DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2015.11.028
廊固凹陷沙四上亚段储层成岩相及其测井识别
操应长1，葸克来1，赵贤正2，金凤鸣2，周磊1，苏芮2，董雄英2，李梦瑶1，杨春宇3
(1．中国石油大学(华东)地球科学与技术学院，山东 青岛，266580；
2. 中国石油华北油田公司，河北 任丘，062552；
3. 中国石油大庆油田有限公司，黑龙江 大庆，163453)
摘要：运用岩心观察、薄片鉴定、图像分析及流体包裹体分析等技术手段，对廊固凹陷沙四上亚段储层成岩作用类型进行研究，建立储层成岩作用演化序列。在此基础上重新探讨成岩相的分类命名方案，以成岩作用演化序列为约束，在廊固凹陷沙四上亚段储层中划分4类典型的成岩相组合类型。利用自然伽马、电阻率及声波时差测井曲线特征，采用Fisher典型判别分析确定各成岩相组合类型的定量判别函数，并建立测井参数交会图版。采用铸体薄片鉴定与测井识别相结合的手段，在对典型井段储层成岩体系进行精细分析的基础上，结合沉积相研究，分析廊固凹陷沙四上亚段储层沉积—成岩相组合平面分布规律。研究结果表明，Ⅰ类成岩相组合主要分布于旧州—固安构造带近岸水下扇扇根及部分扇中沉积环境，Ⅱ类成岩相组合主要分布在河西务构造带北部区块辫状河三角洲及旧州—固安构造带近岸水下扇扇缘沉积环境，Ⅲ类成岩相组合类型主要分布在河西务构造带中南部区块辫状河三角洲沉积环境中，Ⅳ类成岩相组合类型主要分布在河西务构造带南部以及柳泉—曹家务构造带南部辫状河三角洲沉积环境中。
关键词：成岩相；分类命名；测井识别；廊固凹陷
中图分类号：TE122.2 文献标志码：A 文章编号：1672-7207(2015)11-4183-12
Reservoir diagenetic facies and its logging identification of Es4s in Langgu sag
CAO Yingchang1, XI Kelai1, ZHAO Xianzheng2, JIN Fengming2, ZHOU Lei1, SUI Rui2,
DONG Xiongying2, LI Mengyao1, YANG Chunyu3
(1. School of Geosciences, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China;
2. Huabei Oil field Company, PetroChina, Renqiu 062552, China;
3. Daqing Oil field Company, PetroChina, Daqing 163453, China)
Abstract: Based on bulk analyses of core observation, thin section identification, image analysis and fluid-inclusion analysis, the diagenesis types of reservoirs in the upper part of the fourth member of the Shahejie Formation (Es4s) in Langgu Sag were studied. Moreover, the diagenetic evolution sequence was established. On this basis, the classification and naming methods of diagenetic facies again and four typical diagenetic facies assemblages in the reservoirs of Es4s in Langgu Sag were discussed. Using the well-log curve characteristics of natural gamma, resistivity and acoustic time, Fisher typical discriminant was adopted to determine the quantitative discrimination functions of each diagenetic facies assemblages, and the logging parameters cross plot of each diagenetic facies assemblages were established. On the basis of meticulous analysis on reservoir diagenetic facies assemblages of the typical well sections using the casted thin section analysis and logging identification, combined study of sedimentary facies, and the distribution of the reservoir sedimentary-diagenetic facies assemblages of Es4s in Langgu Sag was analyzed. The results show that type Ⅰ diagenetic facies assemblages mainly distribute in the root and some inner-middle part of nearshore subaqueous fan in Jiuzhou-Guan structural belt. Type Ⅱ diagenetic facies assemblages mainly distribute in the braided river delta of the northern Hexiwu structural belt and the edge of nearshore subaqueous fan in Jiuzhou-Guan structural belt. Type Ⅲ diagenetic facies assemblages mainly distribute in the braided river delta of the middle-southern Hexiwu structural belt. Type Ⅳ diagenetic facies assemblages mainly distribute in the braided river delta of southern Hexiwu structural belt and Liuquan-Caojiawu structural belt.
