储层成岩产物对于油气运移的指示意义;以塔里木盆地群苦恰克构造带东河塘组为例

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内的成岩矿物则正是特定流体—岩 石 体 系 内 的 产 物 （ 蔡 春 芳 等，１ ９ ９ ７ ） 。因此通过储层 内油气参与反应的一些特定成 岩 产 物 产 出 的 分 异 特 征 就 有 可 能 从 一 定 程 度 上 推 演 出 油 气运移的踪迹， 并为油气运移的最终方向乃至富集带的判定提供关键线索。 塔里木盆地泥盆系东河塘组是近年来重要的 勘探 目 的层， 特别是 针对 塔 西 南 新 区 群 苦恰克构造带而言， 东河塘组是 勘 探 目 标 的 重 中 之 重， 也受到了诸多储层地质学家和石 油地质学家的关注， 众多学者在研究层段储层 形成 演 化因素及 油气成藏 时间等方 面 取 得 ０ ０ ４ ；朱 筱 敏 等，２ ０ ０ ５ ；顾 家 裕 等，２ ０ ０ ６ ；张 惠 良 等， 了较为一致 的 认 识 （ 张 哨 楠 等，２ ２ ０ ０ ６ ，２ ０ ０ ９ ） 。但上述认识并未在小尺度上深究研究层段油气运移的踪迹， 以至于目前对 于运移的方向乃至油气藏类型仍未取得共识。本 次研究则 是 在前 人 研究 的基 础 上， 通过 探究储层内成岩产物产出的平面分异， 揭示出 平 面上 储层 流体—岩石体系 内 物 理 化 学 特 性的差异及其与油气充注的相互关系， 以期从 一个 全 新的角度 为储层内 油气充注 方 向 的 判定提供证据。
东河砂岩发育于晚泥盆世末期， 在群苦恰克构造带内厚约 １ ０ ０余 米， 自 下而上分 为 ３ 段， 下段以灰色粉砂岩、 细砂岩为主；上段则以深灰色、 灰色饱 含油、 荧光细 砂岩为主；中 部发育一套厚层的绿灰色泥岩， 并夹薄层灰色 粗 砂岩。目 前 总体认 为研 究 区东 河 塘 组 地 层上、 下两段砂岩层段均为滨岸相沉积成因， 主要 发育临滨 和 前滨 亚 相， 砂体的 沉 积 相 带 ０ ０ ５ ；顾家裕等，２ ０ ０ ６ ；张惠良等，２ ０ ０ ９ ） ， 其中东 河塘组 下砂岩段 分布稳定（ 朱筱敏等，２ 是研究区的 重 点 含 油 层 段。 研 究 区 在 油 藏 剖 面 上， 呈现出局部类似背斜构造的特征 （ 图１ ｂ ） ， 但 受 产 权 所 限， 围 绕 该 区 块 勘 探 开 发 的 整 体 研 究 仅 限 于 这 一 构 造 的 局 部， 而对
下 因此本次研究着重对研究层 段 （ 东 河 塘 组 下 砂 岩 段， 简称 Ｄ ｄ ） 内胶结作用平面分异特 ３
征进行解析。 研究层段内胶结产物主要有碳酸盐胶结物、 粘土矿 物 胶结物 （ 主 要为伊利 石， 另有撰 文） 和硅质（ 主要为石英） 胶结物。其 中 后 两 者 在 研 究 层 段 内 产 出 规 模 较 为 有 限， 整体含 量较低。 因此本次研究主要针对 研 究 层 段 内 较 为 常 见 的 碳 酸 盐 胶 结 物 来 开 展。 研 究 层 段 内 较为常见的主要碳 酸 盐 胶 结 物 为 白 云 石 和 铁 白 云 石， 至于铁方解石仅在个别样品中可 见， 且含量较少。以下则针对白云石和铁白云石胶结产物分别进行阐述。 （ １ ） 白云石 研究层段 内 白 云 石 在 平 面 上 的 分 布 较 为 广 泛， 且在孔隙内的产出也较为均一 （ 图３ ａ ， 图３ ｂ ） 。主要以充 填 孔 隙 型 发 育， 但局部可见其交代碎屑颗粒（ 石英颗粒） 的现 象。形态上也主要呈半自形至他 形 晶 晶 形， 在研究层段内主要产出于早成岩阶段（ 张惠 良等，２ ０ ０ ６ ） 。