陳　修 曲希玉 邱隆偉 張立強

（中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院 山東青島 266580）

?

大牛地氣田大18井上古生界致密砂巖儲層物性及其成巖主控因素

陳修 曲希玉 邱隆偉 張立強

（中國石油大學（華東）地球科學與技術(shù)學院 山東青島 266580）

摘 要以大牛地氣田大18井上古生界致密砂巖儲層為研究對象，利用微觀鏡下研究手段和儲層物性數(shù)據(jù)等資料，研究了大18井上古生界儲層的巖石學特征、孔隙及物性演化特征、致密化成因及優(yōu)質(zhì)儲層主控因素。分析結(jié)果表明：大18井上古生界儲層孔隙以次生孔隙為主，包括石英顆粒溶解所形成的粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔、晶間孔，偶見鑄模孔和超大孔；儲層平均孔隙度為7.1％，平均滲透率為0.34×10-3μm2，屬于低孔低滲儲層；壓實作用是本區(qū)儲層致密化的大背景，硅質(zhì)、鈣質(zhì)及黏土礦物膠結(jié)充填孔隙、堵塞孔喉是致密化的主要原因；溶解作用是大18井優(yōu)質(zhì)儲層形成的主控因素，特別是石英溶解最為發(fā)育，而綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用通過增強巖石的抗壓實強度、抑制石英次生加大保護原生孔隙，但不能增加儲層物性。

關(guān)鍵詞大18井 物性特征 致密化 膠結(jié)作用 優(yōu)質(zhì)儲層 溶解作用

0 引言

在油氣藏勘探開發(fā)過程中，對低孔低滲條件下發(fā)育的相對“高孔高滲”儲層的特征及成因機制研究日漸深入，形成了壓實、膠結(jié)和溶解等成巖作用是影響儲層孔滲性能的關(guān)鍵因素的共識［1-8］。近年來，大牛地氣田被公認為是一個典型的低孔低滲的致密砂巖氣田，其致密儲層逐步受到關(guān)注，許多學者對其儲層特征和成巖作用特征作了深入研究，普遍認為壓實作用和膠結(jié)作用是破壞儲層儲集性能的主要影響因素，分別表現(xiàn)為壓實孔隙和堵塞孔喉；而溶解作用表現(xiàn)為增大孔隙空間，是改善儲層物性，提高孔滲性的主要原因［9-17］。另外，部分學者認為沉積作用對低孔低滲儲層有一定的控制作用，是優(yōu)質(zhì)致密儲層形成的基礎(chǔ)［3，5，17］。雖然前人已經(jīng)提出了沉積作用、成巖作用等儲層物性的影響因素，但對大牛地氣田大18井上古生界儲層的孔隙演化、致密化及相對優(yōu)質(zhì)儲層的成因分析還不夠明確，本文通過對大18井進行單井解剖，從成巖作用角度具體分析儲層物性的垂向演化、儲層致密及相對優(yōu)質(zhì)儲層的主控因素。

1 地質(zhì)概況及研究方法

1.1 地質(zhì)概況

大牛地氣田，面積約為2 003.71 km2，地理位置上北鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)，南接陜西省，位于兩省區(qū)交界處，構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡東北部，區(qū)域構(gòu)造活動弱，斷裂不發(fā)育，為北東走向平緩的（地層傾角不足1°）西傾單斜。大牛地氣田地層發(fā)育齊全，未出現(xiàn)沉積間斷，受古地貌和沉積相帶的影響地層厚度在不同地區(qū)有一定的變化［12-13，18-19］。大18井的地理坐標為X：19 391 971.95，Y：4 308 024.28，Z：1 291.65，研究的主要目的層段為上古生界石炭系太原組（C t）、二疊系山西組（P s）與下石盒子組（P h），經(jīng)歷了海相一海陸過渡相一陸相的沉積過程［18-20］。

1.2 研究方法

本文中所用資料主要有收集資料和實測資料，其中收集資料包括巖芯數(shù)據(jù)、孔隙結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和儲層物性數(shù)據(jù)；實測資料包括鑄體薄片照片，激光共聚焦照片、面孔率及孔徑大小，掃描電鏡照片，所用儀器分別為XPL-2型偏光顯微鏡、LSM-700型激光共聚焦顯微鏡、S-4800型場發(fā)射掃描電鏡，測試單位為中國石油大學（華東）山東省高校盆地分析與油氣儲層地質(zhì)重點實驗室和勝利油田地質(zhì)科學研究院石油地質(zhì)測試中心。

文中主要應(yīng)用了兩種研究方法：單因素分析法和反演回剝法。單因素分析法，分析壓實作用對物性的影響時把巖石成分、粒度、膠結(jié)類型等因素分別單獨分析，排除其他因素帶來的干擾，最后對壓實作用進行綜合判斷；反演回剝法，對不同成巖階段孔隙度恢復(fù)時，以鑄體薄片現(xiàn)今孔隙特征為基礎(chǔ)，從現(xiàn)今孔隙度逐步回剝，計算反演各成巖階段的面孔率的變化量，建立面孔率—孔隙度關(guān)系式，最終計算各個成巖階段孔隙度的變化量［21］。

