准噶尔盆地吉木萨尔凹陷混积岩孔喉系统分类及控制因素

肖佃师，高阳，彭寿昌，王猛，王民，卢双舫

（1.中国石油大学（华东）深层油气重点实验室，山东青岛 266580；2.中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依 834000）

0 引言

混积岩是机械碎屑沉积、化学沉积或火山作用等多源混积的产物[1]，通常形成于三角洲前缘-湖相沉积背景[2-4]，具有细粒沉积、岩性多样、频繁薄层交互、非均质性强的特点[5]，是中国页岩油富集也是已实现工业开发的一类重要储集层[6]，如准噶尔盆地二叠系芦草沟组[6-7]。前人在混积岩的岩性划分、沉积模式、储集层分类等方面开展大量研究[5,8-9]，但混积过程对储集层品质的控制尚不明确。芦草沟组混积岩是由有机质、粉砂、泥级颗粒、白云质（泥微晶、砂屑白云石等）、灰质及少量凝灰质构成，各种组分均会影响孔隙结构，组分间混积方式也控制储集层品质；只有清楚认识这些影响，才能从机理上揭示混积岩成储机制、演化及甜点控制因素。然而，目前只对混积岩中几类主要岩性（比如粉砂岩、白云岩、泥岩等）的微观结构进行过表征和对比[10-12]，并没有系统揭示各类组分及其混积方式的影响。

另外，多组分混积导致孔喉结构复杂，不同孔喉类型叠加可能对应相似的表征参数（孔隙大小、孔喉大小分布、孔喉比等），这些参数难以全面揭示混积岩微观结构差异。可见，混积岩孔喉系统结构与组分密切相关，对于揭示组分之间的联系也非常重要。

孔喉系统是由岩石中孔隙空间及与沟通它们的喉道组成的[13]，具有一定连通规模的网络系统。与其他表征参数（孔隙类型、大小分布等）相比，孔喉系统倾向于刻画孔喉组合类型及在整个岩石孔喉网络中的贡献。对于混积型储集层，多源组分混积导致多类孔喉系统叠加，形成多样的混合系统，相似的孔喉分布可能对应不同的孔喉组合关系，对应不同的流体可动特征。因此，孔喉系统判别应该是剖析混积型储集层孔喉结构差异、明确优质储集层发育控制因素的突破点。然而，目前对混积岩储集层孔喉系统分类及划分方面的研究还比较薄弱[4]。

因此，本文以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组混积岩为例，结合薄片、场发射扫描电镜、压汞和核磁共振等手段，进行孔喉系统分类和判别，总结混积岩孔喉系统的发育特征、控制因素，并剖析各组分混积过程的影响，总结孔喉系统对混积岩物性及流体可动性的控制。

1 样品基本特征

吉木萨尔凹陷位于准噶尔盆地东缘，为一个东高西低的箕状断陷（见图 1），二叠系芦草沟组是凹陷内重要的含油层系[14-15]。芦草沟组为一套包括暗色泥岩、粉砂岩、碳酸盐岩及其过渡岩性的细粒混积岩，岩性可达20余种[15-16]，垂向频繁互层（见图1）。主要岩性包括粉砂岩类、泥岩类、白云岩类和白云质粉砂岩 4大类（见表1），又细分为粉砂岩、泥质粉砂岩、白云质粉砂岩、泥晶白云岩等10小类（见表1），其中粉砂岩、泥质粉砂岩及砂屑（或粉砂质）白云岩是上甜点芦草沟组二段（简称“芦二段”）P2l22-1—P2l22-3小层的优势储集层，白云质粉砂岩是下甜点芦草沟组一段（简称“芦一段”）P2l12-1—P2l12-3小层的优势储集层（见图1）。多组分混积给岩性识别、页岩油储集层评价及甜点优选带来极大挑战[4]。

图1 吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组顶面构造图及地层综合柱状图（P2l21—芦二段一亚段；P2l22-1—P2l22-4—芦二段二亚段1小层—4小层；P2l11—芦一段一亚段；P2l12-1—P2l12-7—芦一段二亚段1小层—7小层）

