苏里格召30井区盒8段储层特征及影响因素

魏 旭，侯中健

（油气藏地质及开发工程国家重点实验室／沉积地质研究院·成都理工大学，四川成都 610059）

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地的北部，属于伊陕斜坡西侧，西接天环凹陷，东邻乌审旗［1－2］。召30井区位于苏里格东部地区。苏里格气田是发育于石炭－二叠纪煤系烃源层之上的大型的岩性圈闭气藏。二叠系自下而上发育太原组、山西组、石盒子组、石千峰组地层，为一套河流三角洲为主的陆相碎屑岩沉积。该气田主力产气层段为山西组山1段及下石盒子组盒8段，本文研究的层段为盒8段。

整个盆地主体部分构造活动相对稳定，以升降为主，地层向南西方向缓倾。北缘的阴山古陆是鄂尔多斯盆地上古生界北部主要的物源，二叠纪呈北北东向从北到南展布的河流－三角洲及古流向，能够反映出陆源碎屑物质主要来自北部古陆［3］。前期勘探结果表明，上古生界储层非均质性强，储层质量多由沉积相及成岩作用控制。本文通过深入分析该地区盒8段储层特征及影响因素，为苏里格气田进一步的勘探和开发提供详细的理论依据。

1 储层岩石学特征

1.1 碎屑成分特征

从220个薄片资料获得苏里格东部召30井区盒8段储层砂岩岩石类型特征。薄片观察与相应的统计资料表明：该地区以岩屑石英砂岩、岩屑砂岩为主，石英砂岩含量较低。在砂岩碎屑成分三角投点图中（图1），很多数据点都直接投在Q点上和QR线段上，表明苏里格东部地区盒8段砂岩中长石含量非常低。根据薄片等资料显示结果，长石平均含量仅为0.16%，因而该地区盒8段砂岩中几乎缺乏长石，表明苏里格东部地区盒8段砂岩具有很高的成分成熟度。

图1 召30井区储层砂岩盒8段碎屑成分三角投点图

1.2 砂岩成熟度特征

通过岩心观察和铸体薄片得出，在该研究区中，盒8段砂岩中粒、粗粒较多，约占75%，细粒占15%，粉砂、泥质及砾级占10%左右。此外，颗粒形态为次圆－次棱角状，以次棱角状为主，次棱－次圆状也比较多；分选性为好－中等；砾石大小一般在2～4 mm左右，细砾为主，少许为中－粗砾；磨圆度较好，一般为圆状、次圆状。这能反映出苏里格东部地区砂岩的结构成熟度中等偏低，其需要有造成强烈剥蚀和快速堆积的构造条件等，并且距物源有一定距离，水动力条件较强［4－5］。

1.3 填隙物组分特征

研究区盒8段储层砂岩填隙物含量较低，平均含量为12.4%，以粘土矿物和碳酸盐胶结物为主。填隙物中杂基含量略多于胶结物含量，杂基填隙物含量为6.78%，主要为高岭石、水云母及自生绿泥石。其中，水云母和高岭石均为2.24%，绿泥石为0.55%。胶结物主要为硅质（1.92%）、铁方解石（1.54%）和方解石（1.15%）等，但凝灰质的含量较低，仅为0.30%，但其能够为后期溶蚀作用提供物质基础，杂基含量也反映了其物源供给和沉积分异作用等。

2 储层孔隙结构类型及物性特征

2.1 孔隙结构类型及特征

由220个苏里格东部地区盒8段储层砂岩铸体薄片分析资料获得的面孔率，其中原生孔隙（粒间孔）的面孔率较低，占总面孔率的20%左右，次生孔隙（包括粒间溶孔、长石溶孔、岩屑溶孔、杂基溶孔、晶间孔、铸膜孔、微裂隙）的面孔率较高，占总面孔率的80%左右，因而对鄂尔多斯盆地上古生界储层砂岩来说，次生孔隙显然是储集空间的主体，显示成岩作用在鄂尔多斯盆地上古生界储层研究中的重要性。