2 儲層巖石學特征

按照Folk的巖石分類標準［22］，通過對大18井上古生界儲層68塊巖心樣品的巖石薄片觀察統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，整個研究層段內(nèi)巖屑砂巖含量最高，約占砂巖樣品總量的63.20％；其次為巖屑石英砂巖，約占砂巖樣品總量的25％；石英砂巖的含量最少，約占砂巖樣品總量的10.3％（圖1）。大18井儲層砂巖成分成熟度具有中等偏低的特點，其中石英含量主要集中在54％～98％范圍內(nèi)，平均73.9％左右；巖屑含量主要為11％～38％，平均為19.5％，巖屑類型主要為變質(zhì)巖、燧石等（圖版Ⅰ-a）；儲層中基本不含長石，最高含量不超過3％。另外，砂巖中膠結(jié)類型主要為硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)及黏土礦物膠結(jié)，其中硅質(zhì)膠結(jié)物含量主要集中在0.5％～5％，平均含量為1.66％，主要包括石英次生加大邊及少量自形石英；碳酸鹽膠結(jié)物含量主要為 0.3％～3％，最高含量為 17％，平均含量1.26％，主要表現(xiàn)為方解石膠結(jié)交代，另含少量鐵方解石和鐵白云石；黏土礦物含量主要分布在1％～10％，平均含量為3.63％，主要包括綠泥石、高嶺石和伊利石三種類型。儲層內(nèi)砂巖結(jié)構(gòu)成熟度中等偏高，顆粒粒度主要為中—粗粒，分選中等，次棱角狀磨圓，孔隙式膠結(jié)，顆粒支撐，點—線接觸。

圖1　大18井上古生界儲層砂巖分類Fig.1 Classification of sandstones in the Upper Paleozoic reservoir ofWell D18

3 儲層孔滲特征

3.1 孔隙類型

通過對巖心樣品的普通薄片、鑄體薄片及掃描電鏡觀察分析，大牛地氣田大18井太原組、山西組和下石盒子組主要發(fā)育次生孔隙，同時可見少量原生孔隙，此外裂縫也較發(fā)育。其中，原生孔隙主要是剩余粒間孔；次生孔隙包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔、鑄?？缀统罂祝?3］。

（1）剩余粒間孔：原生孔隙經(jīng)機械壓實作用和化學膠結(jié)作用改造保留下來，由石英顆粒包圍的較規(guī)則孔隙，常呈三角形或者多邊形，邊界清晰，顆粒無溶蝕現(xiàn)象（圖版Ⅰ-b）。

（2）粒間溶孔：溶蝕作用發(fā)生于顆粒之間，主要是石英顆粒邊緣被溶蝕擴大形成“港灣狀”，孔隙中可見殘余物（圖版Ⅰ-c）。

（3）粒內(nèi)溶孔：顆粒內(nèi)部局部發(fā)生溶蝕作用，研究層段內(nèi)的粒內(nèi)溶孔主要是石英顆粒內(nèi)部部分溶蝕形成的孔隙（圖版Ⅰ-d）。

（4）晶間孔：一般是晚期形成的高嶺石等黏土礦物晶體間的孔隙，偶見溶蝕現(xiàn)象（圖版Ⅰ-e）。

（5）鑄模孔：整個石英顆粒完全被溶蝕所形成，顆粒外形輪廓基本保留，一般呈橢圓狀（圖版Ⅰ-f）。

（6）超大孔：一般是多個石英顆粒和膠結(jié)物被溶蝕所致，溶孔面積大（圖版Ⅰ-g）。

（7）裂縫：一種是由壓實作用導致切穿石英顆粒的切?？p（圖版Ⅰ-h）；另一種是因顆粒收縮形成的貼粒縫（圖版Ⅰ-i）。

3.2 孔喉結(jié)構(gòu)特征

通過分析來自大牛地氣田大18井太2段儲層的13條毛管壓力曲線特征發(fā)現(xiàn)：總體上，13條毛管壓力曲線基本均位于對角線偏右上方，反映出孔隙結(jié)構(gòu)差，孔喉分選不均勻，偏細歪度，滲透率較低，排驅(qū)壓力較高；然而最大進汞飽和度較高，分布在72.35％～92.37％之間，平均84.78％，儲集性能較好（圖2）。在此基礎(chǔ)上，13條曲線又可分為兩大類：第一類，曲線有相對較長的平坦段（緩坡段），這類孔喉分布較集中，分選相對較好，孔隙半徑較大，孔滲性相對較好（圖2I）；第二類，曲線的平坦段（緩坡段）相對較短，孔喉分選較差，滲透性較差（圖2II）。

圖2　大18井上古生界儲層毛管壓力曲線Fig.2 Capillary pressure curve of the Upper Paleozoic reservoir ofWell D18

