鄂尔多斯盆地直罗油田大东沟区长8油层组储层成岩作用研究

李化杰，吴少波，温 波 （西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安710065）

直罗油田位于陕西省富县境内葫芦河上游直罗镇以西，大地构造上位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的东南部，现今三叠系顶面构造为东隆西坳的格局，延长组的展布为西倾单斜 （倾角小于1°），属印支旋回构造层序，岩性为三角洲分流河道及滨浅湖环境沉积的一套砂岩及泥岩组成的多旋回韵律层。直罗油田的主要含油层系为三叠系延长组和侏罗系延安组，目前已经在延长组长8油层组储层发现较好的油气显示。下面，笔者对直罗油田大东沟区延长组长8油层组储层的成岩作用进行了研究，以便为下一步勘探和开发提供依据。

1 岩石学特征

直罗油田大东沟区延长组长8油层组储层砂岩类型以块状灰色细砂岩为主，占85%左右；粉－细砂岩、粉砂岩次之，约占15%。砂岩碎屑成分以石英为主，平均含量为40.9%，以单晶石英为主；其次为长石，平均含量为30.8%，以正长石为主，表面常具有高岭石化现象；岩屑平均含量为21.2%，以岩浆岩岩屑为主；云母含量一般为6%左右，白云母为主。填隙物含量为7%～31%，平均18.8%；其中杂基含量为3.2%～22%，平均9.3%；主要为泥质杂基，其次是泥微晶碳酸盐。胶结物含量4.1%～26%，平均9.5%，成分主要为白云石、方解石及自生黏土矿物 （绿泥石、伊利石、伊／蒙混层等），其次为长英质、石英、长石的次生加大、菱铁矿等。砂岩碎屑组分磨圆度多见次棱－次圆状，分选中等到较好，颗粒支撑为主，多呈点－线接触，碎屑组分沿长轴方向呈定向－半定向排列，多见薄膜－孔隙式胶结，其次为薄膜式及孔隙－再生式，可见连晶式胶结。平均粒度为0.05～0.12mm，粒度中值0.05～0.15mm。

2 成岩作用及对储层物性的影响

2.1 压实与压溶作用

1）压实作用 压实作用是导致砂岩孔隙度下降的重要原因之一。压实作用使碎屑颗粒间呈现点－线接触。主要表现为塑性岩屑弯曲变形，随着压实强度的增加进一步假杂基化，云母在压实的作用下形成明显的沿长轴方向的压实定向排列结构 （见图1）；石英、长石等刚性碎屑颗粒发生滑动、位移，颗粒之间重新排列，呈一定的方向性，碎屑颗粒表面发生一些脆性微裂纹甚至碎裂［1］。薄片鉴定分析结果表明，大东沟区延长组长8油层组储层在黑云母、泥岩岩屑含量较高的砂岩中，受到机械压实作用的影响较为明显，其面孔率一般相对较低。

图1 大东沟区长8油层组储层砂岩的压实现象

2）压溶作用 主要表现为颗粒间从线状接触到面状接触的过渡。在胶结物含量偏低并且云母含量偏高的较粗的粒砂岩中压溶作用较为发育。在大东沟区长8油层组储层中压溶作用的影响不是十分明显，颗粒间的面状接触也不是十分显著，长石、石英的次生加大表现也是相对较弱的［2－4］。压实压溶作用使大东沟区长8油层组储层的孔隙损失严重。据测算，该区长8油层组储层的原始孔隙度因压实压溶作用而减少将近20%。

2.2 胶结作用

1）黏土胶结作用 ①绿泥石胶结。绿泥石作为延长组砂岩中分布最为广泛的自生黏土矿物之一，含量一般为5%左右，占黏土胶结物总量的65%以上［4－5］。大东沟区长8油层组储层砂岩中，自生黏土矿物胶结物主要以绿泥石为主，含量一般为4%～6%，最高可达10%以上。自生绿泥石胶结垂直或平行碎屑颗粒表面、孔喉壁生长，形成包壳或环边，多呈微细叶片状、纤维状。常发育成孔隙内衬，部分碎屑颗粒被绿泥石薄膜包围，其绿泥石多数仅为一层，厚度3～5μm，在颗粒表面呈毯状密集排列 （见图2），表明在溶蚀作用之后形成了这部分自生绿泥石。由于自生绿泥石充填于原始孔隙之中，储集层的孔隙度减低，渗透率减小。因而，绿泥石胶结作用是影响该区长8油层组储层物性的重要因素之一。②伊利石及伊／蒙混层胶结。大东沟区长8油层组储层中的伊利石及伊／蒙混大部分为陆源泥质杂基，呈片状集合体充填孔隙。但仍有部分自生伊利石及伊／蒙混，结晶较好，呈丝缕状、毛发状充填孔隙 （见图3）。伊利石及伊／蒙混层黏土矿物虽然平均含量低于1%，由于充填于喉道及孔隙中，使得喉道及孔隙结构复杂，对储层物性影响较大。

