致密砂岩孔隙演化特征及其成岩作用对储层质量的影响——以鄂尔多斯盆地马岭南延长组长8储层为例

肖 晖，王浩男，杨引弟，柯昌艳，折海琴

(1.西安石油大学 地球科学与工程学院，西安 710065；2.西安石油大学 陕西省油气成藏地质学重点实验室，西安 710065)

储层质量是影响致密砂岩油气勘探开发的重要因素，其取决于沉积物源、沉积构造及成岩作用等[1-6]。当物源条件及沉积环境差异较小时，成岩作用及差异性改造则成为储层质量的主要影响因素。对于致密砂岩储层成岩作用研究，前人多体现在成岩作用的类型及特征[7-9]、致密化成因及机理[10-14]以及成岩序列恢复和储层孔隙度定量恢复[15-18]等方面，成岩差异演化及对储层质量影响方面研究相对薄弱。致密砂岩储层由于地质历史时期强烈地成岩作用改造，使得现今储层致密、非均质性强、物性较低、微观孔喉结构差异较大，导致储层储集性能及渗流能力相差悬殊[19-21]。因此，研究差异成岩演化对储层微观孔喉结构的影响，对储层储集性能和渗流特征至关重要，同时也为优质储集体预测提供依据。

本次研究针对鄂尔多斯盆地西南部马岭南长8油层组致密砂岩储层，采用铸体薄片镜下观察及图像分析、扫描电镜、阴极发光、高压压汞、核磁共振等实验方法，运用岩相学原理恢复研究区成岩演化序列，定量计算不同成岩作用条件下储层孔隙度损失率，进而对储层差异成岩演化进行分类描述。结合高压压汞孔喉结构及核磁共振可动流体参数，对不同成岩演化条件下微观孔喉结构特征、储层储集性能及渗流能力的影响进行研究。

1 储层特征

1.1 储层沉积特征

研究区位于鄂尔多斯盆地马岭南部(图1)，上三叠统延长组长8沉积时期主要受西南方向物源和沉积体系控制，发育三角洲前缘沉积环境，发育的沉积微相有水下分流河道、河口坝、水下分流间湾及河道侧翼，含油砂体主要为水下分流河道。砂体颗粒粒径主要分布范围为0.14～0.35 mm，平均为0.25 mm，主要为细砂岩(68.2%)，其次为中砂岩(17.8%)。

1.2 岩石学特征及孔隙类型

根据657块岩矿鉴定资料，研究区长8储集层岩石类型以岩屑长石砂岩为主(63.5%)，其次为长石岩屑砂岩(27.6%)，成分成熟度普遍较低。碎屑组分中主要为石英，含量28.03%～30.71%，平均29.37%；长石含量24.51%～33.59%，平均29.05%；岩屑含量18.6%～24.82%，平均21.71%。马岭南地区长8砂岩岩屑主要为喷发岩、千枚岩、白云母、隐晶岩和石英岩，其次是板岩、变质砂岩和片岩，含少量燧石、灰岩和泥岩。填隙物主要以云母、绿泥石、方解石、铁方解石和硅质为主，其次为高岭石、白云石和泥铁质。马岭南地区长8砂岩颗粒分选性以好和中为主，磨圆度以次棱角状为主，接触方式为点—线接触为主，局部呈线—线接触。研究区长8储层整体成分成熟度低、结构成熟度较高，这与鄂尔多斯盆地西南部延长组长8储层特征一致[22-24]。

图1 鄂尔多斯盆地构造单元及研究区井位

通过352块铸体薄片统计表明，马岭南长8储层主要发育粒间孔(平均面孔率2.09%)、长石溶孔(平均面孔率0.75%)，其次为粒间溶孔、岩屑溶孔、晶间孔和少量微裂隙，平均面孔率均在0.5%以下，长8储层整体面孔率较低[17-18]。

1.3 物性特征

据8 106块岩心实测物性资料统计，研究区长8储层孔隙度主要分布在4%～12%，平均为9.04%；渗透率主要分布在(0.01～0.6)×10-3μm2，平均0.45×10-3μm2，属于典型的低孔—超低渗致密砂岩储层。由于岩石孔喉结构与储层后期成岩改造的影响，使得该类储层微观孔喉结构与宏观物性特征相对复杂[18，25]。

