四川盆地灯影组多类型流体多期次改造作用下孔隙度演化的定量研究

杨磊磊 魏国 于志超 鲁雪松 周慧 王珊 李昌伟

摘要：选取四川盆地灯影组四段（灯四段）地层，在传统地质研究的基础上，引入多组分、多相态、温度—流体—化学多场耦合的反应溶质运移模拟技术，基于物质平衡和能量守恒原理，深入探究深层碳酸盐岩储层成岩过程中多类型流体与岩石相互作用的机制，分析计算多期次流体对储层孔隙的叠加改造，定量恢复地质时间尺度的孔隙度演化史。结果表明：灯四段地层受到大气淡水、海水、有机酸和热液4种流体多达6期改造影响，控制孔隙度的主要成岩作用为溶蚀作用、白云石化作用与胶结作用，矿物间以方解石—镁方解石—白云石之间的转化为主；不同类型的流体对储层的改造差异较大，充足的大气淡水为建设性流体，而海水、有机酸和热液均为建设性—破坏性共存的流体；多期次流体对储层的改造有叠加效应，储层最终的物性条件取决于多期次流体的综合改造，同时流体改造的顺序对储层孔隙度的演变影响也极大。

关键词：深层碳酸盐岩储层； 多类型流体； 叠加改造； 孔隙度演化； 成岩作用数值模拟

中图分类号：TE 121   文献标志码：A

文章编号：1673-5005（2024）03-0015-12   doi：10.3969/j.issn.1673-5005.2024.03.002

Quantitative study on porosity evolution under multi-stage reformation of multi-type fluids in Dengying Formation， Sichuan Basin

YANG Leilei1，2，3， WEI Guo1，2，3，  YU Zhichao2，4， LU Xuesong2，4， ZHOU Hui4， WANG Shan4， LI Changwei5

（1.State Key Laboratory of Petroleum Resource and Engineering， China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249， China;2.National Energy Tight Oil & Gas Research & Development Center， Beijing 100083， China;3.Unconventional Oil and Gas Science and Technology Research Institute， China University of Petroleum（Beijing）， Beijing 102249， China;4.Research Institute of Petroleum Exploration and Development， PetroChina， Beijing 100083， China;5. Research Institute of Petroleum Exploration & Development in PetroChina Southwest Oil & Gas Oilfield Company， Chengdu 610041， China）

Abstract：In this study， the fourth member of Dengying Formation in Sichuan Basin was examined. On the basis of traditional petrological testing， the reactive solute transport simulation technology was utilized to calculate the superposition and transformation of reservoir pores due to multi-stage fluids and quantitatively restore the porosity evolution history. Results indicate that the reservoir experienced influences from atmospheric freshwater， seawater， organic acid， and hydrothermal fluid. The primary diagenetic processes controlling porosity were dissolution， dolomite formation and cementation， with  transformed minerals primarily comprising calcite，magnesium calcite，and dolomite. Different fluid types exhibited varying effects on reservoir reconstruction. Adequate atmospheric fresh water acted as a constructive fluid， while seawater， organic acids， and hydrothermal fluids had both constructive and destructive impacts. Multi-stage fluids contributed to a superimposed effect on the reservoir transformation，with the ultimate physical conditions of the reservoir contingent upon the comprehensive transformation of these fluids. Notably， the sequence of fluid modification significantly influenced the evolution of reservoir porosity. Simutaneously， the sequence of fluid transformation played a pivotal role in shaping the evolution of reservoir porosity.

Keywords：deep carbonate reservoir; multi-type fluids; superimposed transformation; porosity evolution; diagenesis simulation

