珠江口盆地珠一坳陷珠江—恩平组成岩相划分

张静蕾 曾伟 金民东 陈尘钟 雨师

（西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500）

珠江口盆地珠一坳陷珠江—恩平组成岩相划分

张静蕾 曾伟 金民东 陈尘钟 雨师

（西南石油大学地球科学与技术学院，四川 成都 610500）

成岩相的划分和命名至今尚无统一、明确的认识。通过对珠江口盆地珠一坳陷从浅层珠江组到深层珠海组、恩平组的成岩阶段和成岩演化序列研究，首次以成岩阶段（环境）、成岩作用种类、具体成岩作用类型对成岩相进行相、亚相、微相划分，指出了各成岩微相的特征、发育控制因素和分布规律。

储层 成岩阶段 成岩相 微相划分

0 引言

珠江口盆地在经历20多年的勘探后，浅层有利勘探目标已钻探完毕，勘探重点转向深层，但深层成岩作用强烈，储层物性较差，如何划分成岩相、如何在深层寻找有利储层发育带成为深层油气勘探成功与否的关键。对于成岩相定义虽然不同研究者表述不一，但基本都涉及到成岩环境、成岩作用、成岩产物等内容［1-3］，总的来看，认识分歧不是很大。但对成岩相的划分原则和命名至今尚无统一、明确的认识，许多学者都提出了自己的意见和见解，集中看来可分为根据岩石矿物成分进行划分［4-5］、根据主要成岩事件进行划分［1，3，6-7］、根据成岩作用差异导致的现今孔渗条件进行划分［8］、根据成岩环境进行划分［2，9］。成岩相与沉积相一样，应该有亚相、微相的进一步划分，这方面的研究报道还比较少。笔者拟用成岩阶段（环境）来命名成岩相，如早成岩相、中成岩相、晚成岩相等；以某成岩阶段大的成岩作用类型来命名亚相，如溶蚀亚相、胶结亚相、压实亚相等；用具体的成岩作用来命名微相，如颗粒溶蚀微相、方解石胶结物溶蚀微相、石膏胶结微相等。

1 区域地质概况

珠一坳陷位于珠江口盆地北部坳陷带中，为新生代古近纪开始发育的单旋回断陷—坳陷盆地，其中自下而上发育恩平组、珠海组、珠江组等地层，恩平组为河流—湖泊陆相碎屑岩沉积，岩性上部为深灰色、灰黑色泥岩为主与浅灰、灰色粉砂岩不等厚互层夹薄煤层；下部为灰色、灰白色砂岩、含砾砂岩夹灰色泥岩。珠海组和珠江组均为河控型三角洲—滨岸的海陆交互相碎屑岩沉积，珠海组上部以灰色砂泥岩互层为特征，下段以浅灰色砂岩为主；珠江组中上部为深灰色大段泥岩夹砂岩，中下部主要为浅灰色灰质砂岩，下部为大套浅灰色砂岩。恩平—珠海组埋深一般大于3000m，称为深层；珠江组埋深一般小于3000m，称为浅层。

2 成岩阶段划分及成岩演化序列

2.1 成岩阶段划分

根据样品分析，按照SY／T5477-2003看，珠江组储层成岩阶段大多处于早成岩B亚期，少数处于中成岩A亚期；珠海组储层一般处于中成岩A亚期，少数处于早成岩B亚期；恩平组储层大多处于中成岩A亚期，少数处于中成岩B亚期。

2.2 成岩演化序列

储层中各成岩阶段发生的主要成岩作用类型见图1，在早成岩B亚期，压实作用强烈，无铁方解石胶结作用，绿泥石环边和菱铁矿环边胶结作用发

育，有弱的石英加大。在中成岩A亚期，压实作用减弱，压溶作用增强。由于有机质成熟，产生大量有机酸和CO2［10］，溶蚀作用强烈。该亚期晚期，高岭石、石英和铁方解石胶结物发育，并出现石膏胶结物。在中成岩B亚期，石膏胶结物发育，石英加大进一步增强，高岭石胶结物、铁方解石胶结物继续发育。

图1 成岩作用阶段划分与成岩演化序列图

3 成岩相划分及特征

通过大量的岩心观察和薄片鉴定，结合扫描电镜、X—衍射、阴极发光、包裹体、有机地球化学等分析数据，研究层段储层共划分为两种成岩相、6种成岩亚相、7种成岩微相，各成岩相的岩石学特征及孔隙特征见表1。

3.1 早成岩相

早成岩相发生在埋藏较浅的有机质未成熟—半成熟的成岩环境中，可进一步划分为弱成岩、早期胶结和早期压实3个亚相。

3.1.1 弱成岩亚相

成岩作用弱，岩石疏松，未成岩（图2A）。镜下观察颗粒多为点接触，偶见少量早期无铁方解石胶结物斑块，个别石英有微弱加大现象，零星见有鳞片状高岭石充填粒间，胶结物总量小于1%。储层原生粒间孔隙很发育，面孔率为25.11%。