3.3 儲層物性特征

據(jù)大牛地氣田大18井上古生界儲層241個樣品的物性數(shù)據(jù)分析表明：整個研究區(qū)的孔隙度變化范圍為1.9％～13.4％，平均孔隙度為7.1％，主要集中在2％～11％之間；滲透率的變化范圍為0.014～3.21× 10-3μm2，平均滲透率為0.34×10-3μm2；主要集中在0.01～1×10-3μm2之間，屬低孔—低滲致密儲層。由大18井的物性垂向演化圖可以發(fā)現(xiàn)，在2 630 m以下孔隙度和滲透率垂向演化特征相似，其中山2段、太2段出現(xiàn)兩個物性異常高值區(qū)，對應(yīng)深度分別為2 685 m、2 770 m（圖3）。

圖3　大18井上古生界儲層孔隙度和滲透率垂向變化Fig.3 Vertical variation of porosity and permeability in the Upper Paleozoic reservoir ofWell D18

4 儲層致密化成因

根據(jù)對儲層物性的影響結(jié)果，成巖作用可劃分為提高儲集性能的建設(shè)性成巖作用和降低儲集性能的破壞性成巖作用［16，24］。破壞性成巖作用主要表現(xiàn)為占據(jù)孔隙空間降低孔隙度、堵塞孔喉降低滲透率，從而損害儲層質(zhì)量［16］，是導致大18井儲層致密化的主要原因。研究層段內(nèi)破壞性成巖作用包括壓實作用、硅質(zhì)膠結(jié)作用、碳酸鹽膠結(jié)作用、黏土礦物膠結(jié)作用等。

4.1 壓實作用

壓實作用是大牛地氣田大18井砂巖儲層致密化的大背景，在成巖作用早期機械壓實作用使碎屑沉積物迅速壓實，顆粒及填隙物變形并呈定向排列（圖版Ⅰ-j）。隨著埋藏深度的增加，壓實強度逐漸增強，石英顆粒由淺層的點接觸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯顚拥木€接觸（圖版Ⅰ-k）。

壓實作用是使碎屑顆粒重新排列填充，孔隙空間快速減少，物性變差的直接原因［25］。以大18井鑄體薄片樣品的現(xiàn)今孔隙特征為基礎(chǔ)，結(jié)合成巖演化定量恢復(fù)的大18井2 784.35m樣品成巖作用早期由壓實壓溶作用導致的孔隙度減少可達16.50％。

通過對大18井致密砂巖儲層單因素分析發(fā)現(xiàn)，相同深度范圍內(nèi)（2 500～2 700 m），巖屑砂巖孔隙度平均變化 4.97％，而石英砂巖孔隙度平均變化3.62％，壓實作用對巖屑砂巖致密化的影響速度強于石英砂巖；細粒砂巖孔隙度平均變化5.70％，而中粗粒砂巖孔隙度平均變化4.12％，壓實作用對細粒砂巖的影響強于中粗粒砂巖（圖4）。

圖4　不同粒度及巖性砂巖孔隙演化圖Fig.4 Porosity evaluation of different size and lithology sandstones

4.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是大牛地氣田大18井上古生界砂巖儲層成巖中后期致密化的主控因素。大18井致密儲層中膠結(jié)物主要為硅質(zhì)和碳酸鹽礦物，其次為綠泥石、高嶺石等黏土礦物。

4.2.1 硅質(zhì)膠結(jié)

在大18井整個上古生界儲層中硅質(zhì)膠結(jié)普遍存在，硅質(zhì)膠結(jié)物在砂巖儲層中主要表現(xiàn)為石英的次生加大，偶見自形石英。石英的次生加大主要是由于孔隙水中溶解的過飽和的SiO2在石英碎屑顆粒邊緣沉淀所致［24］。根據(jù)石英的加大邊的形態(tài)特征，大18井上古生界儲層中石英加大可分為2期，加大邊寬度一般小于50μm（圖版Ⅰ-l）。

大18井上古生界儲層孔隙度與石英次生加大邊的含量存在較好的線性關(guān)系：孔隙度隨硅質(zhì)膠結(jié)物含量的升高逐漸降低（圖5）。通過定量恢復(fù)的大18井2 784.35 m樣品因硅質(zhì)膠結(jié)作用導致孔隙度減少9.23％。

圖5　硅質(zhì)膠結(jié)物含量與孔隙度關(guān)系Fig.5 Relationship between the content of siliceous cement and porosity

4.2.2 碳酸鹽膠結(jié)

碳酸鹽膠結(jié)物在大18井上古生界儲層中普遍發(fā)育，主要以粒間孔隙充填物或交代物的形式存在［26］，膠結(jié)物含量變化較大，最高含量可達17.30％，主要礦物為方解石及鐵方解石，另含少量鐵白云石（圖版Ⅰ-m），可導致儲集空間減小，孔隙度和滲透率變差。孔隙度與鈣質(zhì)膠結(jié)物含量的關(guān)系總體上表現(xiàn)出隨鈣質(zhì)膠結(jié)物含量的升高，孔隙度呈下降趨勢（圖6）。通過定量恢復(fù)大18井2 784.35 m樣品由鈣質(zhì)膠結(jié)作用導致孔隙度減少8.37％。

圖6　方解石含量與孔隙度關(guān)系Fig.6 Relationship between the content of calcite and porosity

4.2.3 黏土礦物膠結(jié)

