吴起油田C9 储层成岩阶段及成岩相特征研究

金绍臣，乔 良，庄腾腾，周宁杰，袁 方，樊 红，黄少伟

（中国石油长庆油田分公司第九采油厂，宁夏银川 750006）

鄂尔多斯盆地中生界油藏具有低孔低渗特征，延长组是典型的致密砂岩非常规油藏[1]。储集层成岩作用与含油气盆地的勘探开发紧密相关，一直以来在石油地质界备受关注。沉积特征决定了储层的空间分布和原始物性组成，而储层的最终孔渗特征由成岩作用控制[2，3]。吴起油田延长组具有良好的油气勘探开发潜力，前人对研究区储层的研究主要集中于储集层、沉积相特征及成藏规律等方面[4-6]。在前人研究的基础上利用岩心描述、铸体薄片、物性分析、扫描电镜等实验测试分析结果，对鄂尔多斯盆地吴起油田C9 储集层成岩阶段及成岩相进行研究，明确研究区目的层的成岩作用与孔隙演化模式及成岩相分布特征，旨在为下一步油气勘探潜力提供参考。

1 C9 储集层成岩阶段

碎屑岩成岩阶段是指碎屑沉积物沉积后经各种成岩作用改造直至变质作用之前经历的不同地质史演化阶段。成岩作用的演变，随着沉积盆地的地质条件和历史变迁有着不同的差异。

1.1 成岩作用特征

通过对本研究区岩心资料的分析及与邻区进行了对比后得知本区的成岩作用以压实、胶结、溶蚀作用为主。显微镜下主要特征为：（1）碎屑颗粒紧密接触，变质岩屑及云母类塑性变形、定向性排列，岩石的颗粒为长轴定向、半定向性排列；（2）不同岩石颗粒的接触关系发生变化，从点接触变为点-线接触，孔隙空间被压缩或喉道变窄；（3）绿泥石膜主要呈栉壳状结构垂直于碎屑颗粒表面分布，阻碍了自生石英、长石等的生长，有利于原生粒间孔的保存，形成较发育的自生绿泥石晶间孔隙；（4）碳酸盐胶结物多具晶粒结构, 以嵌晶式、薄膜式和栉壳状充填于原生、次生孔隙之间；（5）溶蚀作用因为溶蚀而使得孔隙空间加大使得储集层储集能力变得更好，长石碎屑边缘被溶蚀呈港湾状或沿其解理发生轻微溶蚀而形成不连续的微小粒内溶孔。

1.2 成岩阶段划分

不同成岩阶段的划分依据主要是自生矿物的特征、黏土矿物组合及伊/蒙混层的转化、有机质成熟度指标、岩石的胶结特征及孔隙类型和古温度等。

研究区压实作用使得塑性岩屑发生弯曲变形、刚性岩屑碎裂，导致原生孔隙的大幅度减少；黏土矿物、方解石胶结物在某些井位和层段中含量可达15%，并形成连生胶结，造成砂岩的孔隙度损失严重；溶蚀作用形成的次生粒内溶孔（包括少量粒间溶孔）增加了研究区面孔率，平均值达到 2.87%，对储层的孔隙度具有一定的贡献。通过分析认为，研究区C9 储集砂岩处于晚成岩阶段A期的晚期至B期的早期（见图1）。

图1 吴起地区C9 储层成岩演化序列

2 成岩相分布特征

根据储集体岩石的填隙物组分特征、次生成岩特征（包括胶结物成分与胶结类型、压实和溶蚀组构、孔隙类型及分布等）的差异对成岩相进行划分，成岩相可以分为有利的粒间孔发育相、粒间孔-溶孔发育相、长石溶蚀相；破坏性成岩相带碳酸盐胶结、水云母胶结相、绿泥石胶结相等，在填隙物含量低于8%时，为机械压实相。