2 成岩作用类型与特征

对本区岩心铸体薄片、扫描鉴定、阴极发光及X衍射等测试数据分析发现，马岭南长8储层成岩作用主要有压实、胶结、溶蚀和交代作用等。其中对储层孔隙影响最大的成岩作用为压实、胶结和溶蚀作用[7]。

2.1 压实作用

压实和压溶作用是使研究区长8储层致密化的主要成岩作用[26]。根据薄片及扫描电镜观察，压实作用主要表现为石英、长石等刚性颗粒定向排列、挤压破裂，水云母、板岩、千枚岩等塑性矿物强烈挤压变形(图2a-c)，造成原生孔隙减少，堵塞喉道，喉道曲率增加。随着压实、压溶作用的增强，颗粒间由点—线接触逐渐演变为线—线接触(图2d)。

2.2 胶结作用

根据研究区大量薄片的鉴定结果，马岭南地区长8储层主要发育硅质胶结、钙质胶结和自生黏土矿物胶结3种类型，其中以钙质胶结和黏土胶结为主。

研究区硅质胶结普遍发育，主要发育环绕石英颗粒的次生加大边和孔隙间充填的自生石英(图3a-b)，以前者为主。石英加大常见Ⅱ、Ⅲ级加大，含量在0～4.1%，平均1.24%，粒间充填石英晶粒含量较少，平均在0.45%。

图2 鄂尔多斯盆地马岭南部延长组长8砂岩压实作用及其特征

通常认为硅质胶结物SiO2主要来源与石英颗粒的压溶重结晶过程有关[27]，研究区长8储层石英颗粒压溶现象较少见。SiO2的形成与酸性环境中不稳定矿物如钾长石、火山岩屑等溶蚀过程有关。理论计算表明一个体积的钾长石可产生0.43个单位体积的SiO2，为硅质胶结物的形成提供了主要物质来源[28]。

研究区石英颗粒的多级加大程度是不均一的，加大边的宽窄主要受孔隙空间限制或压溶作用的影响[29]。自生石英颗粒多见于绿泥石薄膜发育的残余粒间孔隙中。国内外学者认为绿泥石的发育抑制了石英次生加大的胶结[30-31]。黄思静等[32]认为自生绿泥石薄膜将石英颗粒与孔隙流体阻隔，抑制其自生加大。自生石英充填程度高的地区，可将绿泥石薄膜形成后残余孔隙部分充填。从产状上看，充填于孔隙间的自生石英形成的时间晚于石英加大(图3a)。

图3 鄂尔多斯盆地马岭南部长8砂岩硅质、黏土及钙质胶结特征

a.粒间孔中充填的自生石英晶体，Y80井，2 002.11 m；b.扫描电镜下石英颗粒多级加大，L78井, 2 203.1 m；c.自生黏土矿物充填孔隙及衬垫状附着在颗粒表面，C21井，2 130.1 m；d.扫描电镜下绿泥石薄膜发育，C21井，2 130.1 m；e.含铁方解石连晶式充填在粒间孔以及长石溶孔内充填的含铁方解石，用氰化钾和茜素红混合液染色呈现暗红色，L144井，2 242.2 m；f.扫描电镜下粒间孔中充填的菱面体碳酸盐，晶粒粗大，L144井，2 242.2 m；g.交代成因的斑状含铁白云石以及泥晶方解石，含铁白云石呈现浅蓝色，L144井，2 242.2 m；h.孔隙中充填的泥粉晶方解石晶粒，2 242.2 m。

Fig.3 Diagenetic characteristics of siliceous, clay mineral and carbonate cement of Chang 8 reservoir in Yanchang Formation, southern Maling, Ordos Basin

钙质胶结在研究区砂岩中普遍发育，但含量变化很大，在0～36.2%，平均含量4.71%,主要为成岩晚期形成的含铁方解石(平均含量4.51%)和含铁白云石(平均含量0.2%)(图3e-g)，早期形成的方解石分布范围很有限，观察的所有薄片中出现的概率不到20%，平均含量小于0.6%。通常普遍发育方解石的砂岩，含铁方解石和含铁白云石不发育。早期形成的方解石结晶度较差，晶粒一般较小(图3h)，以泥晶基底式胶结为主[33]。晚期形成的碳酸盐胶结物胶结充分，晶粒较大，多以粒间充填的连晶状分布和斑状分布为主(图3e-f)，少量为充填在长石次生溶蚀孔内(图3e)。连晶状含铁方解石发育的砂岩往往压实程度相对较弱，高强度钙质胶结导致残余粒间孔消失，储层物性一般很差[34-35]。