Key words: diagenetic facies; classification and naming; logging identification; Langgu Sag
目前，廊固凹陷已经全面进入了中深层地层、岩性等隐蔽油气藏勘探阶段，并成了“增储上产”的主要勘探方向[1-2]。但是，中深层储层非均质性强，油气富集规律复杂，导致油气探勘难度大、风险高。在烃源岩和构造等基本成藏条件明确的情况下，查明储层非均质性成因，寻找有效储集体分布区域，成为中深层油气勘探工作的重点和核心[3-5]。沉积作用决定砂体的空间分布和储集层的原始物性，而成岩作用是储集层发育和形成的必经过程，最终决定储集性能的优劣，是造成储层非均值性的主要原因之一[6-8]。因此，储层成岩作用的研究成为中深层油气勘探的重点和难点。与传统的储层成岩作用研究相比，成岩相的研究，将在砂体的尺度上更进一步，能够更加直观的体现储层发育过程，直接指导预测沉积砂体中有利成岩体的分布规律[9-11]。因此，本文作者开展储层成岩作用研究，科学合理地进行储层成岩相分类评价，将沉积和成岩结合起来研究储层沉积—成岩相的分布规律，能够为有利储集体预测提供更加可靠的依据。
1 区域地质概况
廊固凹陷北与大厂凹陷相接，西靠大兴凸起，南为牛驼镇凸起，东邻武清凹陷，是冀中坳陷北部一个北东走向的西断东超、北断南超的箕状断陷。受古构造背景、西部大兴凸起、南部牛驼镇凸起强烈抬升及北部桐柏镇断层的影响，廊固凹陷形成东西分带、南北分区的构造格局，自西向东主要发育旧州—固安构造带、柳泉—曹家务构造带和河西务构造带等(图1)。整个凹陷南北长约为90 km，东西宽为20~40 km，勘探面积为2 600 km2。沙四上亚段沉积时期，凹陷持续裂陷，湖盆水体加深，面积加大，东部沧县隆起为主要的物源区，在河西务构造带形成辫状河三角洲沉积，主体为辫状河三角洲前缘亚相，发育分支河道、席状砂及分流间湾等沉积微相。分支河道以含砾砂岩和砂岩为主，河道底部粒度粗，见冲刷面构造，向上粒度变细，过渡为砂岩、粉砂岩，发育有平行层理、交错层理及韵律层理等，粒度概率曲线为两段式(3 435.17，3 436.9，3 683.24和3 686.78 m)；席状砂厚度薄，粒度细，以粉砂岩为主，发育有沙纹交错层理等，粒度概率曲线为三段式(3 681.40 m)；分流间湾主要沉积泥岩、粉砂质泥岩及少量含泥粉砂岩，可见水平层理等；西部大兴凸起为主要的物源区，沿大兴断层根部形成少量的近岸水下扇沉积砂体(图1)。沙四上亚段储层埋深较大(＞3 500 m为主)，大部分剩余资源量主要赋存于地层、岩性等隐蔽油气藏中，具有良好的油气勘探潜力[1, 12]。
图1 廊固凹陷沙四上亚段构造位置、构造特征及沉积相分布图
Fig. 1 Tectonic location , tectonic characteristics and Sedimentary facies of Es4s in Langgu Sag
2 储层成岩作用特征
2.1 主要成岩作用类型
2.1.1 压实压溶作用
沙四上亚段储层埋深较大，压实作用强烈，颗粒间以线接触—凹凸接触为主(图2(a))，并常见长石等脆性颗粒压实破碎及云母等塑性颗粒的挠曲变形等现象。当碎屑颗粒接触点所承受的压力超过正常孔隙流体压力时(达到2.0~2.5倍)，颗粒接触处的溶解度就会增高，发生压溶作用[15]，研究区主要为石英颗粒间发生压溶，形成缝合接触(图2(b))。压实作用伴随于整个埋藏过程，是储层物性变差的主要成岩作用之一[13]，根据砂岩原始孔隙度Φ原始= 20.91+22. 90/So(So为Trask分选系数) [14]及压实减孔量Φ压实=Φ原始-Φ胶结-Φ现今+Φ溶蚀计算，表明压实作用造成原生孔隙的减少量占储层原始孔隙度的59.7%~63.6%，平均为61.7%。
图2 廊固凹陷沙四上亚段储层成岩作用特征
Fig. 2 Diagenetic characteristics of Es4s reservoir in Langgu Sag
2.1.2 胶结作用
本区胶结物类型复杂，以碳酸盐胶结为主，局部石英加大普遍，并可见两期加大边(图2(c))，还可见少量硬石膏(图2(d))、高岭石及黄铁矿等胶结物。其中，碳酸盐胶结物主要为方解石、白云石及铁白云石(图2(e)和(f))，少见铁方解石。黄铁矿胶结物可见两期，早期黄铁矿沿颗粒环边分布于2个颗粒之间接触缝隙中(图2(g))，晚期黄铁矿则常呈团块状及立方体形态充填于孔隙中，或以交代物的形式出现(图2(h))。对10口井45块铸体薄片定量统计可知：河西务构造带北部区块碳酸盐胶结为主，胶结物质量分数高(图2(e))，平均质量分数高达83.6%；中南部区块石英次生加大为主，胶结物质量分数相对较低，平均质量分数为57.9%，含少量硬石膏胶结(表1)。
2.1.3 交代作用
