鄂尔多斯盆地东部奥陶系马五5灰岩段储层主控因素分析

柏 杨，马宏宇，龙鹏宇，侯施睿

(河北地质大学 地球科学学院，河北 石家庄 050031)

1 沉积作用对储层的影响

现有资料表明，沉积相对储层的影响主要是通过沉积微相对碳酸盐岩的类型来控制的，该研究区马五5段储层是相控型储层，分别是泥晶云坪微相、泥粉晶云坪微相、泥粉晶云质洼地微相。

1.1 泥晶云坪微相对泥晶白云岩储层形成的影响

泥晶白云岩储层主要分布在台坪区。鄂尔多斯盆地是一个陆表海的浅海区域，在早奥陶世马五5期为海退期，海平面的下降使研究区呈半局限——蒸发的环境(杨西燕，2018)。从水动力条件上看，研究区处在浪基面以下基本不受到潮汐水动力强烈冲刷作用，水环境的复杂性导致水化学条件复杂且不稳定，盐度较高。

在局限海域，由于在台坪上低洼带富集着高镁高盐度的海水，加上蒸发作用，在这种条件下利于白云岩化过程的进行。由于浓缩后海水密度加大，受重力作用下沉到海底，与海底的灰泥类碳酸盐矿物发生交代形成泥晶白云岩。

1.2 泥粉晶云坪微相对白云岩储层形成的影响

云坪外侧与潮坪均受到来自蒸发潮坪的富镁浓盐水的控制，先期生成的泥晶白云石甚至灰泥等都会被交代成为细粉晶白云石，最终形成泥晶-细粉晶白云岩。由于泥粉晶白云岩受准同生后白云化作用，白云石晶间孔发育较好，以自形为主。

1.3 泥粉晶云质洼地微相对白云岩储层形成的影响

与泥粉晶云坪类似的东部洼地内泥粉晶云质洼地也是由于地势低洼富镁盐水汇聚以及来自上覆层的重盐水下渗等使得先期沉积的碳酸盐沉积物发生白云化形成泥粉晶白云岩。主要在洼地区内呈“窝状”分布，纵向上明显具有继承性。

2 成岩作用对储层的影响

成岩作用对储层孔隙发育的影响最大，其中本研究区马五5白云岩储层受到多种复杂的成岩作用，其中包括溶蚀作用、白云岩化作用、填充作用等。

2.1 白云化作用对储层的影响

2.1.1 同生期白云石化及准同生期白云石化

白云化作用是本区白云岩储层形成的重要因素，不同时期的白云化作用产生不同的储层孔隙。白云石晶间孔明显受制于不同的白云化成因机制。

同生期白云岩化作用形成的泥晶白云石仅发育少量晶间微孔。在高Mg环境下，白云石较快与灰泥质沉积物发生组构交代，形成白云石晶间孔隙，不利于储层的发育；准同生期白云化作用较复杂，可能是对前期形成的灰泥质沉积物发生交代，也可能是在同生期白云岩之上继续叠加。

流体中这些酸性氧化产物后势必打破原来的平衡，使得早前的灰泥质沉积物发生溶蚀，形成不同程度的溶蚀孔缝隙或扩大溶蚀原有的微晶间孔缝，提供白云化流体通道。再则准同生后白云化作用较为缓慢，有利于形成自形程度较高的细粉晶白云石，或者在原来的云泥基础上发生白云石增生(图1)，这时往往会有扩大的晶间孔缝或残余的溶蚀孔发育(图2)。

图1 S18井马五52段细粉晶白云岩 图2 Y17井马五51段亮晶粒白云岩颗

2.1.2 埋藏期白云石化

潮间、潮下带的沉积环境特点使温度高、压力大、流体运移速度慢，在此条件下灰岩形成粉晶白云岩，特点为发育白云石晶间孔、晶间溶孔，并受到一定的压实作用，发生压溶作用(季明明，2014)。实际上这些自形程度较高的粉晶白云石表明在埋藏条件下白云化流体恰好交代，对晶间溶孔或溶蚀孔的生成是有利的(图3)。本区的晚成岩阶段可能是在埋藏时期才达到，此时的埋藏环境中，烃类化合物受到温度高压力大的条件下分解产生的CO2、H2S、有机酸，这必然会对先成的碳酸盐岩产生溶蚀，形成溶蚀孔洞缝以及构造作用产生的裂缝。伴随溶蚀作用出溶的Mg2+离子进入到成岩热液中，改变了热液的组分结构、打破了原有的平衡，导致在溶蚀孔洞缝及构造缝中晶出畸形白云石，从而减少孔隙空间，不利于储层发育。

图3 F4井马五51段粉细晶白云岩

2.2 溶蚀作用对储层的影响

溶蚀作用是形成优质储层的关键性的成岩作用类型(马永生等，2011)。一般来说溶蚀作用的分布范围较广泛，经溶蚀作用后会使碳酸盐岩储层产生次生孔隙或扩大残余原生孔隙，同时起到了连通孔隙的作用，是影响储层质量的重要因素，为油气的储藏与运移提供大部分储集空间。

