论文部分内容阅读
摘要：砂岩在沉积作用完成并被埋藏后，进入了漫长的成岩作用阶段。辽河断陷的砂岩从早第三纪陆续进入了成岩阶段。在成岩作用下，岩石的组分及结构发生了一系列物理的、化学的变化，砂岩储集空间的数量与性质也随之改变，这种改变对砂岩的储集性能必然产生程度不一的影响。
关键字：成岩作用;自生矿物;压实作用;泥质含量
成岩作用不仅是储集层（砂岩）本身的变化，它是涉及到生油岩、盖层等多方面错综复杂的变化过程。辽河断陷作为一个陆相断陷盆地，断裂活动强烈而频繁，仅西部凹陷可以划分多个不同的二级构造单元，虽然不同构造单元（地区）之间成岩作用特征存在一定的差异。
1.成岩阶段划分依据及标志
1.古地温和地温梯度
A井区下第三系地温梯度为3.3-3.8℃/100m，比正常地温梯度（3.3℃/100m）略高。在这样的地温梯度条件下，埋藏深度多为900-1100m的于楼油层、兴隆台油层的砂岩基本处于早成岩阶段晚期;热河台油层及杜家台油层埋藏深度多不大于2500m，砂岩储层处于中成岩阶段中期。
2、自生矿物标志
地质历史时期，自生矿物随埋藏深度和温度、压力的增高而发生变化，改变原有矿物的组合关系及物理、化学性质，可以反映储层经历的成岩作用阶段。
（1）自生粘土矿物
本区见有的自生粘土矿物以高岭石为主，其次为伊利石。自生高岭石和自生伊利石占砂岩中粘土矿物总量大都不超过5%，粘土矿物向着伊—蒙混层并最终伊利石化（或绿泥石化）方向演化还有很大距离，表明成岩作用尚处于初期阶段。
（2）自生碳酸盐
本区砂岩中的碳酸盐总量不高（2-5%），而且多以内碎屑（鲕粒、生物碎屑）形式出现，因而自生碳酸盐含量更少。区内自生碳酸盐的析出仅在局部井段中出现，以泥晶方解石或泥微晶方解石形式产出，方解石晶体细微呈嵌晶状，成岩阶段为早期碳酸盐类型。
（3）自生石英
本区砂岩中几乎不见自生石英加大现象，硅质加大级别几乎为零。
（4）自生黄铁矿
砂岩中自生黄铁矿析出现象十分普遍。黄铁矿（FeS）晶体多以球粒状呈集合体形式产出，球粒粒径为10-20m，占据粒间孔减少部分孔隙。
综上所述，本区见有的自生矿物析出类型和程度均表明成岩作用尚不够强烈，是早成岩阶段特有的自生矿物类型，中、晚成岩阶段的代表性自生矿物是高级别（3-6级）自生加大的石英，在本区没有见到，甚至連低级别（1-2级）的自生加大石英也很难见到。以上各种现象足以说明本区于楼油层和兴隆台油层的砂岩储层成岩作用是微弱的。
2.主要成岩事件及特征
成岩阶段发生的各种变化，有些是分阶段先后进行的，有些是同时进行的，有些则是始终在进行的。综合分析各种资料，对区内砂岩储层有影响的成岩事件主要为三种。其中机械压实作用对储层的影响最大，胶结作用次之，而溶蚀作用对本区储层的影响极小。
1、机械压实作用
机械压实是各种成岩事件最常见并始终进行的成岩作用。
A井区于楼油层和兴隆台油层的砂岩储层压实程度均较轻，岩性疏松孔隙发育，除了埋藏时间较短（相对于莲花油层和杜家台油层而言）、埋藏深度不大（900-1000m）这二个重要原因外，同时以下三方面因素也起着一定作用。
（1）砂岩中泥质含量较低不易被压
当砂岩中具有塑性性质的粘土矿物含量较高时，必然减少具有刚性性质骨架颗粒的相对含量，使岩石在整体上刚性减弱而塑性增强，在上覆地层压力作用下，岩石中的可塑性。
粘土质矿物向粒间孔隙流动并点据孔隙，致使岩石体积减少，压实程度增高呈致密状，反之则相反。
本区砂岩的泥质含量普遍不高，抗压实能力相对较强。
（2）骨架颗粒相对较粗抗压实能力较强
砂岩的骨架颗粒越细就越接近粘土矿物的塑性性质，反之则相反。本区砂岩的骨架颗粒相对较粗（中—粗粒级），故抗压实能力较强。
（3）砂岩中的岩屑含量较高有利于压实作用
本区砂岩组分中，石英及长石等刚性矿物组分的相对含量不高，岩屑组分含量较高，可达30%左右，而且在岩屑组分中抗压性不强的中—酸性喷发岩岩屑含量在岩屑总量中占明显优势。因此，就碎屑骨架颗粒组分而言，本区砂岩易于压实。