研究区交代作用普遍，主要可见碳酸盐矿物、硬石膏等对长石颗粒、石英颗粒及石英加大边的交代(图2(f))，碳酸盐之间的交代以及黄铁矿对岩石颗粒及早期胶结物的交代(图2(h))等。其中，自生矿物之间的交代切割关系通常作为确定成岩作用序列的主要依据。
表1 河西务构造带典型井沙四上亚段储层主要胶结物平均质量分数的统计表
Table 1 Statistical table of main cement mass fraction about typical wells of Es4 in Hexiwu tectonic belt %
2.1.4 溶解作用
沙四上亚段储层以长石溶解为主，溶解作用较弱(图2(i))；见少量碳酸盐胶结物及石英溶解。廊固凹陷沙四段储层油气主要来源于本层位的烃源岩[15-16]，烃源岩埋藏演化过程中释放的有机酸是沙四段储层溶解作用发生的主要原因。与碳酸盐相比，有机酸与硅铝酸盐反应的热驱动性能更强，长石与有机酸反应的吉布斯自由能较低[17-18]，并且有机酸阴离子易与Al3+形成络合离子的性能能够促进长石在有机酸中的溶解[19]。因此，沙四上亚段储层中长石溶解作用强于碳酸盐胶结物溶解作用。石英颗粒及其加大边的溶解作用是储层变为碱性成岩环境时的成岩响应(图2(c)和(j))。
2.1.5 杂基重结晶作用
廊固凹陷旧州—固安构造带沙四上亚段近岸水下扇扇根砂砾岩沉积物分选差、杂基含量高，碳酸盐岩砾石质量分数高达 90%以上，因此，杂基中必然含有大量的灰泥、云泥等成分。随着不断埋深，地层温压越来越高，杂基中的灰泥、云泥等就会发生重结晶[20-21]，从而使储层致密化(图2(k))。
2.2 成岩作用演化序列
在成岩作用类型及特征分析的基础上，通过自生矿物的形态、交代切割关系、溶解充填关系以及流体包裹体均一温度等特征，确定了廊固凹陷沙四上亚段储层成岩作用演化序列。
部分黄铁矿以环边胶结的形式充填于线接触—凹凸接触颗粒之间的缝隙中，推断其为成岩早期产物(图2(g))。储层压实作用强烈，压溶现象明显，可见石英颗粒间缝合接触现象(图2(a)和(b))，石英次生加大可见两期(图2(c))，石英加大边中的盐水包裹体均一化温度存在2个主众数范围(图3)，第1期为80~90 ℃，推断硅质来源为早期石英压溶作用，第2期为110~ 120 ℃，推断硅质来源为长石溶蚀及后期石英压溶作用。通过碳酸盐胶结物充填长石溶解孔隙(图2(l))及少量充填物的溶解现象，可推断储层经历了两期酸性溶解并且碳酸盐胶结物的形成晚于长石溶蚀。由碳酸盐、硬石膏交代石英加大边(图2(d)和(f))，可知碳酸盐胶结物及硬石膏的形成晚于石英次生加大。碳酸盐胶结物与硬石膏的形成以及石英溶解均需碱性环境(图2(j))，且可见碳酸盐胶结物与硬石膏相互交代的现象，可推断三者为同期形成。部分呈团块状及立方体形态存在的黄铁矿，常对碳酸盐胶结物形成交代现象(图2(h))，可推断部分黄铁矿胶结物形成较晚。综合分析认为，廊固凹陷沙四上亚段储层主要成岩作用演化序列为：压实作用→石英压溶并加大/早期黄铁矿胶结→长石溶解/石英加大→碳酸盐胶结/硬石膏胶结/石英溶解→少量长石溶解/少量碳酸盐胶结物溶解→晚期黄铁矿胶结，压实作用贯穿于整个成岩演化过程。
图3 石英次生加大边中盐水包裹体均一温度分布直方图
Fig. 3 Uniform temperature distribution histogram of brine inclusions in quartz overgrowth boundary
近岸水下扇扇根的砂砾岩沉积物，杂基含量高，成岩流体流动受阻，成岩现象较为简单，强烈的压实作用之后，主要经历了灰泥杂基重结晶作用。因此，成岩演化序列可总结为：压实作用→灰泥杂基重结晶作用。
3 储层成岩相类型及特征
Railsback等在研究碳酸盐岩储层非均质性时提出了成岩相的概念[8]，陈彦华等[9]将其引入国内，并认为成岩相是成岩环境与成岩产物的综合，是反映成岩环境的物质表现。此后，许多学者对储层成岩相进行了大量研究，并对成岩相的概念形成了不同的表述方式[3, 22-24]。本文在成岩作用研究的基础上，探讨成岩相分类命名方案，在成岩演化序列的约束下，划分典型的成岩相组合类型，将成岩产物的静态表现形式与动态演化过程结合起来，指导认识储层形成与发育过程；采用铸体薄片与测井相结合的手段，识别典型的成岩相组合类型，开展储层成岩相组合的平面分布规律研究，为有利储集体的预测提供科学依据。
3.1 成岩相的分类命名