国内外学者通常认为钙质胶结的物质来源有二[36]：一是成岩作用早期阶段，源于火山岩屑溶蚀形成蒙脱石，蒙脱石向伊利石转化过程中使得孔隙水中Ca2+离子含量升高，为钙质沉淀提供来源，研究区砂岩中的泥粉晶方解石的形成多与此成因有关[7]；二是成岩晚期源于有机质脱羧后CO2进入储层，酸性流体溶蚀长石及早期形成的方解石产生的大量Ca2+，由于早期压实作用原生粒间孔减少，封闭环境下粒间孔及长石溶蚀孔中胶结、交代形成连晶式含铁方解石[27]。对于泥质含量高、压实作用相对较强的砂岩，残余粒间孔不发育，易形成少量交代成因的斑状式的含铁方解石，使孔隙度进一步降低。

通过黏土矿物X衍射分析表明，马岭南地区黏土矿物含量在4.52%～11.37%，平均为7.51%，其中以绿泥石(平均含量43.69%)和伊利石(平均含量39.96%)为主，其次为伊/蒙间层(平均含量16.35%，)，伊/蒙间层中蒙脱石含量一般小于15%，黏土矿物含量与鄂尔多斯盆地西南部长8储层含量特征类似[14]。

大量岩石薄片及扫描电镜观察表明，绿泥石胶结物呈现叶片状，以颗粒表面衬垫方式产出黏土膜(图3c-d)，伊利石主要呈现丝状及搭桥状，充填于孔隙或喉道内，伊/蒙间层多以蜂窝状充填，充填于孔隙内或长石颗粒表面[22]。

绿泥石薄膜发育的砂岩，厚度约为5～8 μm，绿泥石薄膜形成于中成岩A期早期，发生在石英一期加大之后，孔隙充填自生石英晶体大量充填之前(图3a)。绿泥石胶结物主要来源于成岩早期的碱性地层水，早期火山岩屑转化使得孔隙水中Fe2+和Mg2+浓度增加，为绿泥石提供物质来源[27]。绿泥石薄膜的大量发育增强砂岩储层的抗压能力，另外绿泥石薄膜阻隔了矿物与孔隙水之间的离子交换，阻止颗粒继续自生加大，有利于原生孔隙的保存[31]。镜下观察表明，绿泥石发育的地区，颗粒间多以点—线接触为主，石英多级自生加大现象也较少。

伊利石的成因有很多种，早期蒙脱石的转化，长石、云母等硅酸盐矿物风化形成碎屑伊利石以及长石的伊利石化等。扫描电镜下，伊利石除了充填孔隙及网状搭桥喉道外，也以颗粒包膜的形式出现[7]，伊利石集合体常呈鳞片状、碎片状和羽毛状。

2.3 溶蚀作用

溶蚀作用是鄂尔多斯盆地延长组砂岩非常普遍的成岩作用类型[33]。通过大量的薄片观察表明，马岭南地区最常见的溶蚀作用是长石和岩屑的溶蚀作用(图4)。本次研究碳酸盐、黏土矿物和杂基溶蚀较少被观察到，它们所占的次生孔隙非常有限[7]。

长石的溶解受温度、pH值及有机酸类型等影响，不同长石类型受影响程度不同。温度增加，钾长石易于发生溶蚀，而钠长石和钙长石的溶解度变化不大或略有下降。3种类型长石的溶解度都随pH值的降低而上升，中性和弱碱性条件下长石溶解度最小[4]。当地层中有机质在高温高压下分解产生大量有机酸时，长石溶蚀强烈[22]。研究区长8砂岩长石颗粒中钠长石较钾长石更易发生溶解，多沿解理缝溶蚀呈蜂窝状，部分薄片镜下可见长石颗粒完全溶蚀形成的铸模孔但多被晚期铁方解石部分—完全充填。长石溶蚀孔面孔率整体不发育，小于粒间孔面孔率，分布在0～1.5%，平均在0.75%。但当砂岩钙质胶结强烈，粒间孔不发育时，长石溶蚀孔仍是最主要的孔隙度贡献者，其次为岩屑溶蚀。

