黄骅坳陷经过半个多世纪的勘探与开发，在其中生界和古生界均发现了规模较大的油气地质储量。截至目前，在该区域已累计探明石油地质储量4 116万t、天然气地质储量266亿m³，有近27% 的油气显示井分布在中生界，有50% 的储量分布在下古生界。受埋深及含硫化氢等因素的制约，下古生界的拓展勘探、增储建产难度很大。随着中浅层潜山油气勘探的不断深入，已发现高位潜山碎屑岩储层的油气显示活跃，油气资源潜力巨大。近年来，在北大港潜山港古1503井中生界砂岩储层中获得了工业油气流，以此为契机，在北大港潜山实现了规模增储，形成了3 000万吨级的增储区域。

目前，针对大港油田中浅层潜山的沉积环境、构造演化、储层特征、油气成藏及次生储集空间发育控制因素等方面的研究，取得了大量的研究成果。侯中帅等^[1]通过对大港探区的岩心、测录井及渤海湾盆地周缘的地层特征等资料的整理，从沉积环境、沉积体系、沉积演化及控制因素等角度分析了该区中浅层碎屑岩储层的沉积类型及各种沉积相带的空间展布范围。赵贤正等^[2]结合歧口凹陷斜坡区800 km²的地震资料和91口井的钻井资料，探究了歧北斜坡南侧缓坡带的构造演化和控砂成藏机制。付立新等^[3]基于大港探区三维地震资料和钻井资料，系统地分析了该区古生界、中生界残余地层与基底断裂展布特征，及中生界构造潜山成因与控制因素。张晶等^[4]结合歧南斜坡深层碎屑岩的岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜及物性分析等资料，研究了该区深层碎屑岩储层的成岩演化、次生孔隙的镜下特征及发育机制。这些研究成果为北大港潜山碎屑岩储层的形成与分布研究奠定了基础，但鲜有涉及北大港潜山中生界碎屑岩储层成因机理的研究。笔者在以往研究成果的基础上，结合该区及邻区中生界岩心、铸体薄片、X射线衍射、测录井等资料，从岩石学特征、储集空间特征及物性特征等方面分析碎屑岩储层的特征，综合沉积环境、成岩演化及构造作用对储层发育的影响，探究碎屑岩储层的成因机理，以期为优选研究区有利的勘探目标区提供地质依据。

黄骅坳陷歧口凹陷位于沧县隆起、埕宁隆起与沙垒凸起之间，本次研究的北大港潜山位于歧口主凹的西南侧，板桥次凹的东南侧，塘沽新港潜山的南侧，歧北次凹的西北侧。潜山与凹陷之间发育有各类斜坡，斜坡与潜山区域发育有多条近北东—南西走向的断层[图 1(a)]。研究区中生界自下而上依次残存有侏罗系和下白垩统地层，厚度为0~ 600 m，以碎屑岩沉积为主，在沿断裂附近的井区分布有安山岩、玄武岩和凝灰岩等[图 1(b)]。研究区中生界以内陆湖泊三角洲相沉积为主，物源主要来自于该区西北部的沧县隆起及东南部的埕宁隆起，形成的沉积砂体大致呈北西—南东方向展布。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 黄骅坳陷北大港潜山区域构造位置(a)和中生界综合地层柱状图(b) Fig. 1 Structural location(a)and Mesozoic stratigraphic column(b)of Beidagang buried hill in Huanghua Depression