安岳气田及北斜坡的勘探实践表明四川盆地深层—超深层碳酸盐岩储层具有巨大的油气资源勘探潜力［1-5］。灯影组作为盆地中部安岳气田典型的深部碳酸盐岩地层，经历加里东运动、海西运动、印支运动、燕山运动以及喜山运动等多期次的构造活动，具有地层时代古老、埋藏深度大、成岩演化过程复杂的特点［6-8］。灯影组四段（灯四段）地层在成岩过程中先后被海水、大气淡水、有机酸、油气、深部热液等多种类型流体的多期改造，引发一系列流体与岩石间的物理化学反应，地层中不断地发生矿物溶蚀、沉淀和转化，致使孔隙演化具有长期复杂的叠加效应［6， 9-11］。在这过程中流体的性质及水化学成分很大程度决定储层中矿物溶解/沉淀的趋势及其对储层孔隙的改造程度［12-14］。然而目前不同类型流体对灯四段地层的叠加改造过程及机制尚缺乏定量深入研究，进而制约深层优质碳酸盐岩储层形成机制的认识程度 ［2，7，15］。因此笔者选取安岳气田灯四段地层，在一系列岩石学研究的基础上，结合多相流反应溶质运移模拟技术，深入探究成岩过程中多类型流体对储层的多期次改造作用，计算不同类型流体对储层孔隙度的改造，定量恢复地质时间尺度的孔隙度演化史。

1 地质概况

四川盆地是中国重要的油气资源开发盆地之一，其面积约为18×104 km2。［16］。四川盆地内部发育的震旦—寒武系深层海相碳酸盐岩储层，于盆地中部形成中国目前具备最大单体规模碳酸盐岩气藏的安岳气田（图1）。震旦系灯影组作为安岳气田主要储集层之一，勘探潜力巨大［16-17］。

灯四段地层整体以开阔台地沉积相为主（图2），同时经历加里东运动等多期次的构造运动，地层历经多次构造抬升与沉降，被多期次多类型流体改造［7］。灯四段地层主要岩性为白云岩，岩石类型主要为泥—细晶白云岩、微生物凝块石白云岩和硅质白云岩，不同类型白云岩形成时的流体特征有较大差异［18］。储层储集空间的成因具有多样性，既有同生期微生物作用形成的原始格架孔，也有大气淡水溶蚀产生的次生溶蚀孔洞，同时还有因构造运动产生的微裂缝［4， 19］。

2 测试样品和方法

样品取自研究区MX-51井灯四段地层，埋深为5333.4～5401.6 m（图2）。选取岩样制作阴极发光片、普通薄片、铸体薄片并染色，磨制碳氧同位素样、包裹体样以及粉末状样进行各项测试分析。测试过程及使用仪器如下：碳氧同位素测试（标准为SY/T6039-1994），使用质谱型号为MAT-253，内部标准监测显示δ13C和δ18O的标准偏差分别优于015‰和0.20‰；流体包裹体显微测温（标准为SY/T 6010-2011）所用仪器为LINKAM THMS600型冷热台，测试条件为实验室相对温度为25 ℃，相对湿度为40%；拉曼光谱分析所用仪器为LABHR-VIS LabRAM HR800研究级显微激光拉曼光谱仪，选用Yag晶体倍频固体激光器，激光源波长为532 nm，实验室相对温度为25 ℃，相对湿度为50%，扫描范围100～4200 cm-1；阴极发光测试（标准为SY/T5916-2013）所用仪器为CL8200 MK5-2型阴极发光仪，仪器电压电流区间分别为8～25 KV、0.1～1.0 mA；薄片鉴定（标准为SY/T 5368-2016）测试使用偏光显微镜分析，型号为Nikon-LV100NPOL；X射线衍射（XRD）全岩分析（标准为SY/T5163-2018）通过D/max-2500型X射线衍射仪完成。

3 结 果

3.1 成岩作用分析

根据岩样薄片观察分析，灯四段地层在成岩过程主要发育的成岩作用类型包括压实作用、压溶作用、胶结作用、溶蚀作用、白云石化作用、硅化作用以及重结晶作用（图3）。

机械压实作用多发生在成岩早期—中埋藏阶段，强烈的压实对地层初期孔隙和颗粒形状产生较强的破坏作用，使颗粒紧密充填（图3（a））。后期以压溶作用为主，缝合线较为发育，但大都被有机质或泥质等充填（图3（b））。

胶结作用在灯四段地层中极为发育，分为早期胶结作用和晚期胶结作用，胶结物包括白云石、方解石以及石英。白云石以孔隙充填式胶结于次生孔隙中（图3（c）），方解石胶结发育有多个阶段，常见于早成岩海水胶结时期和温度较高的晚成岩期，晚期胶结使物性变差（图3（d）、（e））。

