鄂尔多斯盆地彭阳—泾川地区长81小层沉积储层特征

白金莉　李文厚　刘江斌　张倩　吴越

摘要：利用钻井岩心中沉积构造、古生物标志等对长81小层的沉积相进行分析，利用核磁共振、压汞、扫描电镜、铸体薄片等方法对长81储层进行研究。结果表明，彭阳—泾川地区主要发育三角洲前缘亚相，仅在西南缘发育三角洲平原亚相，发育4支北东—南西向展布的水下分流河道，水下分流河道砂体为主要储集砂体。砂岩类型以灰色—灰绿色、细—粉细岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，储集空间以粒间孔和溶蚀孔为主，孔隙类型主要是中—大孔隙，喉道主要为细喉和微细喉。长81储层处于晚成岩A期，压实-压溶作用导致原生孔隙减少23.8％，胶结作用使孔隙度减少27.35％，溶蚀作用增加的孔隙面孔率为1.23％。研究后认为，沉积相、成岩作用是控制研究区储层物性的重要因素。

关键词：彭阳—泾川地区；长81小层;沉积相;储层特征

中图分类号：TE122

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2020－02－002

The characteristics ofsedimentary facies and reservoir of the Chang 81

member in Pengyang－Jingchuan Area， Ordos Basin

BAI JinliLI WenhouLIU Jiangbin1， ZHANG QianWU Yue2

Abstract： Using the sedimentary structures and paleo－biotic features obtained from the drilling core to analyze the characteristics of sedimentary facies and reservoir of Chang 81 member in study area; using nuclear magnetic resonance， high pressure Hg injection， scan electron microscope，  casting lamella and other methods to analyze the characteristics of chang 81 reservoir. The investigation finds the chang 81 member of the Pengyang－Jingchuan Area mainly developed the braided river delta frontal subfacies， and the delta plain facies only developed in the southwest of study area， and the four underwater distributary channels are almost distributed from NE to SW， the channel sand dominated the advantage space. The Chang 81 member sandstone are mainly gray， green－grayish lithic feldspathic sandstone and feldspar lithic sandstone， the intergranular pore and  dissolved hole are main pore space of Chang 81 reservoir， and the pore type are mainly meso－and macroporosities， intergranular pore throat types are mainly micro throat and micro fine throa pore throat. The reservoir rocks are now in stage A of late diagenesis. Due to the compaction and presolution， cementation， the decrease of the primary sandstone porosity of each diagenesis are 23.8% and 27.35%; because of dissolution， the rate of face porosity slightly increased is 1.23%. After the research， it is believed that deposition and diagenesis are the main factors influencing physical properties in study area.

Key words： Pengyang－Jingchuan Area; Chang 81 member; sedimentary facies; characteristics of reservoir

彭陽—泾川地区位于鄂尔多斯盆地天环拗陷及渭北隆起构造带，北起彭阳，南达陇县，西至华亭，东至灵台（见图1）。彭阳—泾川地区在长8油层组有较好的试油显示，近年来展现出良好的勘探开发潜力［1-2］。三叠系延长组长8油层组是鄂尔多斯盆地主力产油层系之一，前人在物源、沉积成岩作用、成藏特征等方面做了相应研究［3-6］，但针对研究区长81小层沉积相的储层特征研究较少。李文厚［4，7］，郭艳琴［8-9］，陈全红［10］，杨仁超［11］等人研究认为，研究区主要发育三角洲沉积。本文通过野外露头观察、测井取心、薄片鉴定、砂厚统计、沉积构造以及生物标志化合物等数据的整理发现，研究区主要发育三角洲前缘亚相，仅在西南缘发育三角洲平原亚相，砂岩储集体为水下分流河道砂。本文在“相控论”［12］理论的指导下，对彭阳—泾川地区长81储层特征进行研究，其对指导泾川地区后续的勘探开发有着重要实际意义。

1 沉积特征

综合前人研究成果可知，在晚三叠世延长期，鄂尔多斯盆地主体上为大型的内陆湖盆；在长8期，水退迅速，水退使三角洲向盆地中心推进［13-16］。结合野外露头、岩心观察、薄片鉴定、沉积构造及古生物标志化合物等，确定研究区主要以三角洲前缘亚相沉积为主，西南缘发育有三角洲平原亚相。

