储层成岩作用研究进展

２０１３年４月　第３２卷第２期　大庆石油地质与开发　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｄａｑｉｎｇ　Ａｐｒ．，２０１３　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．２　

ＤｏＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１０００－３７５４．２０１３．０２．００１　

储层成岩作用研究进展　

陈欢庆　林春燕　张　晶　衣丽萍　

（１．中国石油勘探开发研究院，北京１０００８３；２．中国石化胜利油田河口采油厂，山东东营２５７２００）　

摘要：结合自身实践，将目前储层成岩作用研究总结为成岩阶段的划分和成岩作用的分类等研究、成岩作用对　储层性质的影响、成岩作用模拟、成岩相和成岩模式分析、成岩作用与油气成藏关系研究、沉积学与成岩作用　关系分析、成岩作用建模研究、成岩作用与其他学科交叉研究等８方面，认为研究最多、最重要的是成岩作用　对储层性质的影响。同时将目前成岩作用中存在的问题总结为成岩作用对储层物性影响研究内容较单一、成岩　作用研究的方法和手段有待丰富、成岩相的研究薄弱、成岩作用的定量化研究有待加强、成岩作用的综合分析　不够、成岩作用研究精度不高等６个方面。指出了今后储层成岩作用研究的发展趋势。　关键词：成岩作用；成岩相；定量表征；储层物性　中图分类号：ＴＥ１２２．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００－３７５４　ｌ２０１３）０２－０００１－０９　

ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＡＤＶＡＮＣＥＳ　ｏＦ　ＲＥＳＥＲＶｏＩＲ　ＤＩＡＧＥＮＥＳＥＳ　

ＣＨＥＮ　Ｈｕａｎｑｉｎｇ　。ＬＩＮ　Ｃｈｕｎｙａｎ　。ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｎｇ　，ＹＩ　Ｌｉｐｉｎｇ　

（１．ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｈｅｋｏｕ　Ｏｉｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆＳｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ，Ｓｉｎｏｐｅｃ。Ｄｏｎｇｙｉｎｇ　２５７０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｏｗｎ　ｓｔｕｄｙ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ，ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ａｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｉｎｔｏ　

ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｅｉｇｈｔ　ａｓｐｅｃｔｓ：（１）ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｔｉｃ　ｓｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ；（２）ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａ—　

ｇｅｎｅｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ；（３）ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；（４）ａｎａｌｙｓｅｓ　ｏｆ　ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ　ｆａｃｉｅｓｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｍｏｄｅｓ；（５）ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ；（６）ｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｂｅ—　

ｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｓｅｄｉｍｅｎｔｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ；（７）ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ；【８）ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｒｏｓｓ－ｓｔｕｄｙ　ｗｉｔｈ　ｏｔｈｅｒ　ｓｕｂｊｅｃｔｓ．Ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｓｐｅｃｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅｓ－ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ　ａｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｍｕｃｈ　

ｓｉｍｐｌｅｒ　ａｎｄ　ｍｏｒｅｏｖｅｒ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｓｉｘ　ｉｓｓｕｅｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ：（１）ｔｏｏ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；（２）ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ；（３）ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ　ｆａｃｉｅｓ；（４）　ｑｕａｎｔｉｆｉｅｄ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ；（５）ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｅｓ；（６）ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅ—　ｓｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．Ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉａｇｅｎｅｓｉｓ：ｄｉａｇｅｎｅｔｉｃ　ｆａｃｉｅｓ；ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　

收稿日期：２０１２－０３－０８　改回日期：２０１２－０４—１２　基金项目：国家科技重大专项（２００８ｚＸ０５０１６ＪＤｏ１）、中国博士后科学基金（２０１００４８０３４４）和中国石油勘探开发研究院　中青年创新基金（２００９－Ｂ－１０－０３）联合资助。　作者简介：陈欢庆　Ｅ—ｍａｉｌ：　男，１９７９生，博士后，从事储层开发地质研究。　

