袁凱濤，弓虎軍，閆旭光

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710069)

鄂爾多斯盆地位于華北地臺(tái)的西部，是一個(gè)多構(gòu)造體系、多旋回演化、多沉積類(lèi)型的大型盆地［1～3］，也是中國(guó)最早發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行石油勘探開(kāi)發(fā)的大型含油氣盆地之一［4］。近年來(lái)，隨著低滲油氣地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)的不斷深化和勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)水平的日益提高，盆地油氣勘探不斷取得重大突破［5～6］，定邊、吳起、安塞、西峰等地區(qū)發(fā)現(xiàn)億噸級(jí)有利目標(biāo)區(qū)［4］。鄂爾多斯盆地東南部的彬縣－旬邑地區(qū)勘探程度相對(duì)較低，中生界油層埋藏淺［4］，勘探潛力較大。目前彬縣－旬邑地區(qū)開(kāi)展的石油勘探結(jié)果顯示，長(zhǎng)8段有較好的油氣顯示，但該區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)工作的前期研究不足，已成為制約整體油氣勘探部署的重要因素。因此，有必要對(duì)該地區(qū)開(kāi)展儲(chǔ)層的基本特征研究，為油氣勘探工作深入開(kāi)展提供依據(jù)。筆者利用巖心、測(cè)井和多種分析測(cè)試資料，對(duì)長(zhǎng)8砂巖儲(chǔ)層巖石學(xué)、儲(chǔ)集物性及孔隙結(jié)構(gòu)等特征進(jìn)行系統(tǒng)綜合研究。

1 地質(zhì)概況

彬縣－旬邑地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部，區(qū)域構(gòu)造上屬渭北隆起，構(gòu)造較復(fù)雜主要為應(yīng)力構(gòu)造和沉積差異壓實(shí)構(gòu)造。延長(zhǎng)組沉積演化自下而上經(jīng)歷了由湖進(jìn)—鼎盛—湖退的完整沉積旋回，長(zhǎng)8期湖盆已經(jīng)形成，并向鼎盛時(shí)期發(fā)展。長(zhǎng)8期為辮狀河三角洲前緣沉積，物源主要來(lái)源于南部的秦嶺地區(qū)，長(zhǎng)8儲(chǔ)層主要發(fā)育于水下分流河道微相。

2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

彬縣－旬邑地區(qū)長(zhǎng)8段砂巖類(lèi)型以巖屑長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖為主(圖1)，Q/(F十R)的值大多數(shù)小于1，具成分成熟度較低的特點(diǎn)。石英平均含量32.72%，單井石英平均含量為31.75% ～38.0%，單晶為主，少見(jiàn)多晶。通過(guò)陰極發(fā)光測(cè)試結(jié)果可以看出，主要為不發(fā)光的沉積巖石英，存在少量發(fā)紫紅色巖漿成因的石英;長(zhǎng)石的平均含量為26.63%，主要以在陰極發(fā)光中發(fā)淡藍(lán)色光的斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石為主;巖屑的平均含量為39.5%，巖屑較豐富，種類(lèi)多樣，既有沉積巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑，且含有巖漿巖巖屑;雜基含量為1.0% ～6.0%，主要為泥質(zhì)雜基;膠結(jié)物主要為碳酸鹽巖膠接物，其次為硅質(zhì)，偶見(jiàn)白云石和鈉長(zhǎng)石。儲(chǔ)層巖石結(jié)構(gòu)主要以細(xì)砂巖為主，分選中等，磨圓度中等－較差(95%以上為次棱角狀見(jiàn)少量棱角－次棱角狀)，接觸方式主要是漂浮狀、點(diǎn)接觸、線接觸，偶見(jiàn)有凹凸接觸，縫合線接觸很少見(jiàn)，膠結(jié)類(lèi)型主要是孔隙式，除此之外還見(jiàn)有孔隙一壓接式，結(jié)構(gòu)成熟度較低(圖 2)。

