碎屑储集岩成岩演化过程中流体—岩石相互作用特征——以塔里木盆地西南坳陷地区为例

塔西南坳陷不同时代碎屑储集岩成岩环境经历了由酸性向碱性演变的过程,成岩环境地球化学性质的这种转变直接控制了发生在碎屑岩成岩体系中的流体—岩石相互作用特征。酸性成岩环境形成于烃源岩—储集岩系统中有机—无机反应最活跃时期,主要分布在早成岩阶段A、B期和晚成岩阶段A期,当古地温小于90℃,Ro值在<0.5%～1.3%之间,酸性的孔隙介质与骨架颗粒之间主要发生蚀变、溶解和氧化硅沉淀作用。当古地温达到90℃以上,Ro值在1.3%～>2%时,有机质脱羧基停止,有机酸发生分解,CO2来源减小,使孔隙流体性质由酸性向碱性变化,成岩环境呈碱性,这时晚期含铁碳酸盐矿物交代作用最为活跃,同时伴随自生伊利石和绿泥石沉淀、陆源伊利石重结晶成绢云母、高岭石向伊利石或绿泥石转变等作用。成岩环境在其演化过程中,由于孔隙流体性质的转变,破坏了早期成岩环境的物理化学平衡状态,使旧的成岩反应停止,新的成岩反应开始,从而形成多种矿物蚀变→交代→溶解→沉淀过程,导致碎屑储集岩结构和孔隙组合特征上的差异,流体-岩石相互作用的强度和范围决定了碎屑储集岩的储集性能及分布特征。

塔西南坳陷碎屑储集岩成岩环境及成岩作用类型

碎屑储集岩的成岩环境是控制成岩作用类型的主要因素。根据有机质演化特征、古地温和孔隙介质的酸碱性特征，可将其划分为酸性和碱性两种成岩环境。酸性成岩环境主要分布在早成岩阶段Ａ、Ｂ期和晚成岩阶段Ａ期，古地温＜９０℃，镜煤反射率ＲＯ值在０．５％～１．３％，其所控制的成岩作用包括压实、压溶作用，胶结作用和溶解作用。碱性成岩环境主要分布在晚成岩阶段Ｂ期以后，这时古地温达到９０℃以上，ＲＯ为１．３％～２％，主要成岩作用类型包括强烈的晚期含铁碳酸岩交代作用、自生伊利石和自生绿泥石沉淀作用、陆源伊利石重结晶成绢云母、高岭石向伊利石或绿泥石转变以及构造应力作用等。不同成岩环境中由于成岩作用组合特征的不同，导致碎屑储集岩的结构和孔隙组合特征上的差异。

酒东盆地营尔凹陷碎屑岩储层成岩作用特征研究

对酒东盆地营尔凹陷中生界碎屑岩储层的沉积和成岩特征的研究表明，该区沉积环境和成岩环境有一定的继承性，沉积环境在一定程度上控制成岩特征；成岩作用特征反映微咸水到半咸水的沉积环境。砂岩成岩作用明显受到泥岩成岩作用的影响，主要表现为泥岩中的粘土矿物的相互转化作用对砂岩胶结作用的控制及泥岩有机质的演化对砂岩孔隙发育的影响。粘土矿物组合及演化特征反映了该区中生界以碱性、偏碱性的成岩环境为主，局部出现酸性成岩环境。该区存在的两套烃源岩在成烃演化过程中形成的有机酸控制次生孔隙带的发育，在中生界形成两个次生孔隙发育带。

西湖凹陷平湖组低渗储层成岩环境及孔隙演化

通过薄片鉴定、扫描电镜观察、包裹体分析、黏土矿物分析、镜质组反射率测试、电子探针和碳氧同位素分析,结合构造演化史和有机质热演化史研究成果,对西湖凹陷古近系平湖组碎屑岩储层的成岩环境和演化模式展开分析,恢复了储层孔隙演化过程并对孔隙度进行定量计算。结果表明:平湖组碎屑岩储层长期处于酸性成岩环境,同时存在酸碱过渡及碱性成岩环境,其中酸性成岩环境以碳酸盐矿物溶解、长石溶解蚀变为高岭石并伴生石英次生加大等为标志,碱性成岩环境以石英质颗粒及其次生加大边溶解、长石次生加大和含铁碳酸盐矿物沉淀为标志。研究区储层成岩环境大致经历了弱酸性—酸性—酸碱过渡—碱性的演化过程。建立了平湖组储层的孔隙演化模式,为研究区优质储层的预测提供了依据。