鄂尔多斯合水地区长6—8成岩作用类型及成岩相划分

唐文斌++雷涛++姬广建

摘 要：通过薄片鉴定、扫描电镜等资料的分析，明确了合水地区经历的成岩作用类型有压实、胶结、交代和溶解作用等。根据不同类型的成岩作用对储集层性能影响的不同，划分出了5种成岩相带，其中3种是优质储层的成岩相带，其余2种是致密储层成岩相。

关键词：鄂尔多斯 合水 长6-8 成岩作用 成岩相

中图分类号：TE122.21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0048-01

鄂尔多斯盆地是我国西部地区最重要的三大含油气盆地之一，合水地区位于盆地西南部的陇东地区，三叠系延长组长6～长8段是研究区的西峰、白豹油田的主力产油层[1]。研究区长6～8段在沉积物经过分化、搬运、堆积之后经历了复杂的成岩作用，在各个成岩阶段对砂岩的孔隙类型和孔隙结构产生了重要影响。开展成岩作用及成岩相带的研究，有利于下一步储层的预测和评价[2]。

1 成岩作用特征

本次研究通过显微镜下铸体薄片鉴定，对鄂尔多斯盆地合水地区延长组储层砂岩的成岩作用类型及其表现进行了系统研究。其主要特征如下。

1.1 压实作用

压实作用是指在承受上覆地层或水层的重力、或构造应力使孔隙体积缩小的过程。研究区延长组的砂岩主要的支撑类型是颗粒支撑，颗粒间以点-线接触为主，部分以凹凸状接触；塑性颗粒的塑性变形、扭曲（如：镜下云母片呈现波状消光）以及假杂基化现象明显；这些现象表明，本区长6、长7、长8油层组的砂岩普遍经过了比较强烈的机械压实作用。

1.2 胶结作用

胶结作用在不同时期的成岩环境中，由于物理化学性质的不同，会形成不同世代的胶结物。本次主要对重点层位长6、长7、长8的样品做了分析研究，结果发现，研究区延长组中胶结作用主要包括粘土矿物胶结（如自生高岭石和绿泥石薄膜胶结）、碳酸盐胶结（如方解石、白云石、铁方解石、铁白云石胶结）和硅质胶结（如石英自生加大）。

1.3 交代作用

交代作用是指在特定的理化环境下，一种矿物代替另一种矿物的现象。石英在高PH值的碱性环境中，会发生溶解作用，在薄片中可见到由于方解石或铁白云石的交代使石英颗粒的边缘呈港湾状，或变成极不规则的锯齿状边缘。其他还见到长石和石英的绢云母化现象和粘土矿物交代石英现象。

1.4 溶解作用

晚期成岩阶段是鄂尔多斯盆地烃类形成和聚集的主要时期，烃源岩中有机质排烃使成岩介质条件变为弱酸性环境，排烃过程中产生的碳酸、有机酸性溶液进入储层对易溶矿物进行溶蚀，形成次生孔隙。除此以外，粘土矿物脱水，淋滤或者矿化度的变化促使了溶蚀作用的进行。在地下埋藏较深处的溶蚀作用可能还与不稳定粘土矿物高岭石向较稳定的伊利石或绿泥石转化有关。根据显微镜下铸体薄片的观察，研究区延长组砂岩储层中均发育了不同程度而广泛的溶蚀作用。

本次研究表明，该区延长组长6-8油层组砂岩储层中溶蚀作用发育，主要表现为：骨架颗粒间的粒间溶孔、石英边缘溶蚀、云母沿层理溶蚀、石英、岩屑的粒内溶孔。

2 成岩相带划分

合水地区砂岩的孔隙发育主要受制于胶结物成分及溶蚀作用的影响，综合上述成岩作用特点并结合研究区铸体薄片观察研究，在合水地区可以划分出五种成岩相带：（1）自生高岭石胶结+溶蚀相；（2）石英加大和高岭石胶结+弱溶蚀相；（3）粘土薄膜和石英弱加大胶结+溶蚀相；（4）机械压实致密相；（5）钙质胶结交代致密相。特征如下。

