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以碳酸盐岩石学、沉积学和储层成岩作用等基础理论为指导,结合野外露头、岩矿薄片、铸体薄片和岩石地球化学测试等资料,对川西北江油鱼洞子露头区飞仙关组鲕粒滩储层岩石学特征、成岩作用类型及特征、物性特征及其控制因素等进行深入研究,来揭示优质白云岩储层的形成与演化。
在沉积背景和前人研究资料的基础上,结合实测野外剖面和在常规显微镜观察,将鱼洞子地区飞仙关组鲕粒滩岩性划分为灰岩和白云岩两大类,其中鲕粒灰岩分布最广,其次为残余鲕粒白云岩。根据典型岩石学标志,识别出主要成岩作用类型:泥晶化作用、胶结作用、白云石化作用、溶蚀作用、压实和压溶作用、重结晶作用、破裂作用等。根据自生矿物的组构特征以及生成顺序,将本区研究层段飞仙关组鲕粒滩所经历的成岩阶段依次划分为同生—准同生阶段、早成岩阶段、中—晚成岩阶段三个期次;成岩环境主要划分为海底成岩环境、大气淡水和混合水成岩环境、浅埋藏成岩环境和中—深埋藏成岩环境四个环境。
以岩石学特征为基础,在综合运用常规显微镜的基础上,对选定的各类含白云石样品进行了X衍射、碳氧同位素、电子探针、铁锰锶微量元素、阴极发光和包裹体测温等现代分析测试手段,对本区飞仙关组广泛发育的白云石化作用进行了研究。首先,将本区白云石分为四种成因类型:泥-微晶白云石、粉-细晶白云石、“雾心亮边”结构的中-粗晶白云石、环带结构的粗晶白云石。其次,通过X衍射、碳氧同位素地球化学特征,考察不同类型白云石的有序度、δ13C、δ18O的分布区间;运用包裹体测温对白云石化流体性质进行分析,总结成岩改造的期次和成岩流体盐度的变化规律;通过电子探针分析了Fe、Mn、Sr微量元素变化对阴极发光的影响。最后,提出了渗透-回流、早埋藏、中-深埋藏白云石化三种成因机理,并建立了相关的白云石化模式。
根据大量岩石铸体薄片观察,将储集岩的孔隙结构类型划分为孔、洞、缝三大类。有效的储集空间以晶间孔和晶间溶孔为主,其次为粒内溶孔、粒间溶孔和铸模孔,主要发育于台缘鲕粒滩活动边缘带。在综合储层孔隙结构、物性特征等基础上,将本区飞仙关组储层分成四个类别,Ⅰ类储层为较好储层,孔隙度平均为14.568%,渗透率平均为1.030×10-3μm2。主要分布在台缘鲕粒滩活动边缘带中,岩性以残余鲕粒白云岩为主;Ⅱ类为中等储层,本区未发育;Ⅲ类为较差储层,分布较少,主要集中在潮坪和台缘稳定鲕粒砂坪中,岩性以含生屑鲕粒白云岩、鲕粒灰质云岩为主;而Ⅳ类为极差或非储层,主要分布在飞仙关组潮坪、台地边缘稳定鲕粒砂坪和斜坡中,岩性以鲕粒灰岩、含泥-微晶灰岩、结晶灰岩为主。
综上所述,本区鲕粒滩储层受到沉积作用和成岩作用的双重控制,其中沉积作用是基础,成岩作用是关键。优质储层形成的充要条件是:台缘鲕滩活动边缘带+早埋藏白云石化作用+埋藏溶蚀作用。研究区有利储层的展布方向主要环绕开江-梁平海槽的西南侧,发育在孤立台地边缘的鲕粒滩活动边缘带中。