ｈｑｃｈｅｎ．１９９９＠ｙａｈｏｏ．ｏｏｍ．ｃｎ　・２・　大庆石油地质与开发　２０１３年　

成岩作用与储集层性质密切相关，因此一直是　沉积学和油气地质学研究者关注的焦点之一。成岩　

作用系沉积作用以后在被埋藏的沉积物中所发生的　作用　Ｊ。“成岩作用”一词由Ｖｏｎ　Ｇｕｍｂｅｌ　１９６８年　

在其著作《Ｇｅｏｇｎｏｓｔｉｓｃｈｅ　Ｂｅｓｃｈｒｅｉｂｕｎｇ　ｄｅｓ　Ｏｓｔｂａｙ－　

ｅｒｉｓｃｈｅｎ　Ｇｒｅｎｚｇｅｂｉｒｇｅｓ＞＞中首次提出。随着研究的　不断深入，成岩作用也经历了不同的发展阶段。２０　

世纪６０年代，随着岩石矿物测试仪器的迅速发展，　

成岩作用研究中引进了物理化学、热力学和有机地　

球化学等理论，在方法和测试数据的解释方面取得　了突破性的进展。中国研究者在２Ｏ世纪６Ｏ年代也　

逐渐重视成岩作用研究工作，２０世纪８０年代初，　

中国石油学会和中国沉积学会组织举办了中国第一　次成岩作用学术讨论会和成岩作用讲习班，对国内　成岩作用的研究产生了巨大影响　Ｊ。李忠等　

（２００６）　将成岩作用的发展历史总结为一般成岩　

现象的观察描述阶段、成岩作用独立研究及奠基阶　

段、定量化和多学科研究阶段、成岩作用模拟等４　

个大的阶段。　

１成岩作用研究现状　

成岩作用从提出至今，一直是沉积学和储层地　

质学研究者十分重要的研究工作之一。笔者总结目　前国内外对成岩作用开展的研究，主要集中在以下　

８个方面。　

（１）成岩作用阶段划分、成岩作用类型以及　

成岩作用的尺度大小等研究。夏文杰等（１９９５）　

对沉积成岩作用阶段划分的有关问题进行了探讨。　Ｔ．Ｈ．Ｍｏｒｒｉｓ等（１９９６）　研究了东部盆地和边缘　

大岩崩沉积的成岩作用和经济潜力。李双应等　

（１９９６）　对安徽巢北石炭系碳酸盐岩的成岩作用　

进行分析，认为泥晶化作用、胶结作用、压实一压　溶作用和溶解作用为该区主要成岩作用。Ｆ．　

Ｌ．Ｌｙｎｃｈ（１９９６）　对矿物和水相互作用、流体流　

动和Ｆｒｉｏ砂岩成岩作用提供了岩石学的证据。　

Ｎ．Ｃｌａｕｅｒ等（１９９９）　对印尼加里曼丹Ｍａｈａｋａｍ三　

角洲盆地晚第三纪含油砂岩和与之相关的页岩中黏　

土矿物的成岩演化特征进行了分析。Ｋ．Ｌ　Ｍｉｌｌｉｋｅｎ　

（２００１）　对东肯塔基州宾夕法尼亚Ｂｒｅａｔｈｉｔｔ组砂　

岩露头尺度的成岩非均质性进行了研究。苏立萍等　

（２００４）　对川东北罗家寨气田下三叠统飞仙关组　

鲕粒滩成岩作用进行了研究。张云峰等（２００８）　ｌｌ　

对贝尔凹陷布达特群成岩作用进行研究，结果表　明，布达特群成岩作用主要有压实作用、胶结作　

用、溶蚀作用等７种类型。刘宝琚（２００９）¨　指　出，现在沉积成岩作用的研究已经成为包括大地构　

造、盆地分析、沉积学、物理化学、有机地球化学　

等学科，范围包括大、中、小尺度的各种作用的综　合研究。ｗ．Ｔ．Ｐａｒｒｙ等（２００９）¨　对中部犹他州　

推覆地带公约油田侏罗系纳瓦霍砂岩成岩作用特征　

进行了分析。笔者在进行松辽盆地徐东地区营城组　

一段火山岩储层成岩作用分析时，就将成岩作用对　

储层物性的影响氛围分为消极的和积极的两大方面　

（图１），主要包括交代作用、溶蚀作用、压实作　用、充填作用、冷凝收缩作用和构造作用等。其中　图１（ａ）、图１（ｃ）、图１（ｄ）属于前者，图１　

（ｂ）、图１（ｅ）、图１（ｆ）属于后者。成岩作用阶　

段划分、成岩作用类型以及成岩作用的尺度大小等　研究深化了研究者对成岩作用机理的认识，使得成　岩作用研究理论不断发展进步。　

（２）成岩作用对储层性质的影响。该项研究　

是成岩作用研究中涉及最多的内容、最重要也最活　跃的研究领域，它赋予成岩作用研究生产实践价　值。Ｊ．Ｅ．Ｂｒａｓｈｅｒ等（１９９６）　１４］对岩相和成岩作用　

对挪威北海Ｃｈａｌｋ储层的影响进行了分析。Ｊ．Ｄ．　

Ｇｆｉｇｓｂｙ（１９９６）¨　以南德克萨斯州ＭｃＡｌｌｅｎ　Ｒａｎｃｈ　地区下Ｖｉｃｋｓｂｕｒｇ组为例，对成岩作用对改善第三　

纪海湾砂岩储层密度曲线值的影响进行了分析。　Ｚｈａｏｈｕｉ　Ｔａｎｇ等（１９９７）¨　对中国西北部准噶尔盆　

地南部二叠系一三叠系河流、湖泊砂岩成岩作用和　

储层潜力进行了分析。Ｓ．Ｍ．Ｃ．ｄｏｓ　Ａｎｊｏｓ等　

（２０００）　对沉积和成岩作用对早白垩世Ｐｏｔｉｇｕａｒ　断裂盆地Ｐｅｎｄｅｎｃｉａ砂岩储层物性的控制作用进行　了研究。罗静兰等（２００１）　１８］以延长油区侏罗系上　

三叠统砂岩为例，分析了湖泊三角洲相砂岩成岩作　用对储层物性演化的影响。张金亮等（２００４）¨　对　

陕甘宁盆地庆阳地区长８油层砂岩成岩作用及其对　

储层性质的影响进行了分析。刘林玉等（２００６）　

对鄂尔多斯盆地西峰油田白马南地区长８１砂岩成　

岩作用及其对储层的影响进行了研究。一方面成岩　

作用使得研究者对储集层有了更加深入和正确地认　

识，另一方面对油气等资源需求的日益增加又促使　研究者不断加强对成岩作用的认识，促进了成岩作　

用研究的发展进步。　

（３）成岩作用模拟。肖丽华等（２００３）　¨进　

行了松辽盆地升平地区深层成岩作用数值模拟与次　生孔隙带预测研究。何东博等（２００４）［２２　３

以库车坳