志丹油田长6储层成岩作用对储层物性的影响研究

吴 红 (长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100)

张伟杰，杏福音 (延长油田股份公司西区采油厂，陕西 延安 717200)

志丹油田长6储层成岩作用对储层物性的影响研究

吴 红 (长江大学地球科学学院，湖北 武汉 430100)

张伟杰，杏福音 (延长油田股份公司西区采油厂，陕西 延安 717200)

利用铸体薄片、扫描电镜等分析手段，对储层岩石学特征及成岩作用特征的进行研究。结果表明，志丹油田长6储层为细粒长石砂岩，经历了强烈压实、较强胶结、较强溶蚀及交代作用等成岩作用，达到了晚成岩A期；机械压实作用、矿物胶结作用均为破坏性成岩作用，是造成志丹油田长6储层物性很差的主要原因;溶蚀作用为建设性成岩作用，其增加了储层的孔隙度，提高了储层的渗透率使部分低渗透储层具有较好的储集性能;交代作用对孔隙影响不大。

志丹油田；储层成岩作用；储层物性

志丹油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东部，主要含油层段为长6油层组，各含油层段构造面貌主要为西倾单斜形态，与陕北斜坡的区域构造面貌基本一致，只是在西倾单斜背景上局部发育有小型低幅度构造起伏[1]。研究区延长组长6储层成岩阶段以破坏性成岩作用(包括压实作用、胶结作用)为主，并伴随有溶蚀作用、破裂等改善储层物性的建设性成岩作用。下面，笔者对志丹油田延长组长6储层成岩作用对储层物性的影响进行了探讨。

1 储层岩石学特征

研究区长6储层的岩性主要为灰-灰绿色长石细砂岩，占60%左右；其次为粉-细砂岩和中-细砂岩。砂岩中碎屑颗粒一般占85%～95%，以长石为主，其次为石英、岩屑、云母和少量的重矿物。石英含量约为18.4%～33.6%，平均24.4%。长石碎屑含量为47.8%～54.1%，平均51.9%。其中钾长石含量分布为29.1%～48.2%，平均38.1%；斜长石含量为5.4%～21.2%，平均13.8%。胶结物含量相对较少，一般在2%～9.6%之间，平均7.3%。主要由方解石组成，其含量为3.0%～28.0%，平均4.5%；另有少量次生加大的长石和石英等。

2 主要成岩作用及特征

2.1压实、压溶作用

研究区延长组储层既发育机械压实(又称物理压实) 作用又有化学压实(又称压溶)作用[2-3]。根据镜下观察，研究区延长组长6储层压实作用主要的表现形式有云母、长石等矿物明显的定向排列(见图1(a))。石英及长石等硬性颗粒易受到应力作用而发生脆性破裂。

2.2胶结作用

胶结作用为影响该区储层物性好坏的重要因素之一。研究区长6储层中除早成岩期形成绿泥石薄膜，由于压溶作用而形成长石及石英颗粒次生加大边之外，胶结物类型主要是方解石(见图1(b))。另外，作为胶结物的粘土矿物和自生矿物在成岩作用和孔隙演化过程中起着非常重要的作用[4]。石英的成岩变化最常见的是次生加大现象，也有自生石英自形或半自形充填在孔隙中(见图1(c))。粉砂岩石英含量较高，有利于石英的次生加大，同时其物性较差，溶解SiO2较难通过质量传递排出，也利于石英的次生加大[5]。研究区延长组长6储层中，碳酸盐胶结物为主要的胶结物之一，其含量为0.5%～4%，平均含量为1.4%。绿泥石为研究区储层中分布较广泛的自生粘土矿物(见图1(d))，其平均含量为1.8%。研究区长6储层中高岭石含量相对较少。高岭石在显微镜下多呈蠕虫状、书页状集合体或手风琴状的集晶(见图1(e))。研究区砂岩储层中，伊利石、伊/蒙混层的粘土胶结物很少出现，蒙脱石向伊利石转化程度较低，自生伊利石常呈毛发状沿颗粒表面生长或呈搭桥状充填孔隙，伊/蒙混层呈蜂槽状包裹颗粒(见图1(f))[6-8]。

2.3溶蚀作用

研究区长6储层在成岩作用的中-晚期发生溶蚀作用，形成的次生空隙是储层主要储集空间，占总孔隙的30%左右。溶蚀孔隙类型主要为颗粒间溶孔，其次为粒内溶孔，主要表现为填隙物的溶蚀及碎屑颗粒的溶蚀，其中碎屑颗粒溶蚀作用最为常见(见图1(g))[9]。长石、岩屑沿其解理缝、微裂缝及颗粒边缘被溶蚀，有些长石颗粒被整个溶蚀掉(见图1(h))。

