王淑萍，徐守余，董春梅，王麗萍，劉春平

1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580 2.中石化勝利油田東勝集團(tuán)股份公司，山東 東營(yíng) 257000 3. 中石化勝利油田河口采油廠，山東 東營(yíng) 257000

東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層成巖作用

王淑萍1，徐守余1，董春梅1，王麗萍2，劉春平3

1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580 2.中石化勝利油田東勝集團(tuán)股份公司，山東 東營(yíng) 257000 3. 中石化勝利油田河口采油廠，山東 東營(yíng) 257000

由于對(duì)東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶深層天然氣儲(chǔ)層成巖作用特征及其對(duì)儲(chǔ)層的控制作用認(rèn)識(shí)不清，給該地區(qū)天然氣勘探帶來(lái)了極大的風(fēng)險(xiǎn)。綜合運(yùn)用鑄體薄片、掃描電鏡觀察、流體包裹體分析及巖心物性分析等多種技術(shù)方法，對(duì)東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層成巖作用特征及其對(duì)儲(chǔ)層物性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明，該區(qū)北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層為近岸水下扇砂礫巖，成巖作用具有強(qiáng)壓實(shí)、欠壓實(shí)、多期溶解、多期膠結(jié)、復(fù)雜交代和灰泥組分重結(jié)晶的特征。主要膠結(jié)-溶解作用序列為長(zhǎng)石溶解/石英次生加大→碳酸鹽膠結(jié)/石英溶解→碳酸鹽膠結(jié)物溶解/石英次生加大→黃鐵礦膠結(jié)/瀝青充填。近岸水下扇不同亞相(微相)沉積特征的差異性導(dǎo)致了埋藏過(guò)程中成巖作用的差異性，并決定了儲(chǔ)集物性的差異性。扇根礫巖在埋藏過(guò)程中成巖作用以壓實(shí)作用和灰泥雜基重結(jié)晶作用為主，溶解作用微弱，物性持續(xù)降低。在中深層灰泥雜基的重結(jié)晶作用使扇根礫巖物性快速降低而形成致密層，扇根礫巖全部為干層。由于早期異常高壓和早期油氣充注對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)以及酸性溶解對(duì)儲(chǔ)層改造的綜合作用，扇中辮狀水道遠(yuǎn)離泥巖、砂礫巖儲(chǔ)層在中深層仍發(fā)育大量原生孔隙和少量的次生孔隙，儲(chǔ)層物性較好，可作為良好的天然氣儲(chǔ)層。扇中辮狀水道靠近泥巖層儲(chǔ)層、扇中水道間以及扇緣部位因發(fā)生強(qiáng)烈膠結(jié)作用，在砂體頂?shù)仔纬芍旅艿哪z結(jié)殼，可作為較好的蓋層。

成巖作用；天然氣儲(chǔ)層；沙四下亞段；砂礫巖體；東營(yíng)凹陷；致密砂巖

0 前言

東營(yíng)凹陷民豐洼陷北部陡坡帶沙四下亞段(Es4x)近岸水下扇砂礫巖體緊鄰深湖相烴源巖分布，具有極佳的生儲(chǔ)蓋匹配關(guān)系，有利于形成巖性或構(gòu)造-巖性油氣藏，勘探潛力巨大。近年來(lái)，該區(qū)沙四下亞段深層天然氣勘探取得了重大突破，如豐深1井沙四下亞段4 316.60～4 343.00 m日產(chǎn)氣11.83×104m3[1]。但是，對(duì)該類天然氣儲(chǔ)層成巖作用特征及其對(duì)儲(chǔ)層的控制作用認(rèn)識(shí)不清，造成深層天然氣勘探雖然取得了突破，但勘探成功率卻較低，給此類天然氣藏勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)極大的困難和風(fēng)險(xiǎn)，如緊鄰豐深1井鉆探的豐深5井和豐8井均未成功(兩者均為干層)。民豐洼陷古近系儲(chǔ)層的成巖演化及物性演化較為復(fù)雜，目前針對(duì)民豐北部地區(qū)成巖作用及其對(duì)儲(chǔ)層物性影響的研究不夠具體，已有研究多是針對(duì)整個(gè)東營(yíng)凹陷或東營(yíng)北帶[2-6]。筆者以民豐洼陷沙四下亞深層近岸水下扇砂礫巖天然氣儲(chǔ)層為例，針對(duì)粗碎屑巖(礫巖、礫質(zhì)砂巖)，選取礫石間的細(xì)組分鉆取直徑2.5 cm樣品，并針對(duì)不同砂泥接觸面距離的砂礫巖進(jìn)行取樣，對(duì)其成巖作用特征及其對(duì)儲(chǔ)層物性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。這不僅對(duì)東營(yíng)凹陷北帶沙四下亞段深層砂礫巖儲(chǔ)層天然氣勘探思路及勘探部署具有重要的指導(dǎo)意義，而且對(duì)其他地區(qū)斷陷湖盆深層天然氣勘探開(kāi)發(fā)具有重要的借鑒意義。

1 地質(zhì)概況

圖1 民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層壓實(shí)作用特征Fig.1 Compaction characteristics of deep natural gas reservoirs in Es4x in the north zone of the Minfeng sag

東營(yíng)凹陷是濟(jì)陽(yáng)坳陷的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，東接青坨子凸起，南部為魯西隆起和廣饒凸起，西鄰林樊家凸起、高青凸起，北以陳家莊--濱縣凸起為界，東西長(zhǎng)90 km，南北寬65 km，面積5 850 km2，總體走向?yàn)楸睎|向，剖面上具有北斷南超的開(kāi)闊型箕狀凹陷特征[7]。民豐洼陷位于東營(yíng)凹陷的東北部，其北部為陳家莊凸起，南鄰中央隆起帶，東部為青坨子凸起，西部為利津洼陷[8]。古近系沙四下亞段沉積時(shí)期，東營(yíng)凹陷處于斷陷初期，氣候干旱，湖盆水體范圍較小，鹽度較大。民豐洼陷北部陡坡帶是陳南鏟式邊界斷層控制的陡斜坡構(gòu)造帶，邊界斷層附近作為湖盆的沉降中心，水體深度較大，季節(jié)性洪水?dāng)y帶大量陸源碎屑物質(zhì)進(jìn)入深湖，在陳南斷層下降盤(pán)沉積了大規(guī)模緊鄰湖相烴源巖分布的近岸水下扇砂礫巖體[9]，洪水停滯期，湖水強(qiáng)烈蒸發(fā)，沉積了厚層的膏鹽和鹽巖沉積，剖面上表現(xiàn)為一套膏鹽巖和砂礫巖互層的沉積組合。沙四下亞段砂礫巖巖石類型主要為復(fù)模態(tài)不等粒砂巖、中粗砂巖或含礫砂巖、細(xì)礫巖和中粗礫巖，砂巖類型主要為巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖，其次為長(zhǎng)石砂巖，雜基含量較高，分選較差。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，本區(qū)砂巖碎屑顆粒中石英體積分?jǐn)?shù)為5%～80%，平均為37.1%，鉀長(zhǎng)石4%～22%，斜長(zhǎng)石1%～35%，長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)平均為33.7%，巖屑體積分?jǐn)?shù)為5%～80%，平均為26.0%，以變質(zhì)巖碎屑為主，其次是沉積巖巖屑和巖漿巖巖屑。

