蘇北盆地區(qū)域概況

1、第一章區(qū)域地質(zhì)背景蘇北盆地高郵凹陷是古近系阜寧組碎屑巖沉降深度最大的一個(gè)凹陷。阜一段和阜三段砂巖是該凹陷油氣勘探的主力儲(chǔ)層。由于位于高郵凹陷南部深埋的阜寧組砂巖儲(chǔ)層經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用,儲(chǔ)層變得致密,有效儲(chǔ)集空間主要由次生孔隙組成,隨著勘探工作的深入,如何在致密儲(chǔ)層中尋找次生高孔隙發(fā)育帶和可能的巖性圈閉,已成為當(dāng)前在高郵凹陷阜寧組中進(jìn)一步進(jìn)行油氣勘探的難點(diǎn)與突破點(diǎn)。儲(chǔ)層成巖作用的研究是儲(chǔ)層孔隙發(fā)育與分布研究的基礎(chǔ)1。成巖作用是一個(gè)復(fù)雜過程,它可能沒有一個(gè)確定的規(guī)律可循,而且在一個(gè)沉積體系中的作用常常是不均勻的,但總的成巖變化趨勢(shì)是使巖石的組合方式向著成分和組構(gòu)更加穩(wěn)定和平衡的方向發(fā)展2。為此,

2、沉積巖（物）在整個(gè)成巖作用階段會(huì)發(fā)生一系列礦物成分上的變化和巖石組構(gòu)上的調(diào)整。儲(chǔ)層的成巖變化直接控制著孔隙的存在、形成、發(fā)展和變化。壓實(shí)作用造成孔高郵凹陷位于蘇北盆地南緣圖東西長(zhǎng)約南北寬約面積。中、新生界沉積厚度達(dá)到是蘇北盆地沉降最大的一個(gè)凹陷。隙減少膠結(jié)作用使孔隙被充填而溶解作用又會(huì)擴(kuò)大孔隙3。這些作用在成巖過程中反復(fù)多次進(jìn)行,并受埋藏深度、成巖溫度、地層壓力、地質(zhì)年代、巖石的原始成分和組構(gòu),以及油氣水的運(yùn)移和構(gòu)造斷裂活動(dòng)等因素的影響與控制4。因此,在綜合上述地質(zhì)參數(shù)條件下進(jìn)行高郵凹陷阜寧組儲(chǔ)層成巖相研究與區(qū)帶的劃分,合理解釋油氣儲(chǔ)集空間形成機(jī)理和有利孔隙發(fā)育區(qū)帶,為進(jìn)一步尋找阜寧組中地層巖

3、性油氣藏提供儲(chǔ)層地質(zhì)依據(jù)。高郵凹陷是在晚白堊世儀征運(yùn)動(dòng)和古新世末期吳堡運(yùn)動(dòng)期間,由于斷塊差異沉降而形成的一個(gè)自南向北依次為南部斷階帶、中央深洼帶、北部斜坡帶箕狀斷陷湖盆。高郵凹陷古近系地層自下而上為阜寧組、戴南組、三垛組和鹽城組。其中阜寧組與下伏泰州組呈假整合-整合接觸,與上覆戴南組呈假整合接觸,根據(jù)大套巖性組合自下而上分為4段（表1）。其中阜一段與阜三段主要發(fā)育砂巖儲(chǔ)層,阜二段與阜四段阜二段與阜四段主要發(fā)育暗色泥巖為主的烴源巖。按巖性特征和沉積旋回將阜一段劃分為4個(gè)亞段,阜二段劃分為3個(gè)亞段阜三段劃分為3個(gè)亞段,阜四段劃分為2個(gè)亞段。5圖1蘇北盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨把芯繀^(qū)位置圖表1蘇北盆地高郵凹