3.1.2 早期胶结亚相

可进一步分为方解石胶结、绿泥石环边胶结和菱铁矿环边胶结3个微相。

1）方解石胶结微相

成岩作用以强烈的早期方解石胶结作用为特征

（图2B），方解石胶结物含量一般在25%左右。这种方解石胶结物不含铁，在阴极射线照射下发亮红光，形成时间早，5个样品包裹体均一温度小于70℃，并常见其夹于松散的弱成岩亚相之间。由于大量早期无铁方解石胶结物对原生粒间孔隙的严重充填，储层孔隙不发育，仅见有少量粒间孔、生物体腔孔和溶模孔，且连通性很差，平均面孔率为4.66%。

表1 成岩相划分及特征表

2）绿泥石环边胶结微相

主要成岩作用为绿泥石环边胶结（图2C、2D），其他成岩作用很弱，岩石较疏松，半固结。绿泥石环边胶结物含量一般在2%左右，偶见少量早期方解石胶结物斑块，未被绿泥石环边包裹的石英颗粒有出现加大的现象。环边状绿泥石胶结物一般为早成岩阶段的产物，在颗粒接触处仍有分布。它对原生粒间孔隙的保护有重要意义，因为它能有效地防止石英增生，延缓石英的胶结［11-12］，因此该成岩微相储层孔隙较发育，平均面孔率为22.69%，以原生粒间孔隙为主，少见粒内溶孔。

3）菱铁矿环边胶结微相

主要成岩作用为微晶菱铁矿环边胶结（图2E），其他成岩作用很弱，岩石较疏松，半固结。微晶菱铁矿环边胶结物含量一般在3%左右，未被菱铁矿包裹的石英颗粒有出现加大的现象。菱铁矿环边胶结物形成时间早，在颗粒接触处仍有大量分布。与绿泥石环边一样，它也能阻止石英加大，保护原生粒间孔隙［11］，因此该成岩微相储层孔隙也较发育，平均面孔率为21%，以原生粒间孔隙为主，少见粒内溶孔。

3.1.3 早期压实亚相

主要的成岩作用为压实作用，其他成岩作用很弱（图2F）。对于杂基或塑性岩屑含量高的岩石，早期压实作用就能使原生粒间孔隙迅速减少，岩层很快处于封闭系统［13］，孔隙水交换能力弱，造成其他成岩作用很难发生或很微弱。由于泥质杂基或塑性岩屑含量高，压实作用强烈，储层孔隙不发育，平均面孔率为6%，主要为杂基内微孔。

3.2 中成岩相

中成岩相发生在埋藏较深的有机质低成熟—高成熟的成岩环境中，可进一步划分为溶蚀、溶蚀—胶结和紧密压实3个亚相。

图2 珠一坳陷碎屑岩典型成岩相特征图

3.2.1 溶蚀亚相

根据被溶蚀的物质组分，可进一步划分为颗粒溶蚀、方解石胶结物溶蚀、杂基溶蚀等微相，研究层段主要为颗粒被溶蚀，因此仅划分出颗粒溶蚀一个微相。颗粒溶蚀微相成岩作用以长石颗粒的强烈溶蚀为特征（图2G），胶结、充填物少，有少量的铁方解石、高岭石胶结物，含量小于1%，石英加大较弱，石英胶结物含量在1.5%左右。该微相储层物性较好，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分别为8.98%和8.22%，总面孔率达17.2%。

3.2.2 溶蚀—胶结亚相

颗粒溶蚀作用较强烈，但石英、高岭石、铁方解石、硬石膏等晚期胶结物也较发育，根据胶结物类型，可进一步划分为颗粒溶蚀—硅泥质胶结、颗粒溶蚀—硅钙质胶结和颗粒溶蚀—硅膏质胶结3个微相。

1）颗粒溶蚀—硅泥质胶结微相

成岩作用以长石颗粒的溶蚀作用及石英和高岭石的胶结作用为主（图2H、2I）。长石颗粒溶蚀后，如果孔隙水交换不畅，或埋深进一步增加，很容易造成石英和高岭石的沉淀，2个摩尔的长石经溶蚀后将产生1个摩尔的高岭石和4个摩尔的石英［14-15］。根据189个石英胶结物样品包裹体均一温度数据，80%的样品均一温度为100～130℃，主要形成温度与有机质成熟或溶蚀作用温度范围一致，表明石英和高岭石胶结的主要物质来源为长石的溶蚀。该成岩微相石英胶结物和高岭石胶结物平均含量分别为4.6%和2.13%，储层物性较差，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分别为5.94%和5.69%，总面孔率为11.63%。

2）颗粒溶蚀—硅钙质胶结微相

成岩作用以长石颗粒的溶蚀作用及硅质和钙质胶结作用为主（图2J），溶蚀作用后出现了较强的石英加大，之后又有较多的铁方解石胶结物。石英胶结物含量平均为3.73%，铁方解石胶结物含量平均为4.13%。该微相储层物性差，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分别为4.65%和4.85%，总面孔率为9.5%。