2 成巖作用類型及特征

東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層發(fā)育強(qiáng)壓實(shí)、欠壓實(shí)、多期溶解、多期膠結(jié)、復(fù)雜交代和灰泥組分重結(jié)晶等多種成巖作用。

2.1 壓實(shí)作用

民豐洼陷北帶沙四下亞段埋深為3 500～5 000 m，整體上儲(chǔ)層壓實(shí)作用強(qiáng)烈，鏡下薄片觀察可以看到： 1)雜基支撐礫巖中，雜基體積分?jǐn)?shù)高，雜基不僅發(fā)育灰泥質(zhì)，也發(fā)育砂質(zhì)碎屑,分選較差，表現(xiàn)為強(qiáng)壓實(shí)作用(圖1A)； 2)顆粒支撐的礫巖、礫質(zhì)砂巖中，可見(jiàn)剛性顆粒普遍被壓碎或壓裂，顆粒多呈線接觸或凹凸接觸，壓實(shí)作用強(qiáng)烈(圖1B)。在沙四下亞段儲(chǔ)層整體強(qiáng)壓實(shí)的背景下，儲(chǔ)層欠壓實(shí)作用明顯，深層鑄體薄片也可以觀察到如下特征：顆粒點(diǎn)-線接觸；顆粒邊緣平直、無(wú)溶蝕痕跡的原生孔隙大量發(fā)育(圖1C)；孔隙中發(fā)育大量瀝青，碳酸鹽膠結(jié)物含量少但生長(zhǎng)空間充足、晶形發(fā)育完整(圖1D)。試油結(jié)果表明，欠壓實(shí)作用主要發(fā)育在氣層儲(chǔ)層中。

2.2 瀝青充填作用

儲(chǔ)層中可見(jiàn)大量的瀝青充填原生孔隙及次生溶解孔隙的現(xiàn)象(圖2A)，說(shuō)明瀝青形成較晚，同時(shí)也說(shuō)明瀝青形成之前儲(chǔ)層存在大量的原生孔隙和次生孔隙，如豐深1井4323.3 m瀝青面孔率可達(dá)10%(圖2A)。宋國(guó)奇等[10]研究認(rèn)為豐深1井“古油藏”原油在明化鎮(zhèn)組沉積末期開(kāi)始裂解，生成裂解氣和瀝青。上述分析說(shuō)明瀝青形成較晚，并且在瀝青形成前儲(chǔ)層具有較高的孔隙度。

圖2 民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層膠結(jié)作用類型及特征Fig.2 Cementation types and characteristics of deep natural gas reservoirs in Es4x in the north zone of the Minfeng sag

2.3 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是降低儲(chǔ)層孔滲的關(guān)鍵成巖作用類型(圖2)，研究區(qū)天然氣儲(chǔ)層膠結(jié)作用包括碳酸鹽膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、黃鐵礦膠結(jié)、菱鐵礦膠結(jié)及自生黏土礦物膠結(jié)等。

A.近泥巖，碳酸鹽巖強(qiáng)膠結(jié)(-)；B.遠(yuǎn)泥巖，長(zhǎng)石顆粒溶解孔隙，膠結(jié)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)低(-)。圖3 民豐洼陷北帶沙四下亞段近岸水下扇扇中砂礫巖碳酸鹽膠結(jié)作用特征Fig.3 Carbonate cementation characteristics of glutenite in middle fan in Es4x in the north zone of the Minfeng sag

碳酸鹽膠結(jié)物是研究區(qū)儲(chǔ)層中主要的膠結(jié)物，包括方解石、白云石、鐵方解石、鐵白云石等(圖2B,E)。民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物主要發(fā)育在近岸水下扇扇中和扇緣砂礫巖中，且碳酸鹽膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)距離砂礫巖-泥巖界面的距離有關(guān):距砂礫巖-泥巖界面距離較近的砂礫巖膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)一般較高，溶解微弱(圖3A)；距砂礫巖-泥巖界面距離較遠(yuǎn)的砂礫巖膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)相對(duì)偏低，溶解強(qiáng)烈(圖3B)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是在堿性環(huán)境下，泥巖中蒙脫石向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化脫水和石膏脫水釋放大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離子進(jìn)入砂礫巖體內(nèi)部，形成碳酸鹽膠結(jié)物充填孔隙。金屬離子濃度在砂礫巖-泥巖界面處最大,向砂礫巖體內(nèi)部逐漸降低，導(dǎo)致砂礫巖體邊緣被碳酸鹽致密膠結(jié)、儲(chǔ)層孔隙被嚴(yán)重破壞，油氣難以進(jìn)入,后期酸性流體對(duì)其改造作用也受到抑制；而砂礫巖體內(nèi)部碳酸鹽膠結(jié)程度低，油氣易于進(jìn)入，抑制后期成巖作用，碳酸鹽膠結(jié)物形成緩慢、菱形晶形完整(圖1D)，使得孔隙得以大量保存，最終形成砂礫巖-泥巖界面處向砂礫巖體內(nèi)部碳酸鹽膠結(jié)程度逐漸變?nèi)醯默F(xiàn)象。前人研究[11-14]也表明，砂泥組合地層中泥巖的成巖演化對(duì)砂泥巖界面附近砂巖的孔隙演化有較大影響。如鐘大康等[11]研究認(rèn)為，深埋藏(深度大于2.5 km)砂泥組合地層中，砂泥巖界面附近膠結(jié)強(qiáng)于內(nèi)部，導(dǎo)致砂泥巖界面附近的物性比砂巖內(nèi)部差；漆濱汶等[13]研究認(rèn)為在砂巖透鏡體與鈣質(zhì)泥巖接觸帶內(nèi)會(huì)形成致密鈣質(zhì)結(jié)殼，使多數(shù)砂層物性變差。