总的看来，在机械压实成岩事件中，本区砂岩所具有各种条件当中，除了砂岩中的中—酸性岩屑含量较高有利于压实外，其它诸条件，例埋藏时间、埋藏深度、砂岩的泥质含量、砂岩粒级等因素均不利于压实作用，因此砂岩储层普遍较疏松，以粒间孔为主的孔隙空间损失有限。
2、胶结作用
胶结作用种类较多，不同的胶结类型发生于不同阶段，就本区而言，胶结作用类型主要为自生粘土矿物胶结、早期碳酸盐胶结。包括硅质胶结（石英、长石自生加大）为内的其它胶结类型，在本区十分少见。
（1）自生粘土矿物胶结
自生粘土矿物胶结物是在成岩环境下，经化学沉淀作用充填在原生孔隙或次生孔隙中的各类粘土矿物。充填的自生粘土矿物类型除了取决于孔隙水的化学性质和介质条件，更重要的与其特定成岩阶段的粘土转化程度有关。
经薄片镜鉴、X光衍射、扫描电镜观察，可以确认本区下第三系沙一、沙二段（E2S1+E3S2）砂岩中的自生粘土矿物胶结物以高岭石为主，也见有少量伊—蒙混层，远未达到深度成岩作用的伊利石化或绿泥石化。
（2）早期碳酸盐胶结
本区早期碳酸盐胶结程度较轻，仅见有少量泥晶和泥微晶方解石以胶结物形式出现于碎屑骨架颗粒之间，对储层的储集性能影响不大。
3、溶蚀作用
溶蚀作用对于提高被压实砂岩的孔隙度有程度不一的作用，主要发生于中成岩阶段（2000-2400m）晚期（B期），受控于孔隙的化学性质和渗流能力。在此以上成岩阶段也有溶蚀现象，例如本区主力油层段虽处于早成岩阶段晚期（B期），但也见有少量溶蚀现象甚至淋滤作用形成的孔隙，但对孔隙总量的影响极小。
3.结束语
A井区主力油层的砂岩是经历了多种成岩作用成为现今面貌，由于各种成岩作用程度相对较弱，虽然造成部分原生粒间孔隙的损失，但仍保留了数量可观的原生孔隙，使之成为具有良好储集性能的优质储层。
参考文献：
[1]丁志刚，吴敬哲，于涛，李东风.下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征，辽宁工程技术大学学报（自然科学版） ，2011，30（04）：30～31
关键字：成岩作用;自生矿物;压实作用;泥质含量
成岩作用不仅是储集层（砂岩）本身的变化，它是涉及到生油岩、盖层等多方面错综复杂的变化过程。辽河断陷作为一个陆相断陷盆地，断裂活动强烈而频繁，仅西部凹陷可以划分多个不同的二级构造单元，虽然不同构造单元（地区）之间成岩作用特征存在一定的差异。
1.成岩阶段划分依据及标志
1.古地温和地温梯度
A井区下第三系地温梯度为3.3-3.8℃/100m，比正常地温梯度（3.3℃/100m）略高。在这样的地温梯度条件下，埋藏深度多为900-1100m的于楼油层、兴隆台油层的砂岩基本处于早成岩阶段晚期;热河台油层及杜家台油层埋藏深度多不大于2500m，砂岩储层处于中成岩阶段中期。
2、自生矿物标志
地质历史时期，自生矿物随埋藏深度和温度、压力的增高而发生变化，改变原有矿物的组合关系及物理、化学性质，可以反映储层经历的成岩作用阶段。
（1）自生粘土矿物
本区见有的自生粘土矿物以高岭石为主，其次为伊利石。自生高岭石和自生伊利石占砂岩中粘土矿物总量大都不超过5%，粘土矿物向着伊—蒙混层并最终伊利石化（或绿泥石化）方向演化还有很大距离，表明成岩作用尚处于初期阶段。
（2）自生碳酸盐
本区砂岩中的碳酸盐总量不高（2-5%），而且多以内碎屑（鲕粒、生物碎屑）形式出现，因而自生碳酸盐含量更少。区内自生碳酸盐的析出仅在局部井段中出现，以泥晶方解石或泥微晶方解石形式产出，方解石晶体细微呈嵌晶状，成岩阶段为早期碳酸盐类型。
（3）自生石英
本区砂岩中几乎不见自生石英加大现象，硅质加大级别几乎为零。
（4）自生黄铁矿
砂岩中自生黄铁矿析出现象十分普遍。黄铁矿（FeS）晶体多以球粒状呈集合体形式产出，球粒粒径为10-20m，占据粒间孔减少部分孔隙。
