砂岩中碳酸盐胶结物成岩流体演化和_省略_谷地区上三叠统须四段致密砂岩为例_刘四兵.pdf

中国科学: 地球科学 2014 年 第44 卷 第7 期: 1403 ~ 1417 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 砂岩中碳酸盐胶结物成岩流体演化和水岩作用模式 —以川西孝泉-丰谷地区上三叠统须四段致密砂岩为例 * 刘四兵, 黄思静 , 沈忠民, 吕正祥, 宋荣彩 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 成都 610059 * 联系人, E-mail: hsj@ 收稿日期: 2013-08-30; 接受日期: 2013-11-25; 网络版发表日期: 2014-06-20 油气藏地质及开发工程国家重点实验室基金项目(编号: PLC201101)和国家自然科学基金项目(批准号:资助 摘要 碳酸盐胶结物是川西坳陷孝泉-丰谷地区须四段第一重要的胶结物类型. 通过碳酸盐 关键词 胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素以及包裹体均一温度等的系统分析, 讨论了研究区须四 碳酸盐胶结物 碳氧同位素 段致密砂岩中不同类型碳酸盐胶结物的沉淀机制、孔隙流体演化以及分布规律. 连晶方解石 流体演化 13 18 胶结物具有相对较重的碳、氧同位素(δ C=2.14‰, δ O=5.77‰), 沉淀时间早, 是在常温常压 水岩相互作用 条件下, 直接从过饱和碱性湖水介质中析出的产物. 沉淀时流体的氧同位素较轻, 主要表现 川西坳陷 为大气水-海水混合流体的特征(δ18O=3‰), 说明研究区须四段沉积时期的沉淀流体同时受到 了大气水和海水的影响; 次生孔隙中充填的方解石胶结物具有相对较轻的碳、氧同位素 13 18 (δ C=2.36‰, δ O=15.68‰), 沉淀时间晚, 主要沉淀于中、晚侏罗沉积期的埋藏作用阶段, 反映了有机质参与的长石溶蚀过程是该类碳酸盐胶结物沉淀的重要物质来源, 粘土矿物转化 过程中释放的Ca2+, Fe3+和Mg2+离子也是其重要的物质来源之一. 由于埋藏过程中, 水岩相互 作用的影响, 沉淀时流体的氧同位素出现了较明显增大(增重 3‰左右); 钙屑砂岩中的白云石 胶结物沉淀于中侏罗沉积期的埋藏作用阶段, 与碳酸盐岩屑具有类似的较重的碳氧同位素特 13 18 征(δ C=1.93‰, δ O=6.11‰), 说明了两者在来源上的一致性, 沉淀时流体氧同位素显著偏 重(δ18O=2.2‰左右). 不同胶结物沉淀时流体氧同位素的差异体现了不同水岩相互作用体系或 是不同水岩相互作用强度的影响. 这是含较多刚性颗粒的砂岩具有相对偏负的碳同位素(岩屑 石英砂岩) 、沉淀流体具有相对偏重氧同位素(钙屑砂岩) 的主要原因. 碳酸盐胶结物是很多含油气盆地砂岩中最重要 碳酸盐胶结物占据储层孔隙空间使砂岩孔隙度降低, 的胶结物类型, 具有分布普遍性、形成多期性、成因 储层质量变差; 作为致密胶结带, 将厚的储层分割成 多样性等重要特点(Carlos 等, 2001). 碳酸盐胶结物 若干薄的储层, 增强储层的非均质性等(Chowdhury 的存在会对储层造成严重的负面影响. 主要表现为