四川盆地中部龙王庙组储层成岩作用

田艳红, 刘树根, 赵异华, 宋金民, 宋林珂, 孙 玮, 梁 锋, 张长俊李俊良, 尹柯惟, 王晨霞, 吴 娟, 林 彤, 白志强, 彭瀚霖, 陈会芝

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059;2.中国石油 西南油气田公司 川中油气矿, 四川 遂宁 629001)

自2012年在四川盆地中部地区(简称川中地区)安岳气田勘探下组合，磨溪8井在寒武系龙王庙组(C-1l)获气1.906 8×106m3/d[1]之后，该层位才得到重视。随着勘探研究和开发生产的深入，川中地区连续多口井在龙王庙组获高产气流。2013年在磨溪区块龙王庙组获探明地质储量440.383×109m3[2]，成为中国现今单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气藏，使得龙王庙组成为四川盆地油气勘探的一个新的重点领域。以往对四川盆地龙王庙组的研究涉及地层和沉积的较多[3-11]，部分学者对成藏条件进行了探讨[1,2,12-16]，众多学者从储集层微相、储集岩石学特征和储层发育分布规律等对龙王庙组储层进行研究[13,17-20]，但对深埋碳酸盐岩储层复杂的成岩作用和演化过程研究较少。

现今勘探研究成果表明，深部碳酸盐岩成岩作用是龙王庙组优质储层油气成藏的关键因素[1,14,21-25]。尤其川中地区龙王庙组(曾)埋深超过5 km，是典型的深埋藏碳酸盐岩优质储层；同时经历多期构造叠合及油气多期成藏，成岩演化过程复杂：因此对龙王庙组深部优质碳酸盐岩储层的成岩作用研究尤为重要。本文通过钻井岩心、普通薄片、铸体薄片、阴极发光、碳氧同位素和主元素分析等方法和手段，对龙王庙组储层的成岩作用，尤其是深埋优质储层形成的建设性、破坏性和保持性成岩作用进行了深入探讨。

1 区域地质背景

研究区在区域构造位置上属于乐山-龙女寺古隆起，位于古隆起的核部地区，现今构造主体为磨溪和高石梯构造。下寒武统龙王庙组除在乐山-龙女寺核部地区(资阳以西)剥蚀殆尽外，在研究区广泛分布；除尖灭线附近，地层厚度在52～120 m，总体具有西薄东厚的特点；与上覆高台组和下伏沧浪铺组均为整合接触[18]。优质储层为局限台地颗粒滩相，沉积时处于Ⅲ级海平面升降旋回中的海退半旋回早期，位于平均浪基面附近，沉积水体能量高，形成的滩体规模大，为优质储层的形成提供了良好的沉积环境[7](图1)。

2 储层岩石学特征

研究区龙王庙组沉积微相有颗粒滩、滩间洼地和混积颗粒滩，岩性以颗粒白云岩、晶粒白云岩为主，局部含泥质纹层/条纹/条带或砂质。优质储层岩性主要为粉-细晶(残余)砂屑白云岩、粉-细晶(残余)鲕粒白云岩、粉-细晶白云岩，及少量砾屑白云岩和中晶白云岩。其中颗粒滩微相是龙王庙组优质储层形成的主要沉积环境，发育砂屑白云岩、砾屑白云岩、鲕粒白云岩，粒间多亮晶胶结，溶蚀孔洞发育，局部裂缝发育，面孔率可达25%，见沥青侵染呈斑块状或条带状(图2-A)。

显微镜下鉴定主要储集岩性特征如下。

粉-细晶(残余)砂屑白云岩：为颗粒滩微相沉积物，沉积时水动力能量较强。矿物成分以白云石为主，砂屑结构清晰，含量(面积分数)多在60%以上，局部可达80%，颗粒支撑，以点和线接触为主。砂屑大小主要为中砂屑，局部见粉屑及砾屑，磨圆较好，部分因压实作用呈扁平状，局部含砾屑。由于重结晶作用较强，多显残余砂屑结构，由粉-细晶白云石组成，粒间多亮晶胶结(图2-B)。该类岩性储集空间类型主要为粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和晶间孔及溶洞，面孔率可达25%，是优质储层形成的最主要储集岩类。