灯四段地层溶蚀作用较强且类型多样，主要为大气淡水溶蚀（表生期）和埋藏期有机酸溶蚀。地层抬升暴露期间受大气淡水影响，溶蚀产生大量储集空间。同时埋藏期溶蚀产生的孔隙，叠加在原生孔隙和大气淡水溶蚀孔洞之上，有效地改善储层物性并为油气运移提供通道。但后期大多次生孔隙被白云石、石英以及有机质充填（图3（f）、（g）），导致储层物性变差。

灯四段地层白云岩发生重结晶作用，泥晶—粉晶白云岩以及部分微生物白云岩经重结晶作用后形成它形—半自形镶嵌接触的粉—细晶白云岩（图3（h）），同时在细晶白云岩中可见重结晶后留下的幻影构造（图3（i）），在一定程度上改善储层物性。

白云石化作用也是灯影组地层重要的成岩作用，据镜下观察，结合刘树根等 ［20］对灯影组白云岩化作用的研究，可划分3种白云石化类型，分别为蒸发白云石化、海水白云石化以及热液白云石化（图3（j）、（k））。蒸发白云石化：储层流体中Ca2+、Mg2+变为过饱和状态，从而改变流体平衡生成微—细晶白云岩；海水白云石化：灯影组在早期短暂的地层暴露之后便长时间处于海水深埋状态，富含Mg2+的海水增加原本流体系统的w（Mg）/w（Ca），在Mg2+过饱和的情况下方解石向白云石转化；热液白云石化：原生白云岩在热液条件下被交代沉淀，生成于原生白云岩孔隙周围。

薄片观察可见因硅化作用交代白云石矿物形成隐晶质（图3（l）），灯四段地层推测硅化作用发生在中—晚成岩阶段热液充注条件下，在热液中大量硅质进入储层交代矿物或形成石英加大边，使孔隙结构被极大地破坏，储层更加致密。

3.2 流体改造过程

3.2.1 流体类型及期次

灯四段地层碳、氧同位素测试所得结果表明，碳同位素值分布在1.44‰～3.56‰，均值为2.30‰；氧同位素值分布在-9.15‰～-3.06‰，均值为-5.51‰。通过阴极发光测试发现，储层存在受两期不同流体影响的白云石产物以及少量方解石胶结物（图4）。

图5为包裹体均一温度分布图，可见灯四段地层发育3期盐水包裹体，分别以白云石、石英和方解石为宿主矿物。其中多数以白云石和方解石为宿主的包裹体均一温度相近，分布在130～190 ℃，部分白云石包裹体均一温度大于200 ℃，以石英为宿主的包裹体均一温度分布于127～200 ℃。白云石包裹体均一温度跨度较大，且部分白云石包裹体的均一温度明显高于现今地层温度，结合薄片鉴定（图3），灯影组地层热史、埋藏史，以及浅层氧同位素偏负的特征，确定白云岩具有多期次胶结的特征，分别为微生物成因以及热液成因，且说明储层经历热液充注，并受到较明显的热效应影响。结合灯影组地层热史、埋藏史，推断以方解石为宿主的包裹体形成于有机酸脱羧后的碳酸盐胶结阶段 ［3］。

3.2.2 矿物期次

图6为不同世代矿物。依据岩心薄片显示的矿物胶结顺序，结合埋藏史、热史进行分析，多类型多期次流体改造作用下矿物形成的期次和类型包括：①储层在海水环境下胶结形成第一世代方解石；②储层经历地层抬升，受同生期大气淡水影响发生溶蚀，后发生白云石化作用，形成第二世代微晶白云石；③储层受海水侵入后，方解石发生海水白云石化，经历长时间海底胶结以及微生物活动生成大量第三世代白云石及其胶结物；④储层深埋过程中被油气充注产生的有机酸溶蚀，同时埋藏过程中伴随的高温高压导致第四世代白云石胶结物的形成；⑤在热液影响下，储层发生热液白云石化生成第五世代热液白云石及石英。