分析岩屑录井及野外踏勘资料可知，黄骅坳陷北大港地区中生界碎屑岩主要包括不等粒砂岩、含砾砂岩、粗砂岩、细砂岩、沉火山岩等。通过对研究区及邻区中生界取心井(官144、官142、扣23、女86) 岩心资料及相应的扫描电镜(158个)、铸体薄片(56个)及X射线衍射(28个)资料的统计发现，中生界碎屑岩以长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主，结构成熟度中等(图 2)。岩石成分中石英体积分数为5%~48%，平均为31.7%；长石(包括钾长石、斜长石和部分发生蚀变的长石)体积分数为5%~ 34%，平均为23.4%；岩屑体积分数为19%~90%，平均为44.5%；杂基体积分数为1%~30%，平均为5.7%。不同井区的石英、长石、岩屑及填隙物含量差异较大，女86井区的石英和长石含量较官142井区和扣23井区高，扣23井区的岩屑含量较女86井区和官142井区高，官142井区的填隙物含量较扣23井区和女86井区高(表 1)。从薄片资料中也可以看出，研究区中生界碎屑岩储层的胶结物较发育，有硅质胶结、碳酸盐胶结和黏土矿物胶结。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界部分取心井岩石组分特征 Ⅰ. 石英砂岩；Ⅱ. 长石石英砂岩；Ⅲ. 岩屑石英砂岩；Ⅳ. 长石砂岩；Ⅴ. 岩屑石英砂岩；Ⅵ. 长石岩屑砂岩；Ⅶ. 岩屑砂岩 Fig. 2 Rock composition of some cored well segments of Mesozoic in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

表 1(Table 1)

表 1 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界岩样矿物组成分析数据 Table 1 Mineral composition of Mesozoic rock samples in Beidagang buried hill, Huanghua Depression  % 井名 φ(碎屑) φ(填隙物) 样品数/个 石英 长石 岩屑 杂基 胶结物 扣23 5~18(10.5) 5~26(13.9) 59~90(75.6) 7~30(12.5) 1.0~9.0(5.5) 35 官142 35~48(40.1) 18~34(27.1) 20~47(32.0) 1~4(3.5) 2.0~20.0(8.8) 28 女86 41~47(44.0) 22~34(29.0) 19~37(27.0) 2~5(2.6) 0.7~5.5(3.2) 32 合计 5~48(31.7) 5~34(23.4) 19~90(44.5) 1~30(5.7) 1.0~26.0(8.3) 95 注：括号中为平均值

下载CSV 表 1 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界岩样矿物组成分析数据 Table 1 Mineral composition of Mesozoic rock samples in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

通过对研究区孔古4、扣12、扣36等井67个岩样的孔隙度与渗透率测试结果的分析可知，目的层段碎屑岩样品的孔隙度为7.59%~27.24%，平均为17.53%，渗透率为0.04~120.00 mD，平均为12.47 mD，小于1 mD的样品占比为74%。孔隙度和渗透率大小与储层的岩性关系较为密切，中砂岩储层物性较好，孔隙度为12.54%~23.15%，平均为21.18%，渗透率为66.0~120.0 mD，平均为86.96 mD，为相对优质储层；细砂岩储层孔隙度为6.87%~ 16.32%，平均为12.32%，渗透率为0.85~88.31 mD，平均为24.76 mD；储层物性最差的为泥质粉砂岩，几乎全是低孔、特低渗储层。通过对目的层段测井解释成果的统计发现，研究区中生界碎屑岩储层孔隙度主要为2.54%~25.65%，平均为8.78%，其占比为84.5%；有部分储层的孔隙度大于30%，其占比不足10%；渗透率小于1 mD的储层段占比为78%。

在研究区中生界碎屑岩储层中，可见原生孔隙[图 3(a)-(c)]、次生孔隙[图 3(d)-(f)]和微裂缝[图 3(g)-(h)]等储集空间。原生孔隙和微裂缝所占比例均较小，储集空间以次生溶蚀孔隙为主。次生溶蚀孔隙的类型较多，包括长石溶孔、岩屑溶孔(镜下可见碎屑岩岩屑溶孔、火山岩岩屑溶孔)、杂基溶孔、高岭石溶孔及少量的长石溶蚀后形成的铸模孔[图 3(d)-(f)]。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩储层储集空间特征 （a）粒间孔，官 142 井，2 500.55 m，铸体薄片，单偏光；（b）粒间孔，女 86 井，2 435.08 m，铸体薄片，单偏光；（c）粒间孔，女 86 井，2 440.13 m，扫描电镜；（d）粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔，扣 23 井，1 886.87 m，铸体薄片，单偏光；（e）长石、高岭石、杂基溶孔，官 142 井，2 588.13 m，铸体薄片，单偏光；（f）油迹、长石溶孔，女 86 井，2 426.09 m，铸体薄片，单偏光；（g）微裂缝，扣 23 井，1 901.70 m，铸体薄片，单偏光；（h）微裂缝，女 86 井，2 440.13 m，铸体薄片，单偏光 Fig. 3 Reservoir space characteristics of Mesozoic clastic reservoirs in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

