鄂尔多斯盆地吴起地区延长组长8储层成岩作用研究

贾成前

(延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西 吴起717112)

吴起地区延长组长8位于陕西吴起西南部，区域构造位置位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的中南部，勘探开发总控制面积1 300 km2。吴起县西北与吴起县接壤，东邻志丹县，东北与靖边县相望，西南与甘肃省华池县连接。

该区属黄土高原地带，区内沟壑纵横、梁峁起伏，分河床、川地、斜坡、山峁四级阶地，以洛河川地为主流，共有9川36个支流构成树枝网状山川水系地貌特征。处于内陆中纬度地带，属温带半干旱大陆性季风气候，主要特点是:春季多风、夏季干旱、秋季阴雨、冬季严寒，日照充足，风沙频繁，雨季迟且雨量年际变化大，最低气温 －25℃，最高气温35℃，年平均气温7.9℃，年平均降雨量 316.9 mm。地面海拔 1 170～1 660 m，地形相对高差约240 m。区内交通较为便利，砂石公路横贯工区。

1 储层特征

吴起地区长8储层岩石以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主(见图1)。砂岩中碎屑颗粒含量较高，砂岩碎屑颗粒粒度一般介于 0.1～0.3 mm 之间，以 0.15～0.25 mm 之间最为常见，大多具细粒结构，粉砂质结构次之，少量中粗粒结构和细粉砂结构，总体来看，砂岩粒度较细。砂岩分选性总体中等－较好，以细粒结构为主，含一定量中粒结构，夹少量粗粒碎屑和粉砂级碎屑;碎屑颗粒以次棱角状为主，磨圆度较差。砂岩中的石英含量平均为31.2%，长石含量平均44.2%，岩屑含量平均11.1%。长石以斜长石居多，碱性长石主要有微斜长石、条纹长石和正长石;云母碎屑较多，可占碎屑总体的2%～5%左右，偶尔可见花岗岩岩屑、粉砂岩岩屑、云英岩岩屑、千枚岩岩屑及流纹岩岩屑等。

2 储层孔隙特征

孔隙是油气存储和运输的主要场所，不同的孔隙类型具有不同的结构，对储层油气的存储和运移作用也各不相同。因此对储层孔隙类型研究确定不同孔隙类型的作用对研究油气储存和运移，进而确定有利区位置具有重要的意义。吴起油田砂岩储层的孔隙主要为原生孔隙和此生孔隙。

图1 长8砂岩分类三角图

2.1 原生孔隙

原生孔隙是岩石沉积过程中形成的孔隙，他们形成后没有经过强烈的胶结或者只是经过轻微的后生成岩作用的影响。本区研究目的层的原生孔隙有:

(1)粒间孔隙:发育于颗粒支撑岩石的碎屑颗粒之间，研究区由于存在较强的成岩作用，粒间孔隙往往受到改造，成为孔隙减小的残余原生粒间孔。这种孔隙在本区油层组的储层中占主导的地位，未被充填的粒间孔多呈三角形或多边形，孔隙边缘整齐平整，在本研究区这种孔隙对孔隙度的贡献很大。在本区的各个目的层段原始的粒间残余孔都很发育(见图2)。

图2 X246井，长8，粒间孔孔径较小

(2)基质内微孔隙:由于储集层的填隙物中的粘土矿物发生重结晶和粘土矿物转化等成岩作用，会在晶片之间存在一些孔隙，特别是在书页状高岭石充填的孔隙中这种孔隙十分明显。

(3)矿物解理缝:主要是长石解理裂缝。在薄片和一些岩心的观察中可以发现沿解理面出现的长石裂缝(见图3)。

图3 Z6井，长8，长石沿解理压实破裂

2.2 次生孔隙

次生孔隙是岩石经过成岩改造后产生的孔隙。如溶蚀孔隙和由于晶体的自生加大产生的晶间孔隙。

(1)溶蚀孔隙:在一些原生孔隙较为发育的层段，岩石中的易溶成分(如碳酸盐、铝硅酸盐)在酸性孔隙水的作用下，部分或全部发生溶蚀形成的孔隙。难溶的矿物已被交代，在交代后再溶蚀所产生的孔隙。本区储层常见的次生溶蚀孔隙有:

a.粒间溶孔:就是岩石的胶结物或填隙物溶解、溶蚀在颗粒之间形成的孔隙，或者是在长石、岩屑的颗粒边缘溶蚀而形成的孔隙，被溶蚀的颗粒边缘极不规则，呈港湾状，这种孔隙对孔隙度的贡献不大。由于这种孔隙不规则的边缘，使流体的流动困难，但它可以使原生孔隙部分溶蚀孔隙空间得以恢复或形成新的次生孔隙(见图4)。

图4 Z6井，长8，次生粒内溶孔

b.粒内溶孔:主要是长石或浊沸石被局部溶蚀产生的孔隙。在电镜扫描和岩石薄片均可见颗粒的粒内溶孔(见图5)

c.铸模孔:因为组分不稳定颗粒被完全溶蚀而形成的孔隙类型。

(2)晶间孔隙:石英或长石次生加大胶结作用形成的晶间孔隙或晶间裂缝，在研究层段的石英次生加大非常普遍，次生加大石英晶面所围成的孔隙形态在显微镜下呈多边形，在扫描电镜下可明显的见到石英晶间的孔隙。

