關鍵詞方解石膠結(jié)物;膠結(jié)作用；深埋砂巖儲層;梧桐溝組;吐哈盆地

第一作者簡介 ，女，1996年出生，碩士研究生，沉積學，E-mail：xuhui752@163.com

通信作者，男，教授，博士生導師，E-mail：aqinth@163.com

中圖分類號P618.13文獻標志碼A

DOI： 10.14027/j.issn.1000-0550.2023.057

CSTR： 32268.14/j.cjxb.62-1038.2023.057

0 引言

方解石膠結(jié)物是大多數(shù)碎屑巖中含量較為豐富的自生膠結(jié)物之一，是成巖過程中流體一巖石相互作用的產(chǎn)物24，其相對含量、產(chǎn)狀類型、賦存狀態(tài)及形成機制等對儲層質(zhì)量有重要影響[5]。因此，方解石膠結(jié)物的物質(zhì)來源及其對儲層質(zhì)量的影響一直是近些年的研究熱點[89]。以往研究表明，方解石膠結(jié)物的沉淀可以發(fā)生在成巖作用的各個階段[，方解石膠結(jié)物的來源通常包括碳的來源和鈣離子的來源2，其中，碳源包括海洋、湖泊和大氣降水、有機質(zhì)成熟度、巖漿源和細菌硫酸鹽還原等[13-15]；鈣源可能來源于地表水、碎屑顆粒（長石、碳酸鹽巖屑等）的溶解、黏土礦物的轉(zhuǎn)化、長石等鋁硅酸鹽礦物的水化作用等[16-20]。一般認為，方解石膠結(jié)物對孔隙的充填使得儲層的孔隙度和滲透率大大降低[21-22]；同時，也有學者認為不同期次的方解石膠結(jié)物對儲層質(zhì)量具有不同的影響，如早期在機械壓實作用前或淺埋藏階段析出的方解石膠結(jié)物能增強碎屑骨架，有效抵御壓實作用，隨后發(fā)生溶蝕作用促進次生孔隙的形成[23-25]，而在晚期所形成的鐵方解石沉淀充填粒間或粒內(nèi)孔隙，導致儲層物性變差。因此，方解石膠結(jié)物對儲層質(zhì)量的影響是復雜的[26-27]。

魯克沁地區(qū)是吐哈盆地油氣勘探的重要區(qū)域。目前，在淺埋藏深度已取得了較好的油氣勘探效果，揭示出該地區(qū)具備良好的沉積物質(zhì)基礎與成藏條件[2831]。隨著油氣勘探與研究工作的持續(xù)深人，逐步向更深區(qū)域的二疊系梧桐溝組等層系尋求資源。2018年，在魯克沁地區(qū)埋藏 5800～6100m 深度的YT1井梧桐溝組中獲得油氣發(fā)現(xiàn)，初步揭示了梧桐溝組深層致密砂巖較好的油氣勘探前景。當前該組的勘探程度非常低、研究非常薄弱，僅有的少量研究認為深埋條件下機械壓實和膠結(jié)作用是導致魯克沁地區(qū)梧桐溝組砂巖儲層致密的兩個主要因素[32]。然而，對黏土礦物、方解石、硅質(zhì)等多種不同的膠結(jié)作用缺乏針對性研究。通過儲層膠結(jié)物分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)梧桐溝組深層砂巖儲層發(fā)育不同產(chǎn)狀的方解石膠結(jié)物，并且不同方解石膠結(jié)物含量的儲層物性具有顯著差異。分析不同期次方解石膠結(jié)物的發(fā)育程度，及哪期是建設的、哪期是破壞性的成巖作用對明確方解石膠結(jié)物對儲層物性的潛在影響和儲層預測具有重要意義。

因此，本文選取方解石膠結(jié)物為對象，基于巖心觀察、物性分析、薄片鑒定、掃描電鏡、陰極發(fā)光等測試分析，系統(tǒng)開展魯克沁地區(qū)上二疊統(tǒng)梧桐溝組深埋儲層特征研究，詳細觀察砂巖中方解石膠結(jié)物的賦存狀態(tài)及產(chǎn)狀，明確方解石膠結(jié)物發(fā)育特征及期次，探討方解石膠結(jié)物成巖演化及其對儲層質(zhì)量的影響。