通过对薄片的镜下统计发现，长石和岩屑的溶蚀作用是研究区目的层段次生孔隙形成的主要影响因素。岩屑(碎屑岩岩屑和火山岩岩屑)溶孔最发育，占比为30.6%；其次为长石溶孔，占比为24.7%；杂基溶孔和高岭石溶孔占比分别为21.2% 和7.1%。研究区高孔隙发育区域可见沥青充填现象，主要发育于石英次生加大和长石颗粒之间，部分残余沥青分布于石英颗粒表面[图 3(f)]。微裂缝主要围绕岩石颗粒边缘发育或切断岩石颗粒，并在地下流体作用下形成不规则的溶缝[图 3(g)-(h)]。

对储层微观结构分析可知，研究区中生界碎屑岩储层存在高孔-高渗、低孔-低渗和中孔-低渗等类型(表 2)。有部分样品渗透率超过了100 mD，其最大喉道半径超过了20 μm，中值喉道半径超过了12 μm；有超过50% 的样品渗透率小于1 mD，其最大喉道半径小于4 μm，平均喉道半径小于0.8 μm。由此可以看出，研究区中生界碎屑岩储层主要为低渗小孔喉储层。

表 2(Table 2)

表 2 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界部分样品物性及微观结构特征 Table 2 Physical properties and microstructure of some samples in Beidagang buried hill, Huanghua Depression 样品编号 井名 深度/m 孔隙度/% 渗透率/mD 最大孔喉半径/μm 平均孔喉半径/μm 中值孔喉半径/μm 1 扣23 1 900.20 6.31 0.023 0.538 0.110 0.059 2 扣23 1 901.80 14.92 0.414 1.581 0.307 0.119 3 扣23 1 905.15 2.71 0.005 0.177 0.051 0.027 4 扣23 2 500.55 17.06 102.790 21.396 7.418 3.563 5 官142 2 575.62 5.03 0.043 0.714 0.192 0.055 6 官142 2 583.40 11.04 0.524 3.819 0.717 0.457 7 官142 2 584.32 17.24 143.241 21.401 8.168 6.411 8 官142 2 588.13 17.28 14.757 13.359 3.865 1.883 9 官142 2 589.25 15.98 6.018 8.907 2.431 1.017

下载CSV 表 2 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界部分样品物性及微观结构特征 Table 2 Physical properties and microstructure of some samples in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

随着埋深的不断增加，储层的物性特征及储集空间演化更加复杂，而研究储层的成因机制为分析有利储层的发育规律及空间展布特征提供了依据。通过分析黄骅坳陷北大港潜山目的层段岩心孔隙度资料可以看出，中生界碎屑岩储层总体上存在2个高孔隙发育带，埋藏深度分别为2 600~2 700 m和3 100~3 200 m(图 4)。结合以往的研究成果及现场的勘探实践，认为研究区优质高孔隙度储层发育主要受沉积作用、成岩作用及成岩构造作用的综合控制。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩储层埋深与孔隙度的关系 Fig. 4 Relationship between burial depth and porosity of Mesozoic clastic reservoirs in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

通过对铸体薄片的镜下观察与统计，发现中生界不同碎屑岩储层的填隙物含量、面孔率及溶蚀孔隙发育数量等参数差异较大(图 5)。细砂岩中填隙物含量最高，其空间分布频率大于14%；粉砂岩中填隙物含量最低，其空间分布频率小于12%。面孔率平均值最高的是不等粒砂岩，大于9%；其次是中砂岩，为6%~9%；最小的是粉砂岩，小于2%。次生孔隙最发育的是不等粒砂岩，其次是细砂岩。从图 5中还可以看出，不等粒砂岩与中砂岩的原生孔隙与次生孔隙均较发育，但不等粒砂岩的原生孔隙较次生孔隙发育，而中砂岩的次生孔隙较原生孔隙发育。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩不同岩性的储集空间构成特征 Fig. 5 Reservoir space characteristics of different lithologies of Mesozoic clastic reservoirs in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