根據(jù)統(tǒng)計大18井上古生界儲層中黏土礦物含量較低，主要以綠泥石膠結(jié)為主，高嶺石、伊利石膠結(jié)次之。儲層中的黏土礦物，主要是由碎屑顆粒蝕變、水云母雜基轉(zhuǎn)化及黏土礦物自身相互轉(zhuǎn)化而來（圖版Ⅰ-n），充填于粒間孔隙［27］。定量恢復(fù)的大 18井2 784.35 m樣品因黏土礦物膠結(jié)導致的孔隙度減少僅1.65％。雖然黏土礦物對孔隙的減少貢獻較小，但其堵塞孔喉對滲透率的影響較大，受其影響大18井滲透率最小值達0.034×10-3μm2。

5 優(yōu)質(zhì)儲層成巖主控因素

5.1 致密砂巖儲層孔隙的垂向演化

對大牛地氣田大18井進行解剖，借助激光共聚焦顯微鏡觀察目的層位的26件砂巖樣品，并定量分析每個樣品的孔徑、面孔率及實測孔隙度數(shù)據(jù)的垂向演化。

結(jié)合孔徑演化特征及激光共聚焦照片不難發(fā)現(xiàn)，大18井的孔隙半徑最小為3.11μm，最大達332.51 μm，平均為8.05μm（表1），孔隙連通性較好，呈網(wǎng)格狀展布（圖版Ⅰ-o，p）。其最大孔隙半徑的垂向演化與孔隙度的垂向演化特征相似（圖7），最大孔隙半徑發(fā)育的層位與孔隙度較高的層位基本一致，說明顆粒之間的溶蝕孔、擴大孔等次生孔隙是致密砂巖儲層物性變好的重要原因。

大18井砂巖實測孔隙度和實測面孔率分析結(jié)果顯示：孔隙度在H1-1、S2-1及T2段有迅速減小趨勢，伴隨出現(xiàn)3個孔隙度低值區(qū)，最小孔隙度值為2.90％（圖7），儲層達到致密化，這主要是由壓實作用及膠結(jié)作用共同作用的結(jié)果；在S2-2、T2段同時出現(xiàn)孔隙度升高的趨勢，并在這兩個層段出現(xiàn)孔隙度高值區(qū)，最大孔隙度達10.55％（圖7），這主要是由于堿性流體充注，石英顆粒及其次生加大邊、硅質(zhì)巖屑被溶蝕（圖版Ⅰ-q），使孔隙度增大，形成相對優(yōu)質(zhì)的儲層。

5.2 優(yōu)質(zhì)儲層主控因素

大牛地氣田大18井建設(shè)性成巖作用主要是通過形成新的次生孔隙或保護原生孔隙提高致密儲層的孔隙度和滲透率，達到改善儲層物性的目的。本區(qū)建設(shè)性成巖作用主要有溶解作用和綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用，相對“高孔高滲”儲層即是在建設(shè)性成巖作用下形成的［16，24］。

圖7　大18井上古生界儲層孔隙垂向演化圖Fig.7 Vertical evaluation of porosity in the Upper Paleozoic reservoir ofWell D18

5.2.1 溶解作用

在成巖作用過程中，次生孔隙的產(chǎn)生主要是巖石組構(gòu)中部分骨架顆粒和填隙物發(fā)生溶解作用的結(jié)果。大18井上古生界儲層中的溶解作用主要是石英顆粒及其次生加大邊的溶蝕，溶蝕形態(tài)上主要表現(xiàn)為偏光顯微鏡下石英顆粒邊緣“港灣狀”溶蝕，掃描電鏡下石英顆粒表面“雨痕狀”溶坑（圖版Ⅰ-q，r）。與硅質(zhì)溶解共存的碳酸鹽膠結(jié)物發(fā)育（圖版Ⅰ-s），證實了大18井上古生界儲層整體處于堿性環(huán)境中，溶解作用主要為堿性溶解。

大18井溶解作用的結(jié)果主要是石英被溶蝕形成次生溶孔。以大18井2 784.35 m為例，結(jié)合其成巖共生序列（圖8），采用“反演回剝法”恢復(fù)不同成巖階段的孔隙度如下：原始孔隙度為34.92％左右，早期（早成巖B期）壓實作用損孔率大，使原生孔隙迅速減小，減孔達16.50％，晚期（中成巖B期）壓實減孔較小，僅為1.83％；早期（早成巖B期）膠結(jié)作用的減孔量為10.53％，主要為碳酸鹽膠結(jié)及綠泥石膠結(jié)，晚期（中成巖A2期）膠結(jié)作用的減孔量為8.72％，主要為石英的第三期加大、高嶺石等泥質(zhì)膠結(jié)物充填（圖8，9）；堿性溶解作用提供大量次生孔隙，増孔達11.39％，是儲層物性改善的主要原因，現(xiàn)今孔隙度為8.73％（圖9）?？紫冻蓭r演化特征為：壓實作用使原生孔隙減少，膠結(jié)作用充填堵塞孔隙，壓實及膠結(jié)作用是致密砂巖儲層致密化的主要原因，堿性溶解作用作為主要的溶解形式使石英溶蝕形成次生孔隙，增加孔隙度?？傮w上，壓實、膠結(jié)作用使儲層物性變差，堿性溶解作用提供優(yōu)質(zhì)儲層。

