致密砂岩气藏微观孔隙特征探讨

李山川

摘 要：随着常规油气藏可开采量的逐渐减少，致密砂岩气藏作为非常规油气资源的一种，逐渐成为我国油气勘探的重要领域。致密砂岩气藏大多具有储量丰度低、单井产量低、储层孔渗差的特点，并且具有典型的多层系含气特征，气藏开发投资和开采成本均较高，开发难度较大，而储层微观孔隙特征对油气的聚集成藏和油气分布具有重要影响。因此，本文以鄂尔多斯盆地为例，通过薄片鉴定和镜下分析，厘清致密砂岩储层微观孔隙类型，探讨其对油气聚集和运移的影响。

关键词：致密砂岩；储层特征；孔隙类型；鄂尔多斯

致密砂岩气藏是指孔渗较差、非均质性较强的气藏，其孔隙度一般低于13%，渗透率一般低于0.1×10-3μm2。虽然致密气藏低孔低渗，但在现有压裂、酸化等开采工艺的不断提升下，已有很大的开采价值。致密砂岩油气藏的开发最早始于1927年美国的圣胡安盆地，大型开发始于1976年在加拿大阿尔伯达盆地的埃尔姆沃斯。我国自1971年发现川西中坝气田之后，也逐步系统地开始了对致密砂岩含气领域的研究，现在苏里格气田已成为我国最重要的致密气产区。

1地质概况

鄂尔多斯盆地地处陕西省和内蒙古自治区境内，在构造上位于伊陕斜坡带西北部，靠近天环坳陷，整体为一条宽缓的西倾单斜，坡角不足1°，面积约1100km2。盆地内发育一系列北东-南西走向的鼻隆构造，局部存在小幅顶面凸起和顶面洼地。鄂尔多斯盆地上古生界发育石炭系本溪组、太原组，二叠系山西组、石盒子组和石千峰组，目的层山1段和盒8段是研究区主力产气层，發育有较好储层物性的砂岩层，储集岩类型主要为砂岩，砂体具有纵向厚度大，横向分布呈近南北向条带状分布的特点。区内储层非均质性强，有效砂体叠置模式复杂，连通性差，气田地质特征复杂，开发难度大。沉积环境为沼泽背景下的辫状河三角洲和曲流河三角洲沉积，可分为水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂、分流间湾等沉积微相。储层埋藏时间长，成岩作用复杂，矿物间转化多样，孔隙发育受成岩作用影响较大。

2储层岩石学特征

储层岩性一般为石英砂岩、岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和杂砂岩，砾岩和泥岩较少。碎屑颗粒中石英、岩屑含量较高，石英含量39～64%，平均66.2%，长石不多，岩屑以燧石、千枚岩、石英岩、喷出岩岩屑为主。填隙物包括杂基和胶结物，胶结物包括硅质、钙质和高岭石、伊利石、绿泥石等粘土矿物。颗粒粒度中到粗粒，分选中等，颗粒多呈次棱-次圆状，颗粒间点、线接触，胶结类型以孔隙式胶结和接触式胶结为主，结构成熟度较低。孔隙以次生孔隙为主，原生孔隙多被阻塞破坏，次生孔隙以溶蚀孔隙和晶间孔为主。

3储层微观孔隙特征

储层孔隙以次生孔隙为主，原生孔隙较少。原生孔隙包括原生粒间孔和原生粒内孔；次生孔隙包括溶蚀孔隙（杂基溶孔、方解石溶孔、岩屑溶孔、长石溶孔）、填隙物晶间孔（高岭石晶间孔、伊利石晶间孔）、云母水化孔隙以及微裂缝等。

