徐敏，孫細寧，王冠男

（陜西延長石油(集團) 有限責任公司研究院，陜西 西安 710065）

子長地區(qū)位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中東部，二疊系山西組山2 段為本區(qū)的主要含氣層段。近年來隨著勘探開發(fā)的不斷深入，在非主力層段鉆遇多套氣層，尤其在盒 8 、山1 段多口氣井試氣獲得工業(yè)氣流，展示了本區(qū)良好的勘探開發(fā)前景。然而目前對鄂爾多斯盆地的研究工作大多集中盆地北部[1-3]，針對盆地東部地區(qū)儲層特征前人做過一部分研究[4-6]，但對子長地區(qū)非主力層段盒 8 、山1 段研究程度比較欠缺。因此，進一步開展本區(qū)的儲層特征研究對于指導后續(xù)氣田勘探及開發(fā)具有重要的理論和實際意義。

1 儲層巖石學特征

通過對787 塊常規(guī)薄片、鑄體薄片觀察分析，結果表明，盒8 段、山1 段主要砂巖類型以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主，石英砂巖含量相對較少（圖1）。盒8 段、山1 段石英平均含量在59.7%，巖屑平均含量高達20%左右，巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主。砂巖填隙物平均總量為12.10%，以黏土礦物為主、碳酸鹽和硅質(zhì)膠結物次之；黏土礦物以伊利石最為發(fā)育，高嶺石和綠泥石次之，常見碳酸鹽類膠結物有方解石、鐵方解石、鐵白云石、菱鐵礦等。硅質(zhì)膠結也普遍發(fā)育，其形態(tài)和產(chǎn)狀多式多樣。砂巖以中-粗粒結構為主，主要粒徑區(qū)間為0.2～1.0 mm，顆粒分選中等-較好，磨圓度主要為次棱狀，其次為次圓-次棱狀。顆粒間以線接觸為主；膠結類型以孔隙式為主，其次為再生-孔隙式。總體而言，盒8、山1 段儲集砂巖結構成熟度較高，成分成熟度中等。

圖1 研究區(qū)盒8、山1 段砂巖類型三角圖

2 孔隙類型及特征

統(tǒng)計分析本區(qū)鑄體薄片和掃描電鏡資料表明，盒8、山1 段儲層主要發(fā)育原生粒間孔、次生溶孔、晶間孔和微裂縫四類孔隙，以次生孔隙為主，原生孔隙在孔隙構成中居于次要地位。

1）原生粒間孔隙：本區(qū)盒8、山1 段儲層原生孔隙在壓實和膠結作用影響下消失殆盡，僅剩少量殘余粒間孔，直徑多在 20～70 μm，主要為碎屑顆粒被綠泥石、伊利石薄膜或襯邊所包裹后的剩余原生粒間孔隙（圖2a）。

2）粒間溶孔：粒間溶孔由于鋁硅酸鹽或碳酸鹽膠結物等被溶蝕而形成的孔隙，通常不規(guī)則，孔徑大小和分布不均勻,常與長石、巖屑溶孔等伴生，并殘留有未溶雜基或膠結物（圖2b）。由于雜基及自生膠結物晶粒之間的孔隙本身很小，使流體在其中很難通過，溶蝕作用相對較弱，因此粒間溶孔發(fā)育程度總體不高。

3）粒內(nèi)溶孔：指碎屑顆粒內(nèi)部所含可溶礦物被溶解，或沿顆粒解理等易溶部位發(fā)生溶解而成的孔隙。常見長石溶孔和巖屑溶孔，這類孔隙分布不均，大小懸殊。粒內(nèi)溶孔為次生孔隙的最主要類型，是研究區(qū)形成優(yōu)質(zhì)儲層最重要的孔隙（圖2c、圖2d）。

4）晶間孔：晶間孔指成巖過程中自生礦物晶體之間的微孔隙。研究區(qū)晶間孔包括自生高嶺石晶間孔、自生伊利石晶間孔和自生綠泥石晶間孔，其中自生高嶺石晶間孔最為發(fā)育，孔徑一般小于10μm，其大小與晶體大小、堆積緊密程度等有關。高嶺石晶間孔可以提高儲層孔滲性能，也是一種重要的次生孔隙（圖2e、圖2f、圖2g）。

5）微裂縫：研究區(qū)儲層微裂縫孔隙發(fā)育（圖2d、圖2h）。大致可分為收縮縫和構造縫。成巖作用中巖石收縮形成收縮縫，構造應力下碎屑顆粒和填隙物被切割形成構造縫。構造裂縫為流體運移提供了通道，從而改善儲層的儲集條件。

