台地边缘带储层成岩流体分异、演化及其在碳酸盐岩中的响应研究—以川东北礁滩相储层为例

The origin of high-quality platform-margin reservoirs in the Changxing-Feixianguan formations is one of the unanswered questions in petroleum exploration, which requires studies of diagenetic fluids activities and diagenesis system. However, there is still a lack of understanding about the effects of different geologic backgrounds on spatio-temporal attributes of carbonate diagenesis and diagenetic fluids activities, and a lack of a synthetic study on diagenesis system from diverse perspectives. Then tectogenesis, sequence stratigraphy, burial and fluid will be considered in this study. Analysis of basic conditions related to diagenesis, integrated with in-situ microarea geochemistry analysis and compositions and isotopes measurement of water inclusions, will provided the basis for interpreting the spatial distribution, geochemical characteristics and evolution of the diagenetic fluids under different geologic backgrounds. Petrographic features including pore morphology and fabric, and carbon isotope variation of CO2 inclusions will be determined to assess the effects of the geologic background differences on water-rock interactions and dissolution of carbonate reservoirs. Integration of the geochemical data and the physical property data is expected to account for the flow direction of diagenetic fluids and the relationships between fluids differentiation and origin of high-quality carbonate reservoirs. The aim of this study is to provide a new view of spatio-temporal attribute analysis of carbonate diagenesis, further understanding the origin of deep burial platform-margin reef and shoal carbonate reservoirs, and theoretical basis for porosity prediction.

川东北长兴-飞仙关组台缘带优质储层成因是油气勘探亟待解决的问题，成岩流体活动及成岩系统研究是解决这一问题的关键。然而对于区内差异地质背景对碳酸盐岩成岩作用时空属性及流体活动的影响，研究一直较为薄弱，缺少多元角度的成岩系统综合研究。为此，本研究拟综合考虑构造、层序、埋藏及流体四个要素，开展成岩作用的物质基础分析，并进行原位微区地球化学和流体包裹体液相组分、氢氧同位素分析，解析不同地质背景下成岩流体空间分布、性质及演化方面的差异；通过孔隙形态、组构特征观察及流体包裹体CO2碳同位素变化规律分析，探讨这些差异对水-岩反应和储层改造效应的影响；并剖析重要成岩期成岩流体在纵、横向上的流动方向，结合物性资料，探讨复杂地质背景下成岩流体分异及其与优质碳酸盐储层形成之间的耦合关系。研究将为碳酸盐岩成岩作用时空属性特征分析提供新的思路，也能够深化深层台缘带礁滩储层成因认识，为孔隙预测提供理论依据。

目前针对川东北长兴-飞仙关组台缘带储层成因问题，缺少多元角度的成岩系统综合研究。本研究拟综合考虑构造、层序、埋藏及流体四个要素，探讨研究区差异地质背景对碳酸盐岩成岩作用时空属性及流体活动的影响。研究发现，初始沉积差异引发了早期成岩流体分异，并导致后续成岩流体地球化学特征、白云岩结构演化以及水-岩反应特征具有显著差异。在开江-梁平海槽东、西两侧，大气淡水成岩均导致暴露面附近的鲕粒岩结构反转，即：鲕粒内部溶蚀和鲕粒间强烈胶结。与此对应，远离暴露面的鲕粒岩多数经历了海水的重结晶作用，导致鲕粒内部新生变形结构的产生，粒间方解石胶结物相对较少。随后，不同于海槽西侧，海槽东侧发生了白云岩化作用，暴露面附近白云岩基本保留了原始圈层结构特征，而远离暴露面白云岩则继承了破坏的原始结构。当埋深继续增大，海槽西侧鲕粒灰岩遭受了强烈的方解石胶结和孔隙破坏，而东侧白云岩则依然保持着高孔渗特征。这是由于白云岩的抗压实压溶作用使得鲕粒岩中压溶再沉淀成因的埋藏方解石含量不断减少，理应被其占据的粒间孔隙不断空出；白云岩化并非为鲕粒滩储层贡献了新生孔隙，而是有效地保存了早期粒间孔隙。随后发生的白云岩重结晶作用和埋藏溶解-再沉淀作用（TSR）加剧了白云岩结构和孔隙的非均质性。研究首次提供了TSR作用下白云岩发生溶解的流体包裹体CO2碳同位素证据，并认为与世界上其他经典TSR地区不同，研究区TSR作用的发生产生了部分净孔隙，喜马拉雅期差异隆升作用提供了关键的开放体系条件。上述研究成果为洞悉成岩体系内鲕粒岩结构和孔隙的协同演化特征提供了一些线索，对于深埋藏鲕粒岩储层的孔隙预测具有重要的理论和实际意义。