此外，召30井区盒8段储集空间均以孔隙为主，成岩作用的复杂性使得许多原生孔隙消失殆尽。而在中晚期成岩阶段，由于溶蚀作用，碳酸盐、硫酸盐、水云母、长石、绿泥石等可溶组分被溶解，形成了大量的溶蚀孔隙，使孔隙度有所恢复，但面孔率仍然很低［5－6］。粒间孔由石英、长石、岩屑颗粒支撑形成，孔隙胶结类型，绝大多数在成岩过程中被部分充填，因此含量并不高。粒间孔主要发育在石英砂岩中，含量在孔隙中在16%左右。此外，粒间溶孔是由于岩屑等颗粒间填隙物被溶蚀而形成的，含量极小。次生孔隙主要以岩屑溶孔和晶间孔为主，岩屑溶孔比例最大，含量在39%左右；而晶间孔主要存在于高岭石当中，含量在30%左右。

2.2 储层物性特征

研究区盒8段砂岩孔隙度分布直方图（图2）仅显示出一个独立的总体，并在一定程度上具有正态分布的特征，峰值位于4%～10%之间，说明就总体特征而论，基本上是单一因素在控制该地区盒8段储层砂岩的孔隙度，该单一因素应该是形成次生孔隙的成岩因素，这与前面孔隙构成中，研究区盒8段次生孔隙占总面孔率的84%的事实是一致的。

图2 召30井区盒8段砂岩孔隙度分布直方图

研究区盒8段砂岩渗透率分布直方图（图3）显示出一个半独立的总体，并在较大程度上具有负偏分布的特征，峰值位于（0.1～0.5）×10－3μm2之间，说明召30井区盒8段储层砂岩属于致密特低渗透砂岩储层。

图3 召30井区盒8段砂岩渗透率分布直方图

研究区盒8段砂岩孔隙度－渗透率之间具有较大的相关系数（0.728，图4），显示苏里格东部地区盒8段砂岩储层主体为孔隙型砂岩储层。尽管孔隙构成中原生孔隙对储集空间的贡献逐渐减少，但逐渐形成的大量次生孔隙不仅对储集空间具有较高的贡献值，而且对一些压实砂岩的渗滤通道加以沟通，提高了这些压实砂岩的孔隙连通性。

图4 召30井区盒8段砂岩孔渗关系

3 储层特征影响因素

3.1 物源对碎屑成分的影响

鄂尔多斯盆地北部上古生界陆源碎屑物质主要来自北缘阴山和西北缘阿拉善隆起［4］。召30井区中的石英颗粒来自岩浆岩和变质岩破碎后形成的单晶石英。根据苏东36－31、苏东38－46、召30、召38、召46、召9、召10等井的阴极发光资料看出，该井区在盒8下段石英颗粒均以发蓝紫色、棕色光为主，说明这个层段石英碎屑颗粒以深变质岩、浅变质岩为主；而到了盒8上段，该井区的石英颗粒发棕色光的比例减小，出现蓝色、蓝紫色的光，表明盒8下段到上段的变化是由于石英颗粒的来源中火山岩石英颗粒逐渐变多，区域变质岩石英颗粒逐渐减少。

该井区盒8段变质岩及火山岩岩屑含量很高，但沉积岩岩屑极低，说明苏里格东部地区母岩以变质岩和酸性侵入岩为主，沉积变质岩（石英岩）的来源很少（表1）。由此可见物源区母岩岩石类型分布的不同会造成该区域碎屑成分的差异［7－8］。