4、陷阜寧組地層簡(jiǎn)表地地圧斥度dfta嶄性特社秦段牝號(hào)站南第段*(KJOG上部丹醍色泥巖共注離色戢窖*下部攜竦也砂巖與茨東-灰器色泥営呈杯零廳互層卜那黒色泥営及崔電性*五蠱#溝便城標(biāo)去層古第pqaEi/j4500深總斯黑邑泥巖為主.旋痔層泥戲巖.i由Jiri.囲郴光厲觥尿曽或粉帶竝大湖僵泥頁(yè)嶄及梵電件特征為恒城標(biāo)怎用近:第a200-300汽荻色曲巖號(hào)注灰隹-加蹩色泥巖*粉砂城混巖定垂零甲互圧第ntHi/j15G-3u0更舲邑渥巖為上*先薄尿泥嶷巖、*和尿巖、生物灰?guī)r.聯(lián)矢魯&粉砂巖歸侵昵st嶄蚣我電tr匕尖*F為區(qū)域標(biāo)層E/.35o-soo泮灰-粽紅色砂巖9粉砂職泥巖互足”上母與F擁砂巖總津.中部

5、據(jù)巖較多1州啟KjijJOU240匕戢棕烈色泥巖，航罵邑世趴下訟砂堀巖*圾伏砂巖中下冊(cè)湖女星仆蘋立肚班電性特扯為區(qū)蛾性標(biāo)店尿第二章烴源巖特征與油源對(duì)比成1巖作用類型及階段的劃分蘇北盆地高郵凹陷阜寧組地層經(jīng)歷了機(jī)械壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用以及礦物交代作用等成巖作用。由于溶蝕作用的影響,雖然阜寧組地層已經(jīng)埋深左右但砂巖儲(chǔ)層尚具有良好的儲(chǔ)集性能。根據(jù)阜寧組巖石中自生礦物分布、形成順序及自生礦物中包裹體的均一溫度,粘土礦物組合及伊-蒙混層粘土礦物的轉(zhuǎn)化,巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)及孔隙類型,有機(jī)質(zhì)成熟度及古溫度6結(jié),合阜寧組砂巖儲(chǔ)層的成巖變化特點(diǎn),可以確定阜寧組成巖演化階段處于早成巖期至晚成巖期表高郵凹

6、陷阜寧組砂巖具有以下成巖特征。2.1.阜寧1組早成巖阜寧組砂巖在早成巖期埋深小于巖石中礦物表現(xiàn)為石英的早期加大、方解石的早期膠結(jié)較高的混層和高嶺石。表2高郵凹陷阜寧組儲(chǔ)層成巖作用階段劃分特征Arm35%AzfH祈tt白一咅4A禮%Itft住1點(diǎn)1勺我生fl.IfftArm35%AzfH祈tt白一咅4A禮%Itft住1點(diǎn)1勺我生fl.Ifftatfl.最大熱解?？紤]到該區(qū)藻類有機(jī)質(zhì)早熟的特殊性該成巖期可能已進(jìn)入低成熟階段。由于有機(jī)質(zhì)的過早成熟使泥質(zhì)巖的干酪根釋放出大量的酸性水從而使儲(chǔ)層水介質(zhì)變?yōu)樗嵝栽斐射X硅酸鹽和碳酸鹽礦物的溶解形成粒間溶孑L、粒內(nèi)溶孔、鑄模孔和膠結(jié)物內(nèi)溶等。處于本階段的儲(chǔ)層在原

7、生孔隙保留較多的情況下又經(jīng)歷了次生溶蝕作用,因而砂巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)較疏松,多以點(diǎn)接觸為主,局部碎屑顆粒呈懸浮狀的流體膠結(jié)狀態(tài)。面孔率一般12%28孔%隙度,25%3。2%2.1.晚2成巖A期阜寧組埋藏深度小于2.8km的儲(chǔ)層處于該成巖演化階段,大致從2深度分界以及巖石中蒙脫石存在與否將晚成巖期劃分為晚成巖期與期。該成巖期形成的自生礦物主要有石英、方解石、鐵白云石、高嶺石、伊利石和綠泥石且以高嶺石的高含量為特點(diǎn)。粘土礦物中混層逐漸轉(zhuǎn)化為伊利石混層中蒙皂石占石英加大級(jí)別為N0級(jí)加大邊和微晶石英的有機(jī)包體均一溫度為5有機(jī)質(zhì)處于成熟階段鏡質(zhì)體反射率。該成巖期是溶蝕作用和膠結(jié)作用并存的時(shí)期一方面干酪根的熱降解