2.1 成岩相与储层物性相关性

统计分析表明本区储层物性与不同成岩相间相关性较好：粒间孔所对应的孔隙度一般大于10.5%，渗透率大于0.4 mD；溶蚀孔相孔隙度8%～10.5%，渗透率0.1 mD～0.4 mD；碳酸盐胶结相孔隙度6.6%～8.5%，渗透率小于0.1 mD～0.15 mD；水云母胶结相孔隙度6%～8%，渗透率小于0.15 mD。

2.2 不同成岩相分布规律

在薄片分析资料基础上，结合储层物性与成岩相相关性分析，C9 储层不同类型成岩相变化规律如下：

粒间孔发育相：在各个小层都有发育，主要在水下分流河道发育。岩石碎屑成分以长石为主，石英次之，孔隙类型以残余粒间孔为主，主要发育在分流河道内。粒间孔含量大多＞3%，在中部、北部和东北局部粒间孔含量＞5%。从C92到C91，粒间孔含量整体随着分流河道范围萎缩而减少。C92面孔率大于3%的区域在工区北部边缘一带。C913小层受沉积作用影响，砂体延伸范围有所减少，面孔率大于3%的区域进一步缩小，但面孔率大于3%的区域依然局限在胶结作用较差的北部区域。C912小层面孔率大于3%的区域进一步缩小，C911小层面孔率大于3%的区域在北部连片。

溶蚀相：溶蚀相是溶蚀作用比较发育的地方，包括粒间孔-溶孔发育相及长石溶蚀相的统称，其发育程度同样受砂岩发育程度控制。溶蚀相在各个小层都有发育，基本呈条带状展布特征。在C922小层溶蚀孔大于3%的区域局限在西南方向。C921小层溶蚀孔大于3%的区域位于工区中部、南部一带。C913小层溶蚀孔大于3%的区域向北继续扩展，但大于5%的较有利的成岩相以条带状、点状分布，主要位于工区中部。C912小层溶蚀孔大于3%的区域在三角洲前缘砂体端部形成优势，分布在工区西南角。C911小层溶蚀孔大于3%的区域集中分布在工区西南角一带。

碳酸盐胶结相分布范围局限在研究区北部，水云母胶结相则局限在研究区南部。

平面上C922砂体最为发育，粒间孔及溶蚀孔有利成岩相带大面积分布，溶蚀孔相主要沿粒间孔相外围大面积展布，碳酸盐胶结相主要位于工区北部，水云母胶结相主要位于工区南部；C921发育多条较有利的成岩相，工区西部、中部、东部一带都发育有粒间孔相，工区由北向南呈条带状发育有溶蚀孔相；C913有利的成岩相带范围明显减少，工区大面积分布碳酸盐胶结相及水云母胶结相，粒间孔相主要发育在工区北部、中部附近，溶蚀孔相南部零星分布；C912时期碳酸盐胶结相及水云母胶结相分布范围进一步扩大，粒间孔相只在工区中部、北部零星可见，分布范围小；C911时期相较于C912时期有利的成岩相带分布面积明显扩大，特别是溶蚀孔相在工区西部，延伸距离远，宽度大，呈条带状由东北向西南方向展布，粒间孔相分布范围也明显增多。

3 结论

（1）研究区C9 储层成岩作用以压实、胶结、溶蚀作用为主，处于晚成岩阶段A期的晚期至B期的早期。

（2）成岩相分为有利的粒间孔相、粒间孔-溶孔相、长石溶蚀相；破坏性成岩相碳酸盐胶结、水云母胶结相、绿泥石胶结相等，储层物性与不同类型成岩相间相关性较好。

（3）粒间孔发育相在各个小层都有发育，主要分布水下分流河道微相；溶蚀相是溶蚀作用比较发育的地方，其发育程度受砂岩发育程度控制，呈条带状展布特征；碳酸盐胶结相、水云母胶结相分布范围较局限，主要分布在研究区北部、南部。