成岩作用对砂岩储层非均质性的影响——沉积相与层序地层作用综述

成岩作用在多数碎屑岩储层的品质和非均质性方面发挥了重要控制作用。成岩变化在分布上的差异通常使沉积物孔隙度与渗透率的差异更加明显。成岩过程的类型及分布与碎屑岩的沉积相及层序地层格架相结合，为我们预测控制储层品质与非均质性的成岩变化分布状态提供了一种有效方法。砂岩储层的非均质样式控制着油气的储量、产量和采收率，它受控于砂体的几何形态与内部结构、粒度、分选、生物扰动程度、物源区，还受控于成岩变化的类型（模式）、规模及分布状况。成岩作用演化方式的差异与以下几个方面有关：（1）沉积相，与之相关的孔隙水化学性质、沉积物孔隙度与渗透率、盆内颗粒的类型与含量、生物扰动的发育程度；（2）碎屑砂质组分；（3）沉积速率（在特定的近地表、地化条件下控制沉积物的滞留时间）：（4）盆地的埋藏热史。盆内颗粒的总量与类型同时也受控于相对海平面的变化，因此，在层序地层背景下，特别是在滨海和浅海环境下可以对其进行预测。相对海平面变化对近地表浅埋藏的成岩变化类型与范围有重要的控制作用，它们交替影响着碎屑储层品质的演化方式和埋藏成岩作用的演化方式。碳酸盐胶结作用在海侵体系域（TST）砂岩中更为普遍，特别是在准层序边界、海侵面和最大海泛面之下，这是由于低沉积速率导致了海底及紧邻海底之下存在大量的碳酸盐生物碎屑、有机物、生物扰动和沉积物较长的滞留时间，这种低沉积速率同样也促进了海绿石的形成。早成岩期的颗粒包壳的磁绿泥石、钛云母和蒙皂石，它们多数形成于TST和早期高位体系域的三角洲和河口湾砂岩中，并在中成岩期转变为铁绿泥石，其通过石英胶结抑制作用有助于保存储层品质。颗粒包壳的蒙皂石粘土矿物的渗滤在辫状河砂岩中较曲流河砂岩中更为普遍，其在辫状河集合体砂岩中形成流体隔层，在埋深过程中可因石英加大抑制作用保存孔隙或通过加强粒间压溶作用而减少孔隙。在潮湿而温暖的气候下，层序边界处的成岩改造以大量的溶蚀现象和长石、云母及泥质内碎屑的高岭石化为特征；而在半干旱气候下可能导致钙质白云质胶结层的形成。浊积砂岩在互层的泥岩或灰泥岩与泥灰岩的接触面处主要为碳酸盐胶结，在碳酸盐生物碎屑和内碎屑富集的层段也一样。通常，混杂碳酸盐岩浊流碎屑普遍存在胶结。近源的、块状浊积岩正常情况下仅仅表现为分散的球形或卵形碳酸盐结核。基于成岩作用、沉积相和层序界面及沉积间断之间相互关系的改良地质模型，不仅可以通过针对提高采收率、同时考虑CO2地质隔离的合理模拟模型设计来帮助最优化开采，也可以通过储层品质的预测保证更有效的油气勘探。