5.2.2 綠泥石環(huán)邊膠結(jié)

綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用對物性的改善主要是通過增強巖石的抗壓實強度、抑制石英等顆粒的次生加大來實現(xiàn)的［28］。大18井上古生界儲層中綠泥石含量不均，含量主要分布范圍為0.5％～5％，平均含量為1.25％。通過分析可知，綠泥石含量與孔隙度、滲透率有如下關(guān)系：當綠泥石含量小于7％時，孔隙度、滲透率隨綠泥石含量的增加而升高；當綠泥石含量大于7％時，孔隙度、滲透率隨綠泥石含量的增加而降低（圖10）。這主要是由于綠泥石含量較低時，綠泥石不足以填充孔隙，而是通過平衡上覆地層載荷，增加巖石的抗壓實強度，同時綠泥石的存在有效的抑制了相對晚成巖階段石英的次生加大（圖版Ⅰ-t），此時，綠泥石對孔隙的積極作用大于對孔隙的破壞作用；而綠泥石含量較高時，主要表現(xiàn)為填充孔隙，堵塞孔喉，對孔隙的破壞作用遠大于對孔隙的保護作用。另外，綠泥石對孔隙的積極作用僅表現(xiàn)為保護孔隙，而不能增加儲層的物性。

圖8　大18井成巖演化序列Fig.8 Diagenetic evolution sequence ofWell D18

圖9　大18井孔隙演化史圖（2 784.35m）Fig.9 Porosity evaluation history ofWell D18（2 784.35m）

大18井的綠泥石包殼厚度為10～20μm，包裹碎屑石英顆粒，形成大量的三角形原生粒間孔（圖版Ⅰ-u），在三角形孔隙內(nèi)綠泥石包殼呈垂直顆粒的片狀（單偏光鏡下呈針狀）生長，且由孔隙邊緣向孔隙中心其晶形漸好，顆粒漸大，該產(chǎn)狀的綠泥石可抑制石英的次生加大，保護孔隙。綠泥石是在富 Fe2+、Mg2+的堿性環(huán)境下形成的［29］，同時證明了大18井上古生界儲層堿性溶解作用的存在。

綜上所述，大18井是在壓實作用（圖版Ⅰ-j，k）的大背景下，由硅質(zhì)（圖版Ⅰ-l）、鈣質(zhì)（圖版Ⅰ-m）及黏土（圖版Ⅰ-n）等膠結(jié)作用使其致密化，堿性溶解作用形成粒間溶蝕孔、擴大孔等次生孔隙（圖版Ⅰ-q，r），綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用保護孔隙（圖版Ⅰ-t，u）的成巖演化過程中形成優(yōu)質(zhì)儲層。

圖10　綠泥石含量與孔隙度關(guān)系Fig.10 Relationship between the content of chlorite and porosity

6 結(jié)論

（1）大18井上古生界致密砂巖儲層的巖石學特征研究結(jié)果表明，巖石類型以巖屑砂巖為主，巖屑石英砂巖次之，石英砂巖含量相對較少，主體粒級中—粗粒，分選中等，孔隙式膠結(jié)，點—線接觸，表現(xiàn)為成分成熟度中等偏低，結(jié)構(gòu)成熟度中等偏高的特點。

（2）大18井上古生界儲層中發(fā)育原生孔隙和次生孔隙兩大類，其中原生孔隙主要為剩余粒間孔，次生孔隙主要包括顆粒溶解（尤其是石英顆粒）所形成的粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔，偶見晶間孔、鑄模孔和超大孔；孔隙結(jié)構(gòu)差，孔喉分選不均勻，孔隙度和滲透率主要分布范圍為2％～11％和0.01～1×10-3μm2。

（3）壓實作用是大18井上古生界儲層致密化的大背景，特別是在早成巖期，壓實作用是顆粒由點接觸逐漸變?yōu)榫€接觸，破壞粒間原生孔隙；膠結(jié)作用是儲層致密化的主控因素，硅質(zhì)、鈣質(zhì)及黏土礦物膠結(jié)可充填孔隙，堵塞吼道，從而破壞儲層物性。

（4）大18井上古生界優(yōu)質(zhì)儲層（相對“高孔高滲”儲層）主要是在溶解作用和綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用的控制下形成的。溶解作用，特別是石英溶解是本區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層形成的最重要的控制因素，石英溶解作用的增孔量可達11.39％；綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用主要通過保護已形成的孔隙以達到保護儲層的目的，同時自生綠泥石的存在證實了堿性溶解作用的存在。

參考文獻（References）

1 Ceriani A，Giulio A D，Goldstein R H，et al.Diagenesis associated with cooling during burial：an example from Lower Cretaceous reservoir sandstones（Sirt Basin，Libya）［J］.AAPG Bulletin，2002，86（9）：1573-1591.

