东海陆架盆地西湖凹陷宝武地区平湖组石英溶蚀作用及机制

doi:10.11743/ogg20250421

石油与天然气地质 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (4): 1349-1366.doi: 10.11743/ogg20250421

东海陆架盆地西湖凹陷宝武地区平湖组石英溶蚀作用及机制

刘开逍¹^,²(), 王俊辉¹^,²(), 阴国锋³, 陈锦霖¹^,², 武洋¹^,², 李勇霖¹^,², 代正明¹^,², 姚文娇¹^,², 姜在兴⁴, 徐杰⁵

^1.中国石油大学（北京）油气资源与工程全国重点实验室，北京 102249
^2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249
^3.中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司，上海 200120
^4.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083
^5.中国地质大学（北京）海洋学院，北京 100083

收稿日期:2024-12-24 修回日期:2025-03-31 出版日期:2025-08-30 发布日期:2025-09-06
通讯作者: 王俊辉 E-mail:2023210043@student.cup.edu.cn;wangjunhui@cup.edu.cn
第一作者简介:刘开逍（2001—），男，博士研究生，岩石学与储层地质学。E-mail： 2023210043@student.cup.edu.cn。
基金项目:
中国石油大学（北京）科研基金项目(2462020BJRC002);中国石油大学（北京）科研基金项目(2462022YXZZ010)

Quartz dissolution and its mechanisms in the Pinghu Formation， Baowu area， Xihu Sag， East China Sea Shelf Basin

Kaixiao LIU¹^,²(), Junhui WANG¹^,²(), Guofeng YIN³, Jinlin CHEN¹^,², Yang WU¹^,², Yonglin LI¹^,², Zhengming DAI¹^,², Wenjiao YAO¹^,², Zaixing JIANG⁴, Jie XU⁵

^1.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Engineering，China University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China
^2.College of Geosciences，China University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China
^3.Shanghai Offshore Oil & Gas Company，SINOPEC，Shanghai 200120，China
^4.School of Energy Resources，China University of Geosciences （Beijing），Beijing 100083，China
^5.School of Ocean Sciences，China University of Geosciences （Beijing），Beijing 100083，China

Received:2024-12-24 Revised:2025-03-31 Online:2025-08-30 Published:2025-09-06
Contact: Junhui WANG E-mail:2023210043@student.cup.edu.cn;wangjunhui@cup.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

为了明确西湖凹陷平湖斜坡带宝武地区平湖组石英溶蚀的成岩环境、特征、机制及其对储层的影响，综合利用岩石薄片、扫描电镜、烃源岩地球化学参数、X射线衍射和重矿物等分析测试资料，研究了相关的成岩环境及其演化规律。研究表明：①研究区存在酸性和碱性两种石英溶蚀作用，其溶蚀机理存在显著差异。酸性环境下石英在碱金属离子作用下与有机酸络合形成络合物导致溶蚀，碱性环境下石英直接与OH^-离子反应生成HSiO₃^-离子而发生溶蚀。成岩环境演化影响石英的溶蚀，根据溶蚀边界特征可将其划分为交代型溶蚀和增孔型溶蚀两种类型。②高岭石交代型溶蚀是碱金属离子作用下有机酸溶蚀的结果。伊利石、绿泥石和碳酸盐矿物交代型溶蚀是碱性溶蚀的结果。增孔型溶蚀在酸性和碱性环境中均可发生。石英溶蚀程度呈现明显的环境分异性，溶蚀强度从碱性环境—酸性环境—酸-碱过渡环境—弱酸性环境依次减弱。石英溶蚀程度与晶体扭曲面的数量、温度和碱金属离子含量呈正相关关系。③石英增孔型溶蚀的演化序列为扭曲面溶蚀—平坦面（雨痕状）溶蚀—平坦面（蜂窝状）溶蚀—石英颗粒部分缺失；交代型溶蚀的演化序列为高岭石交代溶蚀—碳酸盐矿物交代溶蚀—伊利石交代溶蚀—绿泥石交代溶蚀。粒缘溶蚀、次生加大边溶蚀和自生石英溶蚀改善孔隙结构，增加渗透率。黏土矿物交代溶蚀石英颗粒形成粒间及晶间溶孔对形成储层孔隙贡献较大。

关键词: 溶蚀机制, 成岩环境, 石英溶蚀, 平湖组, 西湖凹陷, 东海陆架盆地

Abstract:

This study aims to determine the diagenetic environments， characteristics， and mechanisms of quartz dissolution in the Pinghu Formation within the Baowu area， Pinghu slope zone， Xihu Sag， East China Sea Shelf Basin （ECSSB）and to assess the impact of quartz dissolution on reservoirs. By integrating data from rock thin-section observation， scanning electron microscopy （SEM）， X-ray diffraction analysis， and heavy mineral analysis， along with the geochemical parameters of source rocks， we explore the quartz dissolution-related diagenetic environments and their evolutionary patterns. The research results indicate the occurrence of acidic and alkaline quartz dissolution with significantly different mechanisms in the study area. In the acidic digenetic environment， quartz dissolves through complexation with organic acids in the presence of alkali metal ions， while in the alkaline digenetic environment， quartz reacts directly with OH^- to form HSiO₃^-. The evolution of diagenetic environments affects quartz dissolution， which can be classified into two types based on the characteristics of dissolution boundaries： metasomatic and porosity-enhancing types. The metasomatic dissolution by kaolinite occurs through organic acid dissolution in the presence of alkali metal ions， whereas the metasomatic dissolution by illite， chlorite， and carbonate minerals is driven by alkaline dissolution. The porosity-enhancing dissolution occurs in both acidic and alkaline environments. The degree of quartz dissolution varies significantly with the diagenetic environment， decreasing in the order of alkaline， acidic， acidic-alkaline transitional， and weakly acidic environments. Furthermore， this degree is positively correlated with the number of kinking crystal planes， temperature， and alkali metal ion content. The porosity-enhancing quartz dissolution includes kinking plane dissolution， flat plane dissolution （raindrop imprint-like）， and flat plane dissolution （honeycomb-like）， leading to the partial missing of quartz grains. The metasomatic quartz dissolution involves kaolinite， carbonate minerals， illite， and chlorite. Additionally， grain-edge dissolution， secondary overgrowth rim dissolution， and authigenic quartz dissolution improve pore structures and increase reservoir permeability. Notably， the metasomatic dissolution of quartz grains by clay minerals leads to the formation of intergranular and intercrystalline dissolution pores， significantly increasing the reservoir porosity.

Key words: dissolution mechanism, diagenetic environment, quartz dissolution, Pinghu Formation, Xihu Sag, East China Sea Shelf Basin （ECSSB）

中图分类号:

TE122.2

刘开逍,王俊辉,阴国锋,等. 东海陆架盆地西湖凹陷宝武地区平湖组石英溶蚀作用及机制[J]. 石油与天然气地质, 2025, 46(4): 1349-1366. doi: 10.11743/ogg20250421 Kaixiao LIU,Junhui WANG,Guofeng YIN,et al. Quartz dissolution and its mechanisms in the Pinghu Formation， Baowu area， Xihu Sag， East China Sea Shelf Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2025, 46(4): 1349-1366. doi: 10.11743/ogg20250421

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参考文献 76

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形态特征	边界特征	特征描述	举例	溶蚀类型
雨痕状	边界光滑、清晰	扫描电镜下，石英颗粒表面存在许多溶蚀凹坑，呈雨痕状	图2a	增孔型
凹凸状	边界光滑、清晰	扫描电镜下，石英颗粒溶蚀边界清晰，呈凹凸状	图2b	增孔型
港湾状	边界清晰	偏光显微镜和扫描电镜下，石英及其加大边溶蚀边界清晰，呈港湾状	图2c—e	增孔型
蜂窝状	边界清晰	扫描电镜下，石英颗粒边界清晰，呈蜂窝状	图2d	增孔型
蚕食状	边缘模糊、不规则	偏光显微镜下，石英加大边溶蚀边界模糊不规则，呈蚕食状	图2k	增孔型
粒内溶孔	颗粒内部溶蚀	偏光显微镜下，石英颗粒内部缺失	图2j	增孔型
锯齿状	边界模糊	偏光显微镜和扫描电镜下，石英溶蚀边界参差，呈锯齿状	图2e—h，l—p	交代型

井号	埋深/m	样品类型	干酪根类型	TOC/%	R_o/%
A5-1	4 130.0	煤	Ⅱ₂型	7.73	0.63
A5-1	4 130.2	煤	Ⅱ₂型	2.86	0.63
C2	4 035.0	煤	Ⅱ₂型	46.40	0.60
A3	4 453.5	煤	Ⅱ₂型	2.31	0.78
A4	3 975.0	煤	Ⅱ₂型	2.80	0.64
B5	3 800.0	泥岩	Ⅱ₂型	21.99	0.55
A2	3 966.0	煤	Ⅲ型	60.70	0.60
A5	4 341.5	煤	Ⅱ₂型	5.28	0.63

东海陆架盆地西湖凹陷宝武地区平湖组石英溶蚀作用及机制

Quartz dissolution and its mechanisms in the Pinghu Formation， Baowu area， Xihu Sag， East China Sea Shelf Basin

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