分析岩石微观结构资料可知，岩石颗粒的分选性与孔隙度具有较好的相关性(图 6)。目的层段储层岩石颗粒的分选性大致可分为3段，即＜2.35，2.35~2.70和＞2.70，对应的孔隙度分别为＜9%，9%~16% 和＞16%。由此可以看出，研究区中生界碎屑岩颗粒分选性与储层孔隙发育程度的关系较为密切。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩储层分选系数与孔隙度的关系 Fig. 6 Relationship between sorting coefficient and porosity of Mesozoic clastic reservoirs in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

从沉积相带平面展布特征(图 7)可以看出，研究区中生界发育有浅湖、滨浅湖、河漫、辫状水道及重力流沉积^[5]。不等粒砂岩、粗砂岩和中砂岩主要发育于辫状水道和重力流沉积中，粉砂岩和细砂岩主要发育于河漫、滨浅湖沉积中。结合物性分析及测井解释成果发现，物性较好的储层多分布在辫状水道及重力流沉积的砂体中，且重力流沉积砂岩中的溶蚀孔隙相对发育。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界沉积相平面展布 Fig. 7 Distribution of Mesozoic sedimentary faciesin Beidagang buried hill, Huanghua Depression

成岩作用在碎屑岩储层孔隙性和渗透性的形成、破坏和改造过程中起着关键性的作用，也控制着碎屑岩储层孔隙的演化进程^[6-13]。通过对研究区目的层段的岩心、铸体薄片、X射线衍射及扫描电镜等资料的观察和分析可知，不同井区的中生界碎屑岩储层目前处于不同的成岩阶段，经历的压实、胶结和溶蚀等成岩作用存在明显的差异，不同的成岩作用对储层发育的影响也不尽相同^[14]。

成岩作用过程的演变，随不同地质条件及地质历史变迁而有很大的差异，有的可能按照一定的成岩顺序依次发展，有的则受构造运动的影响未按成岩顺序经历每一个成岩作用阶段^[15-17]。综合目的层段的铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射及镜质体反射率等资料，认为研究区中生界经历了早成岩阶段，有的井区目前处于中成岩阶段，有的井区目前处于晚成岩阶段(图 8)。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩储层成岩作用及孔隙演化模式 Fig. 8 Diagenesis and pore evolution model of Mesozoic clastic reservoirs in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

(1) 早成岩阶段

中生界地层在该阶段主要位于潜山的高斜坡区域，紧邻隆起分布，埋藏深度一般小于2 100 m，R_o小于0.5%，主要为0.3%~0.5%^[18]。随着压实作用进一步增强，原生孔隙逐渐减少并形成少量的次生孔隙，出现方解石和高岭石的胶结，此阶段的储层物性较好，孔隙度一般都大于15%，以原生孔隙为主。成岩作用主要为机械压实作用。

(2) 中成岩阶段A期

中生界地层在该阶段邻近高斜坡区域，处于中斜坡的上部^[19-20]。埋藏深度一般为2 100~2 900 m，中生界底部的石炭系及二叠系烃源岩均处于低成熟阶段，R_o为0.5%~0.7%。中生界碎屑岩储层物性较好，孔隙度一般为12%~15%。碳酸盐岩和黏土矿物的胶结作用非常普遍，镜下可见石英次生加大边出现加大Ⅰ级和Ⅱ级，高岭石出现书页状或蠕虫状，早期胶结物发生溶蚀作用，形成各种溶蚀孔隙和铸模孔隙^[21]。镜下可见原生孔隙和溶蚀孔隙组成的混合孔隙。成岩作用仍以机械压实作用、胶结作用、溶蚀作用和石英次生加大共存为特征。该阶段储层孔隙度总体随埋深的增加而减小，但由于溶蚀作用的加强，局部深度段出现高孔隙带。