硅質(zhì)膠結(jié)主要包括石英次生加大和長(zhǎng)石次生加大(圖2C,D)，并可見(jiàn)兩期石英加大。黃鐵礦膠結(jié)物極其發(fā)育，部分為團(tuán)塊狀膠結(jié)粒間孔隙，但其最大的特點(diǎn)是與瀝青共生呈星點(diǎn)狀分布(圖2E，F(xiàn))，說(shuō)明大部分黃鐵礦與瀝青同期形成。分析認(rèn)為,與瀝青成共生關(guān)系的黃鐵礦為原油在高溫裂解作用下形成的硫化氫與儲(chǔ)層流體中的Fe2+反應(yīng)而成。菱鐵礦膠結(jié)物主要為團(tuán)塊狀，為成巖早期產(chǎn)物(圖2G)。

沙四下亞段黏土礦物主要為伊利石和綠泥石(圖2H，I)，沉積物在埋藏成巖過(guò)程中，隨埋深的增加、地層溫度和壓力的升高、黏土礦物層間水的釋放以及在陽(yáng)離子的移出等因素的影響下，黏土礦物將與水溶液發(fā)生反應(yīng)而形成新的黏土礦物[15]。民豐洼陷北帶沙四下亞段高嶺石向伊利石和綠泥石兩個(gè)方向轉(zhuǎn)化，蒙皂石均向伊利石轉(zhuǎn)化，研究區(qū)很少見(jiàn)綠/蒙間層黏土礦物(圖4)。

2.4 交代作用

研究區(qū)儲(chǔ)層交代作用類型主要包括碳酸鹽礦物之間交代、黃鐵礦和碳酸鹽礦物交代顆粒及其他自生礦物、晚期黃鐵礦交代碳酸鹽礦物等。

由鐵白云石交代白云石可推斷鐵白云石形成晚于白云石(圖2A)。由黃鐵礦交代鐵白云石可推斷黃鐵礦形成晚于鐵白云石(圖5A)。鐵白云石交代石英加大邊(圖5B)，說(shuō)明鐵白云石形成晚于早期石英次生加大。鑄體薄片中也可見(jiàn)鐵白云石交代長(zhǎng)石加大邊的現(xiàn)象(圖5C)，說(shuō)明鐵白云石形成要晚于長(zhǎng)石加大，但是二者均為堿性環(huán)境下成巖作用，因此很可能是在相對(duì)同期內(nèi)的先后產(chǎn)物。石英次生加大邊被黃鐵礦交代(圖2C)，說(shuō)明黃鐵礦形成晚于石英加大邊。石英具有多期加大現(xiàn)象(圖5D)，說(shuō)明成巖作用具有多旋回性。綜合上述分析，自生礦物形成的先后順序?yàn)椋涸缙谑⒓哟蟆妓猁}膠結(jié)/長(zhǎng)石加大→晚期石英加大→晚期黃鐵礦膠結(jié)/和瀝青充填。

圖4 民豐洼陷北帶沙四下亞段黏土礦物特征Fig.4 Clay mineral characteristics of Es4x in the north zone of the Minfeng sag

2.5 重結(jié)晶作用

近岸水下扇扇根主要為雜基支撐礫巖相，當(dāng)雜基為灰質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生雜基重結(jié)晶現(xiàn)象，而且隨著埋深的增加，扇根灰泥重結(jié)晶程度增加，到了深層甚至出現(xiàn)了交代顆粒的現(xiàn)象(圖6)。

2.6 溶解作用及溶解-充填作用

研究區(qū)儲(chǔ)層溶解作用包括長(zhǎng)石溶解、碳酸鹽膠結(jié)物溶解、石英及其加大邊溶解等(圖7A、B、C)。長(zhǎng)石溶解主要沿顆粒邊緣或解理縫選擇性溶解，溶蝕孔呈港灣狀、蜂窩狀等；碳酸鹽膠結(jié)物整體溶解不強(qiáng)，主要是膠結(jié)物內(nèi)溶解；石英溶解主要是石英顆粒邊緣和次生加大的溶解，溶解程度較弱。通過(guò)鐵白云石充填長(zhǎng)石溶解孔隙(圖7D)及碳酸鹽膠結(jié)物的溶解現(xiàn)象，可推斷儲(chǔ)層經(jīng)歷了早期長(zhǎng)石溶解和晚期以碳酸鹽膠結(jié)物溶解為主的兩期酸性溶解，但是，由于受到早期油氣充注的影響，碳酸鹽膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)低且溶解作用弱。長(zhǎng)石在酸性環(huán)境下發(fā)生溶解作用的產(chǎn)物之一是SiO2，SiO2在酸性環(huán)境下會(huì)以石英次生加大的形式沉淀。不同學(xué)者[16-21]運(yùn)用流體包裹體溫度、鹽度、成分分析等方法分析古流體來(lái)源及期次，取得良好的效果。由民豐洼陷北帶沙四下亞段天然氣儲(chǔ)層石英次生加大邊中鹽水包裹體均一溫度可知，儲(chǔ)層發(fā)育多期石英次生加大，但是形成較早的一期均一溫度僅為115 ℃(表1)，根據(jù)豐8井埋藏史知其形成時(shí)間大約在距今42 Ma。同時(shí)石英加大邊和長(zhǎng)石溶蝕孔洞中的油包裹體均一溫度在88.7～112.6 ℃范圍內(nèi)均有分布(表1)，說(shuō)明長(zhǎng)石溶解和石英加大同期發(fā)生。由碳酸鹽膠結(jié)和石英溶解均需在堿性環(huán)境中發(fā)生，可推斷石英溶解與碳酸鹽膠結(jié)可能為同期形成。儲(chǔ)層中可見(jiàn)大量的瀝青充填鐵白云石溶解孔隙(圖7E、F)，說(shuō)明瀝青形成較晚。

結(jié)合前文自生礦物的形成序列分析，認(rèn)為民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層主要膠結(jié)-溶解作用序列為長(zhǎng)石溶解/石英次生加大→碳酸鹽膠結(jié)/石英溶解→碳酸鹽膠結(jié)物溶解/石英次生加大→瀝青充填和黃鐵礦膠結(jié)。

3 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

民豐洼陷北帶沙四下亞段近岸水下扇不同亞相(微相)沉積特征的差異性導(dǎo)致了埋藏過(guò)程中成巖作用的差異性，并決定了儲(chǔ)集物性的差異性(圖8)。圖8提供了共計(jì)8口井的物性及含油性數(shù)據(jù)，其中實(shí)測(cè)物性132個(gè)樣品點(diǎn)，測(cè)井解釋物性530個(gè)樣品點(diǎn)；有效儲(chǔ)層物性下限是利用大量實(shí)測(cè)物性、測(cè)井解釋物性和油氣水層及干層等解釋資料，采用試油法計(jì)算的民豐北帶沙三中亞段--沙四段孔隙度下限。計(jì)算公式為φcutoff=-8.162 3lnh+73.765，R2=0.883 3。其中：φcutoff為孔隙度下限，%；h為埋藏深度，m[23];R為相關(guān)系數(shù)。