目前，成岩相的分类命名方案多，依据不统一，标准不完善，不同学者分类命名方案的侧重点各不相同[3, 9, 24-25]。成岩相是成岩环境和沉积物(岩)在该环境中形成的成岩产物的综合。根据成岩相的概念和内涵，成岩相的分类命名应该既能反映成岩环境的性质，同时也能直观的体现该环境中形成的成岩产物的综合特征(如成岩作用类型、成岩矿物类型、成岩作用强度等)。因此，本文认为成岩相的分类命名应遵循：不同的成岩作用发生于同一成岩环境；若某一成岩环境中只发育一种主要成岩作用类型时，可采用主要成岩矿物+成岩作用强度+成岩作用类型进行命名，如方解石强胶结成岩相，强调成岩作用主要为方解石胶结作用，胶结强度大，一般指示碱性成岩环境；若某一成岩环境中发生多种主要成岩作用类型时，可采用复合命名的方式，根据其对储集物性控制作用的强弱，把主要成岩作用类型放在后，次要成岩作用类型放在前，如石英弱加大高岭石弱胶结长石强溶解成岩相，强调成岩作用以长石的强烈溶解为主，同时伴随石英次生加大及自生高岭石胶结，成岩作用对储层物性的影响由强到弱依次为长石溶解、高岭石胶结、石英加大，一般指示酸性成岩环境；压实作用贯穿于沉积物(岩)埋藏演化的整个过程，可根据储层压实作用强度，划分成岩相类型，如强压实成岩相。
储层发育过程一般会经历多重成岩环境演化，形成多种成岩产物，储层现今成岩面貌应包含多种对储层物性有不同影响的成岩相类型，前人仅以优势成岩作用为依据，划分某一储层段的成岩相类型，不能全面体现储层形成和发育过程所经历的成岩环境及形成的成岩产物。因此，本文以成岩演化序列为约束，在成岩相划分的基础上，确定了研究区主要的成岩相组合类型，如中等压实—石英弱加大高岭石弱胶结长石弱溶蚀—碳酸盐强胶结成岩相组合，进行储层成岩相特征的研究。成岩相的组合类型一方面能够体现对某段储层物性起主导作用的成岩作用类型；另一方面也反映了储层成岩改造过程，可以直观有效地指导认识储集体的发育和形成过程，分析储层孔隙结构成因及孔隙演化规律，从而为有利储集体分布规律的预测提供科学依据。
通过对廊固凹陷沙四上亚段储层成岩作用特征的系统研究，结合成岩相分类命名方案，认为研究区沙四上亚段发育了4类典型的成岩相组合类型。
1) Ⅰ类：强压实—杂基重结晶成岩相组合，储层岩性主要为粒度较粗的长石质岩屑砂砾岩，碳酸盐岩屑含量极高，杂基支撑，分选差，磨圆棱角—次棱角状；成岩作用主要为灰泥、云泥杂基重结晶作用，可见裂缝发育(图4(a))；储层物性差，孔隙度为3.8%~16.6%，平均为8.19%，渗透率为(0.119~6.800)×10-3 μm2，平均为1.244×10-3 μm2，孔渗相关性差(图5(a))。
2) Ⅱ类：中等压实—石英弱加大高岭石弱胶结长石弱溶蚀—碳酸盐强胶结成岩相组合，储层岩性主要为岩屑质长石砂岩，碳酸盐岩屑含量高，杂基含量低，分选较好，磨圆次棱角—次圆状；压实作用中等，碳酸盐胶结强烈；可见胶结残余原生孔隙及少量长石溶孔(图4(b))，储层孔隙度为2.4%~19.4%，平均为12.12%，渗透率为(0.006~16.000)×10-3 μm2，平均为4.06×10-3 μm2，孔渗相关性较好(图5(b))。
图4 各类成岩相组合储层特征
Fig. 4 Reservoir characteristics for different kinds of diagenetic facies assemblages
图5 各成岩相组合储层孔隙度-渗透率交会图
Fig. 5 Cross plot of reservoir porosity and permeability of each diagenetic facies assemblages
3) Ⅲ类：强压实—高岭石弱胶结长石弱溶蚀石英强加大—硬石膏弱胶结碳酸盐弱胶结成岩相组合，储层岩性主要为岩屑质长石砂岩，碳酸盐岩屑含量低，石英颗粒含量相对较高，杂基含量低，颗粒支撑，分选较好，磨圆次棱角—次圆状；压实作用强，石英加大普遍发育，可见少量碳酸盐及硬石膏胶结物；以压实胶结残余原生孔隙为主，可见少量长石溶孔(图4(c))，储层孔隙度为3.3%~18.1%，平均为10.52%，渗透率为(0.062~44.200)×10-3 μm2，平均为3.47×10-3 μm2，孔渗相关性较好(图5(c))。
4) Ⅳ类：中等压实—石英弱加大高岭石强胶结长石强溶蚀—碳酸盐弱胶结成岩相组合，储层岩性主要为岩屑质长石砂岩，杂基含量低，分选较好，磨圆次棱角—次圆状；储层埋深较浅，压实作用中等，长石溶蚀作用强烈，碳酸盐胶结作用弱；储集空间主要以长石溶蚀孔隙为主，孔隙度连通性较差，由于长石溶蚀作用产生的自生高岭石充填于原生孔隙中，将部分原生孔隙转化为高岭石的晶间孔隙[26]，从而堵塞孔喉(图4(d))，降低储层渗透率，因而储层孔隙度相对较高，而渗透率极低，孔隙度为11.7%~20.1%，平均为16.75%，渗透率为(0.05~3.78)×10-3 μm2，平均为1.13×10-3 μm2，孔渗相关性较差(图5(d))。
3.2 成岩相组合的测井识别
本文主要是在岩心观察的基础上，利用铸体薄片鉴定等技术手段，对典型井段储层成岩组合类型进行识别与研究。但是，研究区岩心资料有限，并且利用薄片等资料只能确定某个深度点的成岩相组合类型，而不能连续反映储层成岩成岩相组合特征。测井资料连续性好、反应地层信息丰富齐全，不同类型成岩相组合在结构、成分、物性上的差异，导致它们在测井曲线上具有不同的响应特征[27]。利用常规自然伽马和自然电位测井可以反映储层的岩性和沉积环境，而声波时差测井则是储层物性差异的最直观显示，电阻率测井可以间接反映储层的孔隙结构。因此，根据不同序列的常规测井资料，能够指示储层成岩相差异的地质信息，借以划分储层的成岩相组合类型。
