碎屑巖儲層質(zhì)量、油氣運(yùn)聚、巖性圈閉、成巖環(huán)境及剩余油分布均有重要影響[8?14]，其類型、成因機(jī)理、成巖機(jī)制及分布特征等相關(guān)問題一直是巖石學(xué)、沉積學(xué)及石油地質(zhì)學(xué)等研究的重要內(nèi)容之一[2,9,15?17]。國內(nèi)不同盆地和區(qū)域均發(fā)育不同程度的多種類型碳酸鹽膠結(jié)物，如鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)、華慶地區(qū)、姬塬地區(qū)[18?20]，珠江口盆地西江凹陷、西部珠三坳陷[9，21]，渤海灣盆地牛莊凹陷、饒陽凹陷、東營凹陷中央隆起帶、黃驊坳陷[22?24]，北部灣盆地潿西南凹陷[25]，塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)[26]、三水盆地古近系、酒泉盆地營爾凹陷，鶯歌海盆地樂東地區(qū)，柴達(dá)木盆地冷湖地區(qū)、銀根?額濟(jì)納旗盆地查干凹陷[27?30]，松遼盆地北部下白堊統(tǒng)及準(zhǔn)噶爾盆地腹部深層[31?32]等。

對碳酸鹽膠結(jié)物的形成時間、成因機(jī)理及分布特征等相關(guān)問題，學(xué)者有不同的見解[9,19,21,33?38]。本文基于大量的文獻(xiàn)調(diào)研，從碳酸鹽膠結(jié)物的形成環(huán)境、物質(zhì)來源、類型、成因機(jī)理及其分布特征等方面，總結(jié)前人的研究成果，以期推動碳酸鹽膠結(jié)物等相關(guān)問題研究的發(fā)展，為儲層質(zhì)量預(yù)測和剩余油挖潛等相關(guān)科研攻關(guān)問題提供參考和借鑒。

1 碳酸鹽膠結(jié)物的形成環(huán)境

碳酸鹽膠結(jié)物作為碎屑巖儲層中最常見的膠結(jié)物之一，具有影響因素復(fù)雜、多期次、成因多樣、分布普遍和含量多變等特點[9,28,39?40]。國內(nèi)不同盆地不同地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育情況的統(tǒng)計結(jié)果表明（見表1），碎屑巖儲層中普遍發(fā)育碳酸鹽膠結(jié)物，盆地類型多樣，時代跨度較大，從老到新依次排序為：石炭紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅系、白堊紀(jì)、古近紀(jì)、新近紀(jì)。同時，發(fā)育碳酸鹽膠結(jié)物的沉積相類型豐富（河流、湖泊、海陸過渡相及不同類型三角洲相），但三角洲沉積體系明顯占據(jù)主導(dǎo)地位。由西向東，國內(nèi)含油氣盆地碳酸鹽膠結(jié)物分布層系由老到新，沿海地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物主要集中分布于古近系。不同盆地碳酸鹽膠結(jié)物主要分布于該盆地油氣開采主要層位或研究的主要目標(biāo)層位，其主要原因為富集油氣的層位是具有重要開采價值和經(jīng)濟(jì)意義的關(guān)鍵目標(biāo)。因此，多數(shù)相關(guān)實驗研究及鉆井取心目標(biāo)位于油氣富集層位。不同盆地不同層位碳酸鹽膠結(jié)物類型及含量的差異與盆地的地質(zhì)條件、構(gòu)造運(yùn)動、成巖演化過程等密切相關(guān)，也與取心位置、樣品數(shù)量及相關(guān)實驗儀器類型、精度等因素有關(guān)。