3.1 成巖作用對(duì)扇根砂礫巖物性的影響

近岸水下扇扇根亞相以雜基支撐的礫巖為主，具有沉積厚度大、原始儲(chǔ)集物性差、抗壓實(shí)能力差、距離烴源巖較遠(yuǎn)的特征。埋藏過(guò)程中成巖作用以壓實(shí)作用為主，由于早期的快速壓實(shí)導(dǎo)致孔隙度快速降低，并且扇根亞相遠(yuǎn)離烴源巖，原始物性較差，特別是經(jīng)歷壓實(shí)后損失了大量原生孔隙，導(dǎo)致內(nèi)部流體活動(dòng)困難，有機(jī)酸很難大量進(jìn)入，同時(shí)溶解物質(zhì)很難被帶出，阻礙了溶解作用的持續(xù)進(jìn)行。深層發(fā)生了強(qiáng)壓實(shí)，并發(fā)生雜基的重結(jié)晶作用，物性急劇降低，扇根致密度增加，物性極差，成為天然氣藏的側(cè)向封堵層。碳酸鹽重結(jié)晶作用需要兩個(gè)條件：1)需要達(dá)到一定的溫度和壓力條件[24-28]，Ezat Heydari等[29]認(rèn)為碳酸鹽重結(jié)晶作用在50～75 ℃開(kāi)始，可持續(xù)到4 km之多；2)碳酸鹽重結(jié)晶需要有外來(lái)堿性高鈣熱液流體參與[24,30-32]。扇根在持續(xù)壓實(shí)作用下孔隙水在淺層已基本排出，灰泥雜基重結(jié)晶作用需要有外來(lái)流體的參與才能發(fā)生。因此， 認(rèn)為扇根灰泥雜基重結(jié)晶作用與碳酸鹽膠結(jié)作用屬于同期，也是在有外來(lái)堿性流體進(jìn)入的條件下發(fā)生的。王艷忠[23]研究表明，石膏在90 ℃開(kāi)始脫水向硬石膏轉(zhuǎn)化，在100～150 ℃溫度范圍發(fā)生大規(guī)模脫水向硬石膏轉(zhuǎn)化，脫出大量含Ca2+堿性離子水進(jìn)入扇根，導(dǎo)致扇根灰泥達(dá)到重結(jié)晶的條件，灰泥雜基開(kāi)始重結(jié)晶；并且隨著重結(jié)晶時(shí)間的增加，重結(jié)晶程度加深，扇根致密度增加，扇根亞相孔隙度均小于有效儲(chǔ)層孔隙度下限且全部為干層(圖8)。

圖5 民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層交代作用特征Fig.5 Metasomatism characteristics of deep natural gas reservoirs in Es4x in the north zone of the Minfeng sag

A和B均取樣于雜基支撐礫巖礫石間細(xì)組分。圖6 民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層重結(jié)晶作用特征Fig.6 Recrystallization characteristics of deep natural gas reservoirs in Es4x in the north zone of the Minfeng sag

圖7 民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層溶解及溶解充填作用特征Fig.7 Dissolution and filling role of dissolution of deep natural gas reservoirs in Es4x in the north zone of the Minfeng sag

井號(hào)深度/m宿主礦物類型包裹體數(shù)平均均一溫度/℃數(shù)據(jù)來(lái)源豐84397.50石英加大邊鹽水6115.0文獻(xiàn)[22]豐84200.70石英膠結(jié)物鹽水5124.1文獻(xiàn)[22]豐深33785.60石英膠結(jié)物鹽水8133.9文獻(xiàn)[22]豐84055.35石英加大邊鹽水3143.3文獻(xiàn)[23]豐84055.35石英加大邊油399.1文獻(xiàn)[23]豐84055.35石英加大邊油5112.6文獻(xiàn)[23]豐84201.10長(zhǎng)石溶蝕孔洞油588.7文獻(xiàn)[23]豐84055.35長(zhǎng)石溶蝕孔洞油991.9文獻(xiàn)[23]豐深14321.60長(zhǎng)石溶蝕孔洞油498.8文獻(xiàn)[23]豐84201.10長(zhǎng)石溶蝕孔洞油4108.1文獻(xiàn)[23]豐深14348.80長(zhǎng)石溶蝕孔洞油2108.7文獻(xiàn)[23]豐84055.35長(zhǎng)石溶蝕孔洞油4109.6文獻(xiàn)[23]豐深14321.60長(zhǎng)石溶蝕孔洞油15121.4文獻(xiàn)[23]豐84181.50長(zhǎng)石溶蝕孔洞油1123.9文獻(xiàn)[23]豐84201.10長(zhǎng)石溶蝕孔洞油1124.9文獻(xiàn)[23]

圖8 民豐洼陷北帶沙四下亞段孔隙度-含油性-沉積微相-深度關(guān)系圖Fig.8 Relation graph of porosity-sedimentary microfacies-depth in Es4x in the northern zone of the Minfeng sag

3.2 成巖作用對(duì)扇中砂礫巖物性的影響

扇中辮狀水道距泥巖較遠(yuǎn)部位儲(chǔ)層原始孔隙度較好，早期主要發(fā)生壓實(shí)作用，使儲(chǔ)層孔隙度降低，但是沙四下亞段頂部和底部穩(wěn)定鹽膏巖層的封隔作用下，沙四下亞段形成超壓封存箱，使早期發(fā)育的地層超壓得到了有效保存[23]，早期異常高壓的存在可以減緩壓實(shí)作用，使儲(chǔ)層部分原生孔隙得到有效保存(圖1C)。蔡李梅等[33]利用流體包裹體恢復(fù)東營(yíng)凹陷東北部沙四段儲(chǔ)層古流體壓力研究成果表明，東營(yíng)凹陷北部沙四段儲(chǔ)層均經(jīng)歷了3個(gè)增壓→降壓的壓力旋回，其中第一旋回為沙四上亞段沉積期--東營(yíng)組沉積中期(45.0～24.0 Ma)，地層壓力為中超壓，最大古壓力系數(shù)可達(dá)1.48。