圖1 長(zhǎng)8儲(chǔ)層巖石分類(lèi)三角圖

圖2 砂巖組分微觀圖

3 儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.1 儲(chǔ)層物性特征

長(zhǎng)8儲(chǔ)層物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明:孔隙度為1.082 8%～13.944 1%，平均值6.826 6%，大多數(shù)樣品孔隙度在5% ～9%之間，其中孔隙度在6% ～8%的樣品最多，占總樣品的近30%(圖3);滲透率為(0.027 9 ～2.881 2)×10－3μm2，平均 0.542 3×10－3μm2，滲透變化很大，近70%樣品滲透率集中在 0.0 ～0.1×10－3μm2之間，滲透率大于 1.0 ×10－3μm2的樣品占統(tǒng)計(jì)的5%左右(圖3)?？诐B呈正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.7?？傮w來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)8儲(chǔ)層的無(wú)效空隙所占較少，但優(yōu)質(zhì)孔隙較少，這是彬縣—旬邑地區(qū)產(chǎn)量較低的部分原因。

圖3 彬縣—旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙度、滲頻率分布直方圖

3.2 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

長(zhǎng)8砂巖儲(chǔ)集層的孔隙類(lèi)型主要有原生孔隙(粒間孔隙、雜基內(nèi)微孔隙)和次生孔隙(溶蝕孔隙、構(gòu)造裂縫、微裂縫)兩大類(lèi)(圖4)。粒間孔多為三角形一多邊形或不規(guī)則形狀?？讖?.01 mm～0.25 mm，面孔率為0～8%，平均面孔率為2.1%?？傮w上這類(lèi)孔隙在研究區(qū)內(nèi)并不十分發(fā)育，且其分布很不均勻。雜基內(nèi)微孔隙存在于粘土礦物基質(zhì)與火山巖、泥質(zhì)巖屑中;溶蝕孔隙主要由溶間溶孔、鑄?？住⒘?nèi)溶孔和膠結(jié)物內(nèi)溶孔組成。長(zhǎng)8儲(chǔ)層主要的溶蝕孔隙為長(zhǎng)石的粒內(nèi)溶孔，長(zhǎng)石溶孔為0.83%，碳酸鹽巖膠結(jié)物的溶蝕現(xiàn)象不明顯，鑄?？讟O為罕見(jiàn)，僅出現(xiàn)在個(gè)別的樣品中。裂縫主要由長(zhǎng)石解理縫、壓裂縫及構(gòu)造裂縫組成。構(gòu)造裂縫對(duì)儲(chǔ)集空間影響不大，但可以有效地改善儲(chǔ)層的滲透性，長(zhǎng)8儲(chǔ)層中滲透率大于10×10－3μm2的樣品，就是受到了構(gòu)造裂縫的影響。

圖4 孔隙結(jié)構(gòu)圖

長(zhǎng)8儲(chǔ)層巖石致密，多是片狀喉道和彎片狀喉道，喉道半徑為 2.155 2 ～0.124 6 μm，平均0.832 7 μm。粗喉、中喉僅見(jiàn)于顆粒之間點(diǎn)、線接觸處受溶蝕作用而擴(kuò)大處;細(xì)喉在區(qū)內(nèi)占主要，顆粒之間點(diǎn)－線接觸，喉道因顆粒受較強(qiáng)壓實(shí)、膠結(jié)作用，尤其是薄膜狀綠泥石包殼和石英次生加大使原生粒間喉道縮小，形成點(diǎn)狀、細(xì)長(zhǎng)片狀或不規(guī)則彎曲狀喉道;微喉很發(fā)育，主要見(jiàn)于雜基和自生粘土礦物的微孔隙以及膠結(jié)物中的微溶孔，呈細(xì)管束狀。

