川东北地区灯四段储层成岩作用及孔隙演化

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.2.16

摘要/Abstract

摘要：

本文以四川盆地川东北地区灯四段储层为研究对象,基于区内丰富的野外露头和钻井取心资料,结合扫描电镜、阴极发光和地化分析等测试手段,对灯四段储层成岩作用、成岩演化序列和储层孔隙演化进行了详细研究。结果表明:灯四段碳酸盐岩储层在沉积作用和成岩作用过程中广泛地受到孔隙流体和成岩变化的影响,依序经历海底胶结作用、同生-准同生大气淡水溶蚀作用、早成岩期相控岩溶作用、浅埋藏期胶结充填作用、中-深埋藏期溶蚀作用、重结晶作用和构造破裂作用等。其中,由于复杂的成岩流体影响,主要的胶结充填作用表现为五期白云石充填和两期与火山-热液活动相关的硅质充填,对储层破坏最为严重。而早成岩期相控岩溶作用则是灯四段储层形成的最关键建设性成岩作用,与典型表生岩溶作用表现出明显的差别。川东北地区灯四段储层在这些成岩作用的动态叠加中,最终形成现今的储集面貌。研究结果可为寻找区域优质储层提供更科学的地质依据。

关键词: 成岩作用, 成岩序列, 孔隙演化, 相控岩溶, 灯四段, 川东北地区

Abstract:

Based on abundant field outcrop and core data, combined with scanning electron microscopy, cathodofluerescence microscopy and geochemical analysis, carbonate diagenesis, diagenetic sequence and pore evolution in the 4^th member of the Dengying Formation in northeastern Sichuan Basin were studied in detail. Widely influenced by pore fluid and diagenetic changes during sedimentation and diagenesis, the carbonate reservoir underwent submarine cementation, syngenetic-parasyngenetic atmospheric freshwater dissolution, karstification controlled by sedimentary facies in the eogenetic stage, cement filling under shallow burial, dissolution under mid-deep burial, recrystallization and tectonic rupturing. Due to complex diagenetic fluids, the main cement fillings featured five periods of dolomite cements and two periods of siliceous cements related to volcano-hydrothermal activity, and the damage to the reservoir was most serious. However, facies-controlled eogenetic karstification was obviously different from typical epigenic karstification, and was the most critical, constructive diagenesis impacting the reservoir development in the study area. And dynamic superposition of different diagenesis eventually resulted in the current reservoir features. Results from this study provided a geological basis for the discovery of high-quality reservoirs in the region.

Key words: diagenesis, diagenetic sequence, pore evolution, karstification controlled by sedimentary facies, 4^th member of the Dengying Formation, northeastern Sichuan Basin

中图分类号:

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图/表 12

图1 研究区位置、构造、井位及地层特征示意图(据文献[6]修改)

Fig.1 Location of the study area, structure, wells and Stratigraphic characteristics sketches. Modified after [6].

图2 胡家坝剖面灯四段沉积层序综合柱状图

Fig.2 Depositional sequence composite columnar section of the fourth member of Dengying Formation in Hujiaba.

图3 川东北地区灯四段成岩环境和成岩作用

Fig.3 Diagenetic environments and diagenesis of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图4 川东北地区灯四段压实压溶和与白云石相关的胶结充填作用识别标志 (-)指单偏光;SEM代表扫描电镜图像;YJ代表阴极发光图像。a—缝合线泥质充填, 粉-细晶云岩, Ms1井,灯四段,8 201.82 m; b—海底纤状白云石和浅埋藏期粒状白云石,胡家坝剖面,灯四段(-);c—海底纤状白云石、浅埋藏粒状白云石和第五期溶洞充填白云石继承发育,绵竹青平剖面,灯四段(-);d—YJ01, 纤状白云石发深暗红光、浅埋藏粒状白云石发育浅暗红光,第五期溶洞充填白云石发红光,绵竹青平剖面,灯四段;e—第二期浅埋藏粒状白云石自形程度较好,形成于沥青充填之前,粒径0.03~0.18 mm(SEM);f—大气淡水白云石交代早期海底纤状和浅埋藏粒状白云石,胡家坝剖面, 灯四段(-),g—大气淡水白云石交代凝块石,淡水白云石不发光,绵竹清平;h—裂缝中充填巨晶-异形白云石,南江杨坝剖面,灯四段(-);i—YJ02,巨晶-异形白云石阴极射线下发暗红光,切割第五期亮红光白云石胶结物,南江杨坝剖面,灯四段。