1 地質(zhì)背景

魯克沁地區(qū)位于吐哈盆地西部地區(qū)，主體處于臺北凹陷，西南為魯西凸起，東南為庫木凸起（圖1），東西長 40km ，南北寬 10～20km ，面積約為 800km^2[34] 。魯克沁地區(qū)自下而上發(fā)育3套含油層系[35-37]：依次為二疊系（梧桐溝組 P₃w ）、三疊系（克拉瑪依組 T_2?3k ）侏羅系（西山窯組 J₂x 、三間房租 J_2^S 、七克臺組 J₂q ）。在第四次資源評價中38，吐哈盆地下含油氣系統(tǒng)石油地質(zhì)資源量為 5.25×10⁸t. ，其中二疊系為 2.19×10⁸t ，三疊系為 3.06×10⁸t ，勘探潛力大，且主要集中在臺北凹陷。

魯克沁地區(qū)是臺北凹陷唯一且最大的稠油富集帶，勘探面積約為 1 160km² ，是吐哈盆地臺北凹陷油氣勘探開發(fā)的重點地區(qū)。自1995年AC1井發(fā)現(xiàn)稠油油砂，三疊系克拉瑪依組一直是魯克沁地區(qū)主要稠油勘探目的層系[3941]。2012年，吐玉克區(qū)塊YB1井上二疊統(tǒng)梧桐溝組首次發(fā)現(xiàn)稠油藏，并成為該地區(qū)的主要產(chǎn)油層之一。目前已發(fā)現(xiàn)魯克沁地區(qū)二疊系和三疊系三級石油地質(zhì)儲量 2.36×10⁸t ，其中探明儲量1.47×10⁸t ，具有良好的油氣勘探潛力。

魯克沁地區(qū)上二疊統(tǒng)梧桐溝組早期表現(xiàn)為斷陷和盆地，具有較高的可容納空間和充足的物源供給背景，沉積巨厚層扇三角洲水下河道砂礫巖，砂體受溝槽控制，橫向尖滅較快；中晚期轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)造較為穩(wěn)定的凹陷盆地辮狀河三角洲沉積，砂體受坡折帶控制，發(fā)育相對較薄但橫向延展較廣[34]?？v向上，梧桐溝組自下而上可分為一段、二段和三段（圖1c）。梧桐溝組一段以分選磨圓較差、快速混雜堆積的扇三角洲砂礫巖為主，常見塊狀層理、平行層理、板狀交錯層理以及底沖刷等沉積構(gòu)造，表明沉積時水動力強；梧桐溝組二段以中細砂巖和濱淺湖沉積為特征，發(fā)育棕紅色泥巖，反映水動力較弱；梧桐溝組三段下部部分發(fā)育深灰色砂礫巖，礫石磨圓較好、但分選差，反映了早期有較強水動力，物源供給再次加強[42]。儲集層主要集中在梧桐溝組一段和三段。

2 砂巖儲層特征

2.1儲層巖石類型及方解石膠結(jié)物特征

魯克沁地區(qū)梧桐溝組深部儲層砂巖類型主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，顯微鏡下估算的石英含量介于 27.0%～62.5% （均值為 46.7% ）長石含量介于2.3%～27.5% （均值為 10.6% ）、巖屑含量介于 25.0%～ 56.2% （均值為 42.7% ，主要為泥巖、千枚巖及花崗巖巖屑）;碎屑顆粒次圓一次棱狀，分選中等一好，以點接觸和線接觸為主。全巖X射線衍射結(jié)果分析顯示，梧桐溝組深層砂巖石英含量均值為 42.8% ，長石含量均值為 22.7% ，且斜長石含量高于鉀長石。填隙物均值為 9.7% ，主要由碳酸鹽膠結(jié)物、濁沸石和黏土礦物組成，黏土礦物含量較低。X射線衍射結(jié)果表明黏土礦物主要為綠泥石（均值為 51.5% ），其次為伊蒙混層（均值為 26.9% ），高嶺石和伊利石含量基本一致。