4 儲(chǔ)集層影響因素分析

4.1 砂巖巖石結(jié)構(gòu)對(duì)儲(chǔ)層分布的控制

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層原始沉積孔隙度進(jìn)行計(jì)算，表明長(zhǎng)8平均原始沉積孔隙度為34.96%，可見(jiàn)原始沉積時(shí)的巖石結(jié)構(gòu)控制了巖石原始的沉積物性。研究區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層雜基類(lèi)型主要為泥質(zhì)沉積，泥質(zhì)含量一般在10%以內(nèi)，大多小于5%，含量變化不大。雜基含量與儲(chǔ)層物性的相關(guān)性較差，沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)，因此，該區(qū)雜基含量對(duì)孔滲的影響不大。

4.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層分布的影響

在埋藏成巖過(guò)程中，成巖作用對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能的影響主要包括了壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用［7～12］。

壓實(shí)作用是導(dǎo)致彬縣－旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層物性變差的主要因素，長(zhǎng)8儲(chǔ)層含有較高的長(zhǎng)石和碎屑物質(zhì)，在壓實(shí)作用下，顆粒間的接觸方式發(fā)生改變，顆粒由點(diǎn)接觸向線接觸、面接觸及凸凹接觸轉(zhuǎn)變，巖石逐漸致密化，孔隙損失嚴(yán)重，通過(guò)計(jì)算壓實(shí)作用使長(zhǎng)8儲(chǔ)層損失25.65%的原始孔隙;

自生粘土礦物綠泥石多呈薄膜環(huán)邊附著在成巖礦物碎屑的周?chē)?，并成片狀晶體生長(zhǎng)進(jìn)入孔隙空間并封閉了微觀孔隙，造成儲(chǔ)層孔隙度的降低，堵塞喉道，對(duì)儲(chǔ)層分布有破壞作用。但早期形成的包裹顆粒的綠泥石具有抗壓實(shí)和阻止顆粒自生生長(zhǎng)的作用，使得粒間孔得到了較好的保存，對(duì)儲(chǔ)層分布具有建設(shè)性作用。

自生碳酸巖礦物是長(zhǎng)8儲(chǔ)層孔隙的重要封堵物，研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽膠結(jié)物含量較高，主要為方解石和鐵方解石，含量一般在15%以內(nèi)，個(gè)別樣品達(dá)30%左右。隨方解石和鐵方解石含量的減少，孔隙度和滲透率呈增大的變化趨勢(shì)，滲透率的這種變化趨勢(shì)不如孔隙度的明顯。

長(zhǎng)8儲(chǔ)層中的溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，主要為有機(jī)酸的溶解作用產(chǎn)生的次生孔隙。長(zhǎng)7段在油氣生成過(guò)程中，排出大量的有機(jī)酸運(yùn)移進(jìn)入鄰近的砂巖儲(chǔ)層，造成儲(chǔ)層溶蝕，產(chǎn)生一定量的次生溶蝕孔隙(粒間溶蝕擴(kuò)大孔、碎屑顆粒粒內(nèi)溶孔、長(zhǎng)石溶孔、碳酸鹽巖晶間孔、巖屑孔隙、膠結(jié)物溶蝕孔隙)對(duì)改善儲(chǔ)層做出了貢獻(xiàn)。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層溶蝕作用研究表明:溶蝕作用可增加0.83%的孔隙。

彬縣－旬邑地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層受到后期改造作用強(qiáng)烈，使巖石破碎而形成裂縫、斷層。裂縫、斷層的存在不僅提供了石油運(yùn)移通道，改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能;而且為大氣淡水、酸性水進(jìn)入砂體提供了運(yùn)移通道，往往形成良好的次生孔隙，改善了儲(chǔ)層的物性、孔隙。因此，在局部地區(qū)對(duì)儲(chǔ)層改善起了很大的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)巖性主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖，具有成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度較低的特點(diǎn)。原始沉積時(shí)的巖石結(jié)構(gòu)控制了巖石原始的沉積物性，雜基含量對(duì)孔滲的影響不大。

(2)對(duì)長(zhǎng)8儲(chǔ)層起破壞作用的因素主要為:壓實(shí)作用、粘土礦物膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)。起建設(shè)作用的因素主要為早期包裹顆粒的環(huán)邊綠泥石、溶蝕作用及裂縫。

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