辽河双台子构造带沙三段储层成岩作用研究

[摘 要]从基础资料出发，结合常规薄片、铸体薄片、粒度、压汞、X衍射、扫描电镜和阴极发光等分析化验结果，研究了储层的成岩作用。结果表明，双台子构造带沙三段储层埋藏深度大，压实作用较强，泥质胶结、硅质胶结、钙质胶结和铁质胶结均有发育，交代作用主要是碳酸盐岩矿物对石英、长石的交代。沙三段储层已到达中成岩A-B期，并以3200米为界将中A期分为中A1、A2亚期。

[关键词]辽河；双台子；沙三段；成岩作用

中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0035-01

0 引言

双台子构造带位于辽河坳陷西部凹陷的中南部东邻清水洼陷，西靠坡洼过渡带[1]。沙河街组三段（简称沙三段）沉积时期为凹陷强烈断陷期，坡度陡、水体深、物源丰富，双台子地区发育重力流沉积为主的扇三角洲―湖底扇―半深湖、深湖沉积体系，主要发育湖底扇中扇亚相，并可进一步划分为辫状沟道、沟道间、沟道前缘微相[2-3]，主要为大套灰、深灰、灰褐色泥岩与厚层块状白色砂砾岩互层，埋深一般大于3000米，储层物性差，非均质性强，有必要对该区储层的成岩作用进行详细的研究，为有效储层的评价及预测打好基础。

1 成岩作用

成岩作用指的是沉积物沉积以后，在由松散的堆积物转变成坚硬的沉积岩的过程中，以及由坚硬的沉积岩转变为变质岩或遭受风化作用之前，岩石所经受的一切变化。对碎屑岩成岩作用的研究，是合理解释其有利孔隙发育带和油气储集空间形成机理的重要依据，也是深化碎屑岩储层地质理论的基础。

1.1 主要成岩作用类型

结合储层普通薄片、铸体薄片、扫描电镜和阴极发光资料分析，双台子地区沙三段主要的成岩作用类型有压实、压溶作用、胶结作用、交代作用和溶解（溶蚀）作用，这些成岩作用对储集层孔隙发育有着显著的影响，直接导致了纵向上储层物性的周期性变化。

1.1.1 压实作用

镜下观察，研究区目的层总体上处于强压实带，颗粒间已达线接触。但大约以3200m为界又可分为上、下两段。上段碎屑颗粒之间的接触关系常见有线接触关系（约40%），但点-线和线-点等过渡类型的接触关系也挺常见；而下段碎屑颗粒之间的接触关系80%以上为线接触，仅见少量过渡类型的接触关系。表明压实作用随深度增加逐渐增强。

1.1.2 胶结作用

薄片分析结果表明，研究区目的层储层胶结物（现今残存）含量与次生孔隙之和一般

（1）粘土矿物胶结作用

具体又包括高岭石、绿泥石和伊利石粘土矿物胶结作用，各种粘土矿物既可呈颗粒包膜或孔隙衬边形式出现，又可呈孔隙充填式出现。伊蒙混层矿物含量随深度的变化趋势不明显，绿泥石含量有不太明显的随深度加大有增加的趋势，而在3100m左右伊利石含量突然增加而高岭石含量突然减小，说明在此深度左右高岭石有向伊利石突然转换的可能，同时说明适合绿泥石沉淀的富铁富镁成岩环境并不普遍存在。

（2）硅质胶结作用

研究区目的层硅质胶结物常见，以碎屑石英自生加大边胶结物和石英微晶颗粒形式充填于孔隙中，该区目的层石英次生加大达Ⅱ-Ⅲ级，显示较强烈的成岩作用。

（3）碳酸盐岩胶结

工区目的层埋深大都在2600米以上，储层中碳酸盐岩胶结物对应于晚期胶结，以铁方解石、铁白云常见，常呈连晶胶结形式，并常常交代碎屑和其他组分以及充填后期裂缝孔隙，且随深度的增大碳酸盐矿物含量有增大的趋势。

（4）长石胶结

自生长石也是碎屑岩中常见的一种自生矿物，它可以呈碎屑长石的自生加大边，也可以在基质中呈小的自形晶体产出，该区目的层长石次生加大达Ⅱ-Ⅲ级。

1.1.3 交代作用

研究区目的层最为显著的表现就是晚期（含铁）碳酸盐矿物对岩石不同结构组分的交代作用，其可以发生在颗粒边缘、颗粒内部以及颗粒之间的粘土胶结物。

1.1.4 溶解作用

研究区目的层最常见的溶解作用为长石颗粒的溶蚀，但也见有其他结构组分的溶解。随着埋藏深度的逐渐增加，越来越多的长石组分被溶解，并引起衍生矿物的沉淀。X-衍射全岩定量分析所揭示的长石总量随深度逐渐减小、粘土矿物增多，显示了长石的溶解过程。

1.2 成岩阶段划分

1.2.1 成岩演化序列

根据成岩作用的类型和深度关系，可大概判断该区成岩作用的先后顺序，早期碳酸盐胶结、自生粘土矿物胶结、草莓状黄铁矿胶结―早期碳酸盐岩、长石的溶蚀―石英次生加大、微晶石英、自生粘土矿物（高岭石）胶结、长石自生加大―晚期碳酸盐岩胶结―晚期碳酸盐岩、长石和其他胶结物溶蚀。需要注意的是，整个成岩演化序列的过程中，压实作用一直在持续，早期的碳酸盐胶结抑制了压实作用，同时也为后期的溶蚀创造了物质来源。

1.1.2 成岩阶段划分

综合分析研究区目的层的各种分析化验数据，包括孔隙类型、颗粒接触关系、溶解作用特征、砂岩中各种自生矿物特征、泥质岩成分、镜质体反射率、有机质裂解峰温、古温度以及埋深等，结合前人有关成岩阶段划分的研究，对研究区目的层成岩作用阶段进行了划分。研究区沙三段埋深一般在2500 m以下，根据其目前的成岩特征，成岩阶段相当于中成岩A-B期，其中A期又可细分为A1亚期和A2亚期，两者大致以3200m分界，界面上下各种成岩特征差别比较明显。

2 结语

（1）储层主要的成岩作用包括压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用。钙质、硅质、铁质、泥质胶结物并存，溶蚀主要出现在长石和碳酸盐胶结物中，主要发育碳酸盐岩对石英和长石等的交代。

（2）目的层经历了早期胶结―早期溶蚀―石英、长石自生加大―晚期胶结―晚期溶蚀成岩序列，成岩阶段相当于中成岩A-B期，其中以3200米为界将中成岩A期分为A1亚期和A2亚期。

参考文献

[1] 童亨茂，宓荣三，于天才，等.渤海湾盆地辽河西部凹陷的走滑构造作用[J].地质学报，2008，82（8）：1017-1026.

[2] 张震，鲍志东，童亨茂，等.辽河断陷西部凹陷沙三段沉积相及相模式[J].高校地质学报，2009，15（3）：387-397.

[3] 耳闯，牛嘉玉，顾家裕，等.辽河双台子构造带沙三段主要的沉积相类型与成因分析[J].地质学报，2011，85（6）：1028-1037.

作者简介

冯悦刚，1971年9月生，毕业于中国地质大学（北京），硕士研究生，现在辽河石油职业技术学院从事教学和管理工作，邮箱：（18842744000）

[基金项目]国家科技重大专项大型油气田及煤层气开发（2011ZX05006-005）