魯克沁地區(qū)梧桐溝組儲層普遍發(fā)育方解石膠結(jié)物，是該致密儲層的一個典型特征。為了深入分析方解石膠結(jié)物的發(fā)育特征，將梧桐溝組65件巖心樣品制成的普通薄片并用鐵氰化鉀和茜素紅染色劑進行染色，在偏光顯微鏡下觀察方解石膠結(jié)物產(chǎn)狀；再利用CL8200MK5發(fā)光顯微系統(tǒng)，在 18kV，200UA 、溫度 20% ，相對濕度 60% 的工作環(huán)境下，對具有代表性的48個含碳酸鹽膠結(jié)物的巖心樣品進行陰極發(fā)光（CL）觀察。顯微鏡下鑒定出3種方解石膠結(jié)物類型，包括泥晶方解石（圖2a＼～d）、連晶方解石（圖2d＼～f）和鐵方解石（圖2f＼～i）。泥晶方解石含量較低，充填在顆粒之間，呈蠕蟲狀，染色薄片鏡下為紅色，陰極發(fā)光呈暗橙色（圖2b）；連晶方解石含量占主導，充填粒間孔隙使顆粒呈漂浮狀，相鄰粒間孔所充填的該類方解石具有一致的解理，表面干凈，單偏光染色薄片鏡下為淺紅色，陰極發(fā)光呈橙色（圖2h）；鐵方解石常見充填于溶蝕孔隙中，含量亦較低，染色薄片鏡下為深紅色，陰極發(fā)光下表現(xiàn)為幾乎不發(fā)光（圖2h）。

2.2儲層物性及儲集空間類型

魯克沁地區(qū)上二疊統(tǒng)梧桐溝組深部砂巖儲層物性分析顯示，孔隙度范圍介于 4.6%～11.4% ，平均值為7.3% ，主要分布在 7.0%～9.0% ；滲透率范圍介于（0.005～17.270）×10^-3μm²， ，平均值為 1.436×10^-3μm² 主要集中在 （0.100～1.000）×10^-3μm² 范圍內(nèi)?？紫抖扰c滲透率呈明顯的正相關關系（圖3），說明梧桐溝組深部砂巖儲層為孔隙型儲層。物性較好的樣品中方解石膠結(jié)物面積含量分布在 1.0%～8.0% ，方解石膠結(jié)物面積含量大于等于 8.0% 和小于等于 1.0% 的樣品物性均較差。

基于掃描電鏡與鑄體薄片資料對礦物的孔隙結(jié)構(gòu)和形態(tài)進行了分析，發(fā)現(xiàn)魯克沁地區(qū)梧桐溝組儲集空間類型包括剩余原生粒間孔（圖 ^4a，b） 、次生孔隙（圖 4b～g ）微裂縫（圖4h，i）。次生孔隙以粒內(nèi)溶孔為主，鑄體薄片鏡下主要表現(xiàn)為長石粒內(nèi)溶蝕孔（圖4d，e）巖屑溶蝕孔（圖4b，f），掃描電鏡可見方解石晶體溶蝕形成的晶間孔（圖 4g ）。此外，裂縫較為發(fā)育，多為構(gòu)造應力、強壓實作用下的微裂縫（圖4h）和貼?？p（圖4i），一般沿粒間形成，個別微裂縫切穿碎屑顆粒。

