深层碳酸盐岩储层基本特征与成因

【作者】 张静； 张宝民； 单秀琴；

【机构】 中国石油勘探开发研究院；

【摘要】 相对于碎屑岩而言,碳酸盐岩的次生变化更明显,非均质性更强,储层发育具有更大的差异性、复杂性和多样性等特点。与碎屑岩储层不同,碳酸盐岩储层的发育不受深度限制,其储集物性与深度之间没有必然的对应关系,深层孔隙仍可得以形成与保持。次生孔隙的形成受控于建设性成岩作用。在碳酸盐岩众多建设性成岩作用中,溶蚀作用和白云石化作用是最关键的两种类型,对深层碳酸盐岩优质储层的发育往往起着决定性的作用,由此形成的灰岩岩溶储层和白云岩储层构成深层规模碳酸盐岩储层的主要类型。溶蚀作用是最有利于规模碳酸盐岩储层发育的成岩作用,分布最广泛、影响最深刻。其中,与低频和三级层序界面有关的表生期大气淡水溶蚀对于深层碳酸盐岩优质储层的形成尤为重要,特别是对于灰岩而言更是不可或缺。如果没有溶蚀作用的改造,即便是礁滩相灰岩,也难以发育好储层。由于矿物化学性质的差异,相对于白云岩而言,灰岩的基质孔隙一般欠发育,因此不利于孔隙型储层的形成。但灰岩比白云岩更容易发育与表生期溶蚀作用有关的岩溶储层,岩溶规模一般也明显比白云岩的大,且储集空间在深埋环境中可以得到一定程度的保持。因此,深埋环境中的灰岩主要是依赖岩溶作用的改造而发育非均质性较强的大型缝洞型储层。灰岩岩溶储层是一类普遍发育、广泛分布的碳酸盐岩储层,也是深层碳酸盐岩储层的一个重要类型。断裂、裂缝的存在是这类储层发育的关键。作为溶蚀流体运移的重要通道,断裂、裂缝对沟通孔洞、提高渗透率起着至关重要的控制作用,是溶缝、伴生溶蚀孔洞和大型溶洞形成的前提和基础。白云石化作用是形成次生孔隙,即晶间孔的一个重要过程。与灰岩相比,白云岩的抗压实能力强,孔隙度随埋深加大而减小的程度弱,晶间孔形成后在深埋环境中仍可保存良好。而白云石化作用一旦过度则会减少孔隙,破坏储层。因此,适度的白云石化作用是深部优质碳酸盐岩储层发育的有利成岩作用。根据白云石化作用发生的环境,可将白云岩分为两大成因类型,一类是准同生期形成的白云岩,另一类是埋藏期形成的白云岩。前者主要指与蒸发岩伴生的潮坪和潟湖环境中形成的白云岩。这类白云岩多较致密,难以独立成为好储层,需要依赖后期岩溶作用的改造而形成缝洞型储层。后者是富Mg²⁺流体在埋藏环境下交代埋藏灰岩的产物,属成岩埋藏白云岩。这种白云岩通常可以通过多种成孔机制发育晶（粒）间孔、晶（粒）间溶孔等储集空间,是孔隙型白云岩储层最主要的成因类型,也是深埋白云岩储层的主要类型。晶间孔较发育的白云岩不但可以形成孔隙型储层,同时也可以像灰岩一样受到大气淡水溶蚀作用的改造而形成溶蚀孔洞。此外,白云岩在深埋环境中还容易受到各类埋藏溶蚀作用的改造而形成新的溶蚀孔洞。无论是先期形成的溶蚀孔洞,还是深埋环境中形成的溶蚀孔洞,其充填破坏程度一般都比较低,在深埋环境中保持良好,因而最有利于均质性较强的孔隙-孔洞型储层的发育。这些都使得白云岩成为深层碳酸盐岩油气勘探的一个重要领域。更多还原