3.3 成岩演化过程

依据以上测试分析，结合埋藏史、热史（图7）［3］，厘定的储层成岩演化过程如图8所示，共包括以下7个过程：①灯四段地层形成初期，地层沉积固结（图8（a））；②地层暴露受大气淡水的持续淋滤影响，大气淡水对地层碳酸盐矿物（方解石）造成强烈的溶蚀作用，形成大量岩溶孔洞，是灯四段地层形成优质碳酸盐地层的基础（图8（b））；③地层深埋过程中，海水侵入地层发生海水白云石化方解石大量转换为白云石改善孔隙（图8（c））；④随着埋深逐渐增加，地层胶结作用强度增加，孔隙逐渐被充填（图8（d））；⑤伴随着印支运动，油气充注，有机酸质量分数增加，进行溶蚀并形成次生孔隙改善地层，后伴随有机酸脱羧产生大量CO2，为碳酸盐矿物的形成提供“碳”源，造成碳酸盐矿物沉淀（图8（e））；⑥在地层埋深达到6000～7000 m时，地层受热液影响，发生热液主导的热液白云石化作用以及含Si热液主导的硅化作用，形成热液白云石、含云硅质岩和大量隐晶质硅（图8（f））；⑦在近数十百万年内地层基本未受外部流体影响（图8（g）），以胶结、重结晶及交代等作用为主。

4 成岩-孔隙演化过程定量恢复

4.1 地质模型

根据上述通过测试分析概化的灯四段地层流体改造及成岩演化过程，将灯四段地层的成岩演化过程分为8个阶段，如表1所示。

第1阶段为沉积固结；第2阶段和第3阶段为表生溶蚀阶段；第4、5阶段地层反复升降，海水入侵储层发生海水白云石化；在海水环境下，碳酸盐矿物大量胶结；第6阶段发生于印支—燕山运动期间，即约200～120 Ma期间，地层受到油气充注带来的有机酸入侵，持续时间约80 Ma；第7阶段发生于早白垩世或喜马拉雅期乐山—资阳强烈褶皱期间［6］，热效应带来的热液充注地层，持续时间约40 Ma；第8阶段地层受深部地层流体控制，基本未受外界流体影响。

4.2 数值模型

4.2.1 模型建立

建立如图9所示的3网格经典模型，左侧为流体流入网格，右侧为流体流出网格，中间网格代表灯四段地层，为模拟监测网格。模型共包含7个子模型，分别对应除沉积阶段外的7个连续的成岩阶段。

运用非等温、多相流反应溶质运移模拟计算程序TOUGHREACT［21］，考虑一系列平衡或动力学控制的过程，包括阳离子交换作用、氧化还原反应、气液相互作用、矿物的溶解和沉淀作用等，耦合模拟不同流体改造储层后所发生的流体—岩石作用，对矿物胶结、溶蚀、交代以及孔隙的演化等过程进行模拟，并定量计算储层孔隙度的变化。

4.2.2 初始条件

（1）地质条件。根据灯四段地层孔隙度和渗透率的实测数据，根据现今孔隙结合定性分析正反演恢复孔隙度，将模型中初始孔隙度设为18.5%，初始渗透率设为1.3×10-12  m2。模型中每个成岩阶段的温度和压力依据埋藏史、热史实际条件设置［3］，如图9所示。

（2）水化学条件。模型中流体包含大气淡水、海水、有机酸和热液共4种类型。其中大气淡水中各离子浓度偏低，pH值约为6.5；海水主要为高镁流体；有机酸的pH值较低；热液中硅质较高，温度偏高，具体数据见表2所示。

（3）初始岩矿条件。根据灯四段地层XRD测试结果，结合成岩序列和矿物转化关系，反推成岩初始矿物类型及质量分数。模型中第1阶段的初始矿物主要以方解石为主，质量分数为90%，另包括5%的石英和5%的镁方解石。次生矿物包括白云石、镁方解石。模拟的7个成岩阶段具有连续性，第2阶段模拟结束的网格条件作为第3阶段的初始条件，以此类推。

4.2.3 矿物动力学参数

模型计算中方解石采用平衡学控制，石英、白云石等其他矿物采用动力学控制。涉及的矿物动力学数据取自相应的参数数据库和相关文献［22］，详见表3，其中n（H+）是相对于H+的指数项。

