陆西凹陷九下段储层成岩作用分析

董晓东

中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院 辽宁 盘锦 124010

引言

成岩作用是储层形成过程中一项重要作用,它控制了储层原生孔隙的保存和次生孔隙的发育程度[1]。辽河外围盆地陆家堡凹陷先后发现了包日温都、马家堡等油田，勘探和开发效果显著[2]。但前人研究中对储层成岩作用阐述较少。为此，笔者通过岩心观察、岩石薄片鉴定、X衍射全岩、X衍射黏土、铸体图像、扫描电镜等实验分析手段，探讨了研究区储层成岩作用类型及对储层的影响，为该区九佛堂组进一步的勘探评价提供依据。

1 区域地质概况

陆家堡凹陷位于内蒙古赤峰和通辽市境内，是在海西期褶皱基底上发育起来的中生代凹陷，面积为760km2。中生界自下而上依次发育下白垩统义县组、九佛堂组、沙海组、阜新组和上白垩统。下白垩统九佛堂组烃源岩与储集岩广泛发育，是陆家堡凹陷油气勘探主要目的层段。

2 岩石学特征

根据研究区九佛堂组下段332块薄片分析结构统计显示，砂岩储层岩石类型主要以岩屑砂岩为主，长石岩屑砂岩次之。岩屑含量高是其主要特点，平均高达77.4%；长石平均含量为17.1%；石英含量较低，平均为5.5%；填隙物包括杂基和胶结物，其中杂基平均为8.7%，胶结物平均为10.3%。硅化凝灰岩储层主要为硅化泥球凝灰岩、硅化层状尘屑凝灰岩、硅化角砾状泥球尘屑凝灰岩、次生石英岩化凝灰岩等，X-衍射全岩分析显示，平均硅质含量达到88.52%，斜长石平均0.24%，钾长石平均2.7%，黏土总量4.6%，赤铁矿平均0.84%，菱铁矿平均1.26%，黄铁矿平均0.56%，白云石平均1.27%，薄片鉴定结果显示，菱铁矿、白云石为后期交代成因或裂缝充填物。

3 成岩作用类型及阶段划分

对研究区薄片、铸体、扫描电镜等实验结果进行分析，将火山岩屑砂岩及硅化凝灰岩储层主要成岩作用类型分为机械压实作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用、充填作用、构造作用、岩浆热液烘烤作用。

（1）机械压实作用。由于研究区砂岩火山岩岩屑含量高，使砂岩具有较强的塑性和压实敏感性，因此机械压实作用主要在火山岩屑砂岩中存在，镜下表现为碎屑颗粒之间以线接触和点-线接触为主，支撑方式主要为颗粒支撑，胶结类型以孔隙式胶结为主，压实使得火山岩屑砂岩储层物性变差。

（2）胶结作用。胶结作用在火山岩屑砂岩中发育。研究区成岩自生矿物由伊/蒙间层、高岭石、伊利石等黏土及硅质、沸石、钠长石、碳酸盐矿物组成。碳酸盐胶结普遍发育，常见方解石、铁方解石及铁白云石，大多呈星散状充填于粒间孔中，或交代碎屑颗粒和其他自生矿物。在扫描电镜下，伊/蒙间层、高岭石、伊利石等自生黏土矿物多呈孔隙充填式及衬垫式产出，钠长石、沸石呈自形晶体，以充填孔隙形式出现。研究区石英及长石次生加大较弱，但是作为孔隙充填的硅质胶结物在研究区储层中普遍发育，常与铁白云石等碳酸盐及自生黏土矿物共生。

（3）交代作用。交代作用在火山岩屑砂岩及硅化凝灰岩中均有发育，表现不同的形式。火山岩屑砂岩储层的交代作用主要表现为碎屑颗粒被碳酸盐交代作用，长石颗粒及火成岩岩屑是主要交代对象。往往是碳酸盐胶结物以自形菱形边缘侵入颗粒进行交代，使颗粒边界呈现锯齿状，也见整个颗粒边界形成的颗粒假象。硅化凝灰岩主要为硅质交代火山泥球凝灰岩、尘屑凝灰岩等。

（4）溶蚀作用。溶蚀作用在火山岩屑砂岩及硅化凝灰岩中均有发育。对铸体薄片和扫描电镜鉴定结果分析表明，研究区储层溶蚀作用强烈，形成较大量的次生溶孔。溶蚀作用的主要溶蚀对象是长石，对岩屑的溶蚀也是选择性的溶蚀了其中的长石矿物。溶蚀作用大大增加了储层孔隙度，而局部强烈溶蚀也使得铸模孔与粒间溶孔、原生粒间孔相连通，大大改善了储层的渗透性。

（5）充填作用。在火山岩屑砂岩中表现为黏土矿物、硅质等充填粒间孔。在硅化凝灰岩中表现为挥发分和热液作用形成的石英、长石、方解石、绢云母等矿物充填先期生成的孔隙和裂缝，这种充填是期次性的，受火山活动的期次控制。

（6）构造作用。陆家堡凹陷九佛堂组、义县组岩浆活动频繁，岩浆活动带来的构造作用导致构造裂缝的形成。岩心及镜下微观特征显示研究区硅化凝灰岩中的构造缝十分发育，在局部地区强烈的构造作用还使岩石碎裂岩化。

（7）热液烘烤作用。热液烘烤作用在硅化凝灰岩中广泛发育。陆家堡凹陷岩浆喷发具有多期次性，后期喷发的岩浆会穿越前期已形成的岩层，岩浆热液高温烘烤作用，使岩浆周围地层形成裂缝。

4 结束语

（1）陆西凹陷九下段砂岩以岩屑砂岩为主，次为长石岩屑砂岩；硅化凝灰岩包括硅化泥球凝灰岩、硅化层状尘屑凝灰岩、硅化角砾状泥球尘屑凝灰岩、次生石英岩化凝灰岩等。

（2）机械压实作用、胶结作用、交代作用使火山岩屑砂岩储层变差，溶蚀作用改善了储层孔隙结构及物性。硅化凝灰岩胶结作用、交代作用及充填作用与热液的烘烤作用相伴生，热液活动形成的裂缝十分发育，建设作用大于破坏作用。