鄂尔多斯盆地甘谷驿油田顾屯区长6储层成岩作用对物性的影响因素研究

第３７卷第２期２０１９年４月中　国　锰　业ＣＨＩＮＡ′ＳＭＡＮＧＡＮＥＳＥＩＮＤＵＳＴＲＹＶｏｌ．３７Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２０１９收稿日期：２０１８－０８－２２课题项目：延长油田“甘谷驿油田顾屯区精细油藏描述”项目（ｙｃｓｙ２０１６ｋｙ－Ｃ－０２－１７）作者简介：朱荣彬（１９９２－），男，河南郑州人，在读硕士研究生，从事矿物学、岩石学、矿床学研究。

鄂尔多斯盆地甘谷驿油田顾屯区长６储层成岩作用对物性的影响因素研究朱荣彬１，２，蔡　癑３，辛　江１，４，胡国朝１，高云峰１，许贤丰１，２（１．长安大学地球科学与资源学院，陕西西安　７１００５４；２．长安大学数字油田研究所，陕西西安　７１０００５４；３．西安科技大学地质与环境学院，陕西西安　７１００５４；４．中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院，陕西西安　７１０００３）摘　要：应用铸体薄片、扫描电镜、Ｘ射线衍射、物性分析等实验测试方法，对鄂尔多斯盆地甘谷驿油田顾屯区长６储层的岩石学特征成岩作用特征及其对物性的影响进行了研究。

研究表明：研究区长６储层经历了复杂的成岩过程，强烈的压实作用造成了初始孔隙度的大量丧失，损失率达１８．３２％，而胶结作用导致的损失率为９．７５％，储层砂岩经过溶蚀作用后生成了部分次生孔隙，一定程度上改善了物性，为该区油气的聚集提供了储集空间，其受溶解作用增加的孔隙度为３．３９％。

关键词：鄂尔多斯盆地；长６储层；成岩作用；储层物性中图分类号：Ｐ６１８．１３ 文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．１４１０１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００２－４３３６．２０１９．０２．００６０　前　言碎屑岩储层成岩作用研究一直都是国内外专家学者关注的热点［１－３］，而成岩作用对储层物性的影响又是研究的重中之重［４－９］。

成岩作用与储层物性关系密切，不同地区、不同时代地层经历的成岩作用类型及强度各有差异，进而直接影响了储层物性的发育程度及油气的储存能力［１０］。

针对此现状，笔者在前人研究的基础上利用常规物性分析、铸体薄片、扫描电镜、Ｘ－射线衍射等多项分析测试方法，详细研究了甘谷驿油田顾屯井区长６油层成岩作用类型、成岩阶段等，探讨各成岩作用对储层性质的影响，以期为研究区油田生产开发提供一定借鉴意义。

１　区域地质概况甘谷驿油田顾屯井区地理上位于陕西省延安市宝塔区境内，构造上位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的东部。

总体上表现为平缓西倾的单斜，地层相对平缓，其沉积体系为水下三角洲前缘沉积，是鄂尔多斯盆地东南缘延安—延长大型湖泊三角州沉积体系的一部分。

长６油层组是区内主力产油层之一，可被划分为长６１、长６２、长６３、长６４４个小层，总厚度平均值为１２５．７４ｍ。

２　储层特征２．１　岩石学特征研究区长６储层岩性以细粒长石砂岩为主，长石平均含量达５１．４％；石英含量次之，平均为为２３．２％；岩屑最少，平均含量只有５．２％；其中，岩屑以变质岩岩屑为主，含少量的沉积岩岩屑及岩浆岩岩屑。

碎屑颗粒多呈次棱角状，分选性较好，杂基含量中等，反映为中等强度水动力条件和中等搬运距离的沉积［１１］。

２．２　储层孔隙特征铸体薄片、图像分析、扫描电镜等观察与鉴定表明：长６储层的储集空间主要为残余粒间孔，次之为溶孔、微孔、部分样品具有填隙孔。

残余粒间孔平均占总孔隙的６５％，溶孔约占总孔隙的２６％～３３％，当残余粒间孔及溶孔发育时，面孔率较高可达７％～８％。

溶孔的溶解组分主要为长石、浊沸石及云母等。

２．３　储层物性特征经过对１７４６块样品物性测试资料统计，本区长６储层孔隙度最大值为１４．１３％，最小值为１％，平均值为８．２１％，其中有９１．２０％的样品孔隙度分布在６％～１２％之间，孔隙度分布峰值为８％～１０％（见图１～２）；长６储层渗透率最大值为５．５４×第２期朱荣彬，等：鄂尔多斯盆地甘谷驿油田顾屯区长６储层成岩作用对物性的影响因素研究　１０－３μｍ２，最小值０．０２×１０－３μｍ２，平均值为０．５２×１０－３μｍ２。