其在研究层段内的含量在平面上呈现出较为明显的规律性分布， 即在近东 西方向上， 白云石胶结物的产出程度自西向东依次降低 （ 图４ ａ ） 。 （ ２ ） 铁白云石 相对 于 白 云 石 胶 结 物 而 言，铁 白 云 石 胶 结 物 在 孔 隙 中 的 产 出 较 为 零 散 （ 图３ ｃ ～图 ３ ｆ ） ， 由其与石英次生加大的接触关系 表 明， 铁白云石胶结物的产出明显晚于 石英的次生加大 （ 图３ ｅ ， 图３ ｆ ） ， 属于中成岩阶段的产物， 而且在时间序列 上， 略 晚于研究 层段内油气聚集的时间（ 张惠良等，２ ０ ０ ６ ） 。铁白 云石 胶 结物 的晶形发 育 较 好， 主要呈自 形 至 半 自 形 的 菱 形 状， 部分以交代白云石胶结物的形式产出于储层的粒间孔隙中 图３ ｄ ） ， 并随白云石胶结 物 充 填 于 储 层 的 粒 间 孔 隙 中。 其 含 量 在 平 面 上 呈 现 出 与 白 云 （ 石胶结物截然相反的分布规律， 即 在 近 东 西 方 向 上， 铁白云石胶结物的产出规模自西向 东依次增大 （ 图４ ｂ ） 。
摘 要 泥盆系东河塘组下段砂岩储层是塔里 木 盆 地 群 苦 恰 克 构 造 带 内 重 要 的 勘 探 层 系， 有 关储层内油气充注方向与富集 规 律 的 研 究 目 前 仍 未 有 统 一 认 识。 研 究 层 段 内 碳 酸 盐 胶 结 物 （ 主要为白云石和铁白云石胶结物） 分布较为广泛， 其中作为 早 成 岩 阶 段 产 物 的 白 云 石 胶 结 物 的含量在平面上呈现出自东向西依次增加的趋势；而铁白云石胶结物则以交 代 先 期 形 成 白 云 石胶结物的形式产出于中成岩阶段， 略滞后于储层内的油气充注， 其胶结程度在平面上呈现出 自东向西依次减弱的分布规律。 铁 白 云 石 胶 结 物 作 为 反 映 储 层 内 较 强 还 原 环 境 的 指 示 性 矿 物， 其在储层内的分布规律也承担着 判 明 油 气 运 移 方 向 或 富 集 规 律 的 “ 责任” ， 而其上述分布 规律为研究区储层内油气自东向西充注提供了全新的判定依据。 关键词 群苦恰克构造带 东河塘组 成岩作用 铁白云石胶结物 油气运移 中图分类号： Ｐ ６ １ ８ １ ３ ，Ｔ Ｅ １ ２ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：０ ５ ６ ３ － ５ ０ ２ ０ （ ２ ０ １ ２ ） ０ １ － １ ６ ９ － ０ ８
国家重点基础研究发展计划“ ９ ７ ３ ” 项目（ 编号：２ ０ ０ ６ Ｃ Ｂ ２ ０ ２ ３ ０ ４ ） 和长江大学科研发展基金项目资助。 韩登林，男，１ ９ ７ ９年 １ １月生， 博士， 讲师， 地质学专业。 Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ：ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ＠ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ０ １ １ － １ １ － １ ０改回。 ２ ０ １ １ － ０ ９ － ０ ８收稿，２
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储层成岩产物对于油气运移的指示意义