4.3 孔隙演化定量恢复

图10为灯四段地层成岩演化过程中典型矿物质量分数及孔隙度随时间的变化。

第1阶段：压实固结。

第2阶段：储层在大气淡水的影响下矿物发生溶蚀，方解石质量分数减少约30%，孔隙度对应增加至28.2%。

第3阶段：流体中Mg2+离子浓度变高，储层经历白云石化作用，后期胶结，孔隙度减至9.8%。

第4阶段：储层深埋过程中伴随着海水入侵，强烈的微生物活动使储层发生海水白云石化作用，方解石几乎全部转化为白云石，白云石占比可达90%，孔隙度增至12.1%。

第5阶段：在长时间海水环境下，储层流体中离子过饱和，碳酸盐矿物大量胶结，充填孔隙，导致孔隙度降至7.2%。

第6阶段：在距今约200 Ma时，储层经历有机酸以及油气充注，初期造成白云石、方解石溶蚀，孔隙度增加2.1%，但后期伴随有机酸脱羧释放CO2，导致碳酸盐矿物沉淀，孔隙度减少3.9%。整体上储层受有机酸的影响，孔隙度先增后减，总体减孔1.8%，最终孔隙度降至5.4%。

第7阶段：在热液充注阶段发生热液白云石化以及硅化作用，热液白云岩的形成使矿物内部孔隙结构发生变化并产生更多孔隙，最终在硅化作用的影响下，孔隙度增至6.2%。

第8阶段：深部地层流体占主导作用，发生重结晶和胶结等成岩作用，其产物主要为白云石以及石英，矿物质量分数及孔隙度的变化量整体较小，最终孔隙度降至4.6%。

5 讨 论

5.1 多类型流体对储层的改造作用

根据试验测试与数值模拟的结果分析，地层经历4类流体（大气淡水、海水、有机酸及热液）的6期改造：①大气淡水（大气淡水造成储层中方解石发生强烈溶蚀，孔隙度增加，后大气淡水不充足，发生胶结作用，白云石沉淀导致孔隙度降低）；②海水（储层沉降，海水入侵，发生海水白云石化以及胶结作用，孔隙度先增加后减少）；③有机酸（有机酸侵入储层后，先导致碳酸盐矿物溶蚀，然后在脱羧CO2的影响下，碳酸盐矿物再次胶结，孔隙度整体先增加后减少）；④热液（储层受热液侵入的影响，发生热液白云石化和硅化作用）。最后在深部地层流体作用下，矿物发生胶结、交代作用，导致储层孔隙度减少。总之当大气淡水充足时，为建设性流体，而海水、有机酸和热液均为建设性—破坏性共存的流体，对储层孔隙度的影响具有双面性，取决于温度、压力、岩矿条件等多方面条件。

大气淡水对储层的溶蚀强度较高，孔隙度变化达9.7%。灯四段地层暴露，且经历长期大气淡水溶蚀。同时碳酸盐在静水压力下溶解度更高，这一点在前人研究中也得到证实［23-24］。矿物的溶蚀速度同样取决于大气淡水的相对淋滤速度［25］。研究将两阶段大气淡水相对淋滤速度分别设置为50和3 mm/a，发现在第一个大气淡水淋滤阶段矿物发生极强的溶蚀作用，而在第二个大气淡水淋滤阶段储层以白云石化作用和胶结作用为主。

在海水入侵阶段，储层孔隙度先增加后减少，总体降低2.6%。海水中离子浓度相对较高，易打破储层内原有的流体—岩石系统平衡，引发矿物的沉淀和转化。灯四段地层曾长时间处于海水侵入状态，Sandberg ［26］的研究表明，当时海水处于方解石海阶段，在海水入侵储层后，富含Mg2+的海水与地层水混合增加原本流体系统的w（Mg）/w（Ca），伴随着强烈的微生物活动，储层发生海水白云石化，方解石开始向白云石转化从而使孔隙增大［27］。然而随着埋藏深度的增加，储层流体温度不断升高，阴阳离子间活动剧烈，强烈的胶结作用长时间占据主导地位，导致孔隙在将近130 Ma的时间内持续减小。