3方解石膠結(jié)物成巖演化及對儲層的影響

3.1方解石膠結(jié)物期次

方解石膠結(jié)物是致密砂巖儲層中常見的膠結(jié)物類型，具有多期次、多成因、分布普遍等特點[43-44]，對儲層物性具有重要的影響。前文已述，普通薄片下觀察到方解石膠結(jié)物經(jīng)鐵氰化鉀/茜紅素混合溶液染色后主要表現(xiàn)為淺紅色、紅色和深紅色，陰極發(fā)光下觀察到橙色、暗橙色和幾乎不發(fā)光三種不同程度的發(fā)光特性。進一步結(jié)合方解石膠結(jié)物間的交切關系及其與顆粒或者孔隙的接觸關系，判定了它們的發(fā)育期次。泥晶方解石為最早發(fā)育的I期方解石膠結(jié)物，連晶方解石為Ⅱ期方解石膠結(jié)物，鐵方解石為Ⅲ期方解石膠結(jié)物。泥晶方解石膠結(jié)物晶粒較小，呈蠕蟲狀，貼顆粒膠結(jié)，以孔隙式充填在顆粒之間（圖2a＼～d），陰極發(fā)光下顏色較弱，呈暗橙色（圖2b），為I期方解石膠結(jié)物；連晶狀方解石膠結(jié)物的晶粒粗大且潔凈，陰極發(fā)光表現(xiàn)為橙色（圖2h），染色照片為淺紅色一紅色（圖2c＼～f），鏡下連晶狀方解石膠結(jié)物表現(xiàn)為包裹I期泥晶方解石膠結(jié)物（圖2c，d），或弱交代長石顆粒（圖2c），充填剩余粒間孔隙，說明其形成時間晚于I期泥晶方解石，為Ⅱ期方解石膠結(jié)物；鐵方解石膠結(jié)物充填在溶蝕孔隙中，表明其形成于溶蝕作用之后，為Ⅲ期方解石膠結(jié)物，陰極發(fā)光下表現(xiàn)為幾乎不發(fā)光（圖2h），含量較少，薄片染色照片為深紅色（圖2i）。

（a）I期泥晶方解石膠結(jié)物充填粒間，I期方解石膠結(jié)物包裹I期泥晶方解石，（-），YT1井，6048.82 m，P₃w¹， （b）I期泥晶方解石膠結(jié)物陰極發(fā)光呈暗橙色，Ⅱ期 方解石膠結(jié)物發(fā)橙光，（CL），YT1井， 6048.82m，P₃w¹;（c） 方解石膠結(jié)物發(fā)育，I期方解石膠結(jié)物呈弱交代性， （+），YT1 井，6047.44m，Pul;（d）方解石膠結(jié)物發(fā) 育， （+），YT1 井，5829.55 m，P₃w³;（e） Ⅱ期連晶方解石膠結(jié)物，早期方解石膠結(jié)物溶蝕， （-），YT1 井，5 829.38 m，P₃w³ ；（f）Ⅱ期連晶方解石膠結(jié)物發(fā)育，Ⅲ期方解石 充填溶蝕孔， （+），YT1 井，5 829.41 m，P₃w³;（g） Ⅱ期連晶方解石膠結(jié)物，Ⅲ期鐵方解石充填次生溶孔， （-），YT1 井， 5828.60m，P₃w³; （h）ⅡI期連晶方解石膠結(jié)物發(fā) 橙光，Ⅲ期鐵方解石膠結(jié)物幾乎不發(fā)光，（CL），YT1井， 5828.60m，P₃w³ ；（i）方解石膠結(jié)物發(fā)育，IⅡ期連晶膠結(jié)，Ⅲ期充填溶蝕孔隙， （-），YT1 井 5827.78m，P₃w³ ： calI.I期方解石膠結(jié)物;calII.I期方解石膠結(jié)物;calII.Ⅲ期方解石膠結(jié)物;cal-D.方解石膠結(jié)物溶蝕

3.2成巖作用階段及典型成巖序列

現(xiàn)有資料表明，研究區(qū)上二疊統(tǒng)梧桐溝組深部砂巖儲層成巖礦物組合特征為：顆粒間以線接觸為主，部分樣品中可見凹凸接觸關系（圖5a，b，發(fā)育溶蝕孔（圖5c）；見濁沸石（圖5a）、含鐵碳酸鹽類膠結(jié)物、石英次生加大邊（圖5b）、自生石英晶體（圖5d）等;黏土礦物包括針葉狀伊利石（圖5d）、自生高嶺石（圖5e）、綠泥石集合體（圖5f）等。鏡質(zhì)體反射率 R 值介于0.77%～1.25% 。從研究區(qū)黏土礦物X射線衍射分析結(jié)果來看，黏土礦物以綠泥石為主，I/S中S介于 10% 250% ，個別樣品大于 50% ，處于有序混層帶。綜合上述成巖特征，根據(jù)碎屑巖成巖階段劃分標準（SY/T5477—2003）[45]，認為梧桐溝組深部砂巖儲層成巖階段主要處于中成巖A期，部分達到中成巖B期。