(3) 中成岩阶段B期

中生界地层在该阶段处于潜山斜坡的下部。埋藏深度一般为2 900~3 500 m，烃源岩处于低成熟—成熟阶段，R_o为0.7%~1.0%，储层物性较好，孔隙度一般为5%~12%。由于有机质的成熟和黏土矿物的转化可形成大量的有机酸，使大量胶结物及岩石颗粒发生溶蚀作用，形成深层溶蚀孔隙带。随着胶结作用与溶蚀作用的交替进行，高孔溶蚀带与胶结致密带交替间隔出现^[18]。此阶段以溶蚀孔隙为主，占总孔隙的50%~85%，原生孔隙几乎消失殆尽。

(4)晚成岩阶段

中生界地层在该阶段处于潜山的低斜坡区域。埋藏深度大于3 500 m，处于晚成岩阶段。优质烃源岩较为发育且演化程度高，储层较为致密，局部裂缝发育。低斜坡区域普遍处于超高压状态，石英次生加大进一步加强，出现Ⅲ级加大边。该阶段主要形成各类岩性圈闭或岩性-构造圈闭。

压实作用贯穿于储层演化的全过程，最终造成储层的粒间体积减小，孔隙喉道变细，渗透能力降低，主要表现为岩石颗粒因压实发生变形、移位，出现缝合线及沿颗粒边缘剥离并形成裂缝等^{[5, 14, 17, 22-23]}。从镜下薄片观察可知，研究区中生界碎屑岩储层以机械压实作用为主，岩石颗粒多呈线接触、点—线接触和凹凸接触，少数呈点接触[图 9(a)-(b)]；泥岩等软性岩石在重荷作用下发生变形，石英、长石等刚性颗粒在压实作用下发生破裂或沿岩石颗粒边缘发生剥离并形成裂缝[图 9(c)-(d)]。同时，可见成岩过程中的方解石胶结和石英次生加大、各类裂缝被胶结和充填的现象[图 9(e)-(f)]，以及各类原油充填后的痕迹[图 9(g)-(h)]。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩成岩作用下储集空间发育特征 (a)岩石颗粒呈点、点—线和凹凸接触，发育粒间孔，官142井，2 578.90 m，铸体薄片，单偏光；(b)岩石颗粒呈点、线和凹凸接触，出现长石溶孔和残余油充填痕迹，女86井，2 428.16 m，铸体薄片，单偏光；(c)泥岩压实成泥片，港古1507井，2 044.29 m，铸体薄片，单偏光；(d)压实作用或构造应力作用使得砾石边缘发生剥离，形成砾石边缘缝，歧古2井，2 980.51 m，铸体薄片，单偏光；(e)石英加大→方解石胶结，官142井，2 583.40 m，铸体薄片，正交偏光；(f)裂缝充填方解石，港古1507井，2 029.20 m，铸体薄片，单偏光；(g)溶蚀孔隙中充填沥青，扣23井，1 900.20 m，铸体薄片，单偏光；(h)粒间见沥青，官142井，2 585.80 m，铸体薄片，单偏光 Fig. 9 Reservoir space characteristics of Mesozoic clastic reservoirs under diagenesis in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

根据砂岩原始孔隙度恢复公式$ {\varphi _{\rm{o}}} = 20.91 + \frac{{22.90}}{{{S_{\rm{o}}}}} $ (φ_o为砂岩原始孔隙度，%；S_o为Trask分选系数)，结合目的层段的薄片资料，得到目的层段碎屑岩样品的Trask值为1.32~2.57，平均为2.31，计算出原始孔隙度为29.82%~37.35%，目的层段储层因机械压实作用造成的原始孔隙损失率为32%~ 80%，其压实程度为中等—强压实强度。