粉-细晶(残余)鲕粒白云岩：以颗粒滩微相沉积为主，沉积时水动力能量较强。矿物成分以白云石为主，鲕粒结构清晰，面积分数多在60%以上。可见正常鲕、复鲕、薄皮鲕、偏心鲕等，鲕粒多由较脏的细粉晶白云石组成，磨圆较好，粒径大小在0.2～1 mm，多数在0.5～1 mm。由于重结晶作用较强，部分显残余鲕粒结构，粒间多亮晶胶结。颗粒支撑为主，多以点接触，局部见压实作用，呈线接触(图2-C)。少数鲕粒白云石化不均一，见白云石充填裂缝切穿鲕粒。粒间溶孔、粒内溶孔和晶间孔为主要的储集空间类型，内部多被有机质半充填或全充填，镜下鉴定面孔率可达13%。

图1 川中地区下寒武统龙王庙组岩相古地理图Fig.1 Lithofacies-paleogeographic map of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin(据姚根顺等(2013)、邹才能等(2014)、周进高等(2014)修编)

图2 川中地区龙王庙组优质储层主要储集岩性Fig.2 Main lithologic characters of the high-quality reservoirs of the Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin(A)富溶蚀孔洞细晶残余砂屑白云岩，蜂窝状溶孔，S17井，深度4 490.02 m; (B)粉晶砂屑白云岩，S28井，深度3 881.48 m; (C)粉晶鲕粒白云岩，X26井，深度4 916.11 m; (D)富晶间溶孔含沥青细晶白云岩，X17井，深度4 638.61 m

粉-细晶白云岩：以粉-细晶白云石为主，局部见中晶白云石，阴极发光可见残余砂屑结构，原岩应为颗粒白云岩，后期经强烈重结晶作用呈现较粗大的晶粒白云岩。该类岩性储集性能较好，粒间溶孔、晶间孔及粒内溶孔发育；沥青多沿孔壁分布，半充填或全充填(图2-D)。该类溶孔局部成层状分布，面孔率可达12%。

3 优质储层的成岩作用

(曾)深埋藏优质碳酸盐岩储层成岩作用可从3个方面进行研究，即建设性、破坏性和保持性，这3个方面相辅相成，互相影响。

3.1 建设性成岩作用

主要有溶蚀作用、构造破裂作用和烃类(有机酸)充注。

3.1.1 溶蚀作用

研究区溶蚀孔隙发育，通过宏观岩心观察和显微薄片鉴定，可识别出(准)同生期溶蚀作用、埋藏溶蚀作用和表生溶蚀作用。

a.(准)同生期溶蚀作用，主要发生在(准)同生-早成岩阶段，与高级别的海平面变化或台地边缘碳酸盐沉积物的早期暴露有关，也被称为沉积喀斯特或同生喀斯特。主要受大气淡水的淋滤(次要流体还有大气水和海水混合水甚至海水)，不稳定矿物组分文石、高镁方解石被溶解，溶蚀作用具组构选择性，形成粒内溶孔或铸模孔。研究区该溶蚀作用主要发生于颗粒滩微相的粉-细晶(残余)砂屑白云岩和粉-细晶(残余)鲕粒白云岩，多被白云石、沥青或黄铁矿充填(图3-A,B)。