图4 鄂尔多斯盆地马岭南部长8砂岩溶解成岩作用

研究区长8砂岩可见火山岩岩屑的溶蚀现象，形成岩屑粒内溶孔，但较长石溶蚀量偏低，面孔率在0～0.85%。由于岩屑的溶解需要酸性水的存在，同时满足良好的孔隙通道。岩屑大量发育的储层中，岩屑因压实作用形成假杂基阻塞孔隙，使得岩屑溶蚀量远低于长石溶解量。

3 孔隙演化定量计算

3.1 成岩序列恢复

石英Ⅱ—Ⅲ加大、绿泥石和伊利石发育，蒙脱石占比I/S小于15%等成岩现象，说明研究区长8砂岩成岩作用阶段为中成岩A期晚期到B期早期阶段，这与前人观点一致[18]。

成岩序列因岩石学特征的不同而不同。粗粒砂岩与细粒砂岩、富含塑性与富含刚性颗粒砂岩的成岩序列不同，且早期成岩作用的差异影响后期成岩演化。马岭南地区长8优质储层多发育中—细砂岩，储层热演化程度相近，经历了淡水—半咸水的成岩环境。成岩作用特征研究发现，刚性颗粒及塑性颗粒含量的差异影响压实作用程度，而压实作用的不同会影响晚期胶结作用过程。

富含塑性颗粒的砂岩储层，如C21、L78井，云母含量平均达11.2%，塑性颗粒总含量大于17%。该类砂岩压实作用相对较强，云母矿物由于压实挤压变形形成假杂基，使得粒间孔在成岩早期就大量损失。晚期绿泥石、伊利石及钙质胶结进一步充填残余粒间孔，溶蚀作用是控制该类储层质量的主要因素。当长石粒内溶蚀作用发育时，如L78井，溶蚀面孔率为3.5%，物性相对较好，孔隙度在8.43%；反之溶蚀作用不发育，或长石溶蚀孔被大量充填的井，如C21井，总面孔率小于0.5%，孔隙度为5.23%。溶蚀作用强度是该类储层物性的主要影响因素。

富含刚性颗粒的砂岩储层云母含量低于5%，刚性颗粒含量大于34.5%。该类砂岩是研究区优质储层代表性岩石类型。岩石经过一定的压实作用后石英次生加大。中期成岩作用阶段后，绿泥石薄膜沿颗粒表面衬垫式胶结，抑制了石英的进一步加大，之后是方解石的胶结及自生石英晶体孔隙式充填。石英次生加大边中发育盐水包裹体，均一化温度峰值在74～86 ℃，而方解石胶结物中的盐水包裹体均一化温度峰值在91～117 ℃[7]，证实了这一系列成岩序列。

在方解石胶结之后是方解石的溶解作用(研究区所观察到的方解石溶解作用不明显)，同时伴随长石及岩屑的溶蚀，之后是烃类充注成藏。而未发生烃类充注的孔隙中，则发生晚期含铁方解石或含铁白云石的交代、胶结作用，因为在镜下可以观察到这些含铁方解石充填溶蚀孔隙。对于富含刚性颗粒的砂岩储层，绿泥石薄膜及钙质胶结的充填程度是影响该类储层物性的主要因素。

综上并结合前人成岩序列研究结果[14-16,37]，可以恢复出研究区长8储层代表性成岩序列为：压实、压溶作用—石英次生加大—绿泥石薄膜胶结—早期方解石、黏土胶结—长石、岩屑溶蚀—烃类充注—晚期含铁方解石胶结(图5)。

3.2 成岩演化定量计算

定量计算不同成岩阶段的成岩作用对储层孔隙度演化贡献率，是研究差异成岩演化的关键。根据薄片图像分析及粒度分析结果，应用BEARD等[27]提出的砂岩原始孔隙度计算公式计算研究区样品的原始孔隙度。

φ0=20.91+22.9/S0

(1)

式中：φ0为原始孔隙度，%；S0为特拉斯克分选系数，S0=(P25/P75)/2，P25为粒度累计曲线上颗粒体积分数25%对应的颗粒直径，P75为粒度累计曲线上颗粒体积分数75%对应的颗粒直径。