综上所述，本区见有的自生矿物析出类型和程度均表明成岩作用尚不够强烈，是早成岩阶段特有的自生矿物类型，中、晚成岩阶段的代表性自生矿物是高级别（3-6级）自生加大的石英，在本区没有见到，甚至連低级别（1-2级）的自生加大石英也很难见到。以上各种现象足以说明本区于楼油层和兴隆台油层的砂岩储层成岩作用是微弱的。
2.主要成岩事件及特征
成岩阶段发生的各种变化，有些是分阶段先后进行的，有些是同时进行的，有些则是始终在进行的。综合分析各种资料，对区内砂岩储层有影响的成岩事件主要为三种。其中机械压实作用对储层的影响最大，胶结作用次之，而溶蚀作用对本区储层的影响极小。
1、机械压实作用
机械压实是各种成岩事件最常见并始终进行的成岩作用。
A井区于楼油层和兴隆台油层的砂岩储层压实程度均较轻，岩性疏松孔隙发育，除了埋藏时间较短（相对于莲花油层和杜家台油层而言）、埋藏深度不大（900-1000m）这二个重要原因外，同时以下三方面因素也起着一定作用。
（1）砂岩中泥质含量较低不易被压
当砂岩中具有塑性性质的粘土矿物含量较高时，必然减少具有刚性性质骨架颗粒的相对含量，使岩石在整体上刚性减弱而塑性增强，在上覆地层压力作用下，岩石中的可塑性。
粘土质矿物向粒间孔隙流动并点据孔隙，致使岩石体积减少，压实程度增高呈致密状，反之则相反。
本区砂岩的泥质含量普遍不高，抗压实能力相对较强。
（2）骨架颗粒相对较粗抗压实能力较强
砂岩的骨架颗粒越细就越接近粘土矿物的塑性性质，反之则相反。本区砂岩的骨架颗粒相对较粗（中—粗粒级），故抗压实能力较强。
（3）砂岩中的岩屑含量较高有利于压实作用
本区砂岩组分中，石英及长石等刚性矿物组分的相对含量不高，岩屑组分含量较高，可达30%左右，而且在岩屑组分中抗压性不强的中—酸性喷发岩岩屑含量在岩屑总量中占明显优势。因此，就碎屑骨架颗粒组分而言，本区砂岩易于压实。
总的看来，在机械压实成岩事件中，本区砂岩所具有各种条件当中，除了砂岩中的中—酸性岩屑含量较高有利于压实外，其它诸条件，例埋藏时间、埋藏深度、砂岩的泥质含量、砂岩粒级等因素均不利于压实作用，因此砂岩储层普遍较疏松，以粒间孔为主的孔隙空间损失有限。
2、胶结作用
胶结作用种类较多，不同的胶结类型发生于不同阶段，就本区而言，胶结作用类型主要为自生粘土矿物胶结、早期碳酸盐胶结。包括硅质胶结（石英、长石自生加大）为内的其它胶结类型，在本区十分少见。
（1）自生粘土矿物胶结
自生粘土矿物胶结物是在成岩环境下，经化学沉淀作用充填在原生孔隙或次生孔隙中的各类粘土矿物。充填的自生粘土矿物类型除了取决于孔隙水的化学性质和介质条件，更重要的与其特定成岩阶段的粘土转化程度有关。
经薄片镜鉴、X光衍射、扫描电镜观察，可以确认本区下第三系沙一、沙二段（E2S1+E3S2）砂岩中的自生粘土矿物胶结物以高岭石为主，也见有少量伊—蒙混层，远未达到深度成岩作用的伊利石化或绿泥石化。
（2）早期碳酸盐胶结
本区早期碳酸盐胶结程度较轻，仅见有少量泥晶和泥微晶方解石以胶结物形式出现于碎屑骨架颗粒之间，对储层的储集性能影响不大。
3、溶蚀作用
溶蚀作用对于提高被压实砂岩的孔隙度有程度不一的作用，主要发生于中成岩阶段（2000-2400m）晚期（B期），受控于孔隙的化学性质和渗流能力。在此以上成岩阶段也有溶蚀现象，例如本区主力油层段虽处于早成岩阶段晚期（B期），但也见有少量溶蚀现象甚至淋滤作用形成的孔隙，但对孔隙总量的影响极小。
3.结束语
A井区主力油层的砂岩是经历了多种成岩作用成为现今面貌，由于各种成岩作用程度相对较弱，虽然造成部分原生粒间孔隙的损失，但仍保留了数量可观的原生孔隙，使之成为具有良好储集性能的优质储层。
参考文献：
[1]丁志刚，吴敬哲，于涛，李东风.下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征，辽宁工程技术大学学报（自然科学版） ，2011，30（04）：30～31