(a)细粒长石砂岩，含大量黑云母，碎屑颗粒排列紧密，呈定向排列(正160井，长61);(b)方解石胶结物充填于粒间孔隙中(正166井，长62);(c)石英次生加大显著(正196井，长62)；(d)绿泥石薄膜发育，厚0～20μm , ×50(正204井，长61)；(e)高岭石往往呈书页状集合体或分散片状(正159井，长61)；(f)伊/蒙混层呈蜂槽状包裹颗粒, ×1500(正159井，长61)；(g)长石及黒云母的部分溶蚀(正210井，长61 )；(h)长石颗粒被强烈溶蚀(正149井，长62)。

1)第1期溶蚀作用 该作用发生在成岩作用早期埋藏浅的情况下，地表大气淡水淋滤造成长石及岩屑的粒内溶孔、颗粒边缘发生溶蚀。这样形成的孔隙保存不好，很容易被后期的矿物沉淀所充填[10]。

2)第2期溶蚀作用 该作用发生在碳酸盐及浊沸石等的沉淀作用之后，表现为方解石的溶蚀较微弱，而长石、岩屑、浊沸石等铝硅酸盐矿物发生较为强烈的溶蚀作用，上述溶蚀特点与干酪根成熟过程中形成大量有机酸有密切关系[11]。

2.4交代作用

交代作用是指一种矿物代替另一种矿物的现象[12]。在该研究区储层中较为常见，其表现为碎屑矿物的溶蚀、胶结物来交代碎屑颗粒等。根据研究区薄片鉴定情况，可见到如下现象：①碎屑黑云母颗粒的水化、伊利石化和绿泥石化；②石英次生加大边、长石及岩屑等颗粒被碳酸盐胶结物所交代；③浊沸石胶结物交代长石颗粒，长石颗粒边缘的解理缝进行粘土化交代。

3 成岩作用对储层物性的影响

3.1压实作用、胶结作用破坏储集层物性

在研究区储层成岩过程中，压实、压溶及胶结作用均对储层物性起着破坏性的作用，该区长6储层原始孔隙度平均34%，而现今孔隙度平均约9.7%。由于机械压实、压溶作用从而减少孔隙度约11.6%，胶结作用造成14.8%的孔隙度损失，储层剩余孔隙度平均仅为7.6%。

碳酸盐类胶结物充填粒间孔隙，是导致该区延长组储层物性变差的直接原因，其主要以孔隙式、基底式胶结为主。从碳酸盐含量与孔隙度和渗透率的关系图也可以看出，研究区长6储层的孔隙度与碳酸盐含量相关性很差(见图2)，而与渗透率的相关性则较好(见图3)。此外，碳酸盐溶蚀程度较弱，使砂岩形成低孔低渗的致密储集层。因此，被碳酸盐胶结的岩层分布对储层物性起着决定性的作用。

图2 志丹油田长6储层孔隙度-碳酸盐含量相关关系 图3 志丹油田长6储层渗透率-碳酸盐含量相关关系

3.2溶蚀作用使储层的物性得到改善

在研究区延长组砂岩中，储层中成熟干酪根发生热裂解脱去羧基作用，降低了地层水中的pH值，生成的酸性水进入储层中，酸敏性物质发生溶解，形成次生溶蚀孔隙。在酸性介质条件下，长石碎屑易沿解理或压实作用所造成的颗粒破裂缝发生强烈溶解。

3.3交代作用对储层物性的影响

交代作用对该区储层物性的影响不大。矿物发生交代作用产生以下结果，一方面交代后部分矿物，易发生溶解作用产生次生溶孔；另一方面将对储层物性发生不利影响，如碳酸盐矿物交代碎屑颗粒，从而减小储层的渗透率，同时增强了储层的非均质性。

4 结 论

1)志丹油田长6储层为细粒长石砂岩，经历了强烈压实、较强胶结、溶蚀及交代作用等成岩作用，达到了晚成岩A期。

2)机械压实作用、矿物胶结作用均为破坏性成岩作用，是造成志丹油田长6储层物性很差的主要原因；溶蚀作用为建设性成岩作用，增加了储层的孔隙度，提高了储层的渗透率，使部分低渗透储层具有较好的储集性能；储层中交代作用对孔隙影响并不大。

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2012-10-26

吴红(1985-),女，硕士生，现主要从事油气田开发方面的研究工作。

TE121.3

A

1673-1409(2013)02-0025-03

[编辑] 李启栋