压实减少的孔隙度主要利用ATHY[38]提出的公式(2)计算：

φn=φ0·e-ah

(2)

式中：φn为剩余孔隙度，%；a为压实因子，粉砂岩和中细砂岩的压实因子一般为0.000 33～0.000 40，本次计算取0.000 33；h为样品埋深，m。

溶蚀增加孔隙度和胶结物减少孔隙度分别用式(3)、(4)进行计算：

φ溶=(φ今/M总)M溶

(3)

φ胶=(φ今/M总)M胶溶+M胶

(4)

式中：φ溶、φ胶分别为溶蚀增加孔隙度和胶结减少孔隙度，%；φ今为现今实测孔隙度，%；M总、M溶、M胶溶、M胶分别为薄片统计样品的总面孔率、溶蚀孔面孔率、胶结溶蚀面孔率和胶结物含量，%。本次研究发现研究区样品中胶结物未见有明显的溶蚀现象，因此胶结损失孔隙度约为φ胶=M胶。

图5 鄂尔多斯盆地西南部研究区埋藏史及成岩演化序列埋藏史图引自文献[18]。

孔隙演化计算结果分析表明(表1)，压实作用孔隙减少率平均在49.51%，胶结作用孔隙减少率平均在30.6%，溶蚀作用孔隙增加率平均在7.0%，压实作用是导致本地区储层致密化的主要因素。根据代表钻井样品的孔隙演化特征，可将马岭南部地区长8储层成岩改造特征分为4种类型，分别是绿泥石薄膜发育、最大长石溶蚀、最大压实压溶和最大钙质胶结(表1)。不同成岩改造类型对储层孔隙结构发育特征的影响具有差异性。

表1 鄂尔多斯马岭南部长8储层不同成岩作用定量计算的过程参数与结果

Table 1 Process parameters and results of quantitative calculation of different diagenesisin Chang 8 reservoir of southern Maling, Ordos Basin %

样号K/10-3μm2压实作用减少率早期黏土、硅质胶结减少率绿泥石胶结减少率钙质胶结减少率溶蚀作用增加率φ0φ计算φ今孔隙度相对误差绿泥石薄膜发育(L154-1,2 274 m)0.843 947.227.1112.027.06.0037.1512.1311.079.57最大长石溶蚀(B16,2 055.4 m)0.192 150.7512.852.2418.012.0037.1110.459.3212.12最大压实压溶(W74-2,1 881.6 m)0.106 954.0114.472.0315.010.0037.989.308.894.61最大钙质胶结(L144-3,2 297.4 m)0.024 146.8515.275.5624.05.0033.864.515.0610.87长8储层平均值0.2949.5111.359.2510.07.036.409.969.7110.81

4 差异性成岩演化对孔隙结构的影响

根据高压压汞和核磁共振实验，分别对以上4种成岩改造类型的储层储集性能和渗流能力进行评价(表2)。

4.1 绿泥石薄膜胶结

以 L154-1样品为例，早期压实作用孔隙减少率相对较小，在47.22%。根据薄片观察该样品绿泥石薄膜发育，绿泥石胶结含量为4.3%，一定程度上抑制了石英多级加大，粒间孔大量发育。同时钙质胶结含量较低，孔隙减少率在7%，使得残余粒间孔得以保存。该类储层物性最好，岩样孔体积相对较大，连通性较好，高压压汞分析孔喉中值半径为0.36 μm，最大进汞饱和度78.45%，退汞效率为56.61%。核磁共振分析束缚水饱和度相对较低，为40.62%，可动流体饱和度为4.95%，储层渗流能力强。

4.2 最大长石溶蚀

以B16样品为例，早期压实作用孔隙减少率相对较强，在50.75%。绿泥石含量低，孔隙减少率为2.24%，硅质和钙质胶结物含量较高，粒间孔不发育，后期经历了较为强烈的溶蚀作用，溶蚀孔隙度增加率为12%，薄片观察表明，主要形成溶蚀粒内孔及少量岩屑溶孔。该类储层物性较好，高压压汞分析孔喉中值半径为0.031 3 μm，最大进汞饱和度为84.74%，退汞效率41.42%，退汞效率明显较绿泥石薄膜发育的储层低，表明岩样孔隙连通性相对较差；核磁共振分析束缚水饱和度为74.04%，可动流体孔隙度为1.50%，综合储层宏观物性评价为较好储层。