Fig.4 Identification marks of the compaction, pressure solution and dolomite cement of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

表1 灯影组四段大气淡水白云石和基质白云石的电子探针分析结果

Table 1 The results of electron microprobe analyses of atmospheric freshwater dolomite and matrix dolomite

白云石类型	井号/剖面	岩性	取样位置	微量组分质量分数/%
白云石类型	井号/剖面	岩性	取样位置	Na₂O	K₂O	SrO	BaO	FeO	MnO
大气淡水白云石	南江杨坝剖面	凝块云岩	第37层	0.000	0.000	0.000	0.000	0.033	0.020
		凝块云岩	第37层	0.000	0.000	0.000	0.025	0.040	0.023
		凝块云岩	第96层	0.000	0.008	0.000	0.000	0.192	0.047
基质白云石	南江杨坝	砂屑云岩	第321层	0.006 4	0.008	0.029	0.000	0.000	0.015
基质白云石	高石1	凝块云岩	4 957.76 m	0.088	0.034	0.027	0.000	0.004	0.019

图5 川东北地区灯四段与硅质相关的胶结充填作用识别标志 (+)指正交偏光,(-)指单偏光。a—硅质和白云石全充填溶洞, Ms1井,灯四段,8 201.82 m; b—超大溶孔为中晶石英和沥青充填,石英自形程度高,杨坝剖面,灯四段(-);c—溶孔中两期硅质充填,第一期纤片状硅质早于沥青,第二期中粗晶硅质晚于第一期沥青,Rt1井,8 135 m,灯四段(-);d—溶孔中两期硅质充填,Rt1井,8 135 m,灯四段(+);e—硅质岩,杨坝剖面,灯四段(+); f—闪锌矿充填溶洞, Ms1井,8 086 m,灯四段(-)。

Fig.5 Identification marks of the siliceous cement of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图6 川东北地区灯四段膏模孔、粒内溶孔和铸模孔识别标志 (-)指单偏光。a—膏模孔,泥晶云岩,旺苍双汇剖面,灯四段; b—膏模孔,泥晶云岩,旺苍双汇剖面,灯四段(-);c—粒内溶孔和铸模孔,微生物凝块云岩, 胡家坝剖面,灯四段(-)。

Fig.6 Identification marks of paste pore, intragranular dissolved pore and moldic pore of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图7 川东北地区灯四段早成岩期相控岩溶作用特征 (-)指单偏光。a—溶洞角砾、白云石、少量渗流粉砂混合充填,Ms1井 8 106.76 m,灯四段; b—洞穴塌陷和角砾堆积,旺苍鼓城剖面,灯四段;c—顺层溶蚀孔洞,沥青半充填,微生物叠层白云岩,胡家坝剖面,灯四段;d—蜂窝状溶蚀孔洞和花斑状岩溶系统,微生物云岩,胡家坝剖面,灯四段; e—花斑状岩溶系统,Ms1井,8 079.00 m,灯四段(-); f—早成岩期溶孔具有沥青充填,埋藏期溶蚀孔洞无沥青充填, 胡家坝剖面, 灯四段(-)。

Fig.7 The feature of karstification controlled by sedimentary facies in the eogenetic period of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图8 川东北地区灯四段不同相带孔隙度分布直方图

Fig.8 Porosity distributionhistogram of different sedimentary facies belts of the 4th member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图9 川东北地区灯四段重结晶作用和构造裂缝 (-)指单偏光;YJ代表阴极发光图像。a—细晶白云岩,福成剖面,灯四段(-); b—YJ03, 阴极发光下恢复了原岩组构,为微生物砂屑云岩,福成剖面,灯四段; c—高角度和网状裂缝,Ms1井,8 200.37 m,灯四段。

Fig.9 Recrystallization and tectonic rupturing of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图10 川东北地区灯四段储层孔隙演化史

Fig.10 The evolution history of reservoir pore of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

图11 川东北地区灯四段孔隙演化模式图

Fig.11 The evolution model map of the reservoir pore of the 4th Member of Dengying Formation in the Northeastern Sichuan Basin

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