混积岩与“源-汇”系统均是近二十年发展起来的两个相对独立的研究领域,混积岩发育由于受陆源碎屑与碳酸盐形成共同控制,具体受构造背景、沉积环境、物源、古气候等复杂因素影响,使得混积岩优质储层成因机理尚不明确。目前,关于混积岩研究主要集中在岩相划分、沉积-储层-成岩特征描述、主控因素分析等方面,以实例解剖和现象总结为主,且侧重微观储层结构与成岩作用分析,对宏观因素考虑较少,没有形成从宏观“源-汇”到微观“岩-储”一体化的分析思路及流程。近些年来,越多越多学者发现“源-汇”系统与混积岩储层发育实则具有密切关系,母岩类型、构造背景及沉积相带等宏观“源-汇”要素对混积岩发育起到重要的控制作用,因此混积岩研究十分适合纳入“源-汇”系统开展分析。本论文主要针对渤海湾盆地黄河口凹陷古近系典型混积岩区开展“源-汇-储”宏观储层发育规律与“源-汇-岩-储”优质储层成因机理两个层次的研究。渤海湾盆地古近纪时期在多个构造带发育独特的混合沉积现象,其中就包括黄河口凹陷。论文主要以层序地层学、“源-汇”系统、地震地貌学、储层地质学等理论为指导,借助三维地震、钻/测井、岩心、薄片、元素地球化学等资料,开展黄河口凹陷古近纪不同时期“源-汇”系统研究及岩性-古地貌恢复,系统剖析不同混积岩区沉积学、储层物性、典型成岩作用等特征,结合渤海湾盆地古近纪时期古环境及构造背景,探讨“源-汇”系统在宏观及微观尺度对混积岩储层、成岩作用的影响,最终建立研究区不同混积岩“源-汇-岩-储”耦合模式。论文取得的主要成果及认识如下:(1)恢复了渤南低凸起古近纪沙河街组不同时期母岩岩性特征。沙三段沉积时期,渤南低凸起西支南部以太古界变质花岗岩为主,凸起东支西部太古界变质花岗岩、古生界碳酸盐岩、中生界火成岩与孔店组砂砾岩均有出露,东支东部以太古界变质花岗岩为主;沙二段时期母岩分布继承自沙三段,西支变质岩面积有所扩大,东支火成岩面积有所减小;沙一段时期,西支变质岩出露面积持续扩大,东支碳酸盐岩母岩区面积有所扩大。(2)建立了沉积古地貌恢复技术方法,并完成对渤南低凸起古近纪不同时期古地貌恢复。沉积古地貌恢复技术流程主要包括现今残余地层厚度获取、源-汇系统分级划分及参数统计、地层剥蚀量恢复与沉积古地貌重建四个步骤。在对渤南低凸起东、西支“剥蚀区”、“超剥区”、“沉积区”识别刻画及参数统计基础上,完成了古近纪不同时期凸起古地貌恢复。结果显示,渤南低凸起东支最大高差持续大于西支,自沙三向沙一沉积时期,东、西支剥蚀范围持续缩小,最大高差持续减小。(3)明确了黄河口凹陷沙一二时期混积岩“源-汇-储”宏观储层展布特征。黄河口凹陷古近纪沙一二时期混积岩地震反射特征整体以中至中强振幅、中高频、中强连续反射为主,与围层具有明显地震反射特征差异。刻画结果显示,沙二段时期渤南低凸起南部发育大规模扇三角洲呈裙带状分布,混积滩仅在局部发育,整体规模较小;沙一段时期,扇三角洲规模小于沙二段时期,这一时期是混积滩发育的鼎盛期,在渤南低凸起南部多个部位发育大规模混合沉积。(4)解剖了黄河口凹陷典型混积岩发育区储层发育特征。BZ27-2与BZ29-4构造区发育钙质致密胶结砂岩、砂砾岩夹薄层生屑云岩,BZ36-2构造区发育钙质胶结砂岩与生屑、粒屑云岩垂向互层。生屑粒内孔、铸模孔及胶结物溶蚀粒间孔等次生孔隙为混积岩发育主要孔隙结构类型。整体储层物性BZ36-2区>BZ29-4区>BZ27-2区。生屑云岩与粒屑云岩等云岩为主混积岩储层品质好于钙质胶结砂岩、砂砾岩等陆源碎屑为主混积岩储层。(5)总结了影响混积岩储层物性的主要成岩作用。查明了钙质致密胶结作用、白云岩化作用及溶解作用三类主要影响混积岩储层的成岩作用特征及机理,结合岩相学观察及成岩作用产物特征分析认为,研究区主要发生过两起胶结作用(破坏性成岩作用)与两期溶解作用(建设性成岩作用)。(6)建立了典型混积岩发育序列及BZ36-2构造区“多级旋回性”沉积序列。参照浊积岩中鲍马序列,建立了湖相混积岩发育典型序列,自下而上包括岩性逐渐变细的五个层段(A-E)。完成对BZ36-2构造区沉积序列的系统划分,共划分成两个长期旋回,其中长期旋回1包括三个中期旋回,中期旋回内部还可以细分若干短期旋回。一、二、三级旋回主控因素分别为沉积物供给方式发生根本转变,陆源碎屑供给强度相对差异,以及陆源碎屑供给的周期性停歇。(7)建立了黄河口凹陷沙一二时期混积岩“源-汇-岩-储”优质储层耦合模式。“外源注入型”耦合模式混积岩受陆源碎屑强烈供给与钙质致密胶结作用影响,浅水生屑滩短暂发育,整体储层较为致密;“内生交互型”耦合模式受陆源碎屑与钙质胶结作用影响较弱,浅水生屑滩长期大规模发育,经历多期次溶解作用,整体储层较好。