表1　國內(nèi)含油氣盆地碳酸鹽膠結(jié)物特征

2 碳酸鹽膠結(jié)物類型

目前，碳酸鹽膠結(jié)類型的鑒定方法多數(shù)是依據(jù)茜素紅?S溶液或茜素紅?S與鐵氰化鉀混合溶液染色的巖石薄片。周曉峰等[41]認(rèn)為，目前流行的巖石薄片染色方法在識別砂巖中方解石和白云石膠結(jié)物時經(jīng)常出現(xiàn)混亂，其主要原因是方解石或白云石膠結(jié)物中MnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，例如在鄂爾多斯盆地延長組砂巖中，該方法將MnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的浸染狀鐵Ⅰ方解石錯誤地識別為含鐵白云石或鐵白云石[41]。同時，有的學(xué)者根據(jù)FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)厘定方解石與鐵方解石，但不同學(xué)者的劃分方案存在差異：

（1）R.C.Lindholm等[42]的分類方案：無鐵方解石（（FeO）<0.5%）、鐵Ⅰ方解石（0.5%≤（FeO）<1.5%）、鐵Ⅱ方解石（1.5%≤（FeO）<2.5%）、鐵Ⅲ方解石（2.5%≤（FeO）≤3.5%）。

（2）田亞銘等[20]根據(jù)FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將方解石膠結(jié)物分為3類：(FeO)≤0.05為無鐵方解石，（FeO）≥0.50為鐵方解石，0.05<（FeO）<0.50為含鐵方解石。此外，B.D.Evamy[43]依據(jù)Fe2+與Mg2+的物質(zhì)的量比，將白云石類進(jìn)一步劃分為3個亞類：無鐵白云石、含鐵白云石（（Fe2+）/（Mg2+）<1）、鐵白云石（（Fe2+）/（Mg2+）≥1）。由此可見，目前碳酸鹽膠結(jié)物類型的識別依然存在一定的問題，常需要采用多種方法結(jié)合的手段進(jìn)行識別，例如周曉峰等[41]提出綜合多種手段的碳酸鹽膠結(jié)物識別方法，即“三步走”：巖石觀察→巖石薄片→電子探針。

3 碳酸鹽膠結(jié)物期次

前人的研究結(jié)果表明，多期次的碳酸鹽膠結(jié)物對儲層的影響具有明顯差異性[9,22,44?46]。文獻(xiàn)[30]結(jié)果表明，碳酸鹽期次的劃分原則是在劃分成巖階段的基礎(chǔ)上，結(jié)合碳酸鹽膠結(jié)物形成時間的先后順序，以某種或多種碳酸鹽膠結(jié)物影響因素為基準(zhǔn)，劃分碳酸鹽膠結(jié)物形成期次。不同學(xué)者劃分碳酸鹽膠結(jié)物的期次和原則不盡相同（見表2），其主要原因是根據(jù)實際資料和具體研究內(nèi)容，自行考量。但是，劃分碳酸鹽膠結(jié)物的方法和過程大同小異，一般涉及以下幾個環(huán)節(jié)：（1）巖石薄片、掃描電鏡及陰極發(fā)光等鏡下觀察，通過礦物交叉關(guān)系判斷膠結(jié)物形成時間的先后順序；（2）碳、氧和鍶同位素的應(yīng)用[9,11?12,21,26?27,40]，基于前人對古地溫和古鹽度等的研究成果[47?48]，進(jìn)一步判斷膠結(jié)物古環(huán)境和古溫度等特征；（3）碳酸鹽膠結(jié)物影響因素分析和成因機(jī)理探討，據(jù)實際情況具體分析；（4）確立碳酸鹽膠結(jié)物形成期次。

