白云質泥巖儲層探究
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本文作者：胡望水1雷志誠1許辰2劉騰蛟3徐博1作者單位：1油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室2中石化江蘇油田分公司3東方地球物理公司
工區白云巖的成因
1白云石化機理
關于白云石的成因，目前統一的看法有兩種：原生白云石和次生白云石。原生白云石的形成主要與生物活動有關，難以形成一定的地層單位，不具普遍意義。依據對現代白云石的成因機理研究，主流觀點是白云石是次生交代作用形成的，即白云石化。方解石的白云石化需要滿足一定的溫度、Mg2+/Ca2+的比值和流體動力學等條件才能夠進行。當溫度和壓力滿足白云石化反應時，假定溫度、壓力和CO2－3濃度不變，當Mg2+/Ca2+≥5.2時就會發生白云石化反應，過低就會發生去白云石化反應[2-3]。
2古湖泊水的鹽度與成巖環境
利用碳酸鹽巖的δ13C和δ18O可以確定環境中水介質的鹽度與溫度[4]。正常海水的平均含鹽度為5%，利用碳氧同位素值按薩胡判別的鹽度公式計算Z值，大于或等于120為海水型，小于120則為淡水型。實驗測試結果(表1)中所有樣品的Z值均大于120，說明白音查干凹陷騰格爾組沉積期有可能有海水階段性地進入湖盆，導致湖盆水體的鹽度不斷提高，同時海水帶來大量的鎂離子，隨著湖水的不斷蒸發鎂離子濃度逐漸升高。高溫埋藏白云巖δ18O值位于-16‰～-2.5‰之間，通常不大于-2.5‰[5-6]，工區白云巖δ18O值位于此區間，因此白云巖經歷了不同程度的高溫改造。分析化驗測試結果其成巖溫度大都在90℃以上，高溫的熱液流體也能對白云巖產生溶蝕作用，形成溶孔溶洞，對改善儲層物性十分有利。
3工區白云巖的成因
一般認為碳酸鹽巖的碳氧同位素組成受其形成過程中溫度以及沉積和成巖溶液性質的影響，當補給缺乏或強烈蒸發而導致水體鹽度變大時，其沉積物中的碳氧同位素值增高，相反高溫和雨水稀釋有利于輕的碳氧同位素進入固體[7-8]。鹽度指數Z平均為1243，反映當時水體鹽度適中。湖相形成的白云巖一般表現為富鈣，但研究區石膏并未普遍存在，只是在部分井中以膠結物的形式出現，說明白云石不是在蒸發能力強、高鹽度的環境中形成，而是在有淡水注入的高鹽度的環境下形成。在淡水注入前，水體還有一定鹽度，但未高到石膏大量沉積的程度，故膏巖不發育，因此工區白云巖不是在干熱的氣候、高Mg2+/Ca2+值的環境下的“蒸發”產物，而是淡水注入到鹽度較高的半咸水中，二者混合達到一定比例時后生交代形成的。
儲集空間類型
根據錫3-69井及錫26井取心井段巖心觀察及樣品分析化驗結果，白云質泥巖的儲集空間主要為溶蝕孔隙及微裂縫，沒有經歷溶蝕和產生微裂縫的白云質泥巖物性很差，不具備滲流能力。綜合巖心觀察和薄片鑒定，研究區騰格爾組白云質泥巖儲層其儲集空間類型主要有溶蝕作用形成的溶孔、溶洞和構造裂縫三類。
1溶孔、溶洞型
由于工區白云巖儲層埋藏較深，大多在1800m以下，處于高溫高壓環境，地下流體對白云巖的溶解能力大幅上升，形成了工區溶洞和微細孔型白云巖儲層。另外，晚期的高溫流體沿斷層和微裂縫流動，改造并擴大已形成的溶蝕孔洞網絡，其孔隙特征是不規則的孔洞、連通性較差的小洞穴和溶蝕縫，其中溶洞多為毫米級的溶蝕孔洞，在單偏光鏡下呈蜂窩狀分布，其儲集空間大，但連通性差。對含油性較好的的白云質泥巖巖心顯微鏡鏡下觀察發現，它們多具有較好的溶蝕孔洞或溶蝕孔隙（圖2）。而不含油的巖心在顯微鏡下非常致密，基本不具備儲集空間（圖3）。
2裂縫型
由于白云巖的巖石力學相對較脆，在構造應力作用下易于破碎[9-11]，工區最常見裂縫為構造作用形成的剪切縫、垂直縫以及水平縫等（圖4）。裂縫能夠改善儲層的儲集性能，特別是構造作用形成的裂縫。大部分裂縫含油，為油氣運移聚集提供了良好的通道。在巖心觀察過程中，發現巖心中發育大量的微裂縫，微裂縫的方向、期次不完全相同，有的微裂縫被充填，有的微裂縫還處于開啟狀態，開啟微裂縫中往往油浸或飽含油。由于微裂縫的形成主要與斷層活動有關，因此，斷層在研究區對云質巖類成藏有著至關重要的意義，即工區白云巖類形成的油藏應多分布在斷層附近。
白云質泥巖儲集特征
在錫3-69井及錫26井取心段中，具有油侵、油斑顯示的層段主要為溶蝕孔洞及微裂縫，往往成層、成段分布，不具有縫洞的巖層中沒有顯示。雖然油氣顯示具有一定的成層、成段分布特征，但在巖心觀察中發現，油層和水層沒有明顯的分界標志，油層和水層往往相間出現，油層的上部出現水層，水層中出現油層的現象，表明油水關系相當復雜（圖5a-c）。碳酸鹽巖縫洞儲層儲集體空間、孔喉結構與碎屑巖儲集層有很大的不同，決定了碳酸鹽巖儲集體內流體具有特殊的封存狀態。在白云質泥巖縫洞儲層中，處于構造高部位且遠離儲滲系統之外，在油氣運移聚集中首先被油氣充滿，其它地層流體不能排替油氣，形成封閉油形態存在；而先期形成的封閉油氣被后期的成巖等切斷與地層水的連通通道成為隔離油；而在油氣運聚時，油氣不能排驅處于孤立狀態的縫、洞中的地層水而成為隔離水（圖5d）。
結論
(1)白音查干凹陷錫林好來地區騰格爾組下段一砂組至騰格爾組上段二砂組的溶蝕孔洞、裂縫型白云巖儲層主要發育于白云質泥巖中。白云巖的溶蝕有可能與構造運動引起地下熱液的活動和有機質成熟產生的有機酸有關，這有待于進一步的研究。（2）白云質泥巖儲集體位于環洼帶上，與烴源巖相鄰，有利于油氣的運移與聚集，只要白云質泥巖類儲集體具有滲流特征，就易形成有效油藏。(3)由于白云質泥巖儲集空間連通性差，導致其油水關系復雜，主要以縫洞油、封存油、隔離油、封存水及隔離水等幾種狀態存在。