4.3 最大压实压溶

以W74-2样品为例，早期压实作用孔隙度损失率最大，为54.01%，加上不同时期的胶结作用，颗粒接触紧密，云母等塑性颗粒强烈变形，粒间孔基本不发育。高压压汞分析孔喉中值半径为0.098 7 μm，最大进汞饱和度为74.44%，退汞效率为28.79%，表明喉道更加复杂，储层非均质性较强；核磁共振分析束缚水饱和度为77.54%，可动流体孔隙度为1.33%，综合储层宏观物性评价为中等储层。该类储层主要发育在河道侧翼，沉积水动力相对较弱，以细砂为主，粉细砂岩次之，泥质含量相对较多，岩屑及云母等塑性含量相对较高。

表2 鄂尔多斯马岭南部长8储层不同成岩演化类型孔喉结构及可动流体特征

Table 2 Characteristics of pore-throat structure and movable fluid of different diageneticevolution types in Chang 8 reservoirs, southern Maling, Ordos Basin

4.4 最大钙质胶结

以L144-3样品为例，钙质胶结强烈，孔隙度损失率高达24%，含铁方解石呈连晶式充填于粒间孔中，储层致密化程度高，物性相对较差。高压压汞分析孔喉中值半径仅为0.008 3 μm，进汞饱和度和退汞效率均较低，分别为55.79%和31.97%；核磁共振束缚水饱和度高达93.55%，可动流体孔隙度仅为0.10%，综合评价为差储层。钙质胶结强烈的储层多为河道侧翼及向分流间湾过渡带，砂泥互层频繁或砂体多成透镜体被泥岩包裹。

5 不同成岩作用对储层质量的影响

孔喉结构是指孔喉的几何形态、大小、分布以及连通性，其直接决定着储层的储集性能和渗流能力[39]，分析不同成岩作用对储层孔喉结构的影响，进而分析对储层储集性能及渗流能力的影响。

5.1 孔喉分布及孔喉大小

以中值半径作为反映样品孔喉分布大小的参数，与不同成岩作用参数做相关性分析(图6)。结果表明，压实作用、钙质胶结与中值半径整体呈现负相关，随着压实程度及钙质胶结作用的不断增大，储层孔喉大小趋于变小，孔隙以小孔为主。溶蚀作用与中值半径整体呈现正相关，表明随着长石、岩屑等溶蚀作用的增强，促进了次生孔隙的发育，一定程度上增加了孔隙半径大小。由于溶蚀作用的主体钠长石溶蚀孔多为粒内孔隙，连通性相对较差，造成由高压压汞实验得出中值半径与溶蚀增大率相关性较低。绿泥石含量相关性分析表明，在绿泥石胶结含量小于4.3%时，随着胶结含量的增加，中值半径也相应增加，当胶结物含量大于4.3%时则相反。这反映出绿泥石薄膜胶结对储层影响的2个方面:适量的绿泥石薄膜发育可以有效的抑制压实作用，利于粒间孔隙保存；而胶结含量过多则导致较厚的绿泥石薄膜附着于颗粒表面，减小孔喉半径，并且绿泥石晶间发育大量微孔，使得储层中值半径减少。

5.2 储层储集性

储层储集性是评价其含油气性的一个重要指标，高压压汞最大进汞饱和度能很好地反映储集性能。通过对不同成岩作用参数与进汞饱和度的相关性分析发现(图7)，随着压实和钙质胶结作用的增强，均导致储层储集空间减少，进汞饱和度降低，储层储集性变差；而溶蚀作用与最大进汞饱和度呈正相关关系，溶蚀作用对储层储集性起一定的改善作用；绿泥石胶结与最大进汞饱和度也呈现出一定的正相关性，主要因为储层储集性主要与孔隙发育程度有关。扫描电镜观察绿泥石薄膜厚度约在5～8 μm之间，而孔隙直径多在100 μm以上，因此其对储集性影响不大。同时绿泥石薄膜的存在，使得储层抗压实能力强，粒间孔相对发育。