表2　碳酸鹽膠結(jié)物形成期次劃分典型實例

4 碳酸鹽膠結(jié)物的影響因素

總結(jié)前人對碳酸鹽膠結(jié)物影響因素的研究成果[8?9,17?21,16?29,33?38]，碳酸鹽膠結(jié)物的形成主要受以下幾個方面的影響：（1）物質(zhì)來源，例如鐵離子和鈣離子；（2）成巖環(huán)境，例如酸性和堿性；（3）成巖事件，例如深部熱流體侵入和大氣淡水淋濾等；（4）沉積特征，包括沉積相和巖性組合等；（5）成巖流體，包括流體來源及流體流動方式；（6）先驅(qū)或前導(dǎo)物質(zhì)，指能夠為碳酸鹽膠結(jié)物沉淀提供所需物質(zhì)來源和形成環(huán)境等必要條件的原始物質(zhì)。為了加深對碳酸鹽膠結(jié)物的認(rèn)識，本文認(rèn)為碳酸鹽膠結(jié)物的形成與砂巖石英膠結(jié)類似[49]，主要經(jīng)歷三個過程（見圖1）：（1）物質(zhì)來源；（2）離子運(yùn)移；（3）碳酸鹽沉淀。

圖1　碳酸鹽膠結(jié)影響因素

4.1 物質(zhì)來源

充足的物質(zhì)來源是碳酸鹽膠結(jié)物沉淀的必要條件之一，主要包括碳、鈣、鐵和鎂等物質(zhì)。砂巖中碳酸鹽膠結(jié)物形成的物質(zhì)來源主要為內(nèi)部和外部物質(zhì)供給。

（1）內(nèi)部物質(zhì)供給：①砂巖內(nèi)部鈣的來源，例如鈣長石的溶解、碳酸鹽巖屑的溶蝕、原始沉積水體沉淀、硅鋁酸鹽的水化作用、黏土礦物轉(zhuǎn)化及原生含鈣物質(zhì)的溶解等[11,21,36]；②砂巖內(nèi)部鐵的來源，例如黏土礦物轉(zhuǎn)化、鐵氧化物和硅酸鹽礦物的溶蝕或交代作用、原始沉積水體、生物碎屑等[33,35?36,38]；③砂巖內(nèi)部碳的來源，例如原始沉積水體和碳酸鹽巖屑等[21]。由此可見，砂巖內(nèi)部物質(zhì)來源主要與碎屑顆粒含量及類型、長石含量及類型、溫度及流體性質(zhì)等相關(guān)。

（2）外部物質(zhì)供給：主要與成巖流體的來源有關(guān)，例如鄰近泥巖中流體進(jìn)入砂巖過程中，常在砂泥巖界面處沉淀大量碳酸鹽膠結(jié)物[33?38,50?52]；深部泥巖中有機(jī)質(zhì)烴類降解過程中常伴隨有機(jī)酸和二氧化碳等酸性物質(zhì)的產(chǎn)出，沿斷層進(jìn)入上部砂巖中，為碳酸鹽膠結(jié)物沉淀提供物質(zhì)基礎(chǔ)和沉淀條件[11,21,40]；火山噴發(fā)等[9]。

4.2 離子運(yùn)移

成巖過程中的任何成巖反應(yīng)都離不開水[49]，包括自生礦物的溶解、遷移及沉淀。模擬結(jié)果表明，一定數(shù)量碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀與溶解，需要大量流體通過孔隙[53]。因此，成巖過程中成巖流體來源及其流動方式控制離子的遷移、賦存規(guī)律，也決定碳酸鹽膠結(jié)物能否獲得有效物質(zhì)供給。

4.2.1流體來源 文獻(xiàn)[53-54]研究結(jié)果表明，成巖過程中流體來源一般包括原生沉積水、大氣水、礦物脫水、深部熱液流體、有機(jī)酸和CO2。