研究区马五5段白云岩储层的溶蚀作用具有多期性：裸露期岩溶孔隙和埋藏期溶蚀孔隙。但前者容易识别，后者不易辨别。

2.2.1 裸露期岩溶孔缝隙

通过岩心宏观观察和扫描电镜微观观察可知，研究区内马五5段白云岩发育岩溶孔洞隙，主要发育在台坪地区，如G34-021、苏203、苏21井等，少量在东部洼地地区可见，裸露期岩溶能形成较大的孔缝隙，甚至巨大的洞穴，如G39-022井马五5亚段发育的两层砂砾岩就是裸露期岩溶洞穴被充填的结果。下图为台坪区的部分岩溶孔缝隙被渗流粉砂或渗流泥半充填，残留部分孔隙(图4和图5)。

图4 S203井3921.25m发育的粉晶白云岩 图5 S345井3983.08m处发育的粉-细晶白云岩

2.2.2 裸露期选择性溶蚀孔缝隙

西部云坪的桃10井马五1段中的泥粉晶白云岩存在选择性溶蚀现象，由于该区域的盐度环境，使部分泥晶白云石结晶速度快、以自形-半自形为主，晶间为泥晶白云石，并可见部分泥晶白云石被溶蚀后在细粉晶白云石间形成“晶间孔”(图6)，形成了有利的储集空间。

图6 T10井马五51段泥粉晶白云岩

2.2.3 埋藏期岩溶孔缝隙

埋藏期岩溶孔缝隙是在裸露期孔缝隙的基础上进一步溶蚀作用的，表现在先期淡水方解石被溶蚀后有一些铁方解石和少量的黄铁矿、沥青填充，其上覆煤系地层及烃类产生有机酸溶蚀的条件，但储集空间表现是原储集系统的扩溶，其溶蚀程度如何较难考量。

2.3 填充作用对储层的影响

研究发现，填充作用对研究区马五5段白云岩储层的发育是起到破坏作用的，分为机械填充作用和化学填充作用，其中机械填充作用主要以发生在裸露期的台坪外侧和近地表区为主，化学填充作用在裸露期和埋藏期都有发生。

2.3.1 岩溶孔洞缝的机械填充

一般来说，岩溶孔洞缝机械填充主要有三类，分别是岩块类填充、碳泥质-粉砂填充和渗流白云质粉砂/白云质泥填充。岩块类填充是一种单纯以崩落式的填充，这种填充方式对储集空间破坏最大的，通常没有多少剩余孔隙；碳泥质-粉砂填充一般较密，同样严重破坏储集空间，可见沿溶蚀孔洞缝、砾间充填，还可见发育水平纹层理、交错层理等，常有黄铁矿伴生；渗透白云质粉砂/白云质泥充填部分破坏储集空间，较前两种填充破坏程度小，常见膏模孔或溶孔被渗流白云质粉砂充填或部分充填，不过这类充填往往不会完全破坏已有的孔缝隙。

2.3.2 岩溶孔洞缝的化学填充

通过岩心和镜下观察发现化学填充普遍存在，化学填充也分为两类。分别是裸露期淡水方解石填充和埋藏期方解石填充。

裸露期淡水方解石中最明显的特征是红色粗亮晶方解石填充，反映了其在氧化条件中析出的，还有较多的无色或白色的亮晶方解石填充溶蚀孔缝隙。裸露期淡水方解石填充是破坏储层的重要因素之一。

还有一些其他的填充方式如白云石和畸形白云石填充溶蚀孔洞缝、自生石英填充溶蚀孔洞缝和粘土矿物填充晶间孔和晶间溶孔。

3 构造作用对储层的影响

构造作用是构建储层的条件，对储层产生影响较大的构造作用包括鼻状构造、古岩溶地貌构造和裂隙作用。

3.1 古岩溶地貌因素

苏里格东区马五5段在燕山晚期-喜山运动的改造作用下，该区碳酸盐台地受到南北两方向的挤压抬升致地层出露，易受到水的溶蚀作用，使得该区古地貌发生岩溶作用。岩溶盆地由于受剥蚀较弱故不能形成良好储层，故二者不能构成良好的储集空间。但岩溶斜坡的受剥蚀程度和残余地层厚度在岩溶高地与岩溶盆地之间，具有发育良好储层的条件，岩溶斜地是气藏的主要聚集区，主要分布在岩溶斜坡的残丘上。

3.2 鼻状构造的影响

鼻状构造是低幅构造基本的构成单元(黄进腊,2011;王建民等,2013;杨俊杰,2002)。在鼻隆构造产生的张力影响下其顶部发育有部分裂缝;这些裂缝对研究区马五5亚段储层的发育起到推动发展作用。

3.3 后期构造裂缝的因素

构造作用使盆地产生的裂隙越来越多，其中背斜部位多为碳酸盐岩，压力增加到一定程度导致破裂，所以背斜构造轴受挤压作用最为强烈，储集空间也越发育。构造缝隙是天然气富集的条件之一。

4 结语

综上所述，控制储层发育的主控因素主要有沉积作用、成岩作用和构造作用，而填充作用则是破坏白云岩储层发育。沉积作用下的沉积相对储层的影响主要是通过沉积微相对碳酸盐岩的类型来控制的；成岩作用对储层孔隙发育的影响是直接的，同生期白云石化及准同生期白云石化、溶蚀作用等成岩作用为储层提供有效储集空间，晚成岩期白云石化则减少孔隙空间，不利于储层发育；构造作用是储层发育的补充，构造作用产生的裂隙提高有效储层，并为储层发生岩溶作用提供地貌条件。