成岩作用对砂岩储层非均质性的影响：沉积相和层序地层的作用

成岩作用对大多数碎屑岩储层的物性和非均质性都有强烈的影响。成岩蚀变分布的变化通常会增强沉积孔隙度和渗透率的变化。建立碎屑岩层序的成岩作用类型及其分布与沉积相及层序地层格架的关系，可以很好地预测控制储层物性及其非均质性的成岩蚀变作用的分布。砂岩储层非均质性的样式决定着油气储量、开采速度和产量，而这些样式又受控于多种因素，包括砂体的几何形态和内部结构、粒度、分选、生物扰动的程度、物源以及成岩蚀变的类型、规模和分布。成岩演化路径（pathway）的变化与下几种因素有关：（1）沉积相、孔隙水化学性质、沉积孔隙度和渗透率、盆内颗粒（intrabasinal grain）的类型和数量以及生物扰动作用的程度；（2）碎屑沙的组成；（3）沉积速率（控制特定的近地表地球化学条件下沉积物沉降的时间）；（4）盆地的埋藏热史。盆内颗粒的类型和数量还受控于相对海平面的变化，因而可以在层序地层的背景下进行预测，特别是在滨外和浅海环境。相对海平面变化对近地表浅埋藏成岩蚀变的类型和范围有明显的控制作用，而成岩蚀变反过来又影响着碎屑岩储层埋藏成岩作用和储层物性的演化路径。在海进体系域（TST）砂岩中，尤其是准层序界面、海进层序界面或最大海泛面以下的砂岩，碳酸盐胶结作用更加广泛，其原因是这里碳酸盐生物碎屑和有机质的数量多、生物扰动作用强烈，而且在海底上及紧邻海底下，沉积物的沉降时间比较长（沉积速率小的结果）。这些因素还有利于海绿石的形成。成岩早期的包覆颗粒的磁绿泥石、钛云母和蒙脱石（大都形成于TST和早高位体系域三角洲砂岩和河口湾砂岩中）在中期成岩过程中会转变为铁绿泥石（ferrous chlorite），这有助于抑制石英胶结作用，从而有助于保持储层物性。与曲流河砂岩相比，辫状河砂岩中包覆颗粒的蒙脱石粘土的渗滤作用更加广泛，可以形成辫状河混积岩储层中的流动隔层，而且有可能在埋藏过程中抑制石英次生加大，从而有助于保持孔隙度，但也有可能通过增强粒间压溶作用而减小孔隙度。在温暖潮湿的环境中，顺层序界面的成岩改造作用会引起长石、云母和泥质内碎屑发生明显的溶解作用和高岭石化作用，而在半干旱气候条件下，会导致形成钙结壳（calcrete）和白云石结壳（dolocrete）胶结层。浊积砂岩一般都是碳酸盐胶结，胶结物沿砂岩与泥岩或碳酸盐泥质灰岩和泥灰岩夹层的界面发育，或者沿碳酸盐生物碎屑和内碎屑富集的层段发育。混积的碳酸盐浊积砂屑岩通常都大面积胶结。近源的块状浊积岩一般都只有分散的球状或卵形碳酸盐结核。基于成岩作用、沉积相以及层序地层界面和层段之间关系改进后的地质模型，不仅可以通过设计合适的EOR模拟模型及CO2地下封存模拟模型改善生产动态，而且还可以通过提高储层物性预测质量更加有效地开展油气勘探。