对比不同成岩相组合的测井曲线特征(图6)，Ⅰ类成岩相组合的测井响应特征可以归结为“一高二中等”，即受灰泥杂基的影响，表现为高自然伽马(GR)，压实作用较强，表现为中等电阻率(ρR4)及声波时差(AC)；Ⅱ类成岩相组合的测井响应特征可以归结为“一高一低一中等”，即表现为高电阻率、低声波时差、中等自然伽马；Ⅲ类成岩相组合测井响应特征可以归结为“一高二低”，即高电阻率、低声波时差，低自然伽马，其中自然伽马明显比Ⅱ类成岩相组合的低，是区别二者的主要参数；Ⅳ类成岩相组合测井响应特征可以归结为“二高一低”，即由于受溶蚀作用的影响，储层孔隙发育，表现为低电阻率及高声波时差，溶蚀作用过程中形成自生高岭石等黏土矿物，表现为高自然伽马(图6和表2)。
图6 各典型成岩相组合储层测井曲线特征
Fig. 6 Curve characteristics of each typical diagenetic facies assemblages
表2 不同类型成岩相组合测井参数特征
Table 2 Logging parameters characteristics of different diagenetic facies assemblages
以不同成岩相组合类型的测井响应特征的差异为基础，采用定性与定量相结合的手段，进行储层成岩相组合类型的识别。结合研究区现有测井资料情况，选用声波时差(A C)、自然伽马(GR)及电阻率(ρR4)作为基本参数。在测井曲线归一化处理的基础上，共选取158个采用铸体薄片鉴定、扫描电镜分析及流体包裹体分析等技术手段确定了成岩相组合类型的标准样本点的相应测井参数，借助SPSS软件对研究区四类成岩相组合进行Fisher典型判别分析(图7)，并建立各成岩相组合的定量判别函数。
Y1=0.680AC+1.048GR+2.018ρR4-130.453 (118.21≤Y1≤149.18) (1)
Y2=0.642AC+0.886GR+2.063ρR4-112.676 (100.61≤Y2≤129.77) (2)
Y3=0.632AC+0.829GR+2.001ρR4-106.839 (85.47≤Y3≤109.93) (3)
Y4=0.854AC+1.164GR+1.947ρR4-187.858 (148.22≤Y4≤213.60) (4)
其中：Y1，Y2，Y3和Y4分别为各类型成岩相组合的Fisher判别函数值。以Fisher后验概率最大这一判别规则(即所得的函数值最大)为依据，分别将未知样品点的测井参数带入各判别函数，对比所得函数值，即可判别成岩相组合类型。
图7 Fisher典型判别分类结果
Fig. 7 Result of typical discriminant classifier of Fisher
Fisher定量判别结果表明：此函数对Ⅰ类与Ⅳ类成岩相组合的回判符合率高，分别为85.2%和100%，而对成岩相组合的回判符合率较低，分别为75.0%和54.9%，并且将二者混淆的概率高达36.6%(上述数据由SPSS软件分析所得)。综合分析认为：后2种成岩相组合储层地层密度、电阻率等相近是造成误判率较高的主要原因。为了解决上述问题，本研究建立了研究区不同成岩相组合的测井参数交会图版(图8)，对函数值范围重合区域进行辅助判别。由图8可知：ρR4-GR交会图与GR-AC交会图对Ⅱ类与Ⅲ类成岩相组合的识别具有良好的效果，其中GR测井值可作为Ⅱ类与Ⅲ类最敏感的识别参数，Ⅱ类成岩相组合的GR明显比Ⅲ类的高。
图8 不同类型成岩相组合测井参数交会图
Fig. 8 Logging parameters cross plot of different diagenetic facies assemblages
3.3 成岩相组合的分布
3.3.1 成岩相组合平面分布特征
成岩相组合类型的平面分布是根据某一成岩相组合类型的储层厚度占该层段储层总厚度的最大含量来进行的。在薄片鉴定的基础上，结合录井资料，选取沙四上亚段砂岩储层段(泥岩层段除外)的测井参数，利用Fisher典型判别函数，对储层成岩相组合类型进行连续识别，对于Fisher典型判别函数识别精度不高的井段，采用测井参数交会图辅助确定(图9)，从而划分成岩相组合类型的平面分布规律。
结果表明，不同的成岩相组合类型平面分区明显。Ⅰ类成岩相组合主要分布于旧州—固安构造带近岸水下扇扇根及部分扇中沉积环境，Ⅱ类成岩相组合主要分布在河西务构造带北部区块辫状河三角洲及旧州—固安构造带近岸水下扇扇缘沉积环境，Ⅲ类成岩相组合类型主要分布在河西务构造带中南部区块辫状河三角洲沉积环境中，Ⅳ类成岩相组合类型主要分布在河西务构造带南部以及柳泉—曹家务构造带南部辫状河三角洲沉积环境中(图10)。