3）颗粒溶蚀—硅膏质胶结微相

成岩作用以长石颗粒的溶蚀作用及硅质和膏质胶结作用为主（图2K），溶蚀作用后出现了较强的石英加大，之后又有较多的硬石膏胶结物。石英胶结物和硬石膏胶结物含量分别为4.65%和5.63%，其他胶结物少。该微相储层物性差，原生孔隙和次生孔隙平均面孔率分别为5.42%和3.23%，总面孔率为8.65%。

3.2.3 紧密压实亚相

主要的成岩作用为压实作用，其他成岩作用很弱（图2L）。相当于早期压实亚相的进一步压实压溶，由于埋藏更深，压实压溶作用更强烈，岩石孔隙更不发育，平均面孔率为3.77%。这种成岩亚相主要见于杂基或塑性岩屑含量高的岩石中。

4 结论

1）根据成岩作用阶段划分标准，珠一坳陷珠江组储层成岩阶段主要处于早成岩B亚期，珠海组和恩平组储层主要处于中成岩A亚期，少数处于中成岩B亚期。

2）浅层珠江组储层主要为早成岩相，包括弱成岩、早期胶结和早期压实3个亚相，早期胶结亚相又分为方解石胶结、绿泥石环边胶结和菱铁矿环边胶结3个微相。深层珠海组和恩平组储层主要为中成岩相，包括溶蚀、溶蚀—胶结和紧密压实3个亚相，溶蚀—胶结亚相又分为颗粒溶蚀—硅泥质胶结、颗粒溶蚀—硅钙质胶结和颗粒溶蚀—硅膏质胶结3个微相。

［1］陈彦华.成岩相—储集体预测的新途径［J］.石油实验地质，1994，16（3）：274-280.

［2］裘怿楠，薛叔浩.中国陆相油气储集层［M］.北京：石油工业出版社，1997：165-169.

［3］许怀先，陈丽华.石油地质实验测试技术与应用［M］.北京：石油工业出版社，2001：166-171.

［4］Aleta A. Mineralogical descriptions of the bentonite in Balamban， Cebu Province, Philippines［J］. ClayScience, 2000，11（3）：299-316.

［5］Liu Jia, Han Chunrui, Wu Jianzheng, et al. The geo⁃chemical evidence for the meteoric diagenesis in Pleisto⁃cene reef limestones of Xisha Islands, South China Sea［J］.Aeta Sedimentologica Sinica， 1998，16（4）：71-77.

［6］申艳，谢继容，唐大海，等.四川盆地中西部上三叠统须家河组成岩相划分及展布［J］.天然气勘探与开发，2006，29（3）：21-25.

［7］张庄，曾伟，杨西燕，等.蜀南地区上三叠统须家河组成岩相划分［J］.西南石油学院学报，2006，28（6）：13-16.

［8］邹才能，陶士振，周慧，等.成岩相的形成、分类与定量评价方法［J］.石油勘探与开发，2008，35（5）：526-540.

［9］楼章华，蔡希源.松辽盆地北东区扶杨油层孔隙流体地球化学与砂岩成岩相研究［J］.地质学报，2002，76（4）：557-564.

［10］Surdam.R.C. Organic-inorganic interaction and sand⁃stone diagenesis［J］. AAPGBull，1989，73（1）：356-361.

［11］Heald.M.T.and Larese.R.E.Influence of coating on quartz cementation.Diagenesis of sandstone:cement-po⁃rosity relationships［A］.SEPM reprint series，1979，No9：75-93.

［12］Edward.D.P,Richard.E.L.and Milton.T.H.Clay coats: Occurrence and relevance to preservation of porosity in sandstones.Origin,diagenesis,and petrophysics of clay minerals in sandstones［A］.SEPM special publication，1992，No47：241-254.

［13］Stonecipher.S.A.and May.J.A.Facies controls on early diagenesis:Wilcox Group,Texas Gulf Coast.Prediction of reservoir quality through chemical modeling［A］. AAPG Memoir，1990，No49：25-43.

［14］Michael.J.H and James.R.B.Volumetric relations be⁃tween dissolved plagioclase and kaolinite in sandstones: implications for aluminum mass transfer in the San Joa⁃quin basin,California.Origin,diagenesis,and petrophys⁃ics of clay minerals in sandstones［A］.SEPM special publication，1992，No47：111-153.

［15］Knut.B.and Per A.Clay minerals in north sea sand⁃stones.Origin,diagenesis,and petrophysics of clay min⁃erals in sandstones［A］.SEPM special publication，1992，No47：74-79.

（编辑：卢栎羽）

B

2095-1132（2014）03-0005-04

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.03.002

修订回稿日期：2014－05－21

本文得到四川省重点学科建设项目“矿产普查与勘探”（编号：SZD0414）的资助。

张静蕾（1987－），女，硕士研究生，研究方向为沉积与储层地质。E-mail：373545227@qq.com。