（1）原生沉積水。原生沉積水是指沉積物發(fā)生初始沉積時賦存在沉積物孔隙之間的流體[53]，此時沉積物尚未經(jīng)歷壓實作用，其體積可占沉積物體積的40%～50%[55]。原生沉積水是早期水巖反應(yīng)的重要流體來源之一，其化學(xué)性質(zhì)及空間展布特征主要受氣候條件、地下水賦存方式和沉積相的控制[56]。例如早期干旱蒸發(fā)環(huán)境下，原生沉積水中堿性金屬離子（Ca2+、Mg2+、Na+、K+）濃度較高，成巖環(huán)境偏堿性，致使大量的碳酸鹽和石膏沉淀[54,57]；早期溫暖潮濕環(huán)境下，原生沉積水中離子濃度較低，成巖環(huán)境偏酸性，導(dǎo)致長石等不穩(wěn)定礦物發(fā)生溶蝕[54,58]。上述統(tǒng)計結(jié)果表明（見表1），沉積相對碳酸鹽膠結(jié)物的形成具有明顯的控制作用，如沉積時期河流攜帶豐富的溶解鐵時，能夠為成巖早期形成的自生含鐵白云石和綠泥石提供物質(zhì)來源[59]。

（2）大氣水。大氣水即雨水，初始大氣水可看作蒸餾水，對各種礦物都是欠飽和的[53]，由于攜帶大氣中的CO2和SO2，大氣水偏酸性。當(dāng)潛水面高于海平面時，大氣水可沿滲透性較強(qiáng)的地層流入盆地（見圖2），先溶解碳酸鹽，然后緩慢溶解不穩(wěn)定礦物，如長石和云母等。因此，大氣水是早期形成碳酸鹽膠結(jié)物物質(zhì)來源的重要載體，其攜帶碳源及從碳酸鹽巖和硅酸鹽礦物中分離出來的Ca2+、Mg2+、Na+、K+進(jìn)入地下溶液中，為自生礦物的沉淀（如碳酸鹽等）提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖2　淺海環(huán)境成巖作用過程

（3）礦物脫水。K.Bj?rlykke[60]認(rèn)為，隨著埋藏深度和溫度的增加，不穩(wěn)定礦物可能失去晶間水。石膏向硬石膏的轉(zhuǎn)化是成巖過程中典型的礦物脫水反應(yīng)[61]，該反應(yīng)在80～90 ℃開始進(jìn)行，并在100～150 ℃達(dá)到脫水高峰[54,61]。此外，石膏脫水過程中，脫水量為自身體積的38%左右[60]，并伴隨著Ca2+、K+、Na+、Sr2+、Al3+等多種離子的釋放，致使孔隙流體偏堿性，進(jìn)而導(dǎo)致碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀。

（4）深部熱液流體。巖漿侵入和火山噴發(fā)是常見的深部熱液源，可沿斷層攜帶酸性熱流體進(jìn)入淺層砂巖儲層中，致使儲層中不穩(wěn)定礦物的溶蝕及黏土礦物的演化異常（熱異常）。姜平等[9]對珠江口盆地西部珠三坳陷珠江組和珠海組的研究表明，珠江口盆地自晚漸新世以來，有大量的玄武巖噴發(fā)[62?63]，熱液流體攜帶大量鐵、鎂離子進(jìn)入砂巖儲層中，造成大規(guī)模不穩(wěn)定礦物的溶蝕，致使后期碳酸鹽膠結(jié)物沉淀。然而，這種流體源持續(xù)性并不強(qiáng)，往往受裂縫或者局部區(qū)域限制，其主要原因是整個過程中總是伴隨著新老斷層或破裂的發(fā)育和封閉。

4.2.2流體流動樣式 盆地中流體的流動很重要，它不僅決定自生礦物的分布特征，也控制石油與天氣的分布。沉積盆地內(nèi)流體的流動遵循簡單的流體動力學(xué)定律[53]，其不一定是從高壓向低壓處流動，而是由高能（較高的流體勢）流向低能（較低的流體勢）。目前，比較常見的盆地流體流動方式有以下5種：

