含油气盆地碎屑岩储层碳酸盐胶结物研究进展

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2022.03.008

摘要/Abstract

摘要：

碳酸盐胶结物是寻找低孔低渗背景下或深部砂岩储层油气勘探“甜点”的关键因素之一，总结国内外学者的研究成果，对指导有利区带勘探和剩余油挖潜具有重要意义。首先，对中国含油气盆地碳酸盐胶结物类型及分布特征进行了系统总结，认为其分布具有盆地类型多样、时代跨度大、沉积相类型以丰富的三角洲相为主等特征；其类型以方解石和白云石两大类为主，根据铁离子质量分数可进一步细分为无铁、含铁和铁质碳酸盐胶结物三种类型。然后，对碳酸盐胶结物的形成期次、物质来源、离子运移及沉淀的影响因素进行了分析与总结，认为成岩过程中流体的来源、流动方式对碳酸盐胶结物的类型、成因机制及分布具有重要的控制作用。最后，总结了碳酸盐胶结物对储层质量影响的几种观点，并提出了目前碳酸盐胶结物对储层质量影响评价过程中的一些建议和有待进一步研究的难点问题。

关键词: 碳酸盐胶结物, 成因机制, 储层质量, 研究进展

Abstract:

Carbonate cementation is one of the key factors to search for oil and gas exploration Sweet spots in low porosity and low permeability or deep sandstone reservoirs. Summarizing the research results of scholars at home and abroad is of great significance for guiding the exploration of favorable zones and the potential of remaining oil. Firstly, the types and distribution characteristics of carbonate cements in oil?bearing basins in China were systematically summarized, and it is considered that their distribution is characterized by diverse basin types, large age spans, and sedimentary facies dominated by abundant delta facies. It is mainly composed of calcite and dolomite, and can be further subdivided into three types of iron?free, iron?bearing and iron?carbonate cements according to the content of iron ions. Then it is concluded that the source and flow of fluid in diagenesis play an important role in controlling the type, genetic mechanism and distribution of carbonate cement by analyzing and summarizing the formation stage, material source, ion migration and precipitation factors of carbonate cement. In the end, several viewpoints on the influence of carbonate cements on reservoir quality were summarized, and some suggestions on the evaluation of the influence of carbonate cements on reservoir quality and some difficult problems to be further studied were put forward.

Key words: Carbonate cements, Genetic mechanism, Reservoir quality, Research progress

中图分类号:

TE122

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图/表 5

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盆地	地区	地质年代	组	沉积相	碳酸盐胶结物
鄂尔多斯盆地	陇东地区	三叠纪	延长组	河湖三角洲沉积	铁白云石
	华庆地区	三叠纪	延长组	三角洲,前缘水下分流河道及深水重力流	铁方解石含量最高，其次为白云石和方解石，最低为白云石
	姬塬地区	三叠纪	延长组	河流⁃湖泊	主要为微晶方解石，连晶或亮晶方解石胶结物以铁方解石或含铁方解石为主
珠江口盆地	西江凹陷南侧番禺A油田	新近纪	珠江组	辫状河三角洲	铁方解石
	西部珠三坳陷	古近纪渐新世	珠海组	扇三角洲前缘⁃潮坪相	中晚期铁方解石、铁白云石为主，发育部分白云石，局部早期菱铁矿、方解石发育
	白云凹陷	古近纪—新近纪	珠江组和珠海组	海陆过渡相⁃浅海相	早期方解石、中期铁方解石、晚期铁白云石（含量最高）
渤海湾盆地	东南部的牛庄凹陷	古近纪	沙河街组	三角洲相，深湖⁃半深湖相	含铁方解石与方解石
	饶阳凹陷	古近纪	沙河街组	冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲	方解石胶结物最为发育，白云石次之，铁方解石和铁白云石相对偏少
	东营凹陷中央隆起带	古近纪	沙河街组	湖相、河流⁃三角洲	方解石、白云石、铁方解石、铁白云石
	黄骅坳陷歧口凹陷斜坡区	古近纪	沙河街组	扇三角洲和辫状河三角洲前缘⁃远岸水下扇	主要为方解石和白云石
北部湾盆地	涠西南凹陷西北陡坡带	古近纪始新世	流沙港组	扇三角洲	方解石、菱铁矿为主，局部发育白云石、铁方解石和铁白云石等
塔里木盆地	哈拉哈塘地区	石炭纪	东河砂岩段	浪控滨岸环境	方解石为主，其次为铁方解石
三水盆地	三水地区	古近纪	布心组	湖泊相	铁方解石和铁白云石
酒泉盆地	营尔凹陷深层	下白垩世	下沟组	扇三角洲前缘的砂质碎屑流沉积	方解石
莺歌海盆地	乐东地区	新近纪中新世	黄流组和梅山组	重力流水道⁃海底扇沉积	铁方解石含量整体较高，方解石局部含量较高，白云石和铁白云石整体较少
柴达木盆	冷湖地区	新近纪	上干柴沟组	三角洲相	方解石和含铁方解石为主
银根⁃额济纳旗盆地	查干凹陷	下白垩世	巴音戈壁组和苏红图组	扇三角洲相	方解石和含铁方解石为主
松辽盆地	北部	下白垩世	泉头组三、四段	河流相	主要有方解石、白云石和菱铁矿
准噶尔盆地	腹部深层	侏罗纪-白垩纪	三工河组	扇三角洲、辫状河三角洲	含铁方解石为主