图2 长8油层组储层中的绿泥石胶结

图3 长8油层组储层中的伊利石胶结

2）碳酸盐胶结作用 碳酸盐矿物胶结作用在大东沟区长8油层组储层砂岩中较为发育，是影响储层物性的重要成岩作用之一。碳酸盐矿物胶结以方解石、铁方解石及白云石等为常见，其含量低，一般为0.49%～3.0%，主要充填在粒间孔并交代其他碎屑，使得储层变得较为致密。碳酸盐胶结比较发育的岩石样品中，含量可达9.8%～20.1%，多呈连晶状，形成钙化砂岩，使得储集性能急剧降低，而成为非储层，起到致密隔挡作用。电镜扫描中可见到方解石充填孔隙 （见图4），方解石多为细品粒状胶结，在部分层位也见形成连片嵌晶式胶结；储层的孔隙度，渗透率下降，形成低孔、低渗的砂岩，对该区长8油层组储层物性影响较大。

图4 长8油层组储层中的碳酸盐胶结

3）硅质和长石质胶结作用 在大东沟区长8油层组储层砂岩中的硅质胶结物分布较为广泛，含量一般为0.5%～2%，平均为1.0%左右。硅质胶结物除部分以石英次生加大边的形式存在，大部分呈石英微晶充填于残余粒间孔隙中 （见图5），但硅质胶结作用相对发育较弱，原生粒间孔隙损失不大，但对粒间孔隙的破坏是永久性的。长石胶结作用强度不大，自生加大边也比较薄，对原生粒间孔隙的影响不大。

图5 长8油层组储层中的硅质及长石质胶结

2.3 交代作用

交代作用在大东沟区长8油层组储层砂岩中较为普遍。岩心观察发现，碳酸盐矿物对不稳定组分和云母、长石、岩屑等颗粒以及石英次生加大的交代 （见图4）；亦可发现伊利石化、碎屑黑云母的水化、绿泥石化等现象［6］。在大东沟区长8油层组储层砂岩中常见黑云母绿泥石化，长石表面的高岭土化、绢云母化、伊利石化等现象。交代作用使大东沟区长8油层组储层砂岩的成分和结构发生了局部或全部变化，并且改变了岩石的孔隙，形成了少量的溶蚀孔隙。

2.4 溶解作用

大东沟区长8油层组储层砂岩的溶解作用主要表现在长石、岩屑、云母等碎屑颗粒的溶解以及方解石、浊沸石和黏土填隙物的溶解，其中以碎屑颗粒的溶解最为常见，形成粒间溶蚀孔、粒内溶蚀孔、裂缝溶蚀孔等类型的次生孔隙［2－4］。根据薄片分析资料表明，长8油层组储层砂岩溶解组分主要有长石及部分岩浆岩屑，在有机酸的改造作用下，易溶组分不成程度溶蚀，形成被绿泥石薄膜包绕的铸模孔、粒内溶孔，在成岩中晚期，被铁方解石胶结及交代 （见图6）。溶蚀作用形成的大量次生孔隙有效地改善了长8油层组储层的物性。因此，溶解作用是改善大东沟区长8油层组储层孔渗条件的主要成岩作用之一。

图6 长8油层组储层中的溶蚀作用

2.5 破裂作用

在岩芯观察和薄片鉴定时，常见在外力作用下岩石发生破裂而形成的各种裂缝孔隙，规模不等。微观裂缝局部发育，呈不规则状或锯齿状，常沿碎屑颗粒间裂开偶尔也会切穿碎屑颗粒，对改善物性效果影响不大；宏观裂缝以未充填或者半充填的为主，对改善孔隙间的连通性、提高储集层的排液能力和油气运移等方面具有很好的作用。裂缝发育可在一定程度上改善储层砂岩的孔渗性，也是造成该区长8油层组储层具较强非均质性的重要因素之一［7］。

3 结 论

（1）直罗油田大东沟区长8油层组储层岩性主要为块状～厚层状灰色细砂岩，其次为粉－细砂岩、粉砂岩。砂岩类型主要为岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩，碎屑颗粒多呈次棱角－次圆状，分选中等－较好。

（2）长8油层组储层中的成岩作用主要包括压实与压溶作用、胶结作用、交代作用、溶解作用，压实与压溶作用、胶结作用和溶蚀作用对长8油层组储层的孔隙影响很大，其中对长8油层组储层的物性起到建设性作用的是溶蚀作用，而起到破坏性作用的是胶结作用、压实与压溶作用。

［1］郑浚茂，庞明 .碎屑储集岩的成岩作用研究 ［M］.武汉：中国地质大学出版社，1989.

［2］郭艳琴 .富县探区延长组储层微观特征研究 ［D］.西安：西北大学，2006.

［3］王辉 .甘谷驿油田共大滩区长6储层特征与剩余油研究 ［D］.西安：西安石油大学，2008.

［4］郭德运，郭艳琴，李文厚，等 .富县探区上三叠统延长组成岩作用及孔隙结构特征 ［J］.沉积学报，2010，28（2）：264－273.

［5］谢正温，谢渊，王剑，等 .富县地区延长组层序地层对储层的控制 ［J］.矿物岩石，2004，24（2）：95－103.

［6］柳益群，李文厚 .陕甘宁盆地东部上二叠统含油长石砂岩的成岩特点及孔隙演化 ［J］.沉积学报，1996，14（3）：87－96.

［7］朱聪，施冬，张春生 .鄂尔多斯盆地合水地区长8段储层岩矿特征及成岩作用研究 ［J］.长江大学学报 （自然科学版），2011，8 （2）：50－52.