图3 川中地区龙王庙组优质储层溶蚀作用Fig.3 Dissolution of the high-quality reservoirs of the Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin(A)亮晶胶结砾屑白云岩，粒内溶孔/铸模孔被细晶白云石全充填，X20-2井，深度4 711.56 m; (B)粒内溶孔充填沥青和黄铁矿，X26井，深度4 920.03 m; (C)晶间孔壁被沥青充填，X17井，深度4 670.31 m; (D)热液溶蚀孔洞被马鞍状白云石、天青石和萤石充填，X12井，深度4 641.82 m; (E)溶蚀孔洞与裂缝连通，洞内见熔渣，X13井，深度4 616.19 m; (F)照片(E)的阴极发光照片，基质发暗橘红色光， 溶蚀孔洞壁发亮橘红色光; (G)垂直孔隙带， X32井， 深度4 684.20 m;(H)顺层孔隙带，X22井，深度4 944.76 m

b.埋藏溶蚀作用，发生于埋藏成岩阶段，为深部热流体对已进入成岩阶段的碳酸盐岩发生溶解，也被称为深部喀斯特。该环境中流体相对趋于碱性，对碳酸盐岩来说，处于饱和点附近的平衡状态或过饱和沉淀状态，相对难溶解，因此酸性流体的侵入是中-深埋藏环境中碳酸盐岩溶解的必要且首要条件。研究区与埋藏溶解有关的酸性流体主要来源于有机质成熟过程中释放的有机酸,部分为构造热液。

埋藏溶蚀作用形成的孔隙多数为非组构选择性孔隙，即跨组构的孔隙，同时对早期残余原生孔隙或次生溶孔继承性地扩溶。通过岩心手标本和镜下薄片鉴定，该阶段的溶蚀作用特征有：①有机质成熟过程中释放的有机酸(随烃类一并充注储层)溶蚀孔隙，后期原油裂解形成的沥青充填在粒内溶孔、粒间溶孔和晶间溶孔，抑制晚期成岩作用对孔隙的充填，多发育在基质型孔隙中(图3-B,C)；②构造热液溶蚀作用往往与充填作用伴生，典型的自生矿物有马鞍状白云石、自生石英、萤石、天青石、黄铜矿和其他金属矿物，见示底构造和斑马状构造等，多发育在断裂带附近；③埋藏溶蚀作用常形成溶孔、溶洞和溶缝，多被粗晶马鞍状白云石、嗜酸性矿物石英和其他热液矿物全充填或半充填，岩心上可见马鞍状白云石-六方锥状石英-黄铁矿半充填或全充填溶洞(图3-D)，附近裂缝和高幅度压溶缝发育。

c.表生溶蚀作用，发生于表生成岩阶段，构造抬升使已固结的高度胶结的碳酸盐岩进入近地表环境并遭受大气水的溶解作用，多分布在区域不整合面之下，也称为区域喀斯特。研究区经历加里东期和海西期两次构造抬升作用，经历时间长，涉及范围广，寒武系-石炭系遭受强烈的剥蚀作用，中上寒武统洗象池组大多被剥蚀，局部剥蚀至高台组，因此龙王庙组顶部距风化剥蚀面数米至140余米不等。X13井龙王庙组顶部距上部不整合面为37.5 m，该井的样品在镜下见多处溶蚀孔洞熔渣，孔壁的阴极发光颜色为亮橘红色，基质为暗橘红色(图3-E,F)。取该井溶洞充填晶粒白云岩及其围岩粉晶残余砂屑白云石分别作C和O同位素测试和主元素分析，显示有大气淡水成岩流体作用特征(表1)。

该阶段喀斯特作用主要发生在渗流带(也称不饱和带)和浅部潜流带(也称饱和带)。淡水渗流带发育近地表喀斯特作用，由于富含CO2(包括来自大气和土壤的CO2)的大气水对碳酸盐岩的强烈不饱和，易于发生溶解作用；同时由于下渗水垂直向下运动，岩心上可见垂直孔隙带(图3-G)，且在渗流带下部的潜水面附近发育洞穴带，沉淀并充填白云石等矿物[27]。浅部潜流带(即淡水潜流带)地下水发生水平运动，因此可见水平或顺层发育的孔隙带(图3-H)。另外可见强烈溶解和蜂窝状孔隙、喀斯特角砾和溶蚀孔洞内的溶蚀残余的熔渣白云石。