本次在芦草沟组甜点段共优选样品38块，其中，粉砂岩类15个、白云质粉砂岩7个、白云岩类7个和泥岩类8个，气测孔隙度均值分别为9.02%，10.93%，9.1%，8.7%，渗透率均值分别为 0.077×10-3μm2，0.028×10-3μm2，0.18×10-3μm2，0.10×10-3μm2。不同岩性孔隙度分布范围相似，但渗透率差异较大（见表1）。长石、石英和白云石为主要矿物（见表 1），方解石和黏土含量较低。在粉砂岩类、白云质粉砂岩和泥岩类中长石含量分别为 54.7%，49.2%，41.3%，石英含量分别为 19%，19.6%，34.7%，泥岩类表现出相对高石英和低长石，这与远离物源长石含量降低有关[17]。利用薄片统计陆源碎屑颗粒或砂屑的粒径，粒度中值分布范围为24～207 μm，小于62.5 μm的样品超65%。文中将粒径大于30 μm的陆源碎屑统称为偏砂粒，小于30 μm的细粒部分称为偏泥粒（成分仍以石英和长石为主）。

为刻画孔喉系统，进行了扫描电镜（SEM）、核磁共振和高压压汞等实验。利用核磁共振分别测量饱和煤油及不同离心力下的T2谱，进行孔隙分布及可动性表征，其中参数采用0.2 ms回波间隔、3 s等待时间，离心转速分别选用2 000，4 000，6 000，10 000 r/min。根据高压压汞实验结果（最大压力为110 MPa），利用Washburn方程[18]得到孔喉分布，用于标定T2谱和建立孔喉-孔隙累计对比曲线，进行孔喉系统识别。

2 混积型储集层类型划分方法

致密储集层品质受微观孔隙结构的影响[4-5]，混积岩孔隙结构复杂，常规基于压汞形态或孔喉分布等参数的储集层分类有效性变差，需要从孔隙结构成因入手对孔喉系统类型及划分方法进行深入探讨，才能全面揭示混积型储集层类型及品质差异。下面详述基于压汞形态和考虑孔喉系统的混积岩类型划分。

2.1 基于压汞形态的常规混积型储集层类型划分

高压压汞常被用于致密储集层类型划分，压汞形态、孔喉大小等参数是常用指标。以压汞形态将芦草沟组混积岩储集层划分4类（见图2）。Ⅰ型储集层具有低排驱压力、下凹形态、较高退汞效率，反映孔喉大、分选好，粒间孔和粒间溶蚀孔等较大孔发育；Ⅱ型储集层具有低排驱压力、陡直线形态、低退汞效率，说明孔喉分选变差、分布范围宽，指示多类孔喉并存；Ⅲ型储集层具有中—高排驱压力、缓直线形态、中等退汞效率，说明孔喉分选好、类型较单一，以溶蚀孔或晶间孔隙为主；Ⅳ型储集层具有高排驱压力、上凸形态、低退汞效率，揭示孔喉最小、连通性差，以晶间孔为主。整体上，Ⅰ型物性最好（见表1），Ⅳ型最差，Ⅱ型和Ⅲ型储集层物性分布相似（见表 1），压汞曲线存在交叉（见图2），储集层品质差异不明显，这与混积岩储集层孔喉结构复杂、组合关系多样有关，也反映了常规基于压汞形态这类单一参数的储集层分类方法难以适用于混积岩。

2.2 基于孔喉系统的混积型储集层类型划分

2.2.1 孔喉系统划分

如引言所述，孔喉系统与孔隙类型及分布关系密切，当某类型孔隙占主导、且具有一定连续渗流长度时，该类型孔隙及其形成的喉道（孔隙窄小部分）就构成了一个完整孔喉系统。若岩石中某类孔喉系统明显占优、且对渗流起主导，则整个岩石可归属为一类孔喉系统，而当多类孔喉并存、对渗流贡献相当时，则归属为混合孔喉系统。结合前人对致密储集层孔隙类型的分类方案[5,12]，通过铸体薄片、SEM等对孔隙类型及分布进行识别，统计不同类型孔隙发育比例及分布规模，确定混积岩孔喉系统发育类型。在芦草沟组共划分出粒间孔喉系统（A型）、粒间-溶蚀-晶间混合孔喉系统（B型）、溶蚀孔喉系统（C型）、溶蚀-晶间混合孔喉系统（D型）和晶间孔喉系统（E型）5类，具体特征如下：

粒间孔喉系统（A型）主要发育粒间孔及粒间溶蚀孔（见图3a），其中偏砂粒（或砂屑）间隙形成孔、颗粒接触处等区域构成喉，具有好的连通性及连通长度（见图3b），其主要分布在Ⅰ型储集层中，岩性多为粉砂岩类或砂屑白云岩（见表 1）。溶蚀孔喉系统（C型）是以溶蚀孔为主要孔喉类型（见图3c），粒间孔少见，溶蚀孔多呈蜂窝状（见图3d），较大部分为孔、窄部分为喉，孔喉配位数多，大量