基于对目的层段4口井的岩心资料、108个扫描电镜资料、143个铸体薄片资料的统计，利用样品的面孔率、胶结物含量、粒间体积、粒间孔隙度等参数绘制其相关关系图(图 10)，从图 10可以看出数据点主要落在压实作用区域，这说明压实作用对目的层段储层发育的影响远大于胶结作用的影响。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩储层粒间体积与胶结物含量的关系 Fig. 10 Relationship between intergranular volume and cementation content of Mesozoic clastic reservoirs in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

在上部重荷或侧向挤压作用下，岩石孔隙体积减小，流体排出。一旦不均匀压实作用导致流体流动不畅或受阻，便形成异常高压带。异常高压有利于原生孔隙的保存，也为后期溶蚀增储作用的发生创造了条件^{[21, 24]}。在单井剖面上可利用泥岩的岩-电关系特征判别异常高压带的存在，异常高压带内因欠压实作用导致泥岩段的声波时差(AC)、中子孔隙度(CNL)均偏高，密度(DEN)偏低(图 11)。从图 11可以看出，官142井在中生界至少存在3段异常高压带，分别位于2 463.5~2 466.5 m，2 504.0~ 2 534.0 m和2 562.0~2 566.5 m井段。这3段泥岩的密度值介于1.3~2.1 g/cm³，中子孔隙度为17%~ 46%，声波测井明显出现跳跃现象。

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 黄骅坳陷北大港潜山区域官142井中生界地层特征 Fig. 11 Comprehensive characteristics of Mesozoic strata in well Guan 142 in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

从异常压力带的纵向分布位置看，有分布于火山岩之间的，有分布于砂岩之间的。由于高温熔融的岩浆流体侵入碎屑岩过程会促使分布于其间的地层流体温度升高、体积增大和压力增高，流体具有向压力低势区流动的趋势，但流体在流动过程中受阻便在其内部形成异常压力。分布于泥岩顶、底的渗透性较差的泥质粉砂岩和粉砂岩在压力传递过程中不能及时将泥岩中的流体排出，导致其内部存在过剩的压力而形成异常压力带^[25-26]。目的层段辫状河沉积的“泥包砂”沉积体在成岩压实过程中完全可能由于泥岩及泥质粉砂岩等渗透性差的地质体封堵，导致其内部的流体不能及时排出而形成异常高压体。

溶蚀作用是目的层段十分常见的且对碎屑岩储集空间发育贡献最大的成岩作用。根据镜下薄片观察可知，目的层段碎屑岩储层中常见的铸模孔、粒间溶孔、岩屑溶孔、粒间孔的扩溶孔以及部分溶蚀缝等几乎都是酸性流体作用的产物。从图 8中可以发现，成岩演化中期的烃源岩成熟之后形成的有机酸充注岩石孔隙是促进各类溶蚀孔隙发育的主要因素。原始的残余粒间孔隙为各类酸性流体的流动及溶蚀作用发生提供了场所，进而促进了溶蚀孔隙的发育。所以，原生孔隙的保存以及由于异常高压而保留的原生孔隙对次生溶蚀孔隙的发育具有一定的保护作用。

从薄片中可以看出，研究区中生界碎屑岩储层不仅岩石颗粒发生了溶蚀作用，胶结物也发生了溶蚀作用。个别薄片中还可以见到初期胶结物被溶蚀、再胶结及后期胶结物再溶蚀等现象。这也反映出研究区中生界碎屑岩储层发生了多期的胶结作用和溶蚀作用。从薄片中还可以看出，目的层段除了发育长石、岩屑及杂基溶蚀孔隙外，还可见各类黏土矿物的溶蚀孔隙。研究区早期的大气淡水在CO₂的参与下溶蚀各类长石(钾长石、钠长石和斜长石)，并在一定条件下形成高岭石和伊利石。中生界目前的埋藏深度介于1 350~5 800 m，按照地温梯度为3 ℃/100 m计算，目前个别井区的烃源岩已达到生油门限并已达到过成熟阶段，会形成大量的有机酸溶蚀矿物。随着温度的升高，有机酸分解的CO₂会持续地溶蚀矿物，使得溶蚀增孔作用持续发生。从溶蚀孔隙与面孔率的关系统计结果不难发现，研究区中生界碎屑岩溶蚀作用形成的溶蚀孔隙对储层面孔率的贡献率为0~100%，平均为68.47%。