2 Salem A M，Morad S，Mato L F，etal.Diagenesis and reservoir quality evolution of fluvial sandstones during progressive burialand uplift：evidence from the Upper Jurassic Boipeba Member，Recéncavo basin，Northeastern Brazil［J］.AAPG Bulletin，2000，84（7）：1015-1040.

3 唐海發(fā)，彭仕宓，趙彥超，等.致密砂巖儲層物性的主控因素分析［J］.西安石油大學學報：自然科學版，2007，22（1）：59-63.［Tang Haifa，Peng Shimi，Zhao Yanchao，etal.Analysis ofmain control factors of the physical property of tight sandstone reservoir［J］.Journal of Xi'an Shiyou University：Natural Science Edition，2007，22（1）：59-63.］

4 雷卞軍，劉斌，李世臨，等.致密砂巖成巖作用及其對儲層的影響［J］.西南石油大學學報：自然科學版，2008，30（6）：57-61.［Lei Bianjun，Liu Bin，Li Shilin，etal.Diagenesis of tightstandstone and the influence on reservoir［J］.Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2008，30（6）：57-61.］

5 張哨楠.致密天然氣砂巖儲層：成因和討論［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（1）：1-10.［Zhang Shaonan.Tight sandstone gas reservoirs：Their origin and discussion［J］.Oil&Gas Geology，2008，29 （1）：1-10.］

6 呂正祥，劉四兵.川西須家河組超致密砂巖成巖作用與相對優(yōu)質(zhì)儲層形成機制［J］.巖石學報，2009，25（10）：2373-2383.［LüZhengxiang，Liu Sibing.Ultra-tight sandstone diagenesis and mechanism for the formation of relatively high quality reservoir of Xujiahe Group in western Sichuan［J］.Acta Petrologica Sinica，2009，25（10）：2373-2383.］

7 丁曉琪，張哨楠，葛鵬莉，等.鄂爾多斯盆地東南部延長組儲層成巖體系研究［J］.沉積學報，2011，29（1）：97-104.［Ding Xiaoqi，Zhang Shaonan，Ge Pengli，et al.Research on diagenesis system of Yanchang Formation reservoirs，southeastOrdos Basin［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2011，29（1）：97-104.］

8 楊仁超，王秀平，樊愛萍，等.蘇里格氣田東二區(qū)砂巖成巖作用與致密儲層成因［J］.沉積學報，2012，30（1）：111-119.［Yang Renchao，Wang Xiuping，F(xiàn)an Aiping，et al.Diagenesis of sandstone and genesis of compact reservoirs in the EastⅡPartof Sulige gas field，Ordos Basin ［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2012，30（1）：111-119.］

9 尹昕，應(yīng)文敏.鄂爾多斯盆地大牛地氣田上古生界低孔滲砂巖儲層評價［J］.礦物巖石，2005，25（2）：104-109.［Yin Xin，YingWenmin. Reservoir evaluation for the low porosity and permeability sandstone of Upper Paleozoic in the Daniudi gas field，Ordos Basin［J］.Journal ofMineralogy and Petrology，2005，25（2）：104-109.］

10 朱宏權(quán)，徐宏節(jié).鄂爾多斯盆地北部上古生界儲層物性影響因素［J］.成都理工大學學報：自然科學版，2005，32（2）：133-137.［Zhu Hongquan，Xu Hongjie.Factors affecting reservoir propertiesof Upper Paleozoic in Ordos Basin［J］.Journal of Chengdu University of Technology：Science&Technology Edition，2005，32（2）：133-137.］

11 趙彥超，郭振華.大牛地氣田致密砂巖氣層的異常高孔隙帶特征與成因［J］.天然氣工業(yè)，2006，26（11）：62-65.［Zhao Yanchao，Guo Zhenhua.Characteristics and origins of high-porosity zones in tight gas sand in Daniudi gas field，the Ordos Basin［J］.Natural Gas Industry，2006，26（11）：62-65.］

12 羅月明，劉偉新，譚學群，等.鄂爾多斯大牛地氣田上古生界儲層成巖作用評價［J］.石油實驗地質(zhì)，2007，29（4）：384-390.［Luo Yueming，Liu Weixin，Tan Xuequn，et al.Diagenesis and reservoir evaluation on the Upper Paleozoic reservoir sandstones in Daniudi gas field，the Ordos Basin［J］.Petroleum Geology&Experiment，2007，29（4）：384-390.］

13 楊智，何生，鄒才能，等.鄂爾多斯盆地北部大牛地氣田成巖成藏耦合關(guān)系［J］.石油學報，2010，31（3）：373-378.［Yang Zhi，He Sheng，Zou Caineng，et al.Coupling relationship between reservoir diagenesis and natural gas accumulation of Daniudi gas field in north Ordos Basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2010，31（3）：373-378.］

14 林春明，張霞，周健，等.鄂爾多斯盆地大牛地氣田下石盒子組儲層成巖作用特征［J］.地球科學進展，2011，26（2）：212-223.［Lin Chunming，Zhang Xia，Zhou Jian，etal.Diagenesis characteristicsof the reservoir sandstones in Lower Shihezi Formation from Daniudi gas field，Ordos Basin［J］.Advances in Earth Science，2011，26（2）：212-223.］