在有机酸入侵阶段，储层孔隙度先增加后减少，总体降低2.8%。在印支—燕山运动期间，四川盆地发生大规模的油藏生成—运移过程，油气充注带来的有机酸开始对灯四段地层产生影响。前人针对有机酸进行大量试验研究，结果表明烃源岩生烃过程中排出的有机酸会与碳酸盐矿物反应生成CO2-3、Ca2+以及Mg2+等产物，溶蚀矿物生成次生孔隙，是改善储层孔隙的主要因素之一，但随时间增加会产生大量碳酸盐矿物沉淀［28-30］。有机酸充注过程一般发生在含油气储层，有机酸控制储层的差异性说明油气在不同储层内打开运移通道和形成圈闭的能力不一［29］，基于有机酸对储层矿物的溶蚀或胶结能力的对比，可以推断并寻找更适合成为油气藏的储层。

热液充注会引发热液白云石化以及硅化作用，从而形成热液白云石及硅质云岩，从而对储层进行增孔或减孔改造［31］。研究中根据热液白云石的形成期次以及埋藏史，判别热液充注发生在距今约120 Ma的俯冲构造—热效应，并使孔隙度增加08%，在薄片观察中发现热液白云岩胶结于其他白云岩边缘或缝隙内部，说明灯四段地层热液白云岩是以基质白云岩进行交代产生的，Jiang等 ［31］的研究也证明这一观点。在研究中热液白云石化作用对储层增孔影响偏弱，可能原因为：①热液侵入过程中地层逐步抬升，储层未能完全受热液影响；②储层发育已较为成熟，方解石质量分数偏低。除此之外硅化作用也会使物性变差［14］。研究中在灯四段地层中发现较大量由含Si热液影响形成的加大石英和隐晶质硅充填孔隙，对储层造成一定的破坏作用。

5.2 多期次流体叠加改造储层

研究表明在灯四段地层成岩演化过程中，多期次流体对储层的改造有叠加效应。储层经历机械压实后，孔隙度为18.5%，然后被4类流体分6期改造，发生矿物的溶蚀—胶结—交代—转化作用，孔隙度经历反复增减的过程，最终在地层流体平衡下演化为储层现今孔隙度水平。

储层最终的物性条件取决于多期次流体的叠加改造，并非单一建设性或破坏性流体的影响。研究中储层先后经历大气淡水、海水、有机酸以及热液的多期次叠加影响，孔隙度发生复杂的增加减少过程。储层在经历建设性流体影响后会改善储层，有利于物性条件改善，例如大气淡水溶蚀，降低碳酸盐矿物质量分数［25］。有机酸影响储层后，溶蚀作用会使原本倾向致密的储层产生可运移油气的优势通道，改善储层物性，然而这些通道在后续海水或其他流体影响下可能被堵塞，破坏储层物性［28-29］。

研究表明灯四段地层经历多期次流体作用的过程中，控制孔隙度的主要成岩作用为溶蚀作用、白云石化作用与胶结作用，矿物间以方解石—镁方解石—白云石之间的转化最为重要。在大气淡水溶蚀阶段，方解石质量分数减少约30%；在暴露阶段，以白云石化作用和胶结作用为主，方解石向镁方解石以及白云石转化，阶段结束白云石质量分数约为30%，镁方解石质量分数约为50%；在海水入侵阶段，先发生海水白云石化作用，后发生胶结作用，方解石基本全部转化为白云石，白云石质量分数大于90%；在有机酸入侵过程中，白云石先被溶蚀至约70%，后因胶结作用使白云石质量分数增加约10%；热液入侵引起热液白云石化作用和硅化作用，热液白云石交代其他白云石。最终矿物组分为白云石质量分数为80%，方解石质量分数为15%。整体上灯四段地层白云石化作用累积造成的孔隙度增加约为5%，溶蚀增孔量约为12%，长期多阶段的胶结作用减孔量接近30%，基本符合孔隙度的始末变化值，也说明溶蚀作用、白云石化作用与胶结作用是控制灯四段孔隙度的主要成岩作用。前人的研究也表明，灯影组等碳酸盐地层矿物的演化过程以方解石—镁方解石—白云石为主，大气淡水造成的溶蚀、胶结作用使储层形成初期孔隙结构，在经受海水、有机酸、热液等流体入侵后，储层中白云石为主要矿物［6，11，23-24，27］。