（1）大氣水流動（見圖3）。大氣水進(jìn)入盆地后，受碎屑顆粒粒度、分選、巖性組合差異的影響，流體流動具有選擇性，總是趨向于沿滲透率較高的方向。在淺海陸棚地帶，淡水孔隙水從海岸流入海相過程中，其滲濾的深度與海水和淡水密度差呈反比[53]。若大氣水進(jìn)入盆地后，與原始孔隙水混合，其密度發(fā)生變化，則滲濾的深度隨之改變。因此，早期受大氣水淋濾的碳酸鹽膠結(jié)物，其分布特征與孔隙水流體性質(zhì)密切相關(guān)。

圖3　大氣水流動進(jìn)入盆地

（2）壓實驅(qū)動的流體流動。受壓力和化學(xué)壓實作用的影響[53]，當(dāng)沉積物沉積時，下部沉積物受機(jī)械壓實作用影響，孔隙度降低，孔隙中的流體垂直向上流動[53]。由于其垂向流動速度極慢，并不能進(jìn)行有效的熱傳遞。因此，該流動方式對碳酸鹽膠結(jié)物分布的影響有限。

（3）濃度差驅(qū)動的流體流動（即擴(kuò)散作用）。濃度差驅(qū)動流體的運(yùn)動方向由高濃度向低濃度，是泥巖向砂巖排出流體遷移方式之一[54]，常表現(xiàn)為砂泥巖界面處不同程度碳酸鹽膠結(jié)物的沉淀與溶解，如鄂爾多斯盆地[64]和濟(jì)陽坳陷[34]。

（4）密度驅(qū)動的流體流動。密度驅(qū)動流體是指由鹽度、溫度等引起的流體密度差異驅(qū)動的水流，一般發(fā)生在厚度比較厚、滲透性地層中[54]，是砂巖內(nèi)部膠結(jié)物分布差異性主要原因之一。砂巖中低滲透層（0.1 m）頁巖或膠結(jié)層[53]、不同巖性組合[26]及孔隙結(jié)構(gòu)等因素，可將流體分割成數(shù)個大小不同的流動單元，不同流動單元離子濃度及類型出現(xiàn)明顯差異，導(dǎo)致碳酸鹽膠結(jié)物在砂巖中的差異性沉積。

（5）超壓驅(qū)動的流體流動。由于超壓流體流動機(jī)制和流動樣式的復(fù)雜性，超壓盆地的超壓多次排放、復(fù)雜超壓流體物質(zhì)及不同類型的疏導(dǎo)體系會導(dǎo)致多期次的碳酸鹽膠結(jié)物的溶蝕與沉淀及其差異性分布。例如，準(zhǔn)噶爾盆地腹部超壓頂面附近砂巖層[32,65]。楊智等[65]的研究結(jié)果表明，準(zhǔn)噶爾盆地侏羅煤系地層的大規(guī)模生烴和封閉作用，致使超壓驅(qū)動流體（有機(jī)酸、油氣溶解液等）向上部巖層運(yùn)移，導(dǎo)致上部巖層大規(guī)模碳酸鹽膠結(jié)物沉淀。文獻(xiàn)[32,65]結(jié)果表明，準(zhǔn)噶爾盆地腹部巖層碳酸鹽膠結(jié)物帶與溶蝕帶的交互出現(xiàn)及其差異性分布是超壓多次排放、物質(zhì)復(fù)雜分異、重新遷移或賦存的結(jié)果。