8、可產(chǎn)生大量的和低碳脂肪酸使水介質(zhì)變用發(fā)育產(chǎn)生大量的次生孔隙10。另一方面,由于儲(chǔ)層孔隙流體離子濃度的增加,而使新的礦物析出。成巖期的砂巖以點(diǎn)至線接觸為主,孔隙度基本在20%3之間,面孔率7%28%孔隙,發(fā)育具較強(qiáng)的非均質(zhì)性,同一巖心薄片微區(qū)內(nèi)晚成巖期該成巖期主要處于埋深大可存在多個(gè)孔隙區(qū)和致密區(qū)。晚成巖期該成巖期主要處于埋深大于的阜寧組儲(chǔ)層中。主要自生礦物為石英、綠泥石和伊利石此外還有少量的高嶺石和伊-蒙混層,混層中蒙皂石占25%1。5石%英加大一般o0級(jí)局部達(dá)0級(jí)。有機(jī)質(zhì)處于成熟演化階段大于。由于有機(jī)質(zhì)產(chǎn)酸能力降低,使孔隙水介質(zhì)中的酸性程度減弱而向堿性發(fā)展,從而使膠結(jié)作用大于溶蝕作用11。晚

9、期石英加大和自生,以及鐵白云石膠結(jié)交代使次生溶孔被充填,導(dǎo)致孔隙度降低。主要次生溶蝕作用表現(xiàn)在長(zhǎng)石和部分巖屑顆粒的溶蝕,這些骨架顆粒的溶蝕系堿性介質(zhì)條件下有機(jī)絡(luò)合劑的作用所致。儲(chǔ)層孔隙度一般5%25面%孔,率一般5%2。0%陷阜寧組儲(chǔ)層劃分出以下種不同的成巖相。弱膠結(jié)弱溶解成巖相。該成巖相主要發(fā)育于淺埋藏早成巖B期,碳酸鹽膠結(jié)作用較弱,僅見零星方解石和白云石,其他填隙或膠結(jié)物含量也低,并以高嶺石為主。顆粒邊緣具溶蝕特征發(fā)育原生孔隙和擴(kuò)大的原生孔為主碳酸鹽膠結(jié)溶解成巖相。主要發(fā)育于較深部埋藏晚成巖期方解石、白云石等碳酸鹽礦物膠結(jié)并見較強(qiáng)的溶解作用以及高嶺石充填粒間溶孔的現(xiàn)象,形成大量的次生孔隙,

10、并時(shí)見碎屑顆粒發(fā)生共溶現(xiàn)象,形成超大孔,反映以酸性為主的成巖環(huán)境,導(dǎo)致各類次生孔隙發(fā)育。碳酸鹽膠結(jié)交代成巖相。主要發(fā)育于深部埋藏晚成巖期和期鐵方解石和鐵白云石為主的碳酸鹽礦物強(qiáng)烈膠結(jié)、交代與充填同時(shí)溶解作用較弱或很少溶解,常見于阜一、阜二段碳酸鹽含量高的深埋儲(chǔ)層中,反映水介質(zhì)酸性程度漸弱并向堿性發(fā)展膠結(jié)作用增強(qiáng)巖性變得致密。不穩(wěn)定碎屑組分溶解成巖相。主要發(fā)育于較深部埋藏晚成巖A1期,儲(chǔ)層中不穩(wěn)定組分如長(zhǎng)石、碳酸鹽質(zhì)砂屑和碳酸鹽膠結(jié)物等發(fā)生較強(qiáng)的溶解13,形成以粒內(nèi)溶孔和鑄?？?、粒間溶孔為特點(diǎn)的大量次生孔隙,與此同時(shí)自生高嶺石和石英次生加大也隨之增多。常見于碳酸鹽含量較低的阜三段較深埋的儲(chǔ)層中巖

