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深埋条件下微生物碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化——以四川盆地西部中三叠统雷口坡组为例

         
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四川盆地西部(简称川西)中三叠统雷口坡组白云岩是埋深超过5 000 m的油气勘探目的层之一。通过对10余口钻井以及多条实测露头剖面的研究,采用了包括薄片、铸体片、阴极发光、环境扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)、流体包裹体、微区碳-氧同位素、碳酸盐岩△47团簇同位素温度计、方解石U-Pb定年以及FIB-CT等技术方法,探讨了深埋条件下微生物碳酸盐岩成岩流体与孔隙演化的机理。研究表明,研究区存在开放、封闭和半开放等3种早期成岩体系,分别对应于潮湿气候条件下的潮间带-潮下浅水带的藻(灰)云岩中的强大气淡水作用(带),干旱条件下的潮上-潮间带膏盐岩-含藻纹层泥晶云岩的弱大气淡水作用以及早期表生-浅埋藏下的细菌微生物-灰泥相互作用。大规模白云岩化作用,以及埋藏-构造期的去云化作用分别发生于晚三叠世的卡尼阶(226.50 Ma±9.68 Ma)与诺利阶(211.50 Ma±1.50 Ma),地层温度分别为43~54℃和50℃。在白云石(δ^(18)O_(水)=-0.83‰~9.70‰)与方解石(δ^(18)O_(水)=-1.16‰~12.94‰)的胶结过程中,随着胶结物晶体增大,δ^(18)O_(水)总体逐渐降低,指示了温度升高与盐度升降变化。统计结果表明,微生物碳酸盐岩的主要孔隙类型包括格架孔(占比32.38%)、扩溶缝洞(占比43.69%)和微孔隙。微孔隙连通性好,富有机酸的孔隙流体抑止了规模性的胶结作用,导致部分孔隙得以保存。向上变浅的浅水潮下带-潮间带“米氏(级)微生物岩沉积旋回”,以及开放-半开放早期成岩体系是孔隙发育的基础。埋藏成岩流体迭加改造作用导致了储层孔隙度在一定程度上减少。

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