4.3 碳酸鹽膠結(jié)物沉淀

碳酸鹽膠結(jié)物沉淀主要取決于成巖流體性質(zhì)、結(jié)晶速度及其他因素。目前，關(guān)于碳酸鹽膠結(jié)物沉淀機(jī)理的研究相對匱乏，主要是依據(jù)沉淀的碳酸鹽膠結(jié)物類型推測其形成時期的成巖流體性質(zhì)：（1）當(dāng)膠結(jié)物類型以鐵方解石和鐵白云石為主時，成巖流體偏堿性且富鐵離子，如鄂爾多斯盆地華慶地區(qū)和姬塬地區(qū)三疊系延長組[19?20]、珠江口盆地西江凹陷新近系珠江組[8]、三水盆地古近紀(jì)布心組[27]、鶯歌海盆地樂東地區(qū)新近紀(jì)黃流組和梅山組[17]及準(zhǔn)噶爾盆地腹部深層侏羅系三工河組[32]等；（2）當(dāng)膠結(jié)物類型以方解石和白云石為主時，成巖流體偏堿性但不含或含極少量鐵離子，如珠江口盆地白云凹陷古近紀(jì)—新近紀(jì)的珠江組和珠海組[21]、渤海灣盆地饒陽凹陷、東營凹陷和黃驊坳陷歧口凹陷斜坡區(qū)古近紀(jì)沙河街組[16,24]及塔里木盆地哈拉哈塘地區(qū)石炭紀(jì)東河砂巖段[26]等。

5 碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性的影響

總結(jié)前人對碳酸鹽膠結(jié)物的研究成果，其對儲層物性的影響可概括為以下幾種情況：（1）大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性具有負(fù)面作用[2,15,19,64,66?70]。（2）成巖作用早期，碳酸鹽膠結(jié)物形成于壓實作用之前或壓實作用過程中，有的學(xué)者稱其為保持性成巖作用[71]；有的學(xué)者認(rèn)為該時期碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性的影響往往具有兩面性，一方面充填原始儲集空間或堵塞孔隙，降低儲層物性，另一方面延緩壓實作用的進(jìn)行，保護(hù)儲層孔隙度[72?74]。（3）成巖作用中晚期，即壓實之后，受酸性熱流體的影響，儲層已沉淀的碳酸鹽膠結(jié)物將會溶解，部分原始儲集空間得以釋放，并產(chǎn)生次生孔隙[45,75?77]。此外，吳仕玖等[17]對鶯歌海盆地樂東地區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物成因機(jī)制的研究過程中發(fā)現(xiàn)，局部高碳酸鹽膠結(jié)物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%）對應(yīng)較高的物性，特別是滲透率。魏巍等[30]對查干凹陷下白堊統(tǒng)砂巖儲層碳酸鹽膠結(jié)物的研究結(jié)果表明，不同成因機(jī)制及不同期次的碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性影響不同。由此可見，碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性的影響較為復(fù)雜，其主要原因是：碳酸鹽膠結(jié)物的成因機(jī)制多樣、多期次且物質(zhì)來源豐富；儲層物性影響因素較多，如顆粒粒度、分選、黏土包膜等；碳酸鹽膠結(jié)物與儲層物性無一一對應(yīng)關(guān)系，需要在一定條件的約束下才能更好地理解碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性的影響。

目前，碳酸鹽膠結(jié)物對儲層質(zhì)量影響的研究尚缺乏系統(tǒng)的評價體系。筆者認(rèn)為，在評價碳酸鹽膠結(jié)物對儲層質(zhì)量影響過程中需注意以下幾點：（1）確定碳酸鹽膠結(jié)物類型；（2）明確碳酸鹽膠結(jié)物的形成時間及期次；（3）分析碳酸鹽膠結(jié)物成因機(jī)制；（4）分析儲層影響因素，如沉積相、顆粒粒度、分選、黏土礦物、石英加大及碳酸鹽膠結(jié)物等；（5）在限定控儲因素的前提下，為了排除其他因素對儲層物性的影響，在限定沉積相、顆粒粒度、分選、黏土礦物、石英加大等因素的情況下，分析不同期次、不同類型碳酸鹽膠結(jié)物對儲層質(zhì)量的影響；（6）儲層物性演化史與碳酸鹽膠結(jié)物的匹配關(guān)系，目前不同控制因素對儲層物性影響的定量化研究尚有待進(jìn)一步深入，尤其是不同控制因素對滲透率影響的定量評價及膠結(jié)物物演化史的定量模擬。

