川西坳陷须家河组致密砂岩地层水来源、成因及水-岩相互作用

摘要

川西坳陷是四川盆地西部晚三叠世以来陆相盆地的深坳陷部分.其成因与龙门山造山带和米仓山—大巴山造山带侧向挤压的冲断构造加载和巨厚沉积物的重力负荷双重作用导致的两地区岩石圈强烈挠曲变形与构造沉降作用有关.研究区基底为中三叠统海相灰岩,自晚三叠世后,川西地区逐渐转变为陆相沉积,其上依次充填上三叠统马鞍塘-小塘子组海陆过渡相地层、须二段、须三段、须四段和须五段陆相碎屑及煤系地层,以及侏罗系至白垩系陆相红层，石油的充注对伊利石的生长具有明显的抑制作用，但有研究发现，石油的充注并没有抑制伊利石化的生长，相反，由于其阻止储层中钾离子的流动性，造成石油充注后储层中伊利石化相对含水层的更为明显。扩散迁移使得大量钾离子从砂岩中进入相邻的泥岩层，但如果有石油的充注，将大大降低钾离子的流动性，使得钾离子在砂岩中相对富集，从而造成石油充注后的伊利石化，这样伊利石化的量和分布将是钾长石、高岭石含量及钾离子活动性的函数，泥岩并不是成岩过程中体系封闭性的重要因素，相反是砂岩成岩第一开放对象。同时，也说明通过伊利石测年确定成藏时期存在巨大的风险。文章通过储层岩石的薄片分析、阴极发光分析、全岩和粘土X射线衍射分析、胶结物碳、氧同位素分析以及地层水离子含量分析和氘、氧同位素分析，从川西地区须家河组地层水的来源和成因研究出发，通过地层水和储层岩石矿物间“此消彼长”的相互联系和须二、须四段地层流体及储层的综合对比研究，基本明确了研究区须家河组主要自生矿物的水岩相互作用机制，建立了相应的水岩相互作用模式。