（1）自生高岭石胶结+溶蚀相：在砂岩中充填于粒内溶孔或者粒间孔隙中发育晶型较好的自生高岭石集合体，一般与不稳定矿物（延长组以长石碎屑以及火山碎屑为主）的溶蚀作用相伴生。溶蚀作用产生的次生孔隙、晶间微孔发育。研究区延长组发现大量由于压实作用形成的微裂隙，储集层的渗透能力变强，储集层物性变好。

（2）石英加大和高岭石胶结+弱溶蚀相：该岩相带主要见于成分成熟度不高的砂岩类型中，溶蚀作用相对发育，储层性能较好。根据基本化学反应原理，岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩中长石、岩屑颗粒的压溶作用以及粘土矿物的相互转化生成大量SiO2，为石英次生加大提供物质基础，主要充填于粒间孔隙中，导致粒间孔隙空间显著降低，在这些残余孔隙中，被后起形成自生高岭石充填，少量高岭石晶间缝和弱溶蚀形成的溶蚀缝相连接，成为较有利的成岩相类型。

（3）粘土薄膜和石英弱加大胶结+溶蚀相：该成岩相带主要集中于岩屑长石砂岩中，是优质储层发育的有利岩相带。一方面由于长石是刚性颗粒，抗压实能力较强，碎屑颗粒表面在早成岩阶段渗滤蒙脱石形成绿泥石薄膜均对压实作用有一定的缓解作用，薄膜也可以抑制石英次生加大，可以使原生孔隙得到很好的保护。另外一方面，在排烃高峰期产生的碳酸和有机酸，对长石、岩屑溶蚀产生次生孔隙，因此，有成为优质储层的潜力。

（4）机械压实致密相：出现在研究区少量的长石岩屑砂岩中，是致密储集层岩相。由于岩屑中含较多塑形颗粒，抗压能力很弱，在压实过程中变形、破裂，颗粒接触以线甚至凹凸接触为主，研究区见黑云母等矿物在压实作用过程中以假杂基充填与孔隙中，原生孔隙破坏严重。此外，在扫描电镜下发现伊利石粘土矿物以搭桥式充填于粒间孔隙；还发现火山灰碎屑转化形成纤维状的水云母，水云母不稳定可进一步向绢云母转化，储集层致密化，此类砂岩储层几乎已经丧失了储集性能。

（5）钙质胶结交代致密相：主要出现在研究区少量长石岩屑砂岩中，是致密储集层岩相。研究区钙质胶结主要是方解石（CaCO3）和白云石[CaMg（CO3）2]胶结。早成岩阶段的钙质胶结，有一定的抗压实能力，但是主要的碳酸盐钙质胶结一般出现在成岩晚期，充填于粒间孔隙中，对原生孔隙破坏性极大，如果在横向上形成钙质碳酸a盐胶结致密层，可以作为局部岩性圈闭的盖层。所以，钙质胶结交代致密相的储集层物性极差，是致密储集岩相。

3 结论

（1）合水地区长6～长8油层组经历了复杂的成岩作用类型，其中早期的压实作用和胶结作用，对储集层起破坏性作用，而溶解作用因为溶蚀而产生次生孔隙，是建设性成岩作用。

（2）划分出来的5种成岩相，自生高岭石胶结+溶蚀相、粘土薄膜和石英弱加大胶结+溶蚀相的储集性能好，与合水地区有利储层有明显的对应关系。

参考文献

[1] 王金鹏，彭仕宓，赵艳杰，等.鄂尔多斯盆地合水地区长6-8段储层成岩作用及孔隙演化[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2008，30（2）：170-174.

[2] 李渭，白薷，李文厚.鄂尔多斯盆地合水地区长6储成岩作用与有利成岩相带[J].地质科技情报，2012，31（4）：22-28.

[3] 窦伟坦，田景春，王峰，等.鄂尔多斯盆地长6油层组储集砂岩成岩作用及其对储层性质的影响[J].成都理工大学学报（自然科学版），2009，36（2）：153-158.endprint