此外，在限定控儲因素的前提下，有關(guān)碳酸鹽膠結(jié)物對儲層孔隙度與滲透率影響研究的相關(guān)實例較少見，主要受限于相關(guān)實驗分析資料缺乏、相關(guān)資料匹配度不高等因素。在限定控儲因素的條件下，某單一因素對儲層物性控制作用研究的思路與方法，可借鑒陳國松等[77]對碎屑巖儲集層中自生綠泥石控儲作用的研究。文獻(xiàn)[13]以珠江口盆地文昌A凹陷珠海組儲層碳酸鹽膠結(jié)物對儲層孔隙度與滲透率的影響為例，在不限定控儲因素和等量碳酸鹽膠結(jié)物的條件下，孔隙度在0～20%波動，碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要集中在0～15%；在等量碳酸鹽膠結(jié)物的條件下，隨著碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，滲透率波動范圍逐漸減小，如碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、5%、10%、15%和20%時，滲透率波動的數(shù)量級分別約為5、4、3、2和1，具有規(guī)律性。換言之，碳酸鹽膠結(jié)物對儲層物性的影響不僅受碳酸鹽膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及類型等因素的影響，也受控于碎屑顆粒的粒度、分選和石英次生加大等其他物性控制因素。因此，如何定量研究不同控儲因素間的差異性和互補(bǔ)性至關(guān)重要，對定量評價單一因素控儲作用具有重要意義。

6 結(jié) 論

（1）碎屑巖儲層中普遍發(fā)育碳酸鹽膠結(jié)物，盆地類型多樣，時代跨度較大，沉積相類型豐富，以不同類型三角洲相為主。

（2）不同來源的成巖流體，攜帶不同來源的物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)過復(fù)雜的流動樣式，形成不同類型、多期次的碳酸鹽膠結(jié)物，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)多變、分布復(fù)雜。

（3）碳酸鹽膠結(jié)物對儲層質(zhì)量的影響，尚缺乏系統(tǒng)的評價體系，有待深入研究。

（4）膠結(jié)物的演化史定量模擬及其與儲層物性演化史的匹配關(guān)系，以及碳酸鹽膠結(jié)物成因機(jī)制的定量化分析需要更深入研究。

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Research Progress on Carbonate Cements in Clastic Reservoirs in Petroliferous Basin

Wang Youchun

（Exploration and Development Research Institute，PetroChina Daqing Oilfield Co.，Daqing Heilongjiang 163712，China）

Carbonate cementation is one of the key factors to search for oil and gas exploration Sweet spots in low porosity and low permeability or deep sandstone reservoirs. Summarizing the research results of scholars at home and abroad is of great significance for guiding the exploration of favorable zones and the potential of remaining oil. Firstly, the types and distribution characteristics of carbonate cements in oil?bearing basins in China were systematically summarized, and it is considered that their distribution is characterized by diverse basin types, large age spans, and sedimentary facies dominated by abundant delta facies. It is mainly composed of calcite and dolomite, and can be further subdivided into three types of iron?free, iron?bearing and iron?carbonate cements according to the content of iron ions. Then it is concluded that the source and flow of fluid in diagenesis play an important role in controlling the type, genetic mechanism and distribution of carbonate cement by analyzing and summarizing the formation stage, material source, ion migration and precipitation factors of carbonate cement. In the end, several viewpoints on the influence of carbonate cements on reservoir quality were summarized, and some suggestions on the evaluation of the influence of carbonate cements on reservoir quality and some difficult problems to be further studied were put forward.

Carbonate cements； Genetic mechanism； Reservoir quality； Research progress

TE122

A

10.3969/j.issn.1672?6952.2022.03.008

1672?6952（2022）03?0042?09

http：//journal.lnpu.edu.cn

2021?05?23

2021?06?20

十三五”國家科技重大專項（2016ZX05046?001?006）；國家自然科學(xué)基金項目（41572135）。

王又春（1982?），男，碩士，工程師，從事油藏工程方面的研究；E?mail：wang_you_chun@163.com。

（編輯 宋官龍）