摘要
碳酸盐岩的油气产量占全球总产量的60％以上，并且半数以上为白云岩储层。深层(＞4500m)含油气盆地的探明油气储量占全球总储量的1/3以上。深埋和深时优质白云岩储层是近年来油气勘探开发的重点，如我国的四川盆地、塔里木盆地和阿曼的南阿曼盐盆(SouthOmansaltBasin)。四川盆地埃迪卡拉系微生物白云岩和寒武系白云岩是一套优质的深埋藏储层。二者累计探明天然气储量约1万亿立方米，具有良好的天然气勘探前景。然而，深埋白云岩储层为何通常比灰岩具有更好的储层物性？深埋白云岩孔隙究竟是保存下来的原生或早成岩成因孔隙，还是在深埋条件下次生成因？这两种成因的孔隙如何加以区分识别？如果在深埋条件下可以新生成的话，那么溶解作用的机制是什么？规模有多大？这些问题一些困拢着沉积学界。四川盆地川中灯影组经历长期深埋藏阶段，发育微生物岩，是研究微生物白云岩是否存在深埋溶蚀的理想层位。另一方面，灯影组是前寒武-寒武界线地层，保存着丰富的古环境和生命演化等方面的信息。然而，岩石中多数组构已经受到后期成岩改造的影响，原生信息发生不同程度的改变。因此，查找能反映原始信息的载体（如纤维状白云石胶结物）至关重要。基于此，本文通过详细的岩石学、高精度的地球化学和物性分析等方法对灯影组沉积时期的古环境、白云石形成机制和储层成因开展系统地研究。该研究能指导油气勘探，又对白云石成因古老问题的解决提供依据。 灯影组发育四种纤维状白云石胶结物和六种其它类型的白云石。纤维状白云石胶结物包括:板状白云石、束状-负延性白云石、束状-正延性白云石和放射状-正延性白云石。板状结构及组构保留的特征支持板状白云石是交代高镁方解石而成，而葡萄状结构以及方形终端指示束状-负延性白云石胶结物是交代文石而成。微量及稀土元素支持二者记录半氧化的古海水环境。相比于前人提出的交代成因，保存良好的阴极发光生长环带、正延性的光性特征以及微量元素(Cu、Co、Ba和Sr)支持束状-正延性白云石和放射状-正延性白云石是原生白云石。二者是原生白云石，沉淀于硫化的孔隙水，且受到微生物硫酸盐还原作用的影响。纤维状白云石的稀土元素配分曲线与现今海水一致，而全岩的信号指示陆源碎屑污染或后期成岩改造。研究发现，多种不同纤维状白云石的连续生长，指示最早的白云石形成于半氧化海水，过渡到硫化孔隙水的环境。于是，纤维状白云石与黄铁矿共生，且后者截面具有U型的δ34S分布特征。其它类型白云石的形成过程与显生宙白云石化机制类似，具体表现为:近地表阶段，泥晶白云石和组构保留型白云石经萨布哈-回流白云石化作用而成。中埋藏阶段，组构破坏型白云石和马牙状白云石胶结物从孔隙水中胶结沉淀;深埋藏阶段，中粗晶白云石胶结物直接从地层卤水沉淀下来。最后，鞍状白云石形成于深部热液流体，且大多沿断层分布。鞍状白云石的锶同位素比值(87Sr/86Sr:0.7110±0.0015)明显高于同期海水，而其它期次白云石的锶同位素比值（0.7090±0.0003）和海水保持一致。鞍状白云石的地球化学特征可用于指示热液流体运移方向:从下向上，鞍状白云石的锶同位素比值和锶元素含量逐渐降低，二者具有很好的相关性。 灯影组白云岩储层的形成受控于沉积相，并明显受到大气水、白云石化和晚期成岩事件的改造。灯影组的储层类型可分为礁滩相-岩溶改造型和礁滩相-埋藏改造型白云岩。台缘带沉积水动力强，初始孔隙度明显较高，渗透率高。台内带沉积水动力弱，初始孔隙度高，但渗透率低。凝块石白云岩在台缘带分布广泛，其储层性能（孔隙度为4.5±1.9％，渗透率为0.77±1.31mD，n=35）明显优于叠层石（2.3±1.8％和0.43±0.29mD，n=5）。浅-中埋藏阶段，多期大气水和白云石化流体进一步改善储层，巩固台缘带和台内带的孔隙度差异。大气水改造使得岩石的碳氧同位素值具有正相关性，同时降低岩石的锶元素含量。将受大气水岩溶改造强烈的储层定义为礁滩相-岩溶改造型储层。深埋藏阶段，灯影组经历热液活动和热化学硫酸盐还原作用。硫酸盐矿物，如重晶石，具有明显的溶蚀现象。方解石和黄铁矿是常见的产物，二者具有密切的空间分布关系。方解石胶结物的高均一温度(150-220℃)和油气充注满足发生热化学硫酸盐还原过程的基本条件。方解石胶结物碳同位素的最小值(δ13C:-12.8和-10.2‰)和气藏内CO2碳同位素最小值接近。碳同位素值的负漂与热化学硫酸盐还原过程中的烃类氧化有关。热液流体活动和热化学硫酸盐还原作用导致矿物的深埋溶蚀。计算表明后者可提高灯影组约0.6％孔隙度。面孔率统计表明不同井的晚期成因面孔率范围是0.7-1.5％。将受晚期成岩作用改造显著的储层定义为礁滩相-埋藏改造型储层。上述一系列沉积-成岩过程导致台缘带(面孔率和孔隙度集中在3-4％)较台内（数值集中在1-3％）带具有更好的储层性能。本文认为深埋前寒武系白云岩储层可作为未来油气勘探的重点。
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