图6 鄂尔多斯马岭南长8储层压实减少率、绿泥石胶结、溶蚀增加率、钙质胶结与中值半径关系

图7 鄂尔多斯马岭南长8储层压实减少率、绿泥石胶结、溶蚀增加率、钙质胶结与最大进汞饱和度关系

5.3 储层渗流能力

致密砂岩储层由于孔喉结构复杂，非均质性强，评价储层渗流能力是非常必要且有意义的。核磁共振可动流体孔隙度是指孔径大于截止孔径的可动流体孔隙体积占岩样总体积的百分数。用该参数可以有效地评价储层的渗流能力[40]。通过成岩作用参数与可动流体孔隙度相关性分析发现(图8)，压实、钙质胶结成岩作用均与可动流体孔隙度呈一定负相关性，而绿泥石胶结、溶蚀作用与之呈正相关。压实压溶导致塑性岩屑占据孔隙，堵塞喉道，喉道多变为片状及弯片状，使储层渗流能力降低；绿泥石薄膜发育时孔隙与喉道相对发育；薄片及扫描电镜观察发现，溶孔主要以粒内溶孔为主，且多为闭孔，连通性差，因此溶蚀作用的增加对储层渗流能力的影响极为有限。但当溶蚀作用强烈，形成部分连通性好的串珠状溶孔，可改善储层渗流；钙质胶结与可动流体孔隙度呈明显的负相关，表明钙质胶结对储层渗流能力的降低起主要控制作用。

图8 鄂尔多斯马岭南长8储层压实减少率、绿泥石胶结、溶蚀增加率、钙质胶结与可动流体孔隙度关系

以上相关性分析表明，适量绿泥石胶结为主的储层其粒间孔相对发育，孔喉半径较大，储层储集性好，渗流能力好；溶蚀作用为主的储层由于溶蚀孔隙发育，储集性和渗流能力相对较好；压实作用为主的储层由于强烈压实导致孔隙、喉道大量减少，但相比钙质胶结储层，储集性和渗流能力要好；以钙质胶结为主的储层最差，储层孔喉发育差，储集性和渗流能力均为最低。依据成岩演化角度分析储层储集及渗流能力，分析成岩作用对储层发育的控制因素，为优质储集体预测提供依据。

6 结论

(1)鄂尔多斯盆地马岭南地区长8砂岩主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，具有低成分成熟度和较高的结构成熟度。砂岩在埋藏过程中经历了压实、胶结及溶蚀等成岩作用，其中压实作用强烈，可见云母等塑性矿物压实变形及颗粒定向排列的现象。硅质胶结主要为次生加大及自生石英晶体，但胶结程度低—中等；黏土矿物以绿泥石、伊利石为主，前者以颗粒表面衬垫式胶结为主，后者以网状及搭桥状孔隙充填为主；碳酸盐胶结物主要为晚期连晶式含铁方解石及斑状含铁白云石；溶解作用主要以长石溶蚀为主，岩屑溶蚀次之，碳酸盐溶蚀较少。

(2)研究区长8砂岩整体进入中成岩A期晚期到B期早期阶段。根据大量薄片镜下观察及岩矿测试结果，储层岩石类型相近，经历了相似的成岩演化过程，砂岩中刚性颗粒与塑性颗粒含量是影响压实程度的主要原因。富含塑性颗粒的砂岩储层，压实作用相对较强，粒间孔在成岩早期就大量损失，溶蚀作用是控制储层质量的主要因素；刚性颗粒较多的砂岩，在经历了一定的压实作用后，残余粒间孔仍然发育，绿泥石薄膜及钙质胶结物的充填程度是影响储层质量的关键因素。

(3)压实作用孔隙减少率平均在49.51%，胶结作用孔隙减少率平均在30.6%，溶蚀作用孔隙增加率平均在7.0%，压实作用是导致本地区储层致密化的主要因素。不同成岩改造类型对储层孔隙结构发育特征的影响具有差异性。绿泥石薄膜发育的储层质量最好，长石溶蚀为主的储层，储集能力较好，但渗流能力相对较差；压实、压溶作用强烈和钙质胶结充填为主的储层，其储层质量相对较差。

(4)压实程度、绿泥石胶结、溶蚀程度和钙质充填程度是影响储层孔径大小、储集性和渗流能力的主要因素。