隨著埋深增加，距今44.0～41.0 Ma，該時(shí)期有機(jī)質(zhì)已開(kāi)始成熟，有機(jī)酸控制了地層水pH呈酸性，長(zhǎng)石、巖屑等酸性不穩(wěn)定礦物開(kāi)始發(fā)生溶蝕[23]。此時(shí)沙四下埋深為1 700～2 380 m，扇根由于早期的快速壓實(shí)導(dǎo)致物性變差，內(nèi)部流體活動(dòng)困難。由于沙四下相對(duì)高的地溫梯度[32]，加速了有機(jī)質(zhì)的成熟，導(dǎo)致有機(jī)酸大量生成與保存的時(shí)間較短;并且沙四下亞段從距今45 Ma開(kāi)始發(fā)育中超壓，由于系統(tǒng)封閉，地層超壓存在，酸性流體的流動(dòng)性弱，有機(jī)酸溶解規(guī)模小，溶解作用相對(duì)較弱。

東營(yíng)凹陷北帶沙四段共發(fā)生了兩期油氣充注:第一期油氣充注發(fā)生時(shí)間早，主要發(fā)生在38.0～24.6 Ma，第二期油氣充注主要發(fā)生在6.0～0.0 Ma[10]。另外，李延鈞等[34]研究認(rèn)為，豐深1井沙四下亞段氣藏主要為原油裂解氣，也證明民豐洼陷北帶沙四下亞段儲(chǔ)層發(fā)生了早期油氣充注。早期的油氣強(qiáng)烈充注儲(chǔ)層，含油飽和度高，有效抑制了后期碳酸鹽膠結(jié)作用，使孔隙得到有效保存。如豐深1井沙四下亞段氣層中碳酸體積分?jǐn)?shù)低，鑄體薄片觀察可發(fā)現(xiàn)碳酸鹽晶體自形程度高(圖1D，2B)，說(shuō)明油氣充注抑制了碳酸鹽膠結(jié)作用，導(dǎo)致碳酸鹽生長(zhǎng)緩慢、含量低、晶體自形程度高。但是，早期烴源巖成熟度低，油氣充注量有限，砂礫巖體的分布位置，即砂礫巖與烴源巖距離的遠(yuǎn)近，是導(dǎo)致近岸水下扇扇中辮狀水道砂礫巖儲(chǔ)層物性差異的主要原因。民豐洼陷生烴中心在豐深2井附近(圖9)，豐深5、豐8井區(qū)距離生烴中心的距離較遠(yuǎn)，幾乎是豐深1、豐深3井區(qū)距離的兩倍，有機(jī)酸和油氣難以運(yùn)移到豐深5和豐8井區(qū)，因此，豐深5、豐8井區(qū)在早期未能形成大量次生孔隙，早期油氣充注量少，對(duì)成巖作用的抑制作用較弱，總體上，成巖作用以壓實(shí)和膠結(jié)作用為主(圖1B，圖9)，現(xiàn)今物性差，主要發(fā)育干層；而豐深1、豐深3井區(qū)情況恰好相反，由于距離烴源巖距離較近，早期有機(jī)酸對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行強(qiáng)烈溶解，并且油氣較早地充注成藏，抑制成巖作用繼續(xù)進(jìn)行，使儲(chǔ)層得以良好保存。宋國(guó)奇等[10]研究認(rèn)為豐8井構(gòu)造位置上距離生烴中心遠(yuǎn)于豐深1井，在第一期油氣充注期間(38.0～24.6 Ma)充注原油量較少。

Ro.鏡質(zhì)體反射率。圖9 民豐洼陷沙四下亞段距今42.0 Ma時(shí)Ro特征[5]及其對(duì)成巖作用影響Fig.9 Characteristics of Ro (42.0 Ma ago) and its influence on diagenisis of Es4x in the Minfeng sag

由于早期異常高壓和早期油氣充注對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)以及酸性溶解對(duì)儲(chǔ)層改造的綜合作用，東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段扇中辮狀水道遠(yuǎn)離泥巖、砂礫巖儲(chǔ)層在中深層仍發(fā)育大量原生孔隙和少量的次生孔隙，儲(chǔ)層物性較好，可作為良好的天然氣儲(chǔ)層。扇中辮狀水道距泥巖層較遠(yuǎn)的儲(chǔ)層孔隙度包絡(luò)線在有效儲(chǔ)層孔隙度下限右側(cè)，深層仍發(fā)育大量天然氣儲(chǔ)層(圖8)。

扇中辮狀水道距泥巖較近部位和扇中水道間薄層砂，原始物性偏差，早期的酸性溶解可以一定程度改善儲(chǔ)層物性，在早期油氣充注的過(guò)程中，油氣首先充注構(gòu)造高部位和物性更好的扇中辮狀水道距泥巖較遠(yuǎn)部位，扇中辮狀水道距泥巖較近部位和扇中水道間薄層砂由于早期較強(qiáng)的碳酸鹽膠結(jié)，油氣充注量有限，含油飽和度低。前人研究[35]表明，烴類充注對(duì)儲(chǔ)層成巖作用的抑制與含油飽和度有密切關(guān)系，只有在儲(chǔ)層的孔隙完全或大部分被油氣所占據(jù)，造成孔隙水呈不連續(xù)的孤立滯留狀態(tài)，才可扼制成巖作用的繼續(xù)進(jìn)行，否則只要孔隙水尚能自由地運(yùn)動(dòng)，成巖作用就不會(huì)停止。因此，扇中辮狀水道距泥巖較近部位和扇中水道間薄層砂油氣充注對(duì)后期成巖作用的抑制有限。在后期堿性環(huán)境下，泥巖中蒙脫石向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化脫水和石膏脫水釋放大量Ca2+、Mg2+、Fe2+等金屬離子進(jìn)入砂礫巖體內(nèi)部，形成碳酸鹽的致密膠結(jié)，在砂體頂?shù)仔纬芍旅苣z結(jié)殼，可作為較好的蓋層。除淺層發(fā)育少量油層外，其孔隙度包絡(luò)線均小于有效儲(chǔ)層孔隙度下限，深層基本全為干層(圖8)。

3.3 成巖作用對(duì)扇緣砂巖物性的影響

扇緣亞相砂體薄、泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)高，且被烴源巖和膏鹽層包裹。埋藏成巖過(guò)程中，泥質(zhì)雜基體積分?jǐn)?shù)高、原始儲(chǔ)集物性差的砂巖成巖作用主要以壓實(shí)作用為主，孔隙度快速降低，后期流體難以進(jìn)入儲(chǔ)層，物性差；泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)低、原始儲(chǔ)集物性好的砂巖在有機(jī)酸作用下可形成大量次生孔隙，在油氣充注過(guò)程中，油氣首先充注構(gòu)造高部位，而在扇緣低部位含油飽和度較低，因此，在低部位膠結(jié)作用受到抑制程度較弱。在后期的堿性環(huán)境下，由于其地層水堿性強(qiáng)，且Ca2+、Fe2+、Mg2+等離子濃度高，被碳酸鹽等膠結(jié)物致密膠結(jié)，后期難以被有效改造，儲(chǔ)層物性差，主要發(fā)育干層(圖8)。