3.1.2 构造破裂作用

研究区龙王庙组叠加了多期构造运动，产生多期构造裂缝，并为成岩流体提供良好的渗滤通道。岩心观察缝总密度达10条/m。薄片鉴定部分裂缝被白云石全充填成脉体，溶蚀缝和张开缝在多井区发育，喀斯特缝被白云石-沥青半充填，表明在古油藏形成时具良好的渗滤通道和储集空间；张开缝应为后期构造应力形成裂缝，提高了现今气层的储集性能。CT扫描与核磁共振技术对储层岩心内部微观结构研究表明，龙王庙组储层储集空间为溶蚀孔洞，微裂缝发育，非均质性极强，储层孔隙度和渗透率主要决定于大孔洞的多少和裂缝的发育程度。因此，储层微裂缝广泛发育，即使总孔隙度偏低，也同样会获得高产量，并且容易开发[28]。

由此可见，构造破裂作用形成的裂缝在很大程度上提高了龙王庙组的储集性能。

3.1.3 烃类(有机酸)充注

如果烃类较早进入孔隙中能有效地阻止溶解物质的搬运，可抑制化学压实作用的发生[29,30]。适时的油气充注是深埋碳酸盐岩优质储层得以保持的重要因素之一，油气充注孔隙可有效抑制胶结、交代作用的发生，因而早期形成的次生孔隙得以保存，后期原油裂解形成的天然气促使烃类占据的孔隙体积扩大，从而驱替地层水，使得水-岩反应几率降低[31]；而且原油裂解通常伴随超压的形成，异常流体压力对深埋碳酸盐岩储层早先形成的次生孔隙起到了扩溶和保护的作用，同时抑制压实作用进一步发生，从而使得深埋优质碳酸盐岩储层的孔隙得以保持[32-34]。研究区位于由兴凯地裂运动形成的绵阳-长宁拉张槽及东侧，筇竹寺组烃源岩在拉张槽内厚度最大，质量佳，生成的油气向古隆起高部位运移[13,35]。因此, 位于古隆起与拉张槽及周缘叠合部位的川中地区沥青含量最高，纵向上沥青厚度可达70余米，平面上分布较广，磨溪构造沥青含量较高石梯构造高(图4)。镜下见沥青多充填在粒间/粒内晶间孔和溶蚀孔、洞、缝中(图3-G,H; 图2-C)。

3.2 破坏性成岩作用

破坏性成岩作用主要为压实作用和压溶作用，埋藏深度和上覆载荷厚度是其最主要的控制因素，孔隙度总体上是埋藏深度的函数。早期的准同生白云石化和粒间胶结作用对压实压溶作用有一定的阻碍。岩心和薄片中观察到砂屑与鲕粒以球状为主，部分砾屑呈椭圆状，多颗粒支撑结构，部分因压实作用粒间呈线接触(图5-A)；压溶缝合线发育，平缓锯齿状到高角度缝合线均有发育，多被泥质、黄铁矿、沥青充填(图5-B)，可见压溶条带(也称马尾状条带,图5-C)。形成的压溶缝可有效沟通裂缝和孔隙，提供流体运移通道，部分压溶缝被溶蚀，为有效的油气运移路径。

表1 X13井溶洞充填物及其围岩白云石C、O同位素和主元素分析Table 1 Carbon and oxygen isotopic data and major element data of the fillings in karst caves and their surrounding dolomite in Well X13

Z=2.048×(δ13C+50)+0.498×(δ18O+50)，指示古盐度参数，含盐度高，水浅，Z值大，反之则小。Z<120为淡水成岩环境，Z值为120～125属正常海水成岩环境[26]。

图4 川中地区龙王庙组沥青含量分布图Fig.4 Bitumen content distribution of Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin

图5 川中地区龙王庙组储层的破坏性成岩作用Fig.5 Destructive diagenesis of Longwangmiao Formation reservoirs in the central area of Sichuan Basin(A)颗粒因压实作用形状不规则，粒间线接触，X20-2井，深度4 697.13 m; (B)压实作用形成的高角度缝合线内充填黄铁矿、陆源石英、泥质和沥青，X26井，深度4 919.62 m; (C)压实作用形成的马尾状条带，X20-2井，深度4 697.13 m