渗透率的主要分布范围在０．１×１０－３～５×１０－３μｍ２之间，占样品数的９５．４％，分布峰值为０．１×１０－３～０．５×１０－３μｍ２。

总体表现为低孔低渗储层。

!"#$$%&&%''%((%)*)*%)$)$%)&)&%)'!"'*+*&*,*$*)**图１　研究区长６储层砂岩孔隙度分布! "#$% &'(#)#"#*#"+,*,-,*,-$,*",*"$,*-,*-$""$--$",",$-, ./0,1,-,2#%#'#"##图２　研究区长６储层砂岩渗透率分布３　储层成岩作用３．１　储层成岩作用类型甘谷驿油田顾屯区长６储层经历了地质历史上多期的构造运动和复杂的成岩演化阶段，形成了当前典型的低孔低渗且孔隙结构复杂的储层特征。

本次研究发现：压实作用、胶结作用、溶蚀作用、交代作用和破裂作用共同构成了顾屯区长６储层经历的主要成岩作用类型［１２］。

３．２　压实压溶作用研究区长６储层既发育压实作用又发育有压溶作用。

压实作用贯穿研究区储层演化的整个过程，是造成储层物性变差的主要原因之一，压实作用造成的孔隙损失率达到１８．３２％。

根据镜下观察，绿泥石、长石等很多矿物呈定向排列（图３ａ），柔性的碎屑颗粒（如云母、泥岩岩屑等）由于压实作用产生弯曲变形或波状消光，甚至被挤入碎屑颗粒孔隙内形成假杂基（图３ｂ），石英及长石等硬性颗粒易受到应力作用而发生脆性破裂［１３］。

压溶作用主要表现为石英颗粒间的相互穿插和缝合线接触等现象（图３ｃ），发生压溶现象的石英颗粒周围一般发育粘土膜，促进了孔隙中ＳｉＯ２过饱和溶液的扩散和渗滤，保证压溶过程的持续进行。

观察统计显示，由压溶作用而形成的石英次生加大可达Ⅱ级。

３．３　胶结作用３．３．１　碳酸盐胶结作用碳酸盐胶结物是影响研究区长６储层砂岩物性的主要胶结物类型之一，其矿物类型主要为方解石和铁白云石，总含量为１．９％。

碳酸盐胶结物主要可划分为早晚两期：早期为形成于较低能沉积环境中的微晶方解石，多见于碎屑颗粒分选磨圆差且粒度细的粉—细砂岩中，表现为石英、长石和云母等颗粒“漂浮”在大量方解石晶体形成的胶结物中，使砂岩具有了基底式胶结结构（图３ｄ）。

晚期的碳酸盐胶结通常呈他形粒状对碎屑颗粒间孔和粒内溶孔进行充填，在部分井段还出现了呈连晶状的方解石对石英和长石的交代作用，使得粒间孔和粒内溶孔完全被充填改造，使储层的储集性和渗透性遭到严重的破坏（图３ｅ）。

３．３．２　硅质胶结硅质胶结物在本区长６储层砂岩中的平均含量为１．１％，分布也较为广泛。

研究区储层砂岩中主要发育石英微晶充填孔隙胶结，其次为石英自生加大边胶结（图３ｆ）。

镜下观察发现，石英自生加大边常包裹着原石英颗粒边缘的绿泥石薄膜，形成了一个比较明显的分界线，同时表明其生成时间晚于绿泥石薄膜胶结。

扫描电镜观察结果显示：形成时间晚于自生加大边的石英微晶颗粒对残余粒间孔和溶蚀孔的充填作用更为强烈，能够使孔隙空间缩小到晶间微孔级别（图３ｇ）。

３．３．３　自生粘土胶结作用研究区长６储层砂岩中最常见的粘土矿物胶结作用为绿泥石胶结，其次为伊利石、伊蒙混层及少量高岭石胶结（图３ｈ），镜下观察发现，鳞叶片状或纤维状绿泥石集合体垂直碎屑颗粒表面生长，局部发育程度较高的绿泥石薄膜则包围整个碎屑颗粒，表３２中　国　锰　业第３７卷　明其形成时间与压实作用同步或稍后，属于成岩作用早期阶段的产物。

