东营凹陷北部陡坡带沙河街组四段砂岩成岩作用

彭顺风 邢恩浩 田景春 林小兵

摘 要：东营凹陷是重要的油气富集区，在北部陡坡带沙河街组四段发育有近岸水下扇和扇三角洲沉积等砂岩。砂岩的成岩作用对储层的储集性能有重要影响。文章在对大量薄片和岩芯进行分析的基础上，运用铸体薄片观察和扫描电镜等手段，对东营凹陷北部陡坡带沙四段砂岩储层的成岩作用进行了研究。研究结果表明，东营凹陷北部陡坡带地区沙河街组四段砂岩主要受压实作用、胶结作用、溶蚀作用等成岩作用的影响比较大，其中压实作用和胶结作用对空隙的形成具有破坏作用，溶蚀作用对空隙的形成具有建设性作用。

关键词：东营凹陷；沙河街组四段；成岩作用

中图分类号：P618 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）24-0059-03

Abstract： Dongying sag is an important oil-gas rich area. In member 4 of Shahejie formation of the north steep slope belt， there developed sandstone like nearshore underwater fan and the fan delta deposit. The diagenesis of sandstone plays an important role in reservoir performance. Based on the analysis of a large number of thin slices and cores， the diagenesis of sandstone reservoirs in member 4 of the steep slope zone in the north of Dongying sag is studied by means of casting thin section observation and scanning electron microscope （SEM）. The results show that the sandstone in member 4 of Shahejie formation in the steep slope zone of the northern Dongying sag are mainly affected by diagenesis， such as compaction， cementation and dissolution. Compaction and cementation play a destructive role in the formation of voids， and dissolution plays a constructive role in the formation of voids.

Keywords： Dongying sag； member 4 of Shahejie formation； diagenesis

1 研究區概况

东营凹陷是中国东部中、新生代渤海湾裂谷盆地中济阳坳陷的一个次级构造盆地，它具有北断南超、盆地基底北陡南缓的特点。其北部陡坡带总体上呈东西走向，在沙河街组四段沉积时期快速沉积了大套砂砾岩体，成为了油气的主要储集区。

2 成岩作用

2.1 机械压实作用

通过对东营凹陷沙河街组四段134块样品的铸体薄片进行观察发现，大部分样品颗粒间的接触关系有如下特征：深度在3km以下的样品，颗粒间的接触关系主要为点-线接触和点接触（图1）；样品所处深度在3km及以上的样品，颗粒间接触关系主要为点接触，可见极少量点-线接触关系。笔者根据Houseknecht的视压率计算公式，对埋藏深度在1664.18m-4179.32m的样品进行了视压率计算，结果显示视压率>50%的样品占比59%，同时结合铸体薄片中观察到的石英和长石等刚性破碎（图2）、碎屑颗粒呈定向排列、塑性碎屑挤压变形成假杂基等现象综合分析，表明该区域砂岩普遍遭受过较强-强压实作用，并且不同深度样品表明纵向上压实作用对浅层埋藏和深层埋藏的砂岩储层物性影响都很大，而且主要表现为对储层物性的破坏作用。

2.2 胶结作用

通过对研究区样品进行阴极发光测试和扫描电镜观察，发现该区域的胶结作用类型主要有硅质胶结、碳酸盐胶结、硫酸盐胶结、黄铁矿胶结等，且不同深度样品中主要胶结类型各有不同，表明随着深度的变化，不同类型的流体对砂岩的储层物性有不同的影响，但总的来说，胶结作用对该区域沙河街组四段的砂岩储集性能具有破坏性作用。

2.2.1 硅质胶结

该区域样品中可见的硅质胶结物主要集中在2km-3.5km的埋藏深度，多以自生石英和石英次生加大边的形式出现。通过阴极发光测试可见石英大多呈现蓝紫色，有少量为棕色，但是裂隙中填充的自生石英不发光，样品中的石英次生加大边同样不发光（图3、图4），且随着埋深的加深，石英次生加大现象更加明显，大大影响了砂岩的储集性能；通过扫描电镜观察，部分石英可见贝壳状断口，这也证明了压实作用的存在。

2.2.2 碳酸盐胶结

研究区碳酸盐胶结纵向上主要集中在1.6km-2.5km和2.8km-3.5km两个埋藏带，两个埋藏带的碳酸盐胶结物各有不同（图5、图6），埋藏相对较浅的集中区胶结物以白云石和铁白云石为主，含有少量方解石和铁方解石和及菱铁矿，埋藏较深的集中区胶结物以方解石和铁方解石为主，含有极少量铁白云石和菱铁矿，且碳酸盐胶结物的表面可见部分溶蚀现象，说明在成岩作用早期存在碱性流体，且对空隙的发育具有建设性作用。

2.2.3 硫酸盐胶结

研究区可见石膏和硬石膏两种硫酸盐胶结物，通过显微薄片和扫描电镜观察发现，石膏胶结物多呈现粒状和板状，多填充于颗粒间，硬石膏胶结物多呈现出斑块状，表明硫酸盐胶结在成岩作用早期和晚期都有发生，且两次硫酸盐胶结对空隙的发育都有破坏性作用。

2.2.4 黄铁矿胶结

研究区3km和3.8km-4.1km附近储层中黄铁矿胶结物也极其发育，黄铁矿交代石英次生加大边和碳酸盐胶结物表明部分黄铁矿胶结物形成时期较晚，但是部分球粒状黄铁矿的出现也表明在成巖作用早期也有碱性流体进入对储层进行改造。

2.3 溶蚀作用

研究区的溶蚀作用主要发生在两个2km-2.4km和3km-3.6km埋藏带，通过压汞测试和铸体薄片观察，发现这两个埋藏带样品的次生空隙是最发育的，且孔渗关系相关性是最好的，这也说明了该区域溶蚀作用大大改善了深部储层的储集性能。通过对扫描电镜和铸体薄片图像的进一步分析发现，部分颗粒沿解理缝发育有溶缝和粒内溶孔（图7、图8），少量颗粒中可见明显的铸模孔，且铸模孔中可见一些溶蚀残余，表明颗粒内部的溶蚀作用在该区域发育较强；部分颗粒边缘不规则，颗粒晶型不完整，有的颗粒边缘呈港湾状，表明该区域还存在颗粒间的溶蚀，且常见的被溶蚀矿物为长石（图7），有少量的石英和方解石胶结物可见溶蚀现象。

3 结束语

（1）北部陡坡带沙四段成岩作用中压实作用和胶结作用对储集性能是具有破坏性的，其中压实作用在埋藏较浅的阶段对储层物性的影响尤其巨大，而胶结作用主要取决于成岩流体的性质。

（2）北部陡坡带沙四段建设性成岩作用中溶蚀作用对储集性能是具有建设性的，溶蚀作用类型主要有颗粒内部的溶蚀和颗粒间的溶蚀，形成的孔隙类型主要有粒内溶孔、溶缝、铸模孔和溶蚀微裂隙和粒间溶孔。

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