圖2 研究區(qū)盒8、山1 段砂巖掃描電鏡及薄片特征

3 孔隙結構特征

在眾多影響儲層孔滲性能的因素當中，儲集層的孔隙結構發(fā)揮了關鍵的作用[7]。不同的壓汞參數(shù)反映不同的孔滲特征[8]，通過對本區(qū)盒8、山1 段儲層共47 塊樣品采用高壓壓汞法測定孔隙結構常用的參數(shù)，結果表明（表1），盒8 段砂巖的排驅(qū)壓力在0.15～15.0 MPa，平均1.76 MPa；中值壓力分布在1.91～101.17 MPa 不等，平均23.55 MPa；平均喉道半徑為0.02～0.70 μm，平均0.25 μm，排驅(qū)壓力高而中值壓力低，說明孔喉半徑變化范圍大，但整體偏小。喉道分選系數(shù)在0.85～5.88，平均為3.24；變異系數(shù)0.08～1.72，平均為0.50，孔喉分選較差。最大進汞飽和度介于 21.62%～99.60%，平均61.63%，說明孔喉的連通性差。因此，盒8 段砂巖孔喉半徑變化范圍較大，但整體偏小，分選以及孔喉連通性較差。

表1 研究區(qū)盒8、山1 段砂巖高壓壓汞參數(shù)統(tǒng)計表

山1 段砂巖的排驅(qū)壓力在0.01～2.19 MPa，平均1.08 MPa；中值壓力分布在8.40～112.42 MPa，平均56.72 MPa；平均喉道半徑為0.03～1.95μm，平均0.26 μm，反映砂巖孔喉細小。喉道分選系數(shù)在2.01～5.22之間，平均4.10，分選系數(shù)較高；變異系數(shù)0.16～1.51，平均為0.55，孔喉分選差。最大進汞飽和度介于25.48%～98.85%，平均64.13%，說明孔喉的連通性差。整體看來，山1 段砂巖孔喉偏小，分選和孔喉連通性差。相對而言，盒8 段孔喉結構略優(yōu)于山1段。

通過以上分析可以看出，研究區(qū)盒8、山1 段儲層具有孔喉偏小，孔喉分選和連通性一般等特點，表現(xiàn)出低孔、低滲儲層較致密的特征。

4 儲層物性特征

通過對巖心物性測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，盒8段砂巖儲集層孔隙度分布區(qū)間2.37%～13.18%，均值6.07%，中值5.81%；孔隙度主體介于4%～8%，約占74.0%，孔隙度大于8%約占14.5%，孔隙度小于4%約占11.5%。滲透率分布區(qū)間0.0135～2.4921 mD，幾何平均值0.1452 mD，中值0.1420 mD；滲透率主體介于0.03～0.3 mD，約占73.5%，滲透率大于0.3 mD 約占21.5%（圖3）。

圖3 盒8、山1 段儲層孔隙度、滲透率頻率分布直方圖

山 1 段砂巖儲集層孔隙度分布區(qū)間1.38%～10.34%，均值4.56%，中值4.54%；孔隙度主體介于2%～8%，約占92.0%，孔隙度大于8%約占4.5%，孔隙度小于2%約占3.6%；滲透率分布區(qū)間0.012 5～1.756 7 mD，幾何平均值0.086 8 mD，中值0.0672 mD；砂巖儲集層滲透率主體介于0.01～0.6 mD 約占92.3%，滲透率大于0.6 mD 僅占7.7%（圖3）。

總體上，研究區(qū)盒8、山1 段儲集層滲透率的變化與孔隙度具有較好的一致性。大部分樣品的孔隙度和滲透率均偏向低值的一側(cè)，屬于低孔、低滲、特低滲儲層[8]，盒8 段儲層孔滲物性略優(yōu)于山1 段。

5 儲層主控因素分析

結合前人研究結果[5-6,9]，研究區(qū)儲層主要受沉積作用和成巖作用的控制。

5.1 沉積作用對儲層物性的影響

鄂爾多斯盆地上古生界沉積體系類型豐富多樣，同一層系不同區(qū)域其沉積（微）相差異較大，從而控制儲集體類型及平面分布規(guī)律。研究區(qū)盒8段主要形成于辮狀河-三角洲沉積環(huán)境，山1 段主要形成于曲流河-三角洲沉積環(huán)境，主要發(fā)育水下分流河道和分流間灣沉積微相[5,9-12]。優(yōu)質(zhì)儲層主要發(fā)育在水下分流河道主砂帶內(nèi)，這主要由于主河道砂體上具有較強水動力條件，粒度較粗，結構成熟高，泥質(zhì)含量低，利于原生孔隙的保存；而原生孔隙的存在也為后期溶蝕作用提供了通道和空間，所以儲層物性相對較好。