除以孔隙衬里和颗粒包膜状的形式产出外，可见部分绿泥石呈孔隙充填状产出，其中充填溶蚀孔隙的绿泥石形成于溶蚀作用之后（图３ｉ）。

３．３．４　浊沸石胶结作用浊沸石是延长组长６储层最具特点的胶结物，一般含量在１％～８％之间，分布范围广。

在研究区具有较粗粒度、较好分选和较低杂基含量的砂岩中常见浊沸石胶结，以充填孔隙或以交代石英、长石和岩屑的形式产出，平均含量为０．４％。

根据镜下鉴定结果，研究区储层砂岩中的浊沸石常以补丁状或斑块状充填与粒间孔中，形成时间晚于呈孔隙衬里状的自生绿泥石胶结，局部偶见浊沸石交代长石的现象（图３ｊ）。

通过铸体薄片定量统计分析，研究区长６储层视胶结率为０．５１，属于中等程度胶结强度，胶结作用使储层的原生孔隙损失３％～１２％，平均减少的孔隙度大约为９．７５％。

３．４　交代作用研究区长６储层砂岩中常见以下几种交代现象：①碳酸盐胶结物对石英、长石、岩屑和云母等碎屑颗粒的交代，碳酸盐矿物之间的相互交代现象；②粘土矿物对碎屑颗粒的交代，主要表现为黑云母矿物碎屑的水化、绿泥石化和伊利石化，斜长石的绢云母化；③浊沸石胶结物对石英和长石碎屑颗粒的交代现象。

经过交代作用改造后的被交代矿物大都保留了明显的标志，比如由黑云母碎屑蚀变形成的绿泥石能够较好地保留原矿物的板状晶形和极完全解理，成为一种矿物假象，以及方解石在强烈交代石英和长石颗粒时形成的交叉切割现象。

这些标志既能够帮助判别交代作用的强弱，也能够辅助判断矿物的生成顺序。

３．５　溶解溶蚀作用研究区长６储层砂岩中常见长石、浊沸石、黑云母、碳酸盐和粘土矿物胶结物的溶蚀现象。

长石中稳定性差的斜长石较易发生溶蚀，表现为酸性流体从颗粒内部沿解理缝或微裂隙进行溶解，形成细小的不连续的粒内溶蚀孔，当长石溶蚀强烈时，发生粒内溶蚀孔与粒间孔相连通的现象（图３ｋ）。

浊沸石胶结物在酸性流体的作用下沿解理缝发生溶蚀，在颗粒内部形成不规则的溶蚀孔，而溶蚀强烈的部位往往只剩下部分残晶。

黑云母颗粒常沿解理缝发生溶蚀而留下残晶，粘土矿物的溶蚀现象在研究区并不多见。

３．６　破裂作用砂岩成岩过程中的破裂作用是除溶解作用外同样能够扩大和形成孔隙空间，改善储层储渗性能的一类成岩作用。

在本区岩心观察和薄片鉴定时，可以发现有能够切穿石英和长石等碎屑颗粒且延伸距离较长的微裂缝，裂缝的发育有效地连通了不同部位的粒间孔和粒内溶孔，同时为地层流体的渗流提供了通道，促进了溶解作用的进行，最终使得本区长６砂岩储层的物性得到显著的改善（图３ｌ）。

４　成岩阶段划分根据鄂尔多斯盆地三叠系延长组，镜质体反射率（Ｒｏ）测试资料，长７油层组以上地层的Ｒｏ值在０．６５％～１．０％之间，对应的最大古地温在８０～１２０°Ｃ左右［１３］，与盆地热演化史研究所反映的古地温基本一致。

研究区长６储层砂岩碎屑颗粒间呈点—线和线状接触，局部为凹凸接触，砂岩中孔隙类型主要为残余粒间孔、溶蚀粒间孔和溶蚀粒内孔。

胶结物主要类型为自生粘土矿物、碳酸盐和浊沸石。

粘土矿物包括绿泥石、伊利石、绿／蒙混层和伊／蒙混层，其中绿泥石相对含量可达粘土矿物总量的５２％，伊／蒙混层中蒙皂石含量为２０％，表明粘土矿物演化已进入有序混层带。