3.3.2 成岩相组合分布控制因素
沙四上亚段储层成岩相组合分布受沉积作用控制明显。旧州—固安构造带近岸水下扇扇根及部分扇中沉积物分选差、杂基含量高，碳酸盐岩砾石质量分数达90%以上[23]，杂基中必然含有大量的灰泥、云泥等，主要分布Ⅰ类成岩相组合。河西务构造带北部区块沉积物中碳酸盐岩岩屑含量明显比南部区块的高(图11(a))，并且当碳酸盐岩屑质量分数小于6%时，碳酸盐岩屑含量与碳酸盐胶结物含量间无明显的相关性；当碳酸盐岩屑质量分数大于6%时，碳酸盐岩屑的含量与碳酸盐胶结物的含量之间呈良好的正相关关系(图11(c))，主要因为沉积物埋藏过程中，随着碳酸盐岩屑含量增加，成岩流体中碳酸盐组分增多，为碳酸盐胶结物的形成提供物质来源，有利于碳酸盐胶结作用的发生，主要分布Ⅱ类成岩相组合。河西务构造带中南部区块沉积物中石英颗粒的质量分数比北部区块的高，主要在35%以上(图11(b))，储层压实作用强烈，颗粒间接触紧密，可见石英颗粒压溶发生缝合接触(图2(b))，镜下统计表明，石英颗粒的含量与石英加大边的含量之间存在良好的正相关关系(图11(d))，因此，石英颗粒的压溶作用为该区石英次生加大边的大量发育提供主要硅质来源，主要分布Ⅲ类成岩相组合。
图9 储层成岩相组合测井参数交会图
Fig. 9 Logging parameters cross plot of diagenetic facies assemblages of Es4s in Langgu Sag
另外，构造作用对研究区成岩相组合的分布也起到了一定的影响。沙三段沉积末期，发生了一期强烈的构造运动，使研究区南端牛驼镇凸起抬升，沙三段地层遭受大面积剥蚀，之后凹陷缓慢下沉，但牛驼镇凸起继续强烈抬升，储层压实作用弱，易接受大气淡水渗滤[15]，长石、岩屑等发生强烈溶蚀，主要分布Ⅳ类成岩相组合。
图10 廊固凹陷沙四上亚段储层沉积-成岩相组合平面分布图
Fig. 10 Distribution of reservoir sedimentary-diagenetic facies assemblages of Es4s in Langgu Sag
图11 储层碳酸盐岩屑质量分数与石英颗粒质量分数及其与对应胶结物的关系
Fig. 11 Mass fraction of carbonate debris and Quartz grains and relations with corresponding cements
4 结论
1) 廊固凹陷沙四上亚段储层经历了压实压溶作用、胶结作用、交代作用及杂基重结晶作用等成岩作用类型；储层成岩作用演化序列为：石英压溶并加大/早期黄铁矿胶结→长石溶解/石英加大→碳酸盐胶结/硬石膏胶结/石英溶解→少量长石溶解/少量碳酸盐胶结物溶解→晚期黄铁矿胶结，压实作用贯穿于整个成岩演化过程。
2) 根据成岩相的概念和内涵，重新探讨了成岩相的分类命名方案，并在廊固凹陷沙四上亚段储层中划分了4种典型的成岩相组合类型。
3) 借助于铸体薄片，结合自然伽马、电阻率及声波时差测井曲线特征，采用Fisher典型判别分析确定了各成岩相组合的定量判别函数，并建立了测井参数交会图版。在对廊固凹陷典型井段陷沙四上亚段储层成岩相组合类型识别与精细分析的基础上，结合沉积相研究结果，分析了储层沉积—成岩相组合平面分布规律。
4) 储层成岩相组合的分布受沉积作用的控制明显；构造作用也对研究区成岩相组合的分布起到了一定的影响。
参考文献：
[1] 黄婷婷, 周文, 傅恒, 等. 廊固凹陷古近系隐蔽油气藏形成条件及成藏规律[J]. 大庆石油地质与开发, 2007, 26(6): 51-56.
HUANG Tingting, ZHOU Wen, FU Heng, et al. Hydrocarbon generation conditions and rules of the Palaeogene subtle reservoirs in Langgu sag[J]. Petroleum Geology & Oilfield Development in Daqing, 2007, 26(6): 51-56.
[2] 宋荣彩, 周文, 董树义, 等. 渤海湾盆地廊固凹陷油气分布特征研究[J]. 石油实验地质, 2008, 30(1): 64-68.
SONG Rongcai, ZHOU Wen, DONG Shuyi, et al. The research of oil-gas distribution characteristics in the Langgu Sag of the Bohai Bay Basin[J]. Petroleum Geology & Experiment, 2008, 30(1): 64-68.
[3] 邹才能, 陶士振, 周慧, 等. 成岩相的形成、分类与定量评价方法[J]. 石油勘探与开发, 2008, 35(5): 526-540.