3.3 保持性成岩作用

黄思静等在研究碎屑岩储层时将“保持性成岩作用”的概念定义为“在深埋藏条件下使砂岩孔隙(主要是原生孔隙)得以保存的成岩作用”[36]。在深埋碳酸盐岩储层研究中“保持性成岩作用”则是指孔隙(主要是部分原生孔隙和早期次生孔隙)得以保存的成岩作用，其本身或许对储层岩石的物性影响不大，但对岩石结构和(或)地层流体性质有很大的影响，从而将储层岩石部分原生孔隙或早期次生孔隙很好地保存下来，形成现今深埋碳酸盐岩储层重要的储集空间。可见保持性成岩作用对深埋碳酸盐岩储层油气成藏具有可不或缺的作用[22]。研究区保持性成岩作用主要为胶结作用、白云石化作用和泥晶化作用。此外，深埋环境储层具有一定的压力异常，对储层的保持性成岩作用也有贡献。

3.3.1 胶结作用

在深埋碳酸盐岩优质储层的成岩作用中，胶结作用是非常重要的保持性成岩作用，尤其是深埋条件下颗粒碳酸盐岩孔隙得以保存的重要机制。胶结物既可以破坏原始孔隙，同时早期(压实作用之前)胶结作用可抑制压实、压溶作用的发生，使得部分原生孔隙和早期次生孔隙得以保存，准同生成岩阶段海水胶结物、大气淡水胶结物，以及早期成岩阶段的白云石胶结物，均是抑制压实、压溶作用以保持粒间孔隙的重要因素[22]。

研究区颗粒碳酸盐岩的胶结作用主要为(准)同生成岩阶段的海底胶结作用、早成岩阶段的大气淡水胶结作用、埋藏胶结作用和构造抬升运动造成的表生环境影响的胶结作用，胶结作用常常与充填作用伴生。

a.海底胶结作用。发生在(准)同生成岩阶段，主要发育在活跃的海水潜流带。此时，海水对方解石、文石(包括白云石)等碳酸盐矿物都是过饱和的，此环境具较高的能量，颗粒滩的粒间胶结作用最为发育，薄片观察碳酸盐岩胶结物主要具叶片状、等厚环边、一向延长的生长习性，经重结晶作用成为细粉晶白云岩，阴极发光强度与颗粒相当，为弱的暗红色，显示海水胶结物特征(图6-A,B)。研究区该胶结作用局部发育，发育段孔隙度减少30%左右。

b.早成岩阶段大气淡水胶结作用。发生在压实作用之前的淡水成岩环境，原始胶结物均为方解石，以等轴粒状组构的胶结物环颗粒边缘发育为主，近于等轴的粒状晶体经常从孔隙边缘向中心变大，并具有斑块状嵌晶结构，晶体边缘向中心变大与晶体生长过程中空间竞争作用造成的成核作用减少有关，同时也与岩石渗透率的降低有关。经历淡水成岩作用之后，原生孔隙所剩不多。该期胶结物通常具有较高的铁锰含量，因而具较强的桔红色阴极发光。同时，由于淡水潜流环境的流体具有变化的碳酸钙饱和程度和变化的结晶速度，引起方解石中分配系数变化较大的锰、铁元素在方解石中的含量变化，出现特征的亮暗相间复杂环带状的阴极发光性，经重结晶作用以细粉晶-粗粉晶白云石为主(图6-C,D)。