4 結(jié)論

1)東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段近岸水下扇砂礫巖體天然氣儲(chǔ)層欠壓實(shí)作用明顯，原生孔隙發(fā)育；膠結(jié)作用以碳酸鹽膠結(jié)為主，石英加大較為常見(jiàn)，并可見(jiàn)少量黃鐵礦及硬石膏等膠結(jié)物；重結(jié)晶主要為扇根灰泥組分發(fā)生重結(jié)晶作用，隨著埋深的增加，灰泥組分重結(jié)晶程度增加，深層甚至出現(xiàn)了交代顆粒的現(xiàn)象；溶解作用整體不強(qiáng)，以長(zhǎng)石溶解為主，其次是碳酸鹽膠結(jié)物和石英的溶解。

2)東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段近岸水下扇不同亞相(微相)沉積特征的差異性導(dǎo)致了埋藏過(guò)程中成巖作用的差異性，并決定了儲(chǔ)集物性的差異性：扇根礫巖在埋藏過(guò)程中成巖作用以壓實(shí)作用和灰泥雜基重結(jié)晶作用為主，溶解作用微弱，物性持續(xù)降低，在中深層形成致密層；扇中辮狀水道遠(yuǎn)離泥巖砂礫巖儲(chǔ)層，由于早期異常高壓和早期油氣充注對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)以及酸性溶解對(duì)儲(chǔ)層改造的綜合作用，在中深層仍發(fā)育大量的天然氣層；扇中辮狀水道靠近泥巖層儲(chǔ)層、扇中水道間以及扇緣部位因發(fā)生強(qiáng)烈膠結(jié)作用，在砂體頂?shù)仔纬芍旅苣z結(jié)殼，可作為較好的蓋層。因此，早期油氣強(qiáng)烈充注和超壓發(fā)育的儲(chǔ)層將是下一步天然氣勘探的優(yōu)選目標(biāo)。

[1] 鐘建華，王國(guó)壯，高祥成, 等.東營(yíng)凹陷北部陡坡帶豐1扇背斜的特征、成因及其與油氣的關(guān)系[J].地質(zhì)科學(xué)，2004,43(4)：625-636. Zhong Jianhua, Wang Guozhuang, Gao Xiangcheng, et al. Sedimentary Features, Genesis and Relation to Hydrocarbon of Fan-Anticline in the North Slope of the Dongying Sag[J]. Chinese Journal of Geology, 2004,43(4)：625-636.

[2] 游國(guó)慶，潘家華，劉淑琴，等．東營(yíng)凹陷古近系砂巖成巖作用與孔隙演化[J].巖石礦物學(xué)雜志，2006，25(3)：237-242． You Guoqing, Pan Jiahua, Liu Shuqin, et al. Diagenesis and Pore Evolution of Paleogene Sandstone Reservoir in Dongying Depression[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2006, 25(3):237-242.

[3] 李軍亮．渤海灣盆地東營(yíng)凹陷深層砂礫巖儲(chǔ)層成巖演化特征[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2008，30(3)：252-255． Li Junliang. Diagenesis Evolution Characterisics of Deep Buried Glutenite Reservoir Bed in the Dongying Sag, the Bohai Bay Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2008, 30(3):252-255.

[4] 譚先鋒，田景春，李祖兵，等．堿性沉積環(huán)境下碎屑巖的成巖演化：以山東東營(yíng)凹陷陡坡帶沙河街組四段為例[J].地質(zhì)通報(bào)，2010，29(4)：535-543. Tan Xianfeng, Tian Jingchun, Li Zubing, et al. Diagenesis Evolution of Fragmental Reservoir in Alkali Sediment Environment: Taking the Member 4 of Shahejie Formation of Steep-Slope Zone in Dongying Sag, Shandong, China for Example[J]. Geological Bulletin of China, 2010, 29(4):535-543.

[5] 陳永嶠，于興河，周新桂，等．東營(yíng)凹陷各構(gòu)造區(qū)帶下第三系成巖演化與次生孔隙發(fā)育規(guī)律研究[J].天然氣地球科學(xué)，2004，15(1)：68-74． Chen Yongqiao, Yu Xinghe, Zhou Xingui, et al. Research on Diagenetic Evolutive Succession and Occurrence of Secondery Porosity of Lower Tertiary in Different Structural Belt of Dongying Depression[J]. Natural Gas Geoscience, 2004, 15(1): 68-74.

[6] 路慎強(qiáng)．渤海灣盆地東營(yíng)凹陷古近系碎屑巖儲(chǔ)層成巖研究[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2008，30(5)：456-459． Lu Shenqiang. Reservoir Diagenetic Sequence and Its Influence on Pore Development in the Paleogene Sandstones in the Dongying Sag of the Bohai Bay Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2008, 30(5):456-459.

[7] 張永剛，許衛(wèi)平，王國(guó)力，等.中國(guó)東部陸相斷陷盆地油氣成藏組合體[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006：127-131. Zhang Yonggang, Xu Weiping, Wang Guoli, et al. Oil and Gas Accumulation Assembly of Continental Fault Basin in East China[M].Beijing: Petroleum Industry Press, 2006:127-131.

[8] 萬(wàn)念明，王艷忠，操應(yīng)長(zhǎng)，等.東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四段深層超壓封存箱與油氣成藏[J].沉積學(xué)報(bào)，2010，28(2)：395-400. Wan Nianming, Wang Yanzhong, Cao Yingchang, et al. Overpressured Fluid Compartment and Hydrocarbon Accumulation of Deep Layer of Es4in the North Zone of Minfeng Sag, Dongying Depression[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2010, 28(2): 395-400.

[9] 隋風(fēng)貴，操應(yīng)長(zhǎng)，劉惠民,等.東營(yíng)凹陷北帶東部古近系近岸水下扇儲(chǔ)集物性演化及其油氣成藏模式[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，84(2)：246-256. Sui Fenggui, Cao Yingchang, Liu Huimin, et al. Physical Properties Evolution and Hydrocarbon Accumulation of Paleogene Nearshore Subaqueous Fan in the Dastern North Margin of the Dongying Depression[J]. Acta Geologica Sinica, 2010, 84(2):246-256.