綜上分析，建立了研究區(qū)深部砂巖儲層成巖作用演化圖（圖6）。同時，結(jié)合前文已述的方解石膠結(jié)物礦物學特征和賦存狀態(tài)，以及成巖組構(gòu)之間的關系，將該區(qū)砂巖儲層的成巖序列進行梳理歸納：I期方解石沉淀一早期機械壓實一長石和巖屑顆粒輕微溶解；Ⅱ期方解石沉淀一長石和巖屑強烈溶蝕、自生高嶺石發(fā)育、石英次生加大；Ⅲ期方解石充填孔隙。

3.3儲層演化模式

本文以埋深 5800～6100m 的YT1井為典型代表，對其出油井段和失利井段儲層演化進行對比研究，建立了如下儲層演化模式圖（圖7）。YT1井出油井段埋深為 5827～5830m ，主要為粗中粒巖屑砂巖和砂礫巖，碎屑顆粒多呈棱角狀一次圓狀，分選差一中等，具有低結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度，該深度段儲層富方解石膠結(jié)物。失利井段埋深為 6051～6055m ，主要為細中粒長石巖屑砂巖，碎屑顆粒次棱一次圓狀，分選中等一好，成分成熟度低、結(jié)構(gòu)成熟度中等，方解石膠結(jié)物含量相對較少。

在準同生期，有機質(zhì)未成熟，巖石呈弱一半固結(jié)狀態(tài)，原生孔隙發(fā)育，膠結(jié)作用較弱。顯微鏡下，出油井段儲層觀察到原生粒間孔中充填著泥晶狀的方解石膠結(jié)物，發(fā)育該類膠結(jié)物的砂巖碎屑顆粒以點接觸或基底式膠結(jié)為特征，常呈包殼狀裹挾碎屑顆粒（圖2c，d），指示該方解石膠結(jié)物為I期。這一階段，壓實作用使孔隙度和排水量迅速減少，對孔隙空間的影響最大。

研究區(qū)梧桐溝組砂巖主要為陸相三角洲沉積環(huán)境4，在早成巖期淺埋藏階段，成巖環(huán)境以堿性為主，巖石呈半固結(jié)一固結(jié)，沉積物呈點一線接觸。該階段砂巖仍未有較強壓實，長石發(fā)生輕微溶解，并伴隨著相應的高嶺石生成。由于深度相較于上一階段有所增加，地溫也有一定的升高，蒙皂石變得不穩(wěn)定，開始向伊蒙混層轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過程中的 Si⁴⁺，Ca²⁺，Na⁺ Fe²⁺ Mg²⁺ 等離子從蒙脫石中釋放出來，形成石英次生加大，方解石膠結(jié)物等。顯微鏡下可見出油井段儲層發(fā)育連晶狀方解石膠結(jié)物，表現(xiàn)為非常干凈的亮晶方解石，也從側(cè)面說明該類方解石仍然形成于不受陸源細碎屑雜基污染的埋藏階段，并且可見到連晶方解石膠結(jié)物包裹I期方解石的現(xiàn)象（圖2c，d），說明其產(chǎn)出晚于1期方解石膠結(jié)物，為Ⅱ期膠結(jié)。這一階段富方解石膠結(jié)物的砂巖儲層受壓實和膠結(jié)作用的雙重影響。

隨著成巖作用的不斷進行，進入中成巖階段，隨著埋深逐漸增加，沉積物呈點一線、線接觸，有機質(zhì)逐漸成熟。此過程中生成大量有機酸和 CO₂ ，導致長石、早期碳酸鹽膠結(jié)物和富鋁硅酸鹽等礦物溶解，形成大量溶蝕孔，為成巖作用中晚期提供了 Ca²⁺ ，蒙皂石通過伊蒙混層向伊利石轉(zhuǎn)化過程中釋放部分 Fe³⁺ 形成Ⅲ期方解石膠結(jié)物充填在溶蝕孔隙中（圖2i），含量相對于Ⅱ期連晶方解石較少。這一階段溶蝕作用能有效改善儲集性能，雖然Ⅲ期方解石膠結(jié)物占據(jù)部分溶蝕孔隙空間，但因其數(shù)量有限及溶蝕作用的發(fā)育，整體上孔隙度有所增加。