11、性較疏松。石英長(zhǎng)石加大成巖相。主要發(fā)育于深埋藏的晚成巖期和晚成巖期。這類成巖相雖不多見但在北斜坡東邊花、單、王和瓦井的阜三段儲(chǔ)層中發(fā)育劉成杰等4儲(chǔ)層中雖見大多有溶解作用過的現(xiàn)象但石英和長(zhǎng)石加大顯著、普遍成為堵塞孔隙的主要因素4較強(qiáng)膠結(jié)弱溶解成巖相。主要發(fā)育于深部埋藏的晚成巖A、期,晚成巖B期也見有分布。隨埋深增大,水介質(zhì)中酸性程度漸弱并向堿性發(fā)展,明顯見溶解作用漸弱,相對(duì)晚期含鐵碳酸鹽膠結(jié)物增多、5并,與晚期石英加大、自生共同充填次生孔隙使孔隙度明顯降低巖石變得致密。粘土雜基支撐的成巖相。主要發(fā)育于深部埋藏的晚成巖期和期。這類成巖相的儲(chǔ)層組分受原始沉積條件制約是在水動(dòng)能較弱的環(huán)境下形成的碎屑顆

12、粒細(xì)、泥質(zhì)成分高呈粘土雜基支撐經(jīng)早期壓實(shí)已變得較致密。深埋后雖多見晶間微孔隙16但對(duì),儲(chǔ)集性能已不起多大的作用,實(shí)際上是儲(chǔ)層中最差的一種成巖相。2.阜3寧組不同層段成巖相類型分布通過阜寧組第三段典型層段成巖相圖編制,可得出不同層段成巖相類型的分布特征。阜三段第三亞段成巖相類型阜三段第三亞段的沉積格局主要碎屑巖儲(chǔ)集體均由北斜坡發(fā)育的三個(gè)較大型三角洲形成。它們復(fù)合、連片不但形成的儲(chǔ)集體厚度大而且分布廣泛。該期成巖相圖圖表明北斜坡地區(qū)由發(fā)井向北東經(jīng)沙井、沙井、沙井南和吳岔井一線為界界線以北為早成巖成巖相區(qū)其中由北北東向展布的分流主河道與部分水下分流河道形成的厚砂巖帶如蘇15等井區(qū)和吳岔河地區(qū),多為弱

13、膠結(jié)弱溶解成巖相分布區(qū),應(yīng)是原生孔隙為主發(fā)育區(qū)。而界線以南,其中由三角洲前緣形成的砂巖厚帶集狀體,如卸甲莊地區(qū)、沙埝-河口地區(qū)和吳岔河南（東33-陳2井）地區(qū),均屬晚成巖A1期成巖相區(qū),并多為碎屑組分碳酸鹽膠結(jié)物溶解成巖相分布,應(yīng)是次生孔隙主要發(fā)育區(qū);其次,凹陷西部高郵蘇41井區(qū),由濱壩形成的呈橢圓形展布砂巖帶也屬碎屑組分溶解成巖相分布區(qū),應(yīng)是次生孔隙另一發(fā)育地區(qū)。阜三段第二亞段成巖相類型繼前期沉積之后,該期北斜坡北東方向水系的能量進(jìn)一步增強(qiáng),并沿斜坡形成多個(gè)三角洲體砂體向湖盆長(zhǎng)驅(qū)推進(jìn),它們?cè)跈M向上互相拼接、復(fù)合連片,廣覆北斜坡;與此同時(shí),南部富民一帶水系也明顯活躍,并使形成的三角洲體向北進(jìn)一