15 王永建，王延斌，李霞，等.大牛地氣田上古生界儲層物性差異影響因素［J］.石油實驗地質(zhì)，2011，33（5）：513-516.［Wang Yongjian，Wang Yanbin，Li Xia，et al.Controlling factors of physical property of Upper Paleozoic reservoir，Daniudi gas field［J］.Petroleum Geology&Experiment，2011，35（5）：513-516.］

16 徐深謀，林春明，王鑫峰，等.鄂爾多斯盆地大牛地氣田下石盒子組盒2-3段儲層成巖作用及其對儲層物性的影響［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2011，25（5）：909-916.［Xu Shenmou，Lin Chunming，Wang Xinfeng，et al.Diagenesis and its effecton reservoir ofmember 2-3 of the Lower Shihezi Formation in Daniudi gas field，Ordos Basin［J］.Geoscience，2011，25（5）：909-916.］

17 朱春俊，王延斌.大牛地氣田低滲儲層成因及評價［J］.西南石油大學學報：自然科學版，2011，33（1）：49-56.［Zhu Chunjun，Wang Yanbin.Reservoir genesis and evaluation for the low porosity and permeability sandstone in the Daniudi gas field［J］.Journal of Southwest Petroleum University：Science&Technology Edition，2011，33（1）：49-56.］

18 侯瑞云.大牛地氣田盒一段低孔滲砂巖儲層特征［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2012，33（3）：467-478.［Hou Ruiyun.Reservoir characteristics of low porosity and permeability sandstone ofMember Iof Xiashihezi Formation in Daniudi gas field，Ordos Basin［J］.Oil&Gas Geology，2012，33（3）：467-478.］

19 曲希玉，邱隆偉，宋璠，等.大牛地氣田石英次生加大特征及其對儲層物性的影響［J］.石油實驗地質(zhì)，2014，36（5）：567-573.［Qu Xiyu，Qiu Longwei，Song Fan，et al.Characteristics and its effect on reservoir physical property of quartz overgrowth at Daniudi gas field ［J］.Petroleum Geology&Experiment，2014，36（5）：567-573.］

20 陳俊亮，吳亮，崔建軍.大牛地氣田沉積相特征［J］.焦作工學院學報：自然科學版，2004，23（2）：89-94.［Chen Junliang，Wu Liang，Cui Jianjun.The sedimentography characteristics of Daniudi gas field ［J］.Journal of Jiaozuo Institute of Technology：Natural Science，2004，23（2）：89-94.］

21 操應(yīng)長，葸克來，王艷忠，等.冀中坳陷廊固凹陷河西務(wù)構(gòu)造帶古近系沙河街組四段儲集層孔隙度演化定量研究［J］.古地理學報，2013，15（5）：593-604.［Cao Yingchang，Xi Kelai，Wang Yanzhong，et al.Quantitative research on porosity evolution of reservoirs in the Member 4 of Paleogene Shahejie Formation in Hexiwu structural zone of Langgu sag，Jizhong depression［J］.Journal of Palaeogeography，2013，15（5）：593-604.］

22 Folk R L.Petrology of Sedimentary Rocks［M］.Austin Texas：Hemphills，1974：159.

23 朱筱敏，王英國，鐘大康，等.濟陽坳陷古近系儲層孔隙類型與次生孔隙成因［J］.地質(zhì)學報，2007，81（2）：197-204.［Zhu Xiaomin，Wang Yingguo，Zhong Dakang，et al.Pore types and secondary pore evolution of Paleogene reservoir in the Jiyang sag［J］.Acta Geologica Sinica，2007，81（2）：197-204.］

24 王偉，吳奎，張中巧，等.青東凹陷沙河街組三、四段儲層成巖作用及孔隙演化［J］.礦物巖石，2012，32（3）：94-102.［WangWei，Wu Kui，Zhang Zhongqiao，etal.Diagenesis and porosity evolution of reservoir of the 3rd，4th member of Shahejie Formation in Qingdong sag ［J］.Journal ofMineralogy and Petrology，2012，32（3）：94-102.］

25 Sullivan K B，McBride E F.Diagenesis of sandstones at shale contacts and diagenetic heterogeneity，F(xiàn)rio formation，Texas［J］.AAPG Bulletin，1991，75（1）：121-138.