图6 川中地区龙王庙组储层胶结作用Fig.6 Cementation of the high-quality reservoirs of Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin(A)粉晶砂屑白云岩粒间充填亮晶胶结物，S17井，深度4 493.92 m; (B)照片(A)的阴极发光，粒间胶结物与砂屑阴极发光强度相当，均为弱的暗红色光，为准同生期海水胶结; (C)具粒间溶孔粉晶鲕粒/砂屑白云岩，粒间亮晶胶结物呈等轴环边状，X26井，深度4 916.11 m; (D)照片(C)的阴极发光，颗粒发暗红色光，粒间亮晶胶结物发橘红色光，为早成岩阶段大气淡水胶结物; (E)中晶白云石充填溶孔，S28井，深度3 874.47 m; (F)照片;(E)的阴极发光，由孔壁向中心呈亮暗相间的环带发光特征，孔隙中心为昏暗发光，为埋藏阶段胶结物; (G)溶蚀孔洞充填细晶白云石，含陆源石英，围岩白云石晶间孔充填沥青，X20-2井，深度4 732.64 m; (H)照片; (G)的阴极发光，围岩发暗红色光或不发光，孔隙充填白云石发明亮的橘红色光，受大气淡水影响较强

c.埋藏胶结作用。主要发生在中-深埋藏成岩阶段，流体对岩石的溶解作用与沉淀作用同时发生，常可见埋藏胶结物充填在原生孔隙再扩溶或次生溶蚀孔、洞、缝中，多为跨组构孔隙，常具镶嵌结构，胶结物见粗粒白云石、马鞍状白云石、自生石英、萤石、重晶石、铅锌矿等热液矿物，锰、铁元素含量较高，深部地层中富铁胶结物比富锰胶结物更为常见，因此阴极发光常具昏暗的发光特征。同时，因地下流体变化的锰、铁含量以及控制结晶速度的各种因素的变化，使得胶结物具有亮暗相间的环带特征。该成岩胶结物晶粒较粗，多为细-中晶白云石(图6-E,F)。

d.表生环境影响的胶结作用。研究区二叠纪之前经历加里东期和海西期两次大的构造抬升活动，持续时间长，范围广，龙王庙组顶虽无不整合面，但是研究区志留系到中上寒武统的洗象池组大面积剥蚀，局部已剥蚀至高台组仅余数十米。因此，在两次构造活动之后，处于浅埋条件下的龙王庙组受到一定程度的淡水喀斯特作用影响，并发育有受大气淡水影响的胶结物。该期胶结物多发育在较大的溶洞和裂缝中，晶粒粗大，镜下薄片中多见全充填的白云石斑块，孔壁的阴极发光强度多为溶蚀残余的昏暗发光，向孔隙中心为昏暗发光-亮橘红色(图6-G,H)。

由此可见，(准)同生-早成岩阶段的胶结作用抑制压实、压溶作用的发生，是主要的保持性成岩作用；埋藏阶段的胶结作用因较高的温度和较低的水/岩比的成岩环境，沉淀作用与其溶解作用同样发育，因此不仅具有建设性成岩作用，而且在一定程度上也是破坏性成岩作用；受表生环境影响的大气淡水成岩作用，溶蚀孔、洞、缝发育，部分被充填为晶洞，同时提供了有效的渗流通道，因此也属于建设性成岩作用。

3.3.2 白云石化作用

就目前所知，绝大多数古代和现代白云岩都是次生交代成因的，特别是具有经济意义的大型白云岩地层更是如此。若不考虑岩石原有孔隙度的影响，当方解石全部被白云石交代后，会使岩石总孔隙度增加13%。这些增加的孔隙度都以白云石晶间孔的形式出现，同时岩石渗透率明显增加[37]。而且白云岩一旦形成，在埋藏过程中其孔隙度和渗透率的保存比石灰岩要好得多，通常具有较强的抵抗压溶作用的能力(Amthor等，1994)。这对于研究区深埋地层的白云岩不仅是建设性成岩作用，更是保持性成岩作用[27]。

研究区龙王庙组储层主要为局限台地碳酸盐岩颗粒滩微相，岩性以颗粒白云岩和晶粒白云岩为主，及少量含泥、含砂白云岩，白云岩晶粒以粉-细晶为主，局部见泥微晶和中晶。

经岩心观察、薄片鉴定、阴极发光分析和碳氧同位素研究表明，白云石化作用主要有3期：一期基质白云岩和两期孔洞缝胶结白云石。

第一期白云石化，发生在准同生成岩阶段，为海水渗透白云石化形成泥粉晶白云石，后期重结晶为粉-细晶白云岩，或呈中晶白云石。现今颗粒白云岩以粉晶为主，粒间胶结白云石以粉-细晶为主，此为基质白云石化，阴极发光为弱的暗红色光。胶结白云石主要为环边状或纤状胶结物(图6-A,B)。部分较粗粒白云石因后期淡水作用的影响发光强度较基质白云石稍强。白云石晶形以平直晶面半自形晶到非平直晶面他形晶为主，原始颗粒结构保存较好的以平直晶面半自形晶为主，原始结构保存较差或不保存的主要为非平直晶面他形晶。可见细粉晶白云石和粗粉晶-细晶白云石2种级别的晶粒，此为白云石化较为常见的双众数分布特征。

第二期为早成岩环境形成的孔、洞胶结物，为淡水成岩环境产物，半充填为主，多为粉-细晶，白云石自形程度较好，以平直晶面自形晶和半自形晶为主，见晶间微孔。阴极发光分析为明亮橘红色光(图6-C,D)，具环带状，显示出多世代多期的胶结作用。这种过度胶结作用或过度白云石化作用可部分或全部堵塞孔隙。

第三期为埋藏成岩环境的胶结物，为中-晚成岩阶段产物，晶粒以细-中级为主，局部见粗晶-巨晶白云石，多与沥青、自生石英、黄铁矿等充填在溶蚀孔洞和裂缝中。该期胶结物充填作用较强，多呈全充填或半充填，阴极发光为昏暗发光(图6-E,F)。热液白云石化作用明显，可见马鞍状白云石、天青石与萤石共生的矿物组合(图3-D)。

由此可见，研究区龙王庙组基质白云石化以海水渗透回流作用为主，孔、洞、缝以先后充填早成岩环境和埋藏成岩环境2期白云石胶结物为主，具典型的弱暗红色光-明亮橘红色光-昏暗发光的典型特征。局部见少量表生成岩阶段淡水胶结物，处于中-晚成岩阶段，阴极发光为明亮的橘红色(图6-G,H)，因为局部存在，对孔隙影响不大，在此不详述。

表2 Y井龙王庙组原岩碳氧同位素数据Table 2 Carbon and oxygen isotopic data of the Longwangmiao Formation reservoir rocks in Well Y

图7 Y井龙王庙组原岩碳氧同位素Fig.7 Carbon and oxygen isotopic data of the Longwangmiao Formation reservoir rocks in Well Y (A)δ13C-δ18O分布图; (B)δ13C-Z值分布图

Y井龙王庙组原岩碳氧同位素分析结果显示(表2，图7)， 31个原岩碳氧同位素样品中有1个样品δ13C值为0.72‰，Z值为125.99，岩性为富溶孔细晶白云岩，该样品的邻近岩心发育2～8 mm垂直裂缝，分析数据应该受埋藏成岩作用或大气淡水的影响，所测数据值偏高，因此剔除该样品。其他30个原岩样品δ13C为-1.12‰～0.02‰，平均值为-0.37‰；δ18O值为-7.43‰～5.62‰，平均值为-6.69‰；Z值为121.8～124.4，平均值为123.2。根据地质历史上早寒武世海相碳酸盐岩的δ13C值为-0.4‰～-0.1‰，δ18O为-6.2‰～-4.7‰(James，Choquette和Klappa，1983)，结合白云石化过程中稳定同位素参数特征(表3)，可知龙王庙组白云石化白云岩δ13C值与海洋碳酸盐岩基线相当，δ18O值略低于海洋碳酸盐岩基线，应该是受后期埋藏成岩和大气淡水成岩作用的影响，因此研究区龙王庙组白云岩化主要为海水渗透回流白云岩化，局部受到大气淡水和埋藏成岩作用的影响。

表3 白云石化过程中稳定同位素特征参数表[38]Table 3 Characteristic parameters of the stable isotopes in the dolomitization process

结合微观白云石化特征和白云岩地球化学分析，认为第一期海水白云石化最为发育，主要为基质白云石化和粒间胶结白云石化，不仅为龙王庙组碳酸盐岩成为经济性白云岩储层奠定了基础，同时具有一定的抗压实作用，是最为重要的保持性成岩作用；第二期准同生期大气淡水白云石化次之，具有一定的抗压实作用之外，它的充填作用使原始孔隙度减少；第三期埋藏白云石化以充填溶蚀孔、洞、缝为主，为破坏性成岩作用。

3.3.3 泥晶化作用

泥晶化作用主要发生在停滞的海水潜流环境，沉积物堆积速率缓慢，此时碳酸盐岩粒间胶结作用不发育。该过程造成碳酸盐的颗粒向泥晶转化，是非钙质的钻孔藻在颗粒表面钻孔，其后孔中充填泥晶碳酸盐。在海水潜流带中，这些泥晶碳酸盐主要是文石或镁方解石，密集钻孔最终连接成片并形成泥晶套，甚至泥晶化整个颗粒，代表生物的造泥作用。泥晶套因构成矿物的粒度细小和富含有机质而具有很深的颜色。研究区部分井区颗粒白云岩具泥晶化作用，主要为泥晶套。阴极发光分析表明，泥晶套具有弱的阴极发光，其发光强度略强于被穿孔的原始颗粒。泥晶化作用形成的泥晶套可以增强颗粒的抗压强度，砂屑或鲕粒磨圆度好，颗粒支撑为主，多为点接触，为后期储集空间的保存具有良好的建设性作用(图6-C)。

综上，川中地区龙王庙组沉积微相以颗粒滩为主，储集岩性主要为粉-细晶(残余)砂屑白云岩、粉-细晶(残余)鲕粒白云岩和粉-细晶白云岩，成岩作用关键因素在于海水白云石化、准同生期大气淡水喀斯特作用和深埋藏阶段的烃类(有机酸)充注作用。海水白云石化不仅仅是建设性成岩作用，更对(曾)深埋藏碳酸盐岩具有重要的保持性成岩作用，可增加岩石的抗压实强度，阻碍压实、压溶作用的发生；准同生期淡水溶蚀作用形成的粒间溶孔、粒内溶孔和铸模孔等组构选择性孔隙为后期喀斯特作用的发生提供了良好的基础；埋藏阶段的烃类(有机酸)充注作用对早期形成的孔隙起到了扩溶和保持作用，从而形成了现今的溶蚀孔隙型白云岩储层。

4 结 论

a.川中地区下寒武统龙王庙组为深部碳酸盐岩储层，有利储集岩相为颗粒白云岩和晶粒白云岩，岩石受成岩作用改造强烈，颗粒白云岩主要为粉-细晶(残余)砂屑白云岩、粉-细晶(残余)鲕粒白云岩；晶粒白云岩以粉-细晶白云岩为主，多为颗粒白云岩强烈成岩改造作用的结果。

b.对龙王庙组储层成岩作用从建设性、破坏性和保持性三方面进行了深入的研究和探讨，认为建设性成岩作用主要为溶蚀、构造破裂和烃类(有机酸)充注，准成岩阶段的淡水溶蚀作用和埋藏阶段的烃类(有机酸)充注作用是最为重要的，破裂作用为油气运移和充注提供了良好的渗滤通道；破坏性成岩作以压实、压溶作用为主，因准同生期白云石化和粒间胶结作用在一定程度上抑制了压实、溶蚀作用的进行；保持性成岩作用主要为白云石化、胶结和泥晶化作用，以海水白云石化和准同生期胶结作用最为重要。

c.龙王庙组优质储层形成的良好基础为颗粒滩微相，准同生阶段的白云石化和淡水溶蚀作用是其先决条件，埋藏阶段烃类(有机酸)充注、石油热裂解提供了后期的建设性和保持性成岩作用。

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