14、步推進(jìn),與北部三角洲體拼合疊加在一起,在深凹部位擴(kuò)大了砂體的展布。該期成巖相圖（圖3）與前期比較:北斜地區(qū),早成巖期與晚成巖期的界線稍向南推移。界線北早成巖期弱膠結(jié)弱成巖相主要分布在東臨井區(qū)、蘇柘東井區(qū)、興化單井區(qū)和吳岔1-東3北3井區(qū)的厚砂體位置,構(gòu)成原生孔隙主要發(fā)育區(qū);界線南晚成巖期成巖相區(qū)晚成巖亞期碎屑組分溶解成巖相多分布在高郵蘇4井1區(qū)、卸甲莊-沙埝-河口和陳家莊-周家莊等地區(qū),它們都是三角洲前緣體或幾個(gè)垛狀體疊加復(fù)合的位置較前期不但砂巖厚度大而且,向南延伸至深凹邊緣,分布廣,并構(gòu)成次生孔隙主要發(fā)育區(qū)。凹陷南部富民地區(qū),除富11紀(jì)-2井區(qū)屬晚成巖A期1碎屑組分溶解成巖相,為次生孔隙發(fā)育

15、區(qū)外由此向北以富花井為代表的廣大地區(qū)為南北三角洲前緣砂體疊加、連片分布地區(qū)雖埋深較大屬晚成巖期成巖相區(qū)但據(jù)富井含油氣情況區(qū)內(nèi)仍含有一定的有利次生孔隙發(fā)育的碎屑組分溶解沉積相。推測(cè)該區(qū)和與其西側(cè)相連的富8井5以南廣大地區(qū),將形成與北斜坡第一層次晚成巖亞期次生孔隙主要發(fā)育區(qū)不同的第二層次晚成巖亞期）次生孔隙主要發(fā)育區(qū)。打英嵐盯巾七說容利牠艷腔銘嚼席簟底用料M匕毗沖M榔3岷dtirti髯出制】*EJEJEJ回口口打英嵐盯巾七說容利牠艷腔銘嚼席簟底用料M匕毗沖M榔3岷dtirti髯出制】*EJEJEJ回口口匡M肢帆iOiff曲成胃郴喙醜去腔詰%疋需址腔繞養(yǎng)咼凱仔眸*r戰(zhàn)出村叩戍界LUUA叵晩因聃叩戍界

16、LUUA叵晩因聃Ls期廠廠|*脫站科需抽成巖郵L-LJ-I血雷相廠廠1莊懂址收匕阿刀的再銚甘FSB新賽監(jiān)肝川丸較輕收趾哪禪粗也袴弦,7搐上戦塔垃揮J收畀耙圖3高郵凹陷阜三段二砂層組巖相圖Fig.3Dia舀円護(hù)1證】ilhs冷吋旳cEi/Jinthe（janymisag阜三段第一亞段成巖相類型。本段沉積期雖同前期沉積格局未變,但北斜坡水系能量漸弱,三角洲形成的砂體厚度明顯薄,連片性變差;與此同時(shí),砂體在凹陷南部富民地區(qū)基本消失。該期成巖相圖（圖4）表明:北斜坡地區(qū),早成巖B與晚成巖A期分界線已向南推移在蘇41井-發(fā)1井-蘇54井-沙17井-東49井和竹1井一線,界線以北早成巖B成巖相區(qū),弱膠結(jié)弱

17、溶解成巖相多分布在北東向展布的東56-臨2井區(qū)、蘇56-沙20井區(qū)和吳岔河（吳岔1井）區(qū),它們都是由分流主河道為主形成的砂巖厚度帶,構(gòu)成原生孔隙為主的發(fā)育區(qū)。界線以南晚巖A1期成巖相區(qū),碎屑組分溶解成巖相集中分布在高郵蘇41井區(qū)、沙埝-河口與東33-東42井北地區(qū),系分別屬于幾個(gè)三角洲前緣主體形成的厚砂帶,是本期最重要的次生孔隙發(fā)育地區(qū);另外,上述局部三角洲前緣砂體向南（深凹）延展,隨著埋深增大,進(jìn)入晚成巖A2亞期分布的碎屑組分溶解成巖相地區(qū),雖分布面積較小,仍是次生孔隙發(fā)育的有利地區(qū)。在凹陷西部,由灘（壩）組成的蘇82井區(qū),是晚成巖A1亞期碎屑組分溶解成巖相分布區(qū),對(duì)次生孔隙發(fā)育也應(yīng)是有利地

