豫西奥陶系碳酸盐岩中生物遗迹组构与储层改造效应

本项目系沉积学、遗迹学和碳酸盐岩储层地质学等交叉学科的前沿性课题。拟申请选择豫西奥陶系碳酸盐岩作为研究对象，应用沉积学、遗迹学和碳酸盐岩储层地质学理论和野外考察与室内分析相结合、现象观测与机理分析相结合的方法，对豫西奥陶系海相碳酸盐岩中生物遗迹组构的组成、结构特征和生物扰动程度及其对碳酸盐岩储层的改造作用进行研究，分析生物遗迹组构与碳酸盐岩微相、储集空间发育的关联性，探索有利于改善碳酸盐岩储层孔隙度与渗透率的生物遗迹组构特征。通过对生物遗迹组构与围岩的岩石薄片微观描述与分析、地球化学和储层物性测试与分析和计算机模拟等现代技术手段精细研究生物遗迹组构的形成、充填、保存和成岩特征及其对碳酸盐岩储层的改造效应，建立豫西奥陶系海相碳酸盐岩中生物遗迹组构与储层改造效应的三维地质模型，这对完善碳酸盐岩储层成因机制和研究区煤矿安全生产过程中的底水防治具有重要的理论和实践意义。

一、项目研究要点及执行情况：.本项目严格按计划执行，选择豫西奥陶系碳酸盐岩作为研究对象，应用沉积学、遗迹学和碳酸盐岩储层地质学理论，野外考察与室内分析相结合、现象观测与机理分析相结合的方法，对豫西奥陶系海相碳酸盐岩中生物遗迹组构的分子组成、产状、共生关系、阶层分布、丰度与分异度、生物扰动程度及对碳酸盐岩储层的改造效应进行了研究，分析了遗迹组构与碳酸盐岩微相、储集空间发育的关联性，探讨了有利于改善储层属性的遗迹组构特征，建立了生物遗迹组构与沉积微环境以及储层改造效应的地质关系模型。目前已全部完成研究任务。.二、研究工作主要进展和所取得成果：.本项目研究主要取得了以下三个方面的进展和成果：（1）豫西地区奥陶系碳酸盐岩地层与遗迹化石均很发育，共识别出三大生态类型的遗迹化石10属17种，详细描述和分析了各类遗迹化石形成的微环境，建立了研究区奥陶系马家沟组的沉积模式和垂向沉积演化序列；（2）根据遗迹化石的类型、产状、潜穴大小、共生关系、丰度和分异度以及生物扰动指数等，结合各遗迹组构的宿主岩层特征共识别出Psilonichnus、Psilonichnus-Thalassinoides、Thalassinoides、Thalassinoides-Helminthopsis、Helminthopsis、Helminthopsis-Chondrites、Chondrites等七个遗迹组构；并对各遗迹组构发育的微环境进行了解译，建立了各遗迹组构与沉积微环境（相）对应关系模式；（3）孔、渗测试结果表明：遗迹组构发育段生物扰动增强储层孔隙度2～3倍，渗透率可达到3～15倍；分析认为造迹生物通过倒置、压缩、挖掘和回填沉积物改变了岩石的原始组构，导致潜穴充填物的原始物性与围岩基质存在差异，进而改变原岩的孔隙度和渗透率；由于遗迹潜穴充填物相比围岩更加疏松，成岩流体的运移相对比较方便，造成了遗迹潜穴的成岩作用比围岩基质要剧烈的多，原本存在的差异伴随着其后的成岩过程而被逐步放大，这对增强碳酸盐岩基质的储集性能具有非常重要的作用；遗迹潜穴充填物孔隙度随着成岩环境的变化经历了降低→升高→降低→升高的反复演化过程，早成岩阶段的白云石化为其后的成岩改造奠定了基础，且对潜穴充填物孔隙发育贡献最大，此后充填物孔隙度的提升则主要依赖于表生环境下大气淡水的淋滤溶蚀。