从镜下观察可知，研究区中生界存在油气充注过程[参见图 3(f)、图 9(b)、图 9(f)-(g)]。从油气充注后残余油分布及与其相邻溶蚀孔隙发育特征不难看出，充填残余油的孔隙内部未见溶蚀痕迹，而与残余油分布孔隙相邻的其他区域发生了不同程度的溶蚀。尽管本次研究没有深究溶蚀作用与油气充注的先后顺序及期次，但可以说明油气充注的结果阻止了孔隙溶蚀作用的进一步发生。由此可以看出，油气的充注有助于阻止原生孔隙被胶结或被溶蚀，在某种程度上对储层孔隙的改造是有利的。

从镜下的观察还可以发现，尽管油气充注对储层储集空间的发育及保护有一定的影响，但所见的数量较少。因此，油气充注对储集空间的发育有一定的影响，但不是储层发育的主要控制因素。

构造作用会导致地层的不均匀抬升和断裂的形成。不均匀抬升形成的斜坡、抬升被剥蚀形成的不整合面，以及各类断裂为流体的流动提供了通道，也为各类溶蚀作用的发生提供了场所^[27-28]。

通过对单井地层埋藏演化特征资料的分析可知，研究区中生界自埋藏成岩至今至少经历了2次大的抬升和4次快速埋深的过程(图 12)。

图 12

Fig. 12

下载原图 图 12 黄骅坳陷北大港潜山区域孔古4井地层埋深特征 Fig. 12 Characteristics of the buried depth in well Konggu 4 in Beidagang buried hill, Huanghua Depression

从图 12可以看出，孔古4井区第1次快速抬升作用发生在距今150 Ma，结束于距今120 Ma，地层处于浅埋藏阶段，埋深小于500 m，最终导致该井区完全缺失侏罗系。在此过程中以压实作用为主，并发生了少量的溶蚀作用。在此后的埋藏过程中，尽管也有抬升过程，但仍以埋深为主。第2次抬升后一直处于不断埋深过程，直至现今地层埋深接近3 000 m。要形成大规模的溶蚀孔隙，不仅需要可与岩石矿物发生溶蚀作用的流体和可溶蚀的岩石颗粒，更需要一个开放的作用体系，以确保作用流体的畅通流动。在埋深小于1 500 m的中成岩阶段，以压实作用为主，仅发育少量的溶蚀孔隙，因地下流体在浅埋藏阶段流通不畅，很难形成规模较大的溶蚀孔隙。随后的地层埋深造成了地下流体的温度及压力增高，有机酸也不断加入地层流体中，为溶蚀作用的发生奠定了物质基础。同时，构造断裂为溶蚀作用流体的流动及作用后流体的排出提供了通道，也为溶蚀作用的发生提供了场所。因此，快速沉降作用促使大量溶蚀孔隙发育。

(1) 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩岩性多样，但以长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主，成分成熟度较高，结构成熟度中等。储层发育有高孔-高渗、低孔-低渗和低孔-特低渗储层，但以低渗储层为主。

(2) 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界碎屑岩储层发育有原生孔隙、次生溶蚀孔隙和微裂隙等储集空间，但以次生溶蚀孔隙为主，原生孔隙和微裂缝所占比例均较小。溶蚀孔隙以长石溶孔和岩屑溶孔为主，二者占比超过了50%。

(3) 黄骅坳陷北大港潜山区域中生界储层发育受沉积、成岩和构造作用的控制。沉积过程中的分选性对储层发育的影响强于岩性对储层的控制作用，成岩过程中的机械压实作用对储层发育的影响强于胶结作用对储层发育的影响，差异压实作用使得目的层段存在多个异常高压层段；溶蚀作用是目的层段储层发育的主要影响因素，形成了各类溶蚀孔隙和溶蚀裂缝。构造作用造成的地层快速沉降不仅为溶蚀孔隙的形成提供了场所，还为溶蚀作用发生的流体流动提供了通道。