辽东湾J25—1油田古近系成岩作用研究

辽东湾J25—1油田古近系成岩作用研究

通过岩心观察、岩石薄片鉴定、扫描电镜分析和重矿物鉴定等资料，综合运用沉积岩石学、层序地层学、储层地质学、沉积地球化学等理论方法，对辽东湾J25-1油田古近系进行成岩作用研究。辽东湾J25-1油田储集层的长石和岩屑含量较高，其储层砂岩类型主要为岩屑长石砂岩、长石砂岩。其成岩作用包括压实作用，胶结作用，交代蚀变作用，重结晶作用。其中，碳酸盐的胶结作用对J25-1油田的影响最大，胶结形式主要是孔隙式胶结和基底式胶结。

标签：辽东湾；古近系；J25-1；成岩作用

J25-1地区处于渤海湾盆地辽东湾海域西部的辽西低凸起中部，辽东湾盆地的5个次级构造单元中，辽西低凸起的分布范围以及纵向连续性方面规模较大（图1）。文章对该井的诸多岩石薄片、扫描电镜、粒度分析、以及古生物资料进行了鉴定观察以及综合分析，明确研究区主要成岩作用及其特征。不同类型的成岩作用在储层的孔隙演化中起至关重要的作用，因此对成岩环境的研究是目前的研究重点与热点，同时在储层预测中更起到关键作用。

1 研究区域地质概况

J25-1油田地处辽西低凸起北部倾末端，西临辽西凹陷中北洼，东挨辽西一号断层和辽西低凸起。位于辽西中洼和辽西北洼之间的反转构造带上，东北方向向辽西凹陷下倾，西南方向和25-1S油田以鞍部连接。据研究区的钻探结果可知，研究区岩性以大套厚层泥岩为主，泥岩中部集中发育一套厚度达100余米的砂层，单砂层厚度不均。沙三段上亚段缺失，沙三段下亚段为泥岩与灰质粉砂岩不等厚互层（图2）。有多套烃源岩，是有利的油气成藏区带，其最主要的生烃层系为沙三段烃源岩，沙三段以及沙二段位主力油层段。

2 岩石组构特征分段统计

根据16口井诸多岩石薄片鉴定报告，并根据砂岩成因分类进行三角图投点（图3）。辽东湾J25-1地区油气藏储集层的长石和岩屑含量较高，其储层砂岩类型主要为岩屑长石砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩，岩屑成分以火山岩岩屑和变质岩屑为主。该地区的胶结作用主要包括碳酸盐胶结、粘土矿物胶结、偶见石英次生加大胶结，最常见的是碳酸盐胶结，粘土矿物胶结其次。胶结类型多见孔隙式胶结，偶见基底式胶结。胶结物主要表现为方解石、菱铁矿及白云石，偶见少量高岭石和重结晶的泥质胶结物。矿物颗粒分选中-差，次棱角状为主，结构成熟度中等，成分成熟度低。从物性特征来看（图4），J25-1油田储层孔隙度较高，平均在15～25%，渗透率较高，属于高孔高渗储层。

3 成岩作用类型及特征

J25-1井的碎屑岩在埋藏过程中主要经历了压实作用、胶结作用以及交代蚀

变作用等。胶结作用是影响本区储层物性的主要因素，其中碳酸盐胶结对该区储层影响最大。

3.1 压实作用

J25-1井压实作用中等，为机械压实。压实作用是在一个沉积物体中，由于上覆负荷所引起的正常剪切-压实力作用，使其孔隙流体排出和孔隙体积缩小的过程。其表现在颗粒接触紧密程度和矿物的定向排列性上。压实作用在沉积物埋藏的早期阶段表现的比较明显。

3.2 胶结作用

辽东湾地区胶结作用类型多样，主要包括碳酸盐胶结、粘土矿物胶结和石英次生加大胶结。其中碳酸盐胶结物是J25-1油田碎屑岩中最主要的胶结物。包括方解石、白云石、泥质胶结物、菱铁矿和高岭石等.以及粘土及泥晶碳酸盐包壳、石英次生加大、亮晶方解石胶结。根据薄片鉴定统计，25-1井的沙三段中亚段钙质砂岩胶结物为碳酸盐矿物、自生粘土矿物和氧化硅。J25-1油田碎屑岩胶结类型包括孔隙式胶结、基底式胶结、偶见接触式胶结。其中J25-1-13井2121m处呈孔隙式胶结交代碎屑颗粒，白云母交代方解石边缘；高岭石和碳酸盐充填粒间孔隙，高岭石晶出好，集合体重结晶呈小米粒状产出；J25-1-15井2073m处的粉砂质泥岩显示出大量红褐色泥质均匀分布粒间，形成基底式胶结，泥质重结晶呈星点状、纤维状及丝絮状。