[10] 宋國(guó)奇，蔣有錄，劉華，等.東營(yíng)凹陷利津--民豐地區(qū)中深層裂解氣成藏史[J].天然氣工業(yè)，2009，29(4)：14-17. Song Guoqi, Jiang Youlu, Liu Hua, et al. Pooling History of Cracked Gas in Middle-Deep Reservoirs in Lijin-Minfeng Areas of the Dongying Sag[J]. Natural Gas Industry, 2009, 29(4):14-17.

[11] 鐘大康，朱筱敏，張琴. 不同埋深條件下砂泥巖互層中砂巖儲(chǔ)層物性變化規(guī)律[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2004, 78 (6)：863-871. Zhong Dakang, Zhu Xiaomin, Zhang Qin. Variation Characteristics of Sandstone Reservoirs When Sandstone and Mudstone Are Interbedded at Different Buried Depths[J]. Acta Geologica Sinica, 2004, 78(6):863-871.

[12] 李丕龍，龐雄奇. 陸相斷陷盆地隱蔽油氣藏形成:以濟(jì)陽(yáng)坳陷為例[M].北京:石油工業(yè)出版社, 2004: 254-293. Li Pilong, Pang Xiongqi. The Formation of Subtle Reservoirs in Continental Rift Basins: Taking the Jiyang Depression as an Example[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2004: 254-293.

[13] 漆濱汶，林春明，邱桂強(qiáng)，等. 東營(yíng)凹陷古近系沙河街組砂巖透鏡體鈣質(zhì)結(jié)殼形成機(jī)理及其對(duì)油氣成藏的影響[J].古地理學(xué)報(bào)，2006,8(4)：522-529. Qi Binwen, Lin Chunming, Qiu Guiqiang, et al. Formation Mechanism of Calcareous Incrustation in Lenticular Sandbody of the Shahejie Formation of Paleogene and Its Influence on Hydrocarbon Accumulation in Dongying Sag[J]. Journal of Palaeogeography, 2006, 8(4):522-529.

[14] 張永旺，曾濺輝，高霞，等.東營(yíng)凹陷古近系儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物分布特征及主控因素[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版, 2009,39(1)：17-22. Zhang Yongwang, Zeng Jianhui, Gao Xia, et al. Distribution Characteristics and Main Controlling Factors of Carbonate Cements in the Paleogene Reservoirs in Dongying Depression[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2009, 39(1):17-22.

[15] 姜在興.沉積學(xué)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003. Jiang Zaixing.Sedimentology[M].Beijing:Petroleum Industry Press, 2003.

[16] 朱如凱，鄒才能，張鼐，等. 致密砂巖氣藏儲(chǔ)層成巖流體演化與致密成因機(jī)理:以四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組為例[J].中國(guó)科學(xué):D輯：地球科學(xué)，2009，39(3)：327-339. Zhu Rukai, Zou Caineng, Zhang Nai, et al. Diagenetic Fluids Evolution and Formation Mechanisms of Gas Reservoirs in Tight Sandstones: A Case Study on Xujiehe Formation of Upper Triassic in Sichuan Basin[J]. Science China: Series D：Earth Science, 2009, 39(3): 327-339.

[17] PaulL A P, Kurtis K T. Sandstone Diagenesis in the Mount Isa Basin: An Isotopic and Fluid Inclusion Perspective in Relationship to District-Wide Zn, Pb, and Cu Mineralization[J]. Society of Economic Geologists, 2006, 101: 1159-1188.

[18] PaulL A P, Kurtis Kyser T. The Role of Sandstone Diagenesis and Aquifer Evolution in the Formation of Uraniumand Zinc-Lead Deposits, Southern McArthur Basin, Northern Territory, Australia[J]. Society of Economic Geologists, 2006, 101: 1189-1209.

[19] Wycherley H L, Parnell J, Watt G R, et al. In-dicators of Hot Fluid Migration in Sedimentary Basins: Evidence from the UK Atlantic Margin[J]. Petroleum Geoscience, 2003,9: 357-374.

[20] Jochen S, Ronald J B, Thilo B, et al. Fluid Evolution During Burial Diagenesis and Subsequent Orogenetic Uplift: The La Vid Group: Cantabrian Zone, Northern Spain[J]. Journal of Sedimentary Research, 2008, 78: 282-300.

[21] Donatienne D, Michel C, Cécile F, et al. Paleo-Fluid Composition Determined from Individual Fluid Inclusionsby Raman and LIBS: Application to Mid-Proterozoic Evaporitic Na-Ca Brines: Alligator Rivers Uranium Field, Northern Territories Australia[J].Chemical Geology, 2007,237: 240-254.

[22] 陳勇，林承焰，張善文，等. 東營(yíng)凹陷民豐洼陷深層天然氣儲(chǔ)層流體包裹體油氣地質(zhì)研究[J].沉積學(xué)報(bào)，2010,28(3)：620-625. Chen Yong, Lin Chengyan, Zhang Shanwen, et al. Study on Fluid Inclusions in Deep Natural Gas Reservoirs in Minfeng Sub-Sag, Dongying Sag[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2010, 28(3): 620-625.

[23] 王艷忠. 東營(yíng)凹陷北帶古近系次生孔隙發(fā)育帶成因機(jī)制及演化模式[D].青島：中國(guó)石油大學(xué)(華東)，2010. Wang Yanzhong. Genetic Mechanism and Evolution Model of Secondary Pore Development Zone of Paleogene in the North Zone in Dongying Depression[D]. Qingdao: China University of Petroleum, 2010.

[24] Katherine A H. Dolomite in Permian Paleosols of the Bravo Dome CO2Field, USA: Permian Reflux Followed by Late Recrystallization at Elevated Temperature[J]. Journal of Sedimentary Research, 2011, 81:248-265.

[25] 鄧長(zhǎng)瑜，張秀蓮，陳建文，等.黔東南地區(qū)寒武系碳酸鹽巖成巖作用分析[J].沉積學(xué)報(bào)，2004，22(4)：588-596. Deng Changyu, Zhang Xiulian, Chen Jianwen, et al. The Analysis of Sequence Stratigraphy and Diagenesis for the Carbonates of Cambrian in the Southeast of Guizhou Province[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2004, 22(4):588-596.

[26] Fu Qilong. Early Dolomitization and Recrystallization of Carbonate in an Evaporate Basin: The Middle Devonian Ratner Laminite in Southern Saskatchewan, Canada[J]. Journal of the Geological Society, 2006, 163:937-948.

[27] 郭成賢，王正允，王方平. 深水碳酸鹽巖成巖作用的穩(wěn)定同位素特征[J].石油與天然氣地質(zhì)，1999，20(2)：144-147. Guo Chengxian, Wang Zhengyun, Wang Fangping. Stable Isotopic Characteristics of Diagenesis in Deep-Water Carbonate Rocks[J]. Oil & Gas Geology, 1999, 20(2):144-147.