ZOU Caineng, TAO Shizhen, ZHOU hui, et al. Genesis, classification and evaluation method of diagenetic facies[J]. Petroleum Exploration and Development, 2008, 35(5): 526-540.
[4] 孟元林, 李娜, 黄文彪, 等. 辽河坳陷西部斜坡带南段新生界成岩相分析与优质储集层预测[J]. 古地理学报, 2008, 10(1): 33-41.
MENG Yuanlin, LI Na, HUANG Wenbiao, et al. Diagenetic facies analysis and high quality reservoir prediction of the Cenozoic in southern segment of western slope of Liaohe Depression[J]. Journal of Palaeogeography, 2008, 10(1): 33-41.
[5] 申艳, 谢继容, 唐大海, 等. 四川盆地中西部上三叠统须家河组成岩相划分及展布[J]. 天然气勘探开发, 2006, 29(3): 21-25.
SHEN Yan, XIE Jirong, TANG Dahai, et al. Division and distrbution of diagenetic facies in upper triassic Xujiahe Formation, Central-West Sichuan Basin[J]. Natural Gas Exploration and Development, 2006, 29(3): 21-25.
[6] 张胜斌, 王琪, 李小燕, 等. 川中南河包场须家河组砂岩沉积—成岩作用[J]. 石油学报, 2009, 30(2): 225-231.
ZHANG Shengbin, WANG Qi, LI Xiaoyan, et al. Depositional- diagenetic coupling complex of Xujiahe sandstone in Hebaochang Block in the south part of the Central Sichuan Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2009, 30(2): 225-231.
[7] 连承波, 钟建华, 杨玉芳, 等. 松辽盆地龙西地区泉四段砂岩成岩作用对储层物性的影响[J]. 天然气地球科学, 2009, 20(5): 691-694.
LIAN Chengbo, ZHONG Jianhua, YANG Yufang, et al. Influence of Quan 4 Formation Sandstone Diagenesis on reservoir properties in Longxi Region, Songliao Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2009, 20(5): 691-694.
[8] 杨威, 魏国齐, 金惠, 等. 碳酸盐岩成岩相研究方法及其应用: 以扬子地块北缘飞仙关组鲕滩储层为例[J].岩石学报, 2011, 27(3): 749-756.
YANG Wei, WEI Guoqi, JIN Hui, et al. Methods for diagenetic facies research on carbonate rocks and its application: Example from oolitic beach reservoir of the Feixiangguan Formation in the northern margin of Yangtze block[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(3): 749-756.
[9] 陈彦华, 刘莺. 成岩相: 储集体预测的新途径[J]. 石油实验地质, 1994, 16(3): 274-281.
CHEN Yanhua, LIU Ying, Diageneticfacies: A new approach to the pkediction of reservoit rocks[J]. Experimental Petroleum Geology, 1994, 16(3): 274-281.
[10] 张秀莲. 碳酸盐岩成岩研究的新方法: 成岩综合柱状图[J]. 地质科学, 1995, 30(4): 401-403.
ZHANG Xiulian. A new method in the study of carbonatite diagenesis: Composite column of daigenesis[J]. Chinese Journal of Geology, 1995, 30(4): 401-403.
[11] 杜业波, 季汉成, 朱筱敏. 川西前陆盆地上三叠统须家河组成岩相研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2006, 36(3): 358-364.
DU Yebo, JI Hancheng, ZHU Xiaomin. Research on the diagenetic facies of the upper triassic Xujiahe Formation in the Western Sichuan Foreland Basin[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2006, 36(3): 358-364.
[12] 易士威, 王权. 冀中坳陷富油凹陷勘探现状及勘探思路[J]. 石油勘探与开发, 2004, 31(3): 82-85.
YI Shiwei, WANG Quan. New concept of exploration strategy for the oil-rich Jizhong Depression[J]. Petroleum Exploration and Development, 2004, 31(3): 82-85.
[13] 操应长, 葸克来, 王健, 等. 砂岩机械压实与物性演化成岩模拟实验初探[J]. 现代地质, 2011, 25(6): 1152-1158.
CAO Yingchang, XI Kelai, WANG Jian, et al. Preliminary discussion of simulation experiments on the mechanical compaction and physical property evolution of sandstones[J]. Geosciences, 2011, 25(6): 1152-1158.
[14] Beard D C, Weyl P K. Influence of texture on porosity and permeability of unconsolidated sand[J]. AAPG Bulletin, 1973, 57(2): 349-369.
[15] 梁狄刚, 曾宪章, 王雪平, 等. 冀中坳陷油气的生成[M]. 北京: 石油出版社, 2001: 29-36..
LIANG Digang, ZENG Xianzhang, WANG Xueping, et al. Generation of oil and gas in Jizhong Depression[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 2001: 29-36.
[16] 邹华耀, 张春华. 廊固凹陷河西务潜山带永清—刘其营潜山油气成藏时间与成藏模式[J]. 石油勘探与开发, 2001, 28(3): 25-28.
ZOU Huayao, ZHANG Chunhua. History of oil migration and accumulation in the Yongqing—Liuqiying buried hill (middle Ordovician) pool, Hexiwu buried hill zone, Langgu depression[J]. Pertroleum Exploration and Development, 2001, 28(3): 25-28.