3.4方解石膠結(jié)物對儲層的影響

成巖過程中機械壓實的物理作用和礦物溶解沉淀的化學作用是砂巖儲層致密化的主要因素。研究區(qū)深部儲集砂巖埋深介于 4500～6000m ，普遍受到強烈的壓實改造作用，物性通常較差。從方解石膠結(jié)物與儲層發(fā)育的顯著關系可知，方解石膠結(jié)物的沉淀與溶解是研究區(qū)影響儲層非均質(zhì)性的關鍵成巖因素。魯克沁地區(qū)梧桐溝組深埋砂巖儲集層的方解石膠結(jié)物含量與孔隙度整體上沒有明顯的相關性，表明其對儲層質(zhì)量的影響較為復雜。

Π（a） 剩余原生粒間孔，藍色鑄體， （-） ，L23井，4526.38 Ω_m，P3w¹ ；（b）剩余原生粒間孔、巖屑溶孔，藍色鑄體，（-），L23井，4524.87m， P₃w¹ ;（c）粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔，藍色鑄體，（-），L23井，4525.12m，Pul;（d）長石溶蝕孔，方解石膠結(jié)物，藍色鑄體，（-），YT1井， 6048.50m ;（e）長石溶蝕微孔發(fā)育，掃描電鏡，YT1井， 6049.79m P₃w¹ ；（f）溶蝕孔發(fā)育，見方解石膠結(jié)，藍色鑄體，（-），YT1井，5827.78 m，P₃w³; （g）方解石晶體溶蝕，可見粒間微縫，毛發(fā)狀伊利石附著于碎屑顆粒表面，掃描電鏡，L23井，4524.32m，Pu1;（h）微裂縫，藍色鑄體， （-），YT1 井，5829.83m ΔP₃w³ ；（i）砂礫巖顆粒貼?？p發(fā)育，YT1井，5828.54 m，P₃w³ ;inter-P（RP）.剩余原生粒間孔;1-P.巖屑溶孔；inter-P.粒間孔；intra-P.粒內(nèi)孔；f-P.長石溶孔；inter-CP.晶間孔;Mc.微裂縫；Gs.貼?？p

根據(jù)薄片統(tǒng)計，方解石膠結(jié)物含量在 1.0%～8.0% 之間的儲層孔隙度均值為 7.7% ，滲透率均值為 1.5× 10^-3μm² ;膠結(jié)物含量大于 8.0% 時，大量孔隙被方解石充填，孔隙度均值小于 6.2% ，滲透率均值小于 0.3× 10^-3μm² ；膠結(jié)物含量小于 1.0% 時，儲層壓實作用非常強，致密化嚴重，孔隙度均值小于 6.3% ，滲透率均值小于 0.4×10^-3μm² 。由此可見，膠結(jié)物含量介于1.0%～8.0% 的儲層物性相對較好，且含量在 1.0%

8.0% 之間的方解石膠結(jié)物含量與孔隙度呈正相關（圖8）。過度膠結(jié)使原有孔隙完全占據(jù)（圖9a），另一方面，因其埋藏較深，研究區(qū)儲集砂巖經(jīng)歷了強烈的壓實作用，膠結(jié)較弱的地方會因缺少膠結(jié)物的支撐而使碎屑顆粒壓實的更加緊密（圖9b），從而導致儲層質(zhì)量差，甚至為非儲層。因此，梧桐溝組深埋儲層的方解石膠結(jié)作用屬于保持性成巖作用，既有建設性責獻，亦有破壞性作用。以往大量的研究表明，主壓實作用前的早成巖階段形成的方解石膠結(jié)物能保存砂巖中的原生孔隙，在后期成巖作用過程中，可能進一步溶蝕釋放次生孔隙，改善儲層質(zhì)量[24-25]。