图5 Z9井，长8，充填孔隙的方解石溶蚀

通过分析可知本区的研究层段孔隙中，主要是原生孔隙，次生孔隙作用较小。主要的孔隙类型是残余粒间孔，其次是长石溶孔和岩屑溶孔，由于填隙物中高岭石含量较高，因此还有一部分的高岭石的晶间孔。

本区长8储层原生孔以残余原生粒间孔为主，平均面孔率为 3.5%(见表 1)。

表1 吴起地区延长组长8段孔隙类型组合表

3 成岩作用

成岩作用是揭示储层的成岩作用类型和特征、成岩强度和成岩阶段。沉积作用奠定了砂岩碎屑矿物成分和结构的基础，成岩作用使砂矿物成分和孔隙结构发生了重大的改变。在成岩作用的过程中产生了许多自生矿物，使砂岩的原生孔隙减小，渗透率大大降低，后期的溶蚀作用对砂岩的孔隙度和渗透率有一定程度的改善。

3.1 机械压实作用

机械压实作用是沉积物在上覆重力和静水压力作用下，使原来存在粒间的孔隙水排除，碎屑颗粒重新排列，使沉积物密度变大，孔隙度减小，同时云母及其他软组分挤入孔隙，使孔隙体积进一步减小，渗透率变差。本区个别样品碎屑排列紧密，成点－线接触，塑性的矿物如云母被挤压变形，挤入粒间孔隙中形成假杂基(见图6)。在压实作用的过程中还有粘土矿物的析出，在本地区主要是绿泥石，绿泥石主要呈薄膜状附着在颗粒表面，堵塞孔道。沉积物随着上覆物质的增加，压力、温度升高，这时就会发生沉积物压溶作用，颗粒之间就会发生镶嵌，长石和石英发生次生加大，使原生孔隙进一步减小，喉道半径缩小，孔渗特性变差。这样作用根据实验数据统计可以使原生孔隙减小50%。本区石英的次生加大较为明显。

3.2 胶结作用

胶结作用又称化学压实作用，是指孔隙流体中某种物质含量达到过饱和而在孔隙中发生沉淀，致使岩石固结的作用。随着储层温度和压力的变化，孔隙水中过饱和的矿物发生沉淀形成自生矿物，它们在碎屑颗粒间沉淀析出，或以颗粒次生加大，或相互交代以及交代碎屑颗粒等形式出现。胶结类型主要有薄膜一孔隙式、薄膜式、孔隙式和加大式胶结，研究区内主要以孔隙式胶结为主。各种胶结物充填于颗粒之间的孔隙内，进一步降低原生粒间孔，但同时增加了骨架颗粒强度，阻止了压实作用的进行(见图7)。延长组长6的胶结物主要为钙质、硅质及粘土矿物。钙质主要是方解石，其次为铁方解石，硅质主要是石英次生加大，粘土矿物主要有绿泥石，高岭石及伊利石。

图6 Z24井长8碎屑定向排列

图7 Z6井长8方解石胶结颗粒形成致密层

3.3 溶解、溶蚀作用

溶解、溶蚀作用主要是使已有的矿物(包括有碎屑成份和次生胶结物)部分或完全地溶解，其作用是使不稳定或易溶解的矿物被溶解搬运或转化为其它稳定的矿物。随着埋藏深度增加，地层温度和压力增大，孔隙水和地层水的性质发生变化，部分矿物被溶解。溶解作用的结果会形成一定数量的次生孔隙(见图8)。在研究区长6地层中广泛存在。这种作用形成的次生孔隙在研究区的总孔隙中所占比例大约在20% ～30%，常见的溶蚀现象主要表现为:A、颗粒的溶蚀如长石局部沿解理缝溶蚀，有的沿解理缝或双晶缝强烈溶蚀致使长石呈树枝状;B、胶结物的溶蚀 如浊沸石、方解石溶蚀，有的方解石完全被溶蚀形成铸模孔;C、填隙物岩屑溶蚀。

3.4 裂缝

本区裂缝相当发育，无论从野外露头还是钻井资料均可证明裂缝的存在。按规模，裂缝分为宏观裂缝和微观裂缝两类。宏观裂缝可在岩芯上直接观察和描述，是油气的主要渗流通道。微观裂缝借助于显微镜观察，其开度与孔隙孔喉直径处于同一量级。无论是宏观裂缝还是微观裂缝，其对油气的渗流运移均可起到至关重要的作用(见图9)。

图8 Z21井长8(2 064.17～2 064.19 m)

图9 Z6井长8层间缝被沥青充填

4 结语

(1)吴起地区长8储层岩石以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主，砂岩分选性总体中等－较好，以细粒结构为主;碎屑颗粒以次棱角状为主，磨圆度较差。

(2)研究区主要发育残余粒间孔、溶蚀孔、其次发育晶间孔和裂隙孔。

(3)成岩作用主要表现为机械压实作用、胶结作用、溶解、溶蚀作用以及裂缝。

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