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，２ ，２ ，２ 韩登林 １ 许晓宏 １ 李维锋 １ 李 忠３ （ １ ． 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室 湖北荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ；２ ． 长江大学 地球科学学院 湖北荆州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ；３ ． 中国科学院地质与地球物理研究所 北京 １ ０ ０ ０ ２ ９ ）
图１ 群苦恰克构造带构造纲要示意图（ ａ ） ；群苦恰克构造带泥盆系东河塘组油藏剖面示意图（ ｂ ）
Ｆ ｉ ｇ ．１ Ａｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄｍ ａ ｐｓ ｈ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｉ ｃｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙａ ｒ ｅ ａ （ ａ ） ； Ａｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄｍ ａ ｐｓ ｈ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ Ｄ ｏ ｎ ｇ ｈ ｅ ｔ ａ ｎ ｇｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎｓ ｔ ｕ ｄ ｙａ ｒ ｅ ａ （ ｂ ）
１ 地质概况
群苦恰克构造带位于塔里 木 盆 地 西 南 坳 陷 麦 盖 提 斜 坡 处， 北 靠 西 克 尔 构 造 带， 西邻 喀什 凹 陷， 南 接 叶 城—和 田 凹 陷， 东 北 邻 巴 楚 前 缘 隆 起， 向东与塘古孜巴斯凹陷过渡 （ 图１ ａ ） 。巴什托普油田则发现于该构造带内， 而泥盆系东河塘组即为该油田的重点勘探 层段之一。
韩登林等： 储层成岩产物对于油气运移的指示意义 １期 — — —以塔里木盆地群苦恰克构造带东河塘组为例
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于研究层段内油气运移方向及其富集规律， 目前众说不一， 仍未取得一致的认识。
２ 取样及分析方法
样品来自群苦恰克构造带内 ５口探井的取心 段中， 均 隶属于 泥盆系东 河 塘 组 下 段 砂 Ｓ Ｙ／ Ｔ ５ ９ １ ３ ２ ０ ０ ４ ） 制 成 铸 体 薄 片， 并采用茜素红 岩。用来镜下观察的样品按 照 行 业 标 准 （ ： 和铁氰化钾的复合液（ 质量比例为 １ ５ ） 对薄片 进 行染 色， 以 便于镜 下区分 不同 类型的 碳 酸盐胶结物。为了便于后 期 分 析， 进 行 镜 下 统 计 的 样 品 均 为 细 砂 岩， 且 分 选 为 中 等—较 好， 以此屏蔽粒度、 分选等因素对储层成岩改造特征的制约。
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３ ２ 特定成岩产物特征 一般 而 言， 如 果 储 层 内 流 体—岩 石 体 系 相 对 平 衡 状 态 被 打 破， 则最为直接的成岩改 造莫过于胶结和溶蚀作用。但溶蚀作用的产出特征受控 于 （ 包括 储层内不 稳定 碎屑颗 粒 含量在内的） 内外界多种因素， 而胶结作用则对于外界流体（ 油气） 的介入相对 更为敏感，
３ 岩石学特征