流体的充注顺序对储层孔隙度的演变影响极大。在研究中大气淡水淋滤前，储层孔隙度较高，约为20%，较好的流通空间使储层可以接受更多的流体改造，故而其溶蚀作用导致的增孔量较大，可约为10%。然而若在大气淡水淋滤时，通道闭塞或流体环境相对封闭，则很难对储层进行充分改造。在有机酸充注前，储层长期受到海水的胶结作用，内部孔隙被胶结物大量充填，阻碍酸性流体的流动，导致酸性流体对储层的溶蚀效果变差，仅约有2%。前人对矿物形成顺序和孔洞平面发育特征的研究也证明这一观点，在沉积期矿物基本由方解石组成，在储层受溶蚀形成大规模孔洞后，白云石胶结物充填在其中［6］，成为保持储层孔隙的骨架结构，但在胶结物大量胶结之后，酸性流体难以进入储层，对胶结物的溶蚀效果变差［29］。此外研究表明灯四段地层中白云岩在前期地表暴露以及海水入侵期间形成较多，而后期热液所造成的热液白云岩质量分数较少。显然建设性流体对储层的改造受当时储层的物性条件影响，需要有良好的通道促进流体流动、反应和改造，而前期流体溶蚀形成的孔隙能为后期流体的改造提供通道，同时为矿物胶结提供空间。同时前期流体改造后引发的流体—岩石反应的产物是后期发生反应的物质基础，流体改造储层的顺序不同，矿物转化序列则不同。

6 结 论

（1）灯四段地层受到大气淡水、海水、有机酸和热液4种流体6期改造影响，引发流体—岩石作用，经历多期次溶蚀与胶结交替的成岩演化过程。其中不同类型流体对储层改造能力存在差异：大气淡水溶蚀阶段孔隙度增加9.7%，后降低18.4%，海水入侵阶段孔隙度总体降低2.6%，有机酸充注阶段孔隙度总体降低3.1%，热液充注阶段孔隙度增加08%。控制孔隙度的主要成岩作用为溶蚀作用、白云石化作用与胶结作用，矿物以方解石—镁方解石—白云石之间的转化为主。

（2）碳酸盐储层成岩过程中，不同类型的流体对储层的改造差异较大，充足的大气淡水可以溶蚀碳酸盐矿物，从而提供大量有效储集空间，是建设性流体，而海水、有机酸和热液均为建设性—破坏性共存的流体，对储层孔隙度的影响具有双面性，取决于温度、压力、岩矿等多方面条件。

（3）漫长的成岩演化过程中，多期次流体对储层的改造有叠加效应，储层最终的物性条件取决于多期次流体的综合改造，并非单一建设性或破坏性流体的影响，同时流体改造的顺序对储层孔隙度的演变影响也极大。建设性流体或破坏性流体对储层的改造均受储层的物性条件影响，需要有良好的通道促进流体流动、反应和改造，被建设性流体优先改造的储层具备被后期流体改造的通道和空间，而先被破坏性流体影响的储层无法提供上述条件。前期流体改造后引发的流体—岩石反应的产物是后期发生反应的物质基础，流体改造储层的顺序不同，矿物转化序列则不同。

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（编辑 李 娟）

基金项目：中石油重点实验室开放课题（2023-KFKT-08）;国家自然科学基金项目（42372143）；中国石油大学（北京）人才基金（2462023BJRC030）;中国石油天然气股份有限公司重大科技专项（2023ZZ02）

第一作者及通信作者：杨磊磊（1988-），女，副研究员，博士，博士生导师，研究方向为储层成岩作用与质量评价。E-mail：yangleilei@cup.edu.cn。

引用格式：杨磊磊，魏国，于志超，等.四川盆地灯影组多类型流体多期次改造作用下孔隙度演化的定量研究［J］.中国石油大学学报（自然科学版），2024，48（3）：15-26.

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