[28] 李秀華，夏文杰. 砂巖中的雜基類型與鑒別標(biāo)志[J].礦物巖石，1986，6(3)：32-40. Li Xiuhua, Xia Wenjie. The Types of Matrix in Sandstones and Their Recognitional Criteria[J]. Minerals and Rocks, 1986, 6(3):32-40.

[29] Ezat Heydari,William J Wade.Massive Recrystalli-zation of Low-Mg Calcite at High Temperatures in Hydrocarbon Source Rocks: Implications for Organic Acids as Factors in Diagenesis[J]. AAPG Bulletin, 2002, 86(7):1285-1303.

[30] 康玉柱.塔里木盆地古生代海相碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖特征[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2007，29(3)：217-223. Kang Yuzhu. Reservoir Rock Characteristics of Paleozoic Marine Facies Carbonate Rock in the Tarim Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2007, 29(3):217-223.

[31] 朱東亞，金之鈞，胡文瑄，等.塔里木盆地深部流體對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層影響[J].地質(zhì)論評(píng)，2008，54(3)：348-357. Zhu Dongya, Jin Zhijun, Hu Wenxuan, et al. Effects of Deep Fluid on Carbonates Reservoir in Tarim Basin[J]. Geological Review, 2008, 54(3):348-357.

[32] 劉樹(shù)根，馬永生，王國(guó)芝，等. 四川盆地震旦系--下古生界優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成與保存機(jī)理[J].油氣地質(zhì)與采收率，2008，15(1)：1-6. Liu Shugen, Ma Yongsheng,Wang Guozhi, et al. Formation and Conservation Mechanism of the High-Quality Reservoirs in Sinian-Lower Palaeozoic in Sichuan Basin[J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2008, 15(1):1-6.

[33] 蔡李梅，陳紅漢，李純?nèi)?濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷沙三中亞段流體包裹體古流體勢(shì)場(chǎng)恢復(fù)[J].石油與天然氣地質(zhì)，2009，30(1)：17-24. Cai Limei, Chen Honghan, Li Chunquan, et al. Reconstruction of the Paleo-Fluid Potential Field of Es3in the Dongying Sag of the Jiyang Depression with Systematic Fluid Inclusion Analysis[J]. Oil & Gas Geology, 2009，30(1)：17-24.

[34] 李延鈞，宋國(guó)奇，李文濤，等.濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷北帶豐深1井區(qū)深層沙四下古油藏與天然氣成因[J].石油與天然氣地質(zhì)，2010，31(2)：174-179. Li Yanjun, Song Guoqi, Li Wentao, et al. A Fossil Oil-Reservoir and the Gas Origin in the Lower Sha-4 Member of the Well Fengshen-1 Area, the North Dongying Zone of the Jiyang Depressio[J]. Oil & Gas Geology, 2010, 31(2):174-179.

[35] 吳富強(qiáng)，寧興賢. 影響渤南洼陷深部?jī)?chǔ)層次生孔隙形成的因素及其作用[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2004，24(2)：76-82. Wu Fuqiang, Ning Xingxian. The Controlling Factors and Processes for the Formation of the Secondary Porosity of the Deep-Seated Reservoir Rocks in the Bonan Depression, Shandong[J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 2001, 24(2):76-82.

Diagenesis Characteristics of Deep Natural Gas Reservoirs in Es4xin the North Zone of Minfeng Sag in Dongying Depression

Wang Shuping1，Xu Shouyu1，Dong Chunmei1，Wang Liping2，Liu Chunping3

1.School of Geosciences , China University of Petroleum, Qingdao 266580,Shandong,China 2.Dongsheng Group Co., Ltd of Shengli Oil Field，Sinopec，Dongying 257000，Shandong,China 3.Hekou Oil Production Plant of Shengli Oil Field Sinopec ，Dongying 257000，Shandong ,China

The diagenetic characteristics of deep natural gas reservoirs and the control of diagenesis on reservoirs in the lower part of the Fourth Member of the Shahejie Formation (Es4x) in the north zone of the Minfeng sag in the Dongying depression haven’t been clearly understood, which have led to great risks to hydrocarbon exploration in this area. Based on a combination of thin-section identification, scanning electron microscope (SEM) observation, fluid inclusion analysis and an analysis of core properties, it has been systematically studied about the diagenetic characteristics and its influence on the reservoir property. Nearshore subaqueous fan glutenite is the main regional reservoirs, and the diagenesis is characterized by strong compaction, poor compaction, dissolution and cementation of many stages, complex metasomatism and lime-mud matrix recrystallization. The main cementation-dissolution sequence is feldspar dissolution/quartz overgrowth →carbonate cementation / quartz dissolution →carbonate dissolution /quartz overgrowth →pyrite cementation and bitumen filling. The difference of sedimentary characteristics in different sub/micro-facies of nearshore subaqueous fan controls the difference of diagenetic characteristics, which also determines the difference of reservoir physical property. The conglomerate in inner fan mainly experiences compaction and lime-mud matrix recrystallization, with weak dissolution, and its physical properties keep reducing. The lime-mud matrix recrystallization results in a rapid reduction of physical properties in middle-deep layers. The present physical property of inner fan becomes extremely poor and mainly develops dry layers. Because acid dissolution reconstruct the reservoirs and early hydrocarbon filling and abnormal high pressure can protect reservoirs, the reservoirs far away from mudstone layers in the braided channels of middle fan develop a great number of primary pores and a few secondary pores, have a higher porosity and permeability, and can be effective reservoirs for natural gas. The parts in interdistributaries of middle fan and outer fan develop intensively cementation, it forms dense cemented crusts at the top of the sandstone, and therefore they mainly act as cap rocks.

diagenesis; natural gas reservoirs; the lower part of the Fourth Member of the Shahejie Formation of the Paleogene; glutenite bodies; Dongying depression; tight sandstone

10.13278/j.cnki.jjuese.201406103.

2014-05-08

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05009-003)

王淑萍(1978--)，女，博士研究生，主要從事油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方面研究，E-mail:wshpwyzh0619@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201406103

P618.13

A

王淑萍 ，徐守余 ，董春梅，等.東營(yíng)凹陷民豐洼陷北帶沙四下亞段深層天然氣儲(chǔ)層成巖作用.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2014,44(6):1747-1759.

Wang Shuping，Xu Shouyu，Dong Chunmei,et al. Diagenesis Characteristics of Deep Natural Gas Reservoirs in Es4xin the North Zone of Minfeng Sag in Dongying Depression.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(6):1747-1759.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201406103.