5.2 成巖作用對儲層物性的影響

研究區(qū)儲層主體成巖階段處于晚成巖B 期[13]，儲層經(jīng)歷了較強的成巖作用改造，原生孔隙消失殆盡。壓實作用和膠結作用是減少砂巖儲層孔滲性能的主要因素；而溶蝕作用產(chǎn)生次生溶蝕孔縫，是改善儲集性能的主要因素；構造裂縫對儲層物性也有一定的建設作用。

5.2.1 壓實、壓溶作用

研究區(qū)盒8、山1 段儲層埋藏較深，普遍在2 000～3 200 m 之間，壓實作用強烈。儲層巖屑含量高，易發(fā)生塑性形變，抗壓實能力較差，因此壓實作用是成巖早中期儲集層物性變差的主要影響因素。隨著溫壓的增大，在壓溶作用下產(chǎn)生石英次生加大，石英邊緣呈現(xiàn)耳狀或港灣狀溶蝕邊，使原生孔隙進一步減?。▓D2i）。

5.2.2 膠結作用

膠結作用對儲層影響的總趨勢是使孔隙和吼道變小，使孔隙形態(tài)復雜化，從而降低其儲集性能[14]。膠結物以黏土礦物為主、碳酸鹽和硅質(zhì)膠結次之。

自生黏土礦物膠結物有高嶺石、伊利石及綠泥石等，以伊利石的發(fā)育最為廣泛。掃描電鏡下，伊利石呈纖維狀、毛發(fā)狀堵塞孔隙喉道（圖2g），使孔滲大量減少；綠泥石呈花瓣狀或葉片狀生長于孔隙中（圖2f），使孔隙空間大量減少，也會對儲層物性產(chǎn)生不利影響；自生高嶺石通常呈典型的書頁狀、蠕蟲狀充填孔隙（圖2e），由于堆積松散從而保留了良好的晶間孔隙，成為重要的儲集空間類型之一。而由長石蝕變成的高嶺石，重結晶后堆積比較緊密，晶間孔隙小，對儲層孔隙貢獻不大。

硅質(zhì)膠結物主要以石英次生加大邊和自生微晶石英集合體兩種形式（圖2i、圖2j）。研究區(qū)大部分石英具次生加大，次生石英含量較高，會嚴重堵塞孔隙喉道，降低砂巖的儲集性能。自生石英晶粒含量較少，分布于殘余粒間孔或次生溶孔內(nèi)，充填粒間孔隙并堵塞喉道，同樣會對儲層的儲集性能造成不利影響。

碳酸鹽膠結作用也比較普遍，早期形成的方解石充填了部分原生粒間孔，但方解石的存在能增強巖石的抗壓實能力，然而晚期形成的碳酸鹽膠結物在交代骨架顆粒和填隙物的過程中會大量充填早期形成的原生和次生孔隙，對儲層造成嚴重破壞（圖2k、圖2l）。

5.2.3 溶蝕作用

研究區(qū)盒8、山1 段儲層溶蝕作用主要表現(xiàn)為對長石、巖屑等碎屑顆粒的溶解（圖2c、圖2d），形成的溶蝕孔隙較大，但由于發(fā)生時間較早，形成的次生孔隙多被后期形成的膠結物充填。后期溶蝕作用是對一些泥質(zhì)填隙物的溶蝕孔隙（圖2b）。溶蝕孔隙對改善砂巖儲層的儲集性能起到了積極的作用。

5.2.4 破裂作用

研究區(qū)盒8、山1 段砂巖裂縫發(fā)育，顯微鏡下大量微裂縫明顯切穿碎屑顆粒及膠結物（圖2d、圖2h），說明裂縫以構造裂縫為主，形成時間較晚。破裂作用能一定程度上改善儲層孔滲條件，提供流體運移的通道，為烴類充注創(chuàng)造良好條件[15]。

6 結論

1）研究區(qū)盒8、山1 段儲集砂體發(fā)育于三角洲沉積相帶，巖石類型為巖屑砂巖、巖屑石英砂巖和石英砂巖，具有結構成熟度較高，成分成熟度中等的特點。

2）研究區(qū)盒8、山1 段儲層孔隙類型以次生溶孔為主，晶間孔和微裂隙較發(fā)育?？紫督Y構和物性特征研究表明，儲層具有孔喉偏小，孔喉分選和連通性一般等特點，物性相對較差，屬于低孔、低滲、特低滲儲層。盒8 段儲層孔喉結構和物性略優(yōu)于山1 段。

3）研究區(qū)盒8、山1 段優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育主要受沉積作用和成巖作用的共同影響。優(yōu)質(zhì)儲層主要發(fā)育在水下分流河道主砂帶內(nèi)，后期強烈的壓實、壓溶及膠結作用使儲層致密化，但高嶺石晶間孔隙發(fā)育改善了儲集空間，溶蝕作用和微裂縫的發(fā)育進一步改善了儲層物性，在整體致密的條件下形成相對高滲的優(yōu)質(zhì)儲層。