26 張勝斌，王琪，李小燕，等.川中南河包場須家河組砂巖沉積-成巖作用［J］.石油學報，2009，30（2）：225-231.［Zhang Shengbin，Wang Qi，Li Xiaoyan，et al.Depositional diagenetic coup ling complex of Xujiahe sandstone in Hebaochang Block in the south part of the central Sichuan Basin［J］.Acta Petrolei Sinica，2009，30（2）：225-231.］

27 伏萬軍.粘土礦物成因及對砂巖儲集性能的影響［J］.古地理學報，2000，2（3）：59-68.［Fu Wanjun.Influence of clay minerals on sandstone reservoir properties［J］.Journal of Palaeogeography，2000，2（3）：59-68.］

28 黃思靜，謝連文，張萌，等.中國三疊系陸相砂巖中自生綠泥石的形成機制及其與儲層孔隙保存的關(guān)系［J］.成都理工大學學報：自然科學版，2004，31（3）：273-281.［Huang Sijing，Xie Lianwen，Zhang Meng，et al.Formation mechanism of authigenic chlorite and relation to preservation of porosity in nonmarine Triassic reservoir sandstones，Ordos Basin and Sichuan Basin，China［J］.Journal of Chengdu University of Technology：Science&Technology Edition，2004，31（3）：273-281.］

29 徐同臺，王行信，張有瑜，等.中國含油氣盆地粘土礦物［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003：63-69.［Xu Tongtai，Wang Xingxin，Zhang Youyu，et al.Clay Minerals in Petroliferous Basins of China［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2003：63-69.］

圖版Ⅰ說明 a.橢圓形燧石巖屑與周圍顆粒緊密接觸，2 595.70 m，H1-3；b.石英顆粒支撐形成的剩余原生孔隙，2 778.50 m，T2；c.石英顆粒邊緣溶蝕形成的粒間溶孔，2 781.30 m，T2；d.石英顆粒內(nèi)部溶蝕形成的粒內(nèi)溶孔，2 771.20 m，T2；e.高嶺石晶間孔及顆粒溶蝕形成的粒間溶孔，2 745.40m，S1-1；f.顆粒被完全溶蝕而外形保留下來的鑄?？?，2 743.54m，S1-1；g.多個顆粒溶蝕形成的超大孔，2 778.50m，T2；h.強壓實形成的切?？p，2 784.90m，T2；i.石英顆粒收縮形成的貼?？p，2 695.00m，S2-1；j.機械壓實作用導致的顆粒定向排列，2 635.90m，H1-1；k.強壓實使石英顆粒呈線接觸，2 780.30 m，T2；l.兩期石英次生加大邊，2 666.02 m，S2-2；m.鐵方解石膠結(jié)充填孔隙，2 698.00 m，S2-1；n.粒間孔隙充填的假六邊形片狀高嶺石向發(fā)絲狀伊利石轉(zhuǎn)化，2 636.00 m，H1-1；o.二維網(wǎng)格狀孔隙展布，2 745.20 m，S1-1；p.三維網(wǎng)格狀孔隙展布，2 745.20 m，S1-1；q.石英顆粒邊緣溶蝕，形成粒間溶孔，2 784.90 m，T2；r.石英顆粒表面“雨痕狀”溶坑，2 595.70 m，H1-3；s.石英溶解伴隨碳酸鹽膠結(jié)現(xiàn)象，2 743.54 m，S1-1；t.片狀綠泥石包殼抑制石英顆粒的次生加大，2 623.50 m，H1-2；u.綠泥石包殼，保護原生粒間孔隙，2 595.70 m，H1-3。

Physical Property of the Upper Paleozoic Tight Sandstone Reservoir and Its M ain Controlling Factors during Diagenesis of W ell D18 in Daniudi Gas Field

CHEN Xiu QU XiYu QIU LongWei ZHANG LiQiang
（School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao，Shandong 266580，China）

Abstract：Taking the Upper Paleozoic tight sandstone reservoir ofWell D18 in DaniudiGas Field as research object，utilizingmicroscopic methods and reservoir physical property data，we have performed researches on petrologic features，pore types，physical property evaluation characteristics，causes of densification and favorable reservoir main controlling factors.The analyzing results provide some indications.Firstly，Well D18 the Upper Paleozoic reservoir space ismainly dominated by secondary pore including quartz intergranular dissolved pore，quartz intragranular dissolve pore，intercrystal pore，rarelymold pore and oversized pore.Secondly，the reservoir belongs to low porosity and low permeability reservoir：the average porosity is 7.1％，and the average permeability is 0.34×10-3μm2.Thirdly，compaction is the general background of reservoir densification；siliceous，calcareous and clay cements are the main causes of densification.Lastly，dissolution is themain controlling factor ofWellD18 favorable reservoir，especially the quartz dissolution mostgrowing；chlorite cementation can preserve primary poreswithout increasing reservoir physical property by enhancing the resisting compaction strength of rocks and inhibiting quartz over growth.

Key words：Well D18；physical property characteristic；densification；cementation；favorable reservoir；dissolution

第一作者簡介陳 修 男 1987年出生 碩士 儲層地質(zhì)學 E-mail：cxiu226@163.com

通訊作者曲希玉 男 副教授 E-mail：quxiyu@upc.edu.cn

中圖分類號P618.13

文獻標識碼A

文章編號：1000-0550（2016）02-0364-11

doi：10.14027/j.cnki.cjxb.2016.01.015

收稿日期HTSS：2014-11-06；收修改稿日期：2015-04-07

基金項目：國家自然科學基金項目（41372133，41472105）；國家科技重大專項（2011ZX05009-002）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金（12CX04004A）［Foundation：National Natural Science Foundation of China，No.41372133，41472105；National Scienceand Technology Major Project，No.2011ZX05009-002；Fundamental Research Funds for the Central Universities，No.12CX04004A］