（a）粒間充填濁沸石，鑄體薄片，（-），YT1井，6048.59 m，P₃w¹ ；（b）石英次生加大，鑄體薄片， （+），YT1 井，6048.70m，Pu1；（c）長石顆粒沿解理被溶蝕，形成格架狀長石溶蝕孔隙，掃描電鏡，YT1井， ，5970.98m P₃w³; （d）針葉狀伊利石附著于碎屑顆粒表面，自生石英晶體充填于碎屑顆粒之間，掃描電鏡，L23井， 4525.17m P₃w³ ；（e）溶蝕孔隙中見絮狀高嶺石集合體，掃描電鏡，YT1井，5 828.93m，P₃w³ ；（f）片狀綠泥石集合體充填于粒間孔隙中，掃描電鏡，YT1井，6054.64 m，P₃w¹ TZ-c.濁沸石膠結(jié)物;Qc.石英;f-P.長石溶蝕孔;I.伊利石；K.高嶺石;chl.綠泥石

可見，方解石膠結(jié)物對儲層的影響并不是一概而論，需要結(jié)合期次和成因具體分析當前環(huán)境下的影響。基于前文的分析，結(jié)合梧桐溝組方解石膠結(jié)物的成巖演化及孔隙演化過程，揭示其對儲層演化的影響。1期方解石含量較少，主要以充填原生粒間孔的形式出現(xiàn)，常呈包殼狀裹挾碎屑顆粒，說明其較早就為巖石骨架起到了抗壓支撐作用。Ⅱ期連晶方解石呈孔隙式充填顆粒間，碎屑顆粒呈點一線接觸，即砂巖已遭受過一定程度的壓實改造作用。通過對富方解石膠結(jié)物砂巖儲層與含方解石膠結(jié)物砂巖儲層的演化對比，前兩期方解石膠結(jié)物相對發(fā)育的儲層物性較好，此外，魯克沁地區(qū)梧桐溝組深部儲層超過 4500m ，但仍保存剩余原生粒間孔（圖4a），表明其雖然阻礙了孔隙間的連通性，但也對顆粒起到了支撐作用，使得深埋藏下儲層的原生孔隙得以保存，主要起抗壓實作用；而Ⅲ期方解石膠結(jié)物充填在長石溶蝕產(chǎn)生的節(jié)理縫中，占據(jù)強壓實作用下改善砂巖儲層物性的次生溶孔之中，但Ⅲ期方解石的沉淀也通過促進長石溶蝕而提高了溶蝕孔隙。同時，前面提到埋藏期的酸性流體也會溶蝕早期方解石膠結(jié)物，并釋放早期占據(jù)的粒間孔而提高儲層物性。這一效應可以較好地解釋部分深埋儲層仍發(fā)育無顆粒支撐的連通孔隙，即早期通過方解石膠結(jié)物固結(jié)的砂巖通過膠結(jié)物溶蝕再釋放有可能在深埋條件下發(fā)育該類粒間孔隙。

前文已述，連晶方解石膠結(jié)物主要在早成巖階段形成，其對深埋優(yōu)質(zhì)儲層形成具有關鍵作用。與之相關的砂巖儲層與沉積期湖盆相帶有關，主要為三角洲沉積環(huán)境的前緣水下分流河道4。這可能是因為三角洲前緣長期處于水下，從而相關的砂體在沉積期至淺埋藏期具有較活躍的孔隙水，有利于早期方解石膠結(jié)。綜上，認為具有一定規(guī)模的水下分流河道沉積相與方解石成巖相耦合，有效保持了粒間孔，后期的方解石溶蝕作用釋放了部分原生粒間孔，成為深埋條件下良好儲層的重要因素。

4結(jié)論

（1）吐哈盆地魯克沁地區(qū)梧桐溝組砂巖類型為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖，分選中等一好，碎屑顆粒（a）方解石過度膠結(jié)和切穿顆粒的微裂縫，（-），YT1井，5825.70 m，P₃w³ （b）含方解石膠結(jié)物，顆粒間線一凹凸接觸， （-） ，YT1井，6049.68 m，P₃w¹ ;cal.方解石膠結(jié)物；Lc.線接觸；Bc.凹凸接觸呈次圓一次棱狀，以點一線接觸為主?？紫额愋鸵栽ｉg孔、溶蝕孔和裂縫發(fā)育為主，孔隙度范圍介于 4.6%～11.4% ，平均值為 7.3% ；滲透率范圍介于號 （0.005～17.270）×10^-3μm²"，平均值為 1.436×10^-3μm²"孔隙度主要分布在 7.0%～9.0% ；滲透率主要集中在（0.100～1.000）×10^-3μm²"范圍內(nèi)，屬于特低孔特低滲砂巖儲層。