1.1 岩石特征

通过岩心观察可知，彭阳—泾川地区长81小层的岩石类型主要以灰色—灰绿色细砂岩以及深灰色粉细砂岩为主，泥岩以灰色、灰黑色为主，局部存在灰绿色（见图2，3）。岩石颜色主要以暗色为主，反映还原沉积条件。砂岩类型以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，还有少量长石砂岩。岩石成分成熟度低，结构成熟度较高，颗粒以次棱角为主（见图4）。胶结方式以孔隙式胶结为主，其次为加大孔隙式。胶结物主要为碳酸盐矿物（方解石和铁方解石为主，质量分数约3.62％）和黏土矿物（绿泥石和高岭石为主，质量分数5.18％），含量最高的是绿泥石，质量分数约为3.45％;其次是方解石（质量分数为2.43％），高岭石（质量分数1.73％），胶结物质量分数为10.94％。

1.2 沉积构造及古生物标志

通过对研究区38口钻井岩心的观察，可见细粒砂岩发育有槽状交错层理、平行层理，底部发育有冲刷面及泥砾（见图2A～D，F～I），反映相对高能的水动力条件。沙纹交错层理（见图2E）主要发育在粉细砂岩中，反映水动力相对较弱的沉积环境。

研究区目的层中常见的古生物标志有植物茎秆、碎片（见图3A，F，G，H）、双壳类化石（见图3B）、炭化植物碎片（见图3C，E）、虫孔（见图3D）、碳屑（见图3I）等，说明研究区长81期整体上表现为较浅的水下沉积环境。

1.3 沉积相平面展布

单井相分析是研究沉积相特征的重要依据，通过对研究区野外露头观察、测井取心、薄片鉴定、砂厚统计、沉积构造以及生物标志化合物等数据的整理，绘制出彭阳—泾川地区X53井和C21井长81沉积相图（见图5，6）。进一步绘制研究区沉积相平面展布图发现，研究区主要发育三角洲前缘亚相，仅在西南缘发育三角洲平原亚相；主要发育4支以南西—北东向展布的水下分流河道，4支分流河道向东北延伸汇聚后分为6支水下分流河道向东北流出，砂岩储集体为水下分流河道砂（见图7）。主河道区域物性值相对高，岩石类型主要为灰色细粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩，分选较好，物性较高，并有较好的试油效果;在河道两翼以及分流间湾处，砂体减薄，粒度较细，主要是一些粉砂、泥质粉砂等粉细粒物质，相对孔渗值都较低，这也确切地说明了，沉积相是控制储层物性的重要因素之一。

2 储层特征

21世纪，致密油储层研究成为热点［17］。鄂尔多斯盆地延长组为致密油主要的勘探開发对象，并取得了突破性进展［18］。鄂尔多斯盆地南部泾川地区延长组储层致密，油藏类型为致密油藏［19-20］，在长8油层组有较好的油气显示。因此，研究区长8层段也成为致密油主要的研究层位，尤其在长81小层，显示较好。研究区长81小层储层精细研究较少，本研究通过铸体薄片、常规薄片、核磁共振、常规压汞、X衍射等分析测试手段，对目的层储层特征进行研究。

2.1 孔隙结构特征

通过高压压汞、核磁共振等实验对长81砂层的孔隙特征进行系统分析发现，研究区长81储层的孔隙形态较为复杂。从核磁共振T2谱分布图（见图8）可以看出，其大、中、小孔隙都有发育，主峰位于可动流体区，中孔、大孔更为发育;孔隙结构配位较好且离心后曲线形态变化大，由此可以看出，其孔吼均匀且连通性好，易动储量较高，物性较好。结合高压压汞技术，获取孔喉特征参数，根据孔喉参数将研究区长81储层的孔喉结构划分为4类（见图9），而长81储层主要发育Ⅱ类、Ⅲ类孔隙结构，即中排驱压力-细喉型和中排驱压力-微细喉型，表现为排驱压力较高，与之对应的喉道类型为细喉道和微细喉道。

2.2 储层物性特征

通过对研究区取心井大量测井和实测的孔隙度、渗透率数据进行统计分析可知，目的层长81的孔隙度平均值为8.39％，渗透率的平均值为0.7×10-3μm2。根据对目的层岩心的物性数据进行统计分析可知（见图10），其孔隙度主要集中在6％～10％，占总样品个数的48.23％，其中6％～8％占总数的26.33％，8％～10％占总数的21.9％，10％～12％样品为12.51％;渗透率主要集中在（0.01～1）×10-3μm 其中区间在（0.01～0.1）×10-3μm2占总数的30.83％，（0.1～1）×10-3μm2占总数的48.07％，大于1×10-3μm2占总数的16.18％。 依据储层分类标准可知， 长81储层属于特低孔-低渗致密油藏。