[17] Crosscy L J, Frost B R, Surdam R C. Secondary porosity in laumontite-bearing sandstones: Part 2. Aspects of porosity modification[J]. AAPG Memoir, 1984, M37: 225-237.
[18] Surdam R C, Crossey L J, Hagen E S. Organic-inorganic and sandstone diagenesis[J]. AAPG Bulletin, 1989, 73(1): 1-23.
[19] 张莉, 朱筱敏, 钟大康, 等. 惠民凹陷古近系碎屑岩次生孔隙纵向分布规律[J]. 地球科学: 中国地质大学学报, 2007, 32(2): 253-259.
ZHANG Li, ZHU Xiaomin, ZHONG Dakang, et al. Vertical distribution of secondary pores in Paleogene sandstones in Huimin Depression and its genesis analysis[J]. Earth Science: Journal of China University of Geosciences, 2007, 32(2): 253-259.
[20] 朱亚东, 金之钧, 胡文瑄. 塔北地区下奥陶统白云岩热液重结晶作用及其油气储集意义[J]. 中国科学: 地球科学, 2010, 40(2): 156-170.
ZHU Yadong, JIN Zhijun, HU Wenxuan. Hydrothermal recrystallization role and oil-gas reservoir significance of dolomite in Lower Ordovician, Tabei Area[J]. Scientia Sinica (Terrae), 2010, 40(2): 156-170.
[21] 牛永斌, 钟建华, 王培俊, 等. 成岩作用对塔河油田二区奥陶系碳酸盐岩储集空间发育的影响[J]. 中国石油大学学报(自然科学版), 2010, 34(6): 13-19.
NIU Yongbin, ZHONG Jianhua, WANG Peijun, et al. Effect of diagenesis on accumulate capability of Ordovician carbonate rock in block 2 of Tahe Oilfield[J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 2010, 34(6): 13-19.
[22] 郑荣才, 耿威, 周刚, 等. 鄂尔多斯盆地白豹地区长 6 砂岩成岩作用与成岩相研究[J]. 岩性油气藏, 2007, 19(2): 1-8.
ZHENG Rongcai, GENG Wei, ZHOU Gang, et al. Diagenesis and diagenetic facies of Chang 6 sandstone of Yanchang Formation in Baibao area, Ordos Basin[J]. Lithologic Reservoirs, 2007, 19(2): 1-8.
[23] 田景春, 谭先锋, 林小兵, 等. 箕状断陷湖盆不同构造区带成岩作用特征及差异性研究: 以东营凹陷沙河街组为例[J]. 现代地质, 2009, 23(4): 683-690.
TIAN Jingchun, TAN Xianfeng, LIN Xiaobing, et al. Research on diagenetic difference of various structural belts in the halfgraben-like Rift Lake Basin: Taking Shahejie Formation in Dongying Depression as an example[J]. Geoscience, 2009, 23(4): 683-690.
[24] 梁建设, 王琪, 郝乐伟, 等. 成岩相分析方法在南海北部深水区储层预测的应用[J]. 沉积学报, 2011, 29(3): 503-510.
LIANG Jianshe, WANG Qi, HAO Lewei, et al. Application of diagenetic facies analysis to reservoir prediction in deep water area of the Northern South China Sea[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2011, 29(3): 503-510.
[25] 张琴, 朱筱敏, 陈祥, 等. 南华北盆地谭庄凹陷下白垩统成岩相分布及优质储层预测[J]. 石油与天然气地质, 2010, 31(4): 472-479.
ZHANG Qin, ZHU Xiaomin, CHEN Xiang, et al. Distribution of diagenetic facies and prediction of high-quality reservoirs in the Lower Cretaceous of the Tanzhuang Sag, the southern North China Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2010, 31(4): 472-479.
[26] Higgs K E, Zwingmann H, Reyes A G, et al. Diagenesis, porosity evolution, and petroleum emplacement in tight gas reservoirs, Taranaki basin, New Zealand[J]. Journal of Sedimentary Research, 2007, 77: 1003-1025.
[27] 石玉江, 肖亮, 毛志强, 等. 低渗透砂岩储层成岩相测井识别方法及其地质意义[J]. 石油学报, 2011, 32(5): 820-828.
SHI Yujiang, XIAO Liang, MAO Zhiqiang, et al. An identification method for diagenetic facies with well logs and its geological significance in low-permeability sandstones[J]. Acta Petrolei Sinica, 2011, 32(5): 820-828.
(编辑 杨幼平)
收稿日期：2014-11-02；修回日期：2015-02-24
基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金石油化工联合基金重点资助项目(U1262203)；国家科技重大专项(2011ZX05009-003)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(15CX05007A，15CX08001A) (Project(U1262203) supported by Key Program of Petroleum and Chemical Joint Fund for the National Natural Science Foundation of China; Project(2011ZX05009-003) supported by the National Science and Technology Major Program of China; Projects(15CX05007A, 15CX08001A) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities)
通信作者：葸克来，博士研究生，从事油气储层地质学方面研究；E-mail: kelai06016202@163.com