（2）根據(jù)礦物學特征，可將魯克沁地區(qū)梧桐溝組方解石膠結(jié)物劃分為3期。I期方解石膠結(jié)物主要以孔隙式充填在顆粒間，與Ⅱ期連晶方解石共同起到了支撐顆粒的作用，提高了砂巖的抗壓實能力；Ⅲ期方解石膠結(jié)物充填在次生溶孔中，導致儲層物性較差。

（3）魯克沁地區(qū)梧桐溝組深部砂巖儲層具有顯著的方解石膠結(jié)作用，占主導的Ⅱ期方解石膠結(jié)物含量與優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育密切相關，含量在 1%～8% 的儲層物性較好，過少或過多均會導致儲層質(zhì)量較差。三角洲前緣水下分流河道沉積相與方解石成巖相的耦合作用，控制著深埋條件下優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育。

致謝感謝勘探開發(fā)研究院提供的寶貴資料，感謝三位審稿專家及編輯部老師提出的寶貴建設性修改意見。

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Abstract：[Objective] The Upper Permian WutonggouFormation in the Lukeqin area of the Turpan-Hami Basin has good oil and gas exploration potential，making itakey deep exploration target inthe Turpan-Hami Basin.Diagenetic analysis showsthat calcitecement isone of the main authigenic minerals developed inthe reservoirof the Wutonggou Formation in this area，butmore work on the precise analysis isstillrecommended to improveourunderstandingof its diagenetic period and how it affectsthereservoirquality.[Methods]Because thecalcite cementis anabundant authigeniccements inmost clastic rocks，it is also the productoffluidrock interaction during diagenesis，during which its relative content，occurrence type，occurrence，state and formation mechanism would likely exert huge impacts on reservoir quality.Combined with the previous study that concluded that mechanical compaction and cementation underdeepburialconditions are the two main factorsafecting thequalityof the Wutonggou Formationsandstone reservoir inthe Lukeqinarea，we presentthethinsection identification，physical propertyanalysis，scanning electronmicroscopy，cathodoluminescence，andother testing methods ofthe Wutonggou Formationinthe Lukeqin area，TurpanHami Basin.We systematically investigated the period and diagenetic evolution of common calcitecements in the deep sandstone reservoir of this period and discussed the influence of calcite cement on reservoir quality.[Results] The photomicrographs and statistics show a clearpositive corelation between theporosity and permeability，indicatingthat the sandstone reservoirof the Wutonggou Formation is porous.The calcite cement content most favorable for reservoir development of the Wutonggou Formation reservoir in Lukeqin area is 1% 8% .More than 8.0% samples show that the primary pores are almost filled with calcite，while less than 1.0% samples indicate that the compaction is too strong andunfavorable forreservoirdevelopment；Photomicrographs also exhibitaflling relationship that indicates three stages of calcite cement；the first stage is argillaceous calcite with 25% ；the second stage is calcite cemented by continuous crystal with 60% ；and stage Il is calcite filled with feldspar and other intragranular solution pores with 15% . There is no distinct positive or negative correlation between calcite cement and physical properties ， which indicates that it belongs toret entive diagenesis inthe form ofpore filing，which couldoccupytheremaining intergranular pores whileenhancingtheirabilitytoresistcompactionof the clastic particleskeleton.This is also consistent with a large numberof earlier studiesthat the calcitecement formed in theearlydiagenetic stage before he main compaction can preserve the primary pores inthe sandstone，which may further dissolveand release the secondary pores to improve the reservoir quality in the later diagenetic process.[Conclusions] Therefore，we suggest that thecalcitecement is thekeyfactor forthedevelopmentof deep sandstonereservoirsof theWutonggouFormation in the Lukeqin area.

Key words：calcite cement;cementation; deep sandstone reservoir;Wutonggou Formation; Turpan-Hami Basin