３ １ 碎屑矿物组分特征 群苦恰克构造带泥盆系东河 塘 组 碎 屑 岩 储 层 岩 石 类 型 主 要 为 岩 屑 石 英 砂 岩 和 岩 屑 砂岩 （ 图２ ） ， 骨架颗粒含量平均为 Ｑ ， 矿物成分以石英和岩屑为主， 长石含量 ０ ７ ０Ｆ ０ ０ ４Ｒ ０ ２ ６ 次之。其中石英颗粒主要以单晶石英为主， 鲜见多晶石英；岩屑则以火山岩岩屑为主， 沉 积岩岩屑和变质岩岩屑含量相近。颗粒之间主要 呈点—线接 触， 东 河塘组 砂 岩 成 分 成 熟 度较高， 分选、 磨圆均较好。泥质含量较低， 一般在 ３ ％～ ５ ％ 之间， 均值为 ３ ４ ％。
成岩作用在众多的教科书上均被表述为“ 涵盖了 沉积 物自初 始沉积至 早期 变 质期 间 所经历的所有物理—化学作用” （ Ｗｏ ｒ ｄ ｅ ｎａ ｎ ｄＢ ｕ ｒ ｌ ｅ ｙ ，２ ０ ０ ３ ；李忠等，２ ０ ０ ６ ａ ） 。但自 ２ ０世 纪７ ０年代， 含油气盆地勘探开发的突飞猛进不仅 极大地加快 了成岩作用 的 研 究 进 程， 也 对成岩作用的研究提出了更高层次的要求（ 李忠等，２ ０ ０ ６ ａ ，２ ０ ０ ６ ｂ ） 。目前越来 越多的成 岩学家从单纯的依靠储层内无机—有机成岩分析 的研 究范畴跳 离出来， 而从制约储层成 岩改造的动力学过程的角度来解析和预测储层成岩作用时空 分异规 律（ Ｍｏ ｒ ａ ｄ ，１ ９ ９ ８ ；寿 建峰等，２ ０ ０ ３ ，２ ０ ０ ５ ；Ｗｅ ｂ ｅ ｒａ ｎ ｄＲ ｉ ｃ ｋ ｅ ｎ ，２ ０ ０ ５ ；Ｅ ｌ ｇ ｈ ａ ｌ ｉ ｅ ｔ ａ ｌ ． ， ２ ０ ０ ６ ；Ｋ ｅ ｔ ｚ ｅ ｒａ ｎ ｄＭｏ ｒ ａ ｄ ， ２ ０ ０ ６ ；李忠等，２ ０ ０ ６ ｂ ） 。以此为契机， 使得成岩作用的研究不再是一个孤立的储层地质 学“ 研究模块” ， 而与越来越多的其它研究领域产生了共鸣， 衍生出了多个 交叉研究领 域， 并逐渐成为目前储层地质学界的研究热点（ 李忠等，２ ０ ０ ６ ｂ ） 。 油气运移研究主要基于有机地球化学指标的 对比 分 析， 而 成岩作 用研 究 则 聚 焦 于 储 层内流体—岩石相互作用， 因此无论是成岩学家， 还是石油 地质学 家， 都认 为 上 述 两 项 研 究是两个截然无关的学科领 域。 但 越 来 越 多 的 研 究 表 明， 油 气 运 移 至 储 层 内， 能够彻底 打破储层内的流体—岩石体系内的物理化学相对 平衡 状 态， 而 这种改 变又 造 就 了 储 层 内 一系列流体—岩石相互作用（ Ｗｏ ｒ ｄ ｅ ｎａ ｎ ｄＭｏ ｒ ａ ｄ ，２ ０ ０ ０ ；Ｗｏ ｒ ｄ ｅ ｎａ ｎ ｄＢ ｕ ｒ ｌ ｅ ｙ ，２ ０ ０ ３ ） ， 储层
图２ 群苦恰克构造带泥盆系东河塘组下段砂岩碎屑组分特征， 岩石分类根据 Ｆ ｏ ｌ ｋ （ １ ９ ７ ４ ）
Ｑ ｔ ． 石英；Ｆ ｔ ． 长石；Ｌ ｔ ． 岩屑；Ｌ ｓ ． 沉积岩岩屑；Ｌ ｍ ． 变质岩岩屑；Ｌ ｖ ． 火山岩岩屑 Ｆ ｉ ｇ ．２ Ｔ ｈ ｅｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃｏ ｆ ｃ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎＤ ｏ ｎ ｇ ｈ ｅ ｔ ａ ｎ ｇＦ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎｓ ｔ ｕ ｄ ｙａ ｒ ｅ ａ ． Ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｆ ｔ ｅ ｒ Ｆ ｏ ｌ ｋ （ １ ９ ７ ４ ）