盆地	地区	地质年代	组	沉积相	碳酸盐胶结物
鄂尔多斯盆地	陇东地区	三叠纪	延长组	河湖三角洲沉积	铁白云石
	华庆地区	三叠纪	延长组	三角洲,前缘水下分流河道及深水重力流	铁方解石含量最高，其次为白云石和方解石，最低为白云石
	姬塬地区	三叠纪	延长组	河流⁃湖泊	主要为微晶方解石，连晶或亮晶方解石胶结物以铁方解石或含铁方解石为主
珠江口盆地	西江凹陷南侧番禺A油田	新近纪	珠江组	辫状河三角洲	铁方解石
	西部珠三坳陷	古近纪渐新世	珠海组	扇三角洲前缘⁃潮坪相	中晚期铁方解石、铁白云石为主，发育部分白云石，局部早期菱铁矿、方解石发育
	白云凹陷	古近纪—新近纪	珠江组和珠海组	海陆过渡相⁃浅海相	早期方解石、中期铁方解石、晚期铁白云石（含量最高）
渤海湾盆地	东南部的牛庄凹陷	古近纪	沙河街组	三角洲相，深湖⁃半深湖相	含铁方解石与方解石
	饶阳凹陷	古近纪	沙河街组	冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲	方解石胶结物最为发育，白云石次之，铁方解石和铁白云石相对偏少
	东营凹陷中央隆起带	古近纪	沙河街组	湖相、河流⁃三角洲	方解石、白云石、铁方解石、铁白云石
	黄骅坳陷歧口凹陷斜坡区	古近纪	沙河街组	扇三角洲和辫状河三角洲前缘⁃远岸水下扇	主要为方解石和白云石
北部湾盆地	涠西南凹陷西北陡坡带	古近纪始新世	流沙港组	扇三角洲	方解石、菱铁矿为主，局部发育白云石、铁方解石和铁白云石等
塔里木盆地	哈拉哈塘地区	石炭纪	东河砂岩段	浪控滨岸环境	方解石为主，其次为铁方解石
三水盆地	三水地区	古近纪	布心组	湖泊相	铁方解石和铁白云石
酒泉盆地	营尔凹陷深层	下白垩世	下沟组	扇三角洲前缘的砂质碎屑流沉积	方解石
莺歌海盆地	乐东地区	新近纪中新世	黄流组和梅山组	重力流水道⁃海底扇沉积	铁方解石含量整体较高，方解石局部含量较高，白云石和铁白云石整体较少
柴达木盆	冷湖地区	新近纪	上干柴沟组	三角洲相	方解石和含铁方解石为主
银根⁃额济纳旗盆地	查干凹陷	下白垩世	巴音戈壁组和苏红图组	扇三角洲相	方解石和含铁方解石为主
松辽盆地	北部	下白垩世	泉头组三、四段	河流相	主要有方解石、白云石和菱铁矿
准噶尔盆地	腹部深层	侏罗纪-白垩纪	三工河组	扇三角洲、辫状河三角洲	含铁方解石为主

碳酸盐胶结物期次划分方法	碳酸盐胶结物期次
通过铸体薄片、阴极发光及扫描电镜判断颗粒接触关系和矿物交叉关系，电子探针化学成分分析，同位素及流体分析	4期：①白云石，钙、镁含量较高；②方解石；③方解石；④铁白云石
通过分析研究区不同期次、不同类型溶蚀作用特征及作用时间、范围，结合碳酸盐胶结物特征分析及碳、氧同位素测试结果	4期：①菱铁矿，早于压实作用；②早期方解石和白云石含量较低，成岩阶段的产物；③中期铁方解石含量相对较高；④晚期铁白云石分布最广
通过大量砂岩薄片的显微镜下观察、扫描电镜分析，结合电子探针主量元素分析、矿物的阴极发光特征	3期：①早期的方解石、菱铁矿；②中期的铁方解石；③晚期的铁白云石
通过胶结物的成分、晶体形态、赋存状态以及与其他矿物间的相互交代穿插关系，并结合碳氧同位素数据分析判断	3期：①准同生期⁃成岩早期方解石胶结；②早成岩B期⁃中成岩A期铁方解石胶结；③和中成岩B期铁白云石、铁方解石胶结

碳酸盐胶结物期次划分方法	碳酸盐胶结物期次
通过铸体薄片、阴极发光及扫描电镜判断颗粒接触关系和矿物交叉关系，电子探针化学成分分析，同位素及流体分析	4期：①白云石，钙、镁含量较高；②方解石；③方解石；④铁白云石
通过分析研究区不同期次、不同类型溶蚀作用特征及作用时间、范围，结合碳酸盐胶结物特征分析及碳、氧同位素测试结果	4期：①菱铁矿，早于压实作用；②早期方解石和白云石含量较低，成岩阶段的产物；③中期铁方解石含量相对较高；④晚期铁白云石分布最广
通过大量砂岩薄片的显微镜下观察、扫描电镜分析，结合电子探针主量元素分析、矿物的阴极发光特征	3期：①早期的方解石、菱铁矿；②中期的铁方解石；③晚期的铁白云石
通过胶结物的成分、晶体形态、赋存状态以及与其他矿物间的相互交代穿插关系，并结合碳氧同位素数据分析判断	3期：①准同生期⁃成岩早期方解石胶结；②早成岩B期⁃中成岩A期铁方解石胶结；③和中成岩B期铁白云石、铁方解石胶结