18、區(qū)。豳鍬杠案常州臉曲相叵m爐対或川Hit豳鍬杠案常州臉曲相叵m爐対或川Hit底旳榔陰議住獲站或吧FH編曽匕收結(jié)交此或巖昭粧屛機(jī)井暉呻唱茜拈圖4高郵凹陷阜三段砂層組E/?卜成巖相團(tuán)Fift.4Diageatil-lil.he訂駅葉旳ofE_fJinthsGainonsag參考文獻(xiàn)1毛鳳鳴,張金亮,許正龍.高郵凹陷油氣成藏地球化學(xué)M.北京:石油工業(yè)出版社,2002.2吳富強(qiáng),李后蜀,周勇,等.深部?jī)?chǔ)層動(dòng)力學(xué)謅議J.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,25(2):93-95.3邱隆偉,姜在興,陳文學(xué),等.一種新型儲(chǔ)層孔隙成因類型)石英溶解型次生孔隙J.沉積學(xué)報(bào),2002,20(4):621-627

19、.4傅強(qiáng).成巖作用對(duì)儲(chǔ)層孔隙的影響J.沉積學(xué)報(bào),1998,16(3):92-96.5張金亮,劉寶珺,毛鳳鳴,等.蘇北盆地高郵凹陷北斜坡阜寧組成巖作用及儲(chǔ)層特征J.石油學(xué)報(bào),2004,24(2):43-49.6裘懌楠,薛叔浩,應(yīng)鳳祥.中國(guó)陸相油氣儲(chǔ)集層M.北京:石油工業(yè)出版社,1997.7SCHMMUGANG.SignificanceofsecondaryporosityJ.AAPGBulletin,1985,69(3):379-380.8SCHERERMP.Influencingporosityinsandstone:amodelforsandstoneporositypredictionJ.

20、AAPG,1987,71(5):485-491.9SURDAMRC,BOESESW,CROSSEYLJ.ThechemistryofsecondaryporosityC/ClasticDigenesis.AAPGBulletin,1984,37:127-149.10GILESMR,BOERRB.OriginandsignificanceofredistributionalsecondaryporosityJ.MarineandPetroleumGeology,1990,7:379-397.11楊曉寧,陳洪德,壽建峰,等.碎屑巖次生孔隙形成機(jī)制J.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2004,28(1):4-7.

21、12BLOCHS,LANDERRH,BONELLL.Anomalouslyhighporosityandpermeabilityindeeplyburiedsandstonesreservoirs:OriginandpredictabilityJ.AAPG,2002,86:301-328.13崔勇,趙澄林.深層砂巖次生孔隙的成因及其與異常超壓泄漏的關(guān)系J.成都理工學(xué)院學(xué)報(bào),2002,29(1):49-52.14HUNTJM.GenerationandmigrationofpetroleumfromabnormalpressuredfluidcompartmentsJ.AAPG,1990,74(

22、1):1-12.15PAGELM.FluidinclusionsinoilandgasbearingsedimentaryformationsC/ThermalModellinginSedimentaryBasins.Texas:GulfPublComp,1985:568-583.16SCHMOKERJW,GAUTIERDL.Sandstoneporosityasfunctionofthermalmaturity-anapproachtoporositycomparisonandpredictionJ.Geology,1988,16(11):1697-1703.Reservoirdiagene

23、ticfaciescharacteristicsofPaleogeneFuningFormationintheGaoyousagofSubeibasin,ChinaFUQiang,CHENHa-izhouStateKeyLaboratoryofMarineGeology,TongjiUniversity,Shanghai200092,ChinaAbstract:ThesandrockofPaleogeneFuningGroupintheGaoyousagofSubeibasinisthemainreservoir.Thereservoirrockdiageneticevolutionperio

24、disbetweenearlydiageneticperiodBandlatediageneticperiodA.Basedontheanalysesandresearchofdividingdiageneticperiodsandtypes,exhibitionofsandbodiesmicrofaciesandthickness,thispaperstudiesthediageneticfaciesandtheircharacteristics.ThediageneticfaciesoftheFuningGroupinGaoyousagcanbedividedintoseventypes: