龙门山地区泥盆系平驿铺组砂岩储层特征与评价

邹涛 郑荣才 曹宏 王昌勇

摘 要：文章以四川盆地龙门山地区下泥盆统平驿铺组为研究对象，以储层综合评价为目的。在实测剖面和详细观察的基础上，运用薄片鉴定、扫描电镜等测试技术手段，按照主要储集空间类型进行分类讨论，研究矿物组分以及成岩作用和成岩演化模式对储层的控制作用，分析碎屑岩储层复杂空隙的成因及其控制因素并对储层进行了综合评价。

关键词：石英砂岩；成岩作用；孔隙结构；储层评价

1 地质背景

研究区属于四川盆地龙门山台缘凹陷东北段唐王寨向斜的西北翼，总体上出露良好[1，5]。下泥盆统平驿铺组为一套巨厚层石英砂岩，属前滨到近滨以及 湖环境，可见丰富的楔状交错层理、水平层理、砂纹层理。平驿铺组上超于泥盆系基底的千枚岩地层之上，主要为一套海陆过渡相沉积，发育包括河控三角洲、浪控三角洲和河口湾（潮控三角洲）等在内的沉积体系，沉积构造丰富[2，3，6]。

2 储层岩石学特征

该套沉积物虽然沉积相（微相）类型众多，但主要为一套粉-细粒石英砂岩，局部含少量泥岩屑[2，4]。该套石英砂岩颗粒多呈镶嵌状接触，非常致密。大部分石英砂岩中的石英颗粒分选和磨圆都非常好，常含有较多的锆石和电气石，这些重矿物常呈纹层状沿层理面富集（图1A、B）。

3 成岩作用特征

3.1 压实作用

研究区仅泥盆系地层厚度就超过4500m，平驿铺组位于泥盆系下部，如果算上上覆石炭系-三叠系地层，该套石英砂岩沉积后的最大埋深超过5000m，在上覆地层的巨大压力之下，该套石英砂岩压实程度较强，碎屑颗粒多呈凹凸-缝合线接触（图1A）。

3.2 胶结作用

平驛铺组石英砂岩遭受了强烈的胶结作用，但胶结物类型较为单一，主要为硅质胶结物，以石英次生加大边的形式出现。但由于强烈的压实-压溶作用，很多石英颗粒变形严重，多呈镶嵌状接触，因此充填于颗粒间缝隙的硅质胶结物数量相对较少（图1C）。除此以外，该套石英砂岩中还发育少量粘土矿物胶结物，主要为伊利石，多呈片丝状集合体充填于残存的极少量的粒间孔隙之中（图1D）。

3.3 破裂作用

该套石英砂岩处于龙门山前缘，遭受了强烈的构造隆升和挤压，劈理较为发育，但岩石薄片中微裂缝却较为少见（图1E）。

A：细粒石英砂岩，含少量泥岩屑，重矿物电气石、锆石较多，少量不透明矿物，石英次生加大胶结。单偏光（-）；B：细粒石英砂岩，分选和磨园好，石英次生加大胶结，含较多电气石、锆石重矿物，重矿物呈纹层状分布富集。正交光（+）；C：含铁质中-粗粒石英砂岩，石英85～88%，硅质岩屑5～7%，颗粒的分选性中等，磨圆度很好，杂基含量5～6%，偶见铁泥质同生砾石，次生加大和铁质混合胶结。正交光（+）；D：细粒石英砂岩，石英颗粒之间呈紧密镶嵌状接触，片丝状伊利石充填于粒间孔隙中。SEM；E：灰色细粒石英砂岩，无障壁海岸前滨微相砂体中发育的平行层理.F：细粒石英砂岩，石英呈镶嵌状接触，仅发育极少量贴粒缝和晶间微孔，SEM。

图1 平驿铺组成岩作用图

4 成岩演化模式

平驿铺组石英砂岩成岩作用种类相对简单，各成岩作用表现的均较为强烈，砂岩中石英碎屑颗粒多呈凹凸接触甚至缝合线接触，碎屑颗粒变形严重，粘土矿物种类单一，几乎权为伊利石，说明该套石英砂岩已处于晚成岩阶段。

早成岩阶段A期～中成岩阶段A期，平驿铺组石英砂岩经历了强烈的压实-压溶作用，导致石英碎屑颗粒变形，这一过程一直持续到构造抬升之前。与强烈的压溶作用相伴生的是石英的次生加大，硅质胶结物挤占了残余粒间孔隙的大部分空间。粘土矿物的胶结作用在中成岩阶段最为强烈，但随着埋深的不断加大，粘土矿物逐渐向伊利石转化（图2），并且随着压实强度的增大和石英的次生加大，伊利石最终被挤压至残存的极小的粒间孔隙之中（图1D），导致该套石英砂岩进一步致密化，几乎不发育粒间孔隙。主要考虑对储层物性影响最大的主要成岩作用类型，将该套砂岩划分为强压实-硅质胶结成岩相。

5 孔隙类型

平驿铺组石英砂岩通过铸体薄片进行分析，基本看不到任何孔隙。对该套砂岩样品进行扫描电镜分析，也仅能够看见极少量贴粒缝和晶间微孔（图1F），说明该套砂岩极为致密，可视为致密石英砂岩非储层。

6 储层成因机理分析

该套石英砂岩主要为滨岸或河口湾沉积，其下为志留系千枚岩，其上为关山坡组、白柳坪组大套滨岸或三角洲沉积。由于上覆地层缺乏碳酸盐岩的保护，随着地层埋深不断加大，砂岩压实压溶作用强烈，导致储层致密化。同时，伴随石英的次生加大，粘土矿物逐渐被挤压至残余的粒间极小空间，导致储集空间进一步减小，该套砂岩基本不具备储集性能。

7 结束语

该套沉积物虽然沉积相类型众多，但主要为一套粉-细粒石英砂岩，局部含少量泥岩屑。通过对砂岩样品进行扫描电镜分析，也仅能够看见极少量贴粒缝和晶间微孔，说明该套砂岩极为致密。由于储层致密化。同时，伴随石英的次生加大，粘土矿物逐渐被挤压至残余的粒间极小空间，导致储集空间进一步减小，该套砂岩基本不具备储集性能。

参考文献

[1]张立军.四川龙门山地区下泥盆统平驿铺组的遗迹化石[J].古生物学报，2013，52（1）：86-95.

[2]郑荣才.龙门山平驿铺组沉积体系及旋回层序研究[J].沉积学报，1997，15（3）：1-7.

[3]成都地质矿产研究所.四川龙门山泥盆纪地层古生物及沉积相[M].北京：地质出版社，1988：1-176.

[4]刘文均，陈源仁，郑荣才，等.四川龙门山泥盆系（Ⅱ）层序地层[M].成都：成都科技大学出版社，1996：1-128.

[5]童崇光.四川盆地构造演化与油气富集[M].北京：地质出版社，1992：10-34.

[6]林文球.四川龙门山平驿铺组沉积环境及U形蹼状构造潜穴探讨[J].矿物岩石，1986，6（3）：121-130.

作者简介：邹涛，在读成都理工大学沉积地质研究院硕士研究生。