表1 召30井区储层盒8段砂岩岩屑含量

3.2 沉积相对储层的控制作用

鄂尔多斯盆地北部物源区在盒8沉积期快速抬升，坡度急剧变陡，地表发育大量的冲积水系，河流发生明显地改道、摆动，大量的砂质沉积物开始在盆地内广泛堆积沉淀，因而苏里格气田表现为辫状河沉积特征［9－10］。召30井区盒8段为辫状河心滩－三角洲平原沉积砂体，水动力条件强，具有较强的携砂能力，沉积物的粒度较粗，粗砂岩、含砾粗砂岩及中砂岩常见，显示了河流在流量高峰期时短距离搬运的能力。岩心观察中常见完整的河道沉积剖面，具有明显的大型冲刷面及许多小型冲刷面，即在流水的不断冲刷与分选作用下，细粒物质被冲走，大的砾石则沉淀在河床底部，显示了河床滞留沉积的“二元结构”。心滩沉积，即河道砂坝，主要以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主。层理极其发育，平行层理、块状层理等显示了洪水期的沉积，以河道充填为主；中、大型板状、楔状、槽状交错层理及高角度斜层理显示了水流量相对稳定的心滩发育型［11］。在细砂岩粉砂岩中能见到水平层理，沙纹层理等。

岩心观察显示该井区盒8段泥岩颜色多见杂色、紫红色、灰黑色和棕色，灰绿色和灰色较少，且杂色或紫红色泥岩往往会与灰绿色泥岩互层，推断其沉积环境中水位变化频繁，即常在氧化和还原环境中变化，并且沉积物可能经常暴露。考虑区域性的沉积背景等因素，苏里格东部地区盒8段早期可能为季节性干旱气候环境，且沉积水体流量变化大［9］。

3.3 成岩作用对储层发育的影响

苏里格东部地区对储层发育影响的主要成岩作用有压实作用，胶结作用和溶蚀作用。由于北部物源的影响，不稳定易容的陆源杂基（水云母）含量很高，其能为后期溶蚀作用提供良好的物质基础，在有机酸的作用下形成岩屑溶孔、长石溶孔、杂基溶孔等各种溶蚀孔隙，使得苏里格东部地区储层孔隙类型以溶蚀孔隙为主。

依据薄片资料分析得出，苏召30井区盒8段储层中水云母由凝灰质蚀变而成，且硅质及石英加大常见，长石完全高岭石化，原生杂基和软岩屑含量较高，且软岩屑变形强烈呈假杂基状。在较强的压实作用下，大量千枚岩、泥板岩等软岩屑及原生杂基发生变形，以假杂基的形式充填在原生的粒间孔当中，形成以微孔为特征的致密储层，大大影响了储层的物性，渗透率表现为随着软岩屑含量的增加而减小的趋势。经历压实、硅质胶结作用后，残余的原生粒间孔虽然含量较低，但也能为后期的溶蚀作用提供了流体流动的渗流通道。该地区以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主，在岩屑砂岩中能见到少量的长石，但是几乎全部都被溶蚀了。在成岩后期的溶蚀过程中，形成了大量的溶蚀孔隙，但溶孔不足1%的面孔率说明孔隙间流体不畅，缺少流体流动的通道，溶蚀物质残余，也能反映出该地区储层非均质性较强的特征［10］。

4 结论

（1）苏里格东部召30井区盒8段储集砂岩主要以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主，石英砂岩少见。碎屑成分中主要为石英，岩屑次之，长石成分极少，显示了很高的成分成熟度，而结构成熟度中等偏低。岩性以中粗粒砂岩为主，细砂岩、含砾砂岩及细砾岩占少数。

（2）来自物源区的长石和不稳定岩屑的溶解可能是造成苏里格东部地区盒8段砂岩具很高成分成熟度、缺乏长石和部分非稳定岩屑的重要原因之一。

（3）结合盆地北部的沉积演化背景来看，召30井区在盒8沉积期为辫状河－三角洲沉积体系，发育心滩、分流河道、天然堤、分流间洼地及决口扇等亚相，其中心滩砂体为有效砂体。

（4）召30井区盒8段碎屑岩储层主要经历了压实作用、胶结作用和后期的溶蚀作用，孔隙类型主要为次生溶蚀孔隙、残余粒间孔及晶间孔等，但次生溶孔的面孔率并不高，表明孔隙间缺少流体流动的渗流通道，流体流动不畅，溶蚀物质不能及时被排除，反映出苏里格东部地区盒8段碎屑岩储层非均质性较强的特征。

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