混积岩作为处于碎屑岩和碳酸盐岩之间,具有一定独特性的沉积岩类型,目前多侧重于描述、分类命名和基本沉积特征的研究,也有一些工作初步揭示了其石油地质学意义,但研究薄弱,混积岩的石油地质意义是沉积岩石学和石油地质学研究的交叉学科前沿。由于形成于过渡沉积环境,所以混积岩的石油地质意义实际上主要是储层研究。据此,针对“混积岩的油气储层地质意义”该科学问题,本文选择我国西部典型的多旋回叠合柴达木盆地,结合当前油气勘探的热点中深层,开展了盆地西北区中深层古近系—新近系陆相混积岩储层特征与形成机制的研究,一方面丰富基础理论研究,另一方面还可供区域油气勘探部署应用。揭示了识别混积岩的基本岩石学标志,这是研究混积岩储层的首要基础,为混积岩判识建立了直观标志。认为研究区的混积岩发育宏观有沉积背景,微观有岩石学特征,沉积相控制了混积岩的发育。研究区发育适宜于混合沉积和混积岩发育的多种沉积相类型,包括河流、三角洲、深湖、半深湖和滨浅湖等。在岩石学特征上,采用岩心手标本精细观测和系统的岩石普通薄片分析相结合的方法,对区内32 口探井的286块岩心样品展开了全面研究,认为研究区发育了典型的陆相混积岩系,既发现了广义上的混积岩,即碎屑岩与碳酸盐岩呈互层共生,也发现了狭义上的混积岩,即显微尺度上碎屑组分和碳酸盐组分的混合共生。这种岩石学特征受控于沉积相,其中,河流、三角洲相有利于碎屑岩发育,深湖、半深湖及滨浅湖相适合于碳酸盐岩发育,而河流与湖相环境的横向过渡或叠置部位有利于混积岩发育。总体而言,具体到研究区不同构造带,碎屑岩均较发育,而碳酸盐岩则相对不甚发育,至于混积岩,其发育程度则差别较大,其中,南翼山—大风山、油泉子—开特米里克构造带的岩性以混积岩为主。在此基础上,研究了混积岩的储层基本静态特征,明确了混积岩能够形成储层。其岩石学组成以混积岩为特征,储集空间表现为3端元、2组合特征,物性有两个相对高孔隙度段。储集空间3端元是指基本消失殆尽的原生孔隙、溶蚀型次生孔隙、多种成因的裂缝;2组合是指残余原生孔隙+次生孔隙+裂缝、次生孔隙+裂缝。物性的两个相对高孔隙度段大致在2500 m和4200 m附近,其储集空间以溶蚀孔隙和裂缝为特征。在以上全面系统刻划混积岩储层静态特征的基础之上,进一步分析了储层的动态演化特征,主要是成岩作用。分析表明,压实作用和胶结作用属于破坏性成岩作用,不利于储层发育,是储层致密化的主要原因,但部分胶结作用形成的钙质和膏质胶结物在一定程度上增加了储层的抗压性和脆性,且受到含油气酸性流体溶蚀后可形成有利储层,可归属于保持性成岩作用。相比而言,溶蚀和裂缝作用明显有利于储层发育,特别是泥灰(云)岩、灰(泥)质粉砂岩等混积岩,具有刚性特质,有利于裂缝发育,同时这些混积岩中的灰质和膏质组分还有利于溶蚀作用的产生,显示了岩性对裂缝和溶蚀作用具有基础控制效应。此外,裂缝作为流体运动的通道,为溶蚀作用的广泛发生创造了条件,而经溶蚀改造后的裂缝其储渗能力进一步增强,所以裂缝和溶蚀作用分别是形成储层的条件和关键。综上,可将柴西北研究区中深层陆相混积岩的储层成因归纳为“三元控储:岩性是基础、裂缝是条件、溶蚀是关键”,即混积岩的独特岩石学组成为溶蚀和裂缝的发生提供了基础,其产生的溶蚀孔隙和裂缝是优质储层的主要储集空间类型。混积岩岩石组成复杂,普遍含脆性矿物,表现出刚性特征,因此有利于裂缝作用,而大量钙质和膏质组分则为溶蚀提供了物质基础。以南翼山构造的中深层混积岩油气藏为典型实例,建立了可能具有普适意义的陆(湖)相混积岩优质储层形成模式。进一步深化研究了储层形成的关键控制要素,即溶蚀作用的特征,认为研究区中深层的溶蚀作用属于埋藏溶蚀,由断层引起的裂缝是溶蚀流体运移的主要通道。对成岩方解石的微量元素分析表明,Fe、Mg、Mn可以作为示踪元素来判断溶蚀流体来源,成岩方解石中Mn元素的含量是富含机质流体的良好示踪剂。综合成岩矿物的微量元素组成特点,以及烃源岩的埋藏—热演化史和生烃史,提出含油气酸性流体(有机酸)是储层溶蚀流体的主体。最后,综合上述研究结果,结合地质背景,提出了区域有利储层和勘探层系,垂向上层位是E3-N1,重点深度在2500 m和4200 m附近,平面上重点地区包括三个:咸水泉—红沟子—油泉子—开特米里克地区(N1)、咸水泉—油泉子—南翼山地区(E3)、尖顶山地区(E3-Ni)。