2.3 储层成岩作用特征

利用伊蒙混层比（15%～20％）、镜质体反射率（0.75％）、扫面电镜等方法判断可知，彭阳—泾川地区长81储层成岩阶段处于晚成岩A期，成岩作用控制着储层物性的演化规律［21］：成岩作用类型及强度的差异，是造成储层孔隙发育垂向分带性的主要原因［22］；溶蚀孔是长81储层主要的储集空间类型之一；成岩作用也是控制储层物性的另一重要因素。

2.3.1 压实压溶作用 彭阳—泾川地区长81储层较致密，压实压溶作用明显，镜下特征显著（见图11A，B）。通过Lundegard提出的计算公式［23］可以断定，压实作用造成的研究区平均孔隙度损失为19.8％～57.6％，平均为23.8％，是造成研究区储层孔隙度减少的重要原因。

2.3.2 胶结作用 胶结物的存在致使孔隙度大幅减少，根据视胶结率计算公式［24］，长81储层得出的视胶结率β介于5％～47.5％，平均值为26.1％。

利用扫描电镜、X衍射黏土定量化分析可知，长81储层胶结物平均质量分数为10.94％，胶结物主要为黏土矿物、碳酸盐矿物以及硅质。碳酸盐胶结物（见图11C，D）是除黏土矿物外，研究区长81储层含量最高的胶结物;硅质胶结主要反映在石英的次生加大（见图11E），与原生石英颗粒之间存在明显界限，且主要沿着石英周缘生长;晚期的高岭石主要来自长石等铝硅酸盐矿物的溶解再沉淀，自形程度高，形态多固定，扫描电镜下多为书页状和蠕虫状（见图11F）;绿泥石薄膜胶结在研究区出现普遍，主要在主河道区域发育，其平均质量分数为3.45％。早期绿泥石呈孔隙衬边胶结（见图11G）;伊利石胶结在研究区少见，扫面电镜下可见搭桥状伊利石，卷片状，其平均质量分数为0.83％，致使研究区孔隙空间降低2％；晚成岩期，云母水化严重，发丝状、卷片状伊利石产出（见图11H）。

2.3.3 溶蚀作用 研究区长81储层溶蚀孔使得目的层孔隙体积的面孔率增加了1.23％，约占次生孔隙的29.5％。溶蚀孔隙（见图11I，J）主要为岩屑溶孔（20.9％）、长石溶孔（8.85％）、粒间溶孔（7.67％），其他（杂基、石英、沸石等）溶蚀孔较少发育。溶蚀孔的发育改善了储层物性，对研究区有利区优选起到重要作用。

2.3.4 交代作用 研究區长81储层的交代作用主要表现在方解石交代长石（见图11K）、岩屑以及黏土类等，连晶式方解石充填孔隙，致使孔隙空间大幅度减少。

微裂缝（见图11L）在研究区也有发育。微裂缝为较好的渗流通道，大大改善了储层物性。虽然研究区内的微裂缝仅使目的层面孔率增加了0.1％，但其占到总孔隙度的2.95％。

3 结 论

1）彭阳—泾川地区长81小层主要发育三角洲前缘亚相沉积，仅在西南缘发育三角洲平原亚相沉积；发育4支北东—南西向展布的水下分流河道，水下分流河道砂体为主要的储集砂体。主河道区域的物性值相对高，岩石颗粒分选较好，物性较高。岩石类型主要是灰色—灰绿色细—粉细岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩。胶结物质量分数10.94％，以孔隙式胶结充填孔隙，致使损失孔隙27.35％。

2）长81储层的储集空间以粒间孔和溶蚀孔为主，孔隙类型主要是中大孔隙，孔隙组合类型以粒间孔-溶蚀孔和粒间孔-微孔为主，喉道主要为细喉和微细喉，孔隙结构主要为Ⅱ，Ⅲ类。砂体物性较好，孔隙度为8.39％，渗透率为0.7×10-3μm 属于特低孔、低渗致密油藏。

3）研究区长81储层处于为晚成岩A期，成岩相主要为弱胶结-粒间孔相。压实-压溶作用导致原生孔隙减少23.8％，胶结作用使孔隙度减少27.35％。其中，碳酸盐连晶式胶结充填孔隙，致使孔隙减少7％。溶蚀作用增加的孔隙面孔率为1.23％。沉积相、成岩作用是控制研究区储层物性的重要因素。

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（编 辑 雷雁林）

收稿日期：2019－11－25

基金项目：国家自然科学青年基金资助项目（41702117）；国家自然科学重点基金资助项目（41330315）；中国地质调查局矿产资源调查评价项目（121201011000150014）

作者简介：白金莉，女，陕西延安人，博士，从事储层沉积学研究。

通信作者：李文厚，男，山东临沂人，西北大学教授，从事储层沉积学研究。