3.1微观孔隙类型

3.1.1原生孔隙

因遭受强烈的压实作用和胶结作用，大部分原生粒间孔隙消失殆尽，仅局部发育残余粒间孔，多分布在颗粒边缘处，没有加大边，孔隙被颗粒包围，没有或有很少填隙物，无被溶矿物残余，孔隙形态较规则，可呈三角状。地层中的泥质夹层会因压实而弯曲，碎屑颗粒会被压裂产生裂隙，成为油气运移通道，云母可发生明显变形，岩屑被挤入颗粒之间，占据原生粒间孔，堵塞孔隙空间，同时后期的胶结会进一步占据孔隙空间，阻塞孔喉，降低孔隙流体的流通性，使储层孔隙变差。因此，原生孔隙在总孔隙中所占比例较低，盒8段好于山1段。

3.1.2次生孔隙

当储层流体呈弱碱性时，石英会发生局部溶蚀现象，表现为颗粒的不规则边缘、石英颗粒的残余或加大边的溶蚀等，边缘多呈港湾状，溶蚀粒间孔连通性好，但在研究区比例很低。区内溶孔以岩屑溶孔为主，燧石、石英岩等岩屑由于内部成分不稳定，被溶蚀形成孔隙，多呈斑点状，亦发育少量石英粒内溶孔和方解石溶孔，是研究区山1、盒8段重要贡献孔隙类型之一。部分样品中杂基含量较高，杂基在适宜的成岩环境下部分溶蚀形成杂基溶孔，孔径往往很小，但大量的细小孔隙聚集在一起会形成较好的储层。

研究区可见大量形成于成岩过程中的分布于碎屑颗粒间自生矿物晶体间的微孔隙，主要有高岭石、伊利石、伊/蒙混层和绿泥石的晶间微孔。此类孔隙半径较小，具有一定连通性，但数量较多，是研究区目的层位重要贡献孔隙类型之一。山1段高岭石晶间孔较好，盒8段伊利石晶间孔较好，晶间孔可占面孔率的一半以上。微裂隙多由岩石组分收缩或构造应力作用而形成，可切穿碎屑颗粒和填隙物，具一定的延伸方向，而且随着延伸距离的增大可能逐渐变窄或消失，研究区压实作用较强而构造活动较弱，仅有少量微裂隙发育。

3.2储层喉道特征

盆地内储层喉道多样，通过铸体薄片镜下观察分析，喉道以片状（弯片状）喉道、缩颈型喉道为主，孔隙缩小型喉道较少，杂基含量较高的薄片中可见少量管束状喉道，具体的喉道如下：

孔隙缩小型喉道：为孔隙缩小部分所形成，在以粒间孔为主的薄片中常见，岩石结构多以颗粒支撑为主，填隙物较少，为大孔粗喉，孔喉直径比接近于1。

缩颈型喉道：此类喉道是颗粒的不接触面因压实等作用而紧密排列时，可变断面彼此紧邻而形成，也可由粘土薄膜衬边式胶结而成。此类喉道连接的孔隙可能比较大，但喉道却较窄，油气难以流动，使得储层可能孔隙度较高，但渗透率却可能较低，一般为大孔细喉型，多见于有绿泥石薄膜发育的点接触颗粒间。

片状喉道：喉道细长，弯曲程度不高者为片状，弯曲程度较高者为弯片状。此类喉道为颗粒之间的长条状通道，有窄片状和宽片状两种类型，研究区一般为小孔极细喉道，后期受溶解改造也可以成为粗喉型。

管束状喉道：孔隙由细而长的管状喉道相连，其断面近于圆形，由于细长，吸附力较大，流体自由流通较困难，杂砂岩中可见少量此类喉道。

结论

1鄂尔多斯盆地储层孔隙度为4.1%～13.6%，渗透率为0.03～1.9μm2，平均为0.49μm2，属于典型的低孔低渗、致密砂岩气藏。

2储层孔隙以次生孔隙为主，原生孔隙较少，其中粘土矿物晶间孔和溶蚀粒间孔是主要孔隙，对储层物性改善具有重要作用。

3储层喉道以片状喉道、弯片状喉道、缩颈型喉道为主，孔隙缩小型喉道较少，杂基含量较高的薄片中可见少量管束状喉道，片状吼道和弯片状喉道对油气运移最重要和有利的通道。

参考文献：

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