石英次生加大是成岩过程中，孔隙水中饱和SiO2，SiO2在石英颗粒表面沉淀，颗粒表面溶蚀，形成石英自生加大胶结物。石英自生加大的方式有同轴自生加大和异轴自生加大，在自生加大的自生石英和碎屑颗粒石英之间，常见粘土衬边（图5-1、图5-2）。

图5-1胶结致密；颗粒边缘溶蚀，粒间孔隙较连通，见石英加大现象；图5-2胶结致密，颗粒表面溶蚀强烈；长石溶蚀，次生石英加大和高岭石充填粒间孔隙。亮晶方解石胶结是成岩作用中后期，孔隙水中饱和碳酸钙，碳酸钙在颗粒间缓慢沉淀，形成胶结物。亮晶方解石胶结物有2种产出形式，一种是连生胶结，也称嵌晶胶结，即多个孔隙的亮晶方解石为同一晶体，就像碎屑颗粒镶嵌在晶体中。另一种是亮晶方解石局限于单个孔隙。高岭土晶出差，与水云母胶结物混杂，不易区分。

3.3 交代蚀变作用

交代作用是在一定物理、化学条件下发生置换反应的结果。研究区研究层段常见碳酸盐矿物胶结较致密，交代碎屑颗粒边缘。其中白云石交代颗粒的现象较普遍，同时还有白云石交代方解石以及方解石交代部分颗粒。白云石交代方解石是白云石置换了方解石的成分，在方解石解理纹，特别是解理纹交点处交代作用容易发生。J25-1-11样品9可见高岭石晶出较好，孔隙式充填粒间孔隙，白云石和方解石胶结、交代碎屑颗粒，部分颗粒边缘被交代呈港湾状，见白云石交代方

解石现象。蚀变作用是在水介质作用下，原始矿物的部分相对易溶组分流失，造成矿物种类发生转变。常见的蚀变作用有白云母的水云母化和长石的绢云母化。其中J25-1-16部分颗粒见泥化及绢云母化现象

3.4 重结晶作用

重结晶现象和矿物的多形转变主要发生在碎屑岩的胶结物中。碳酸盐胶结物的重结晶作用，可使砂岩的胶结物形成特征的连晶或嵌晶结构。J25-1油田存在许多重结晶的泥质胶结物，泥质重结晶呈纤维状及鳞片状，有的甚至强烈重结晶成鳞片状，定向分布的水云母黏土。

4 结束语

通过对J25-1油田岩石薄片鉴定、扫描电镜分析和重矿物鉴定等资料的综合分析，结合现代沉积学，储层地质学以及地球化学理论，取得以下一些认识：（1）辽东湾J25-1亿吨级油田断块虽然复杂，但是砂体分布很稳定，储层物性良好。优良的岩性组合形成了J25-1油田优秀的储盖组合。（2）沙二段，沙三段为J25-1油田的主力油层段，含油段集中且都为构造油气藏，同时埋藏浅厚度大。是有利的油气成藏区带。（3）本油田成岩事件众多、标志显著。压实作用、胶结作用、交代作用以及重结晶作用影响较大，最为多见的是胶结作用。碳酸盐胶结物是J25-1油田碎屑岩中最主要的胶结物。

参考文献

[1]尚锁贵.辽西低凸起古近系沉积体系研究与有利相带选择[D].2007.

[2]于开平.辽东湾旅大地区古近系成岩作用与储集层孔隙关系研究[J].地质与资源，2011（6）.

[3]徐长贵，于水，林畅松，等.渤海海域古近系湖盆边缘构造样式及其对沉积层序的控制作用[J].古地理学报，2008（06）：627-635.

[4]付兆辉，张在振，李德纯，等.渤海湾盆地埕北凹陷古近系沉积体系分析与油气成藏[J].沉积学报，2009（01）：26-31.

[5]徐长贵，周心怀，邓津辉.渤海锦州25-1大型轻质油气田的发现与启示[J].石油地质，2010.

[6]韩雪芳，朱筱敏，董艳蕾.辽东湾锦州25-1南潜山变质岩储层四性特征研究[J].岩性油气藏，2009（3）.

[7]曾允孚，夏文杰.沉积岩石学[M].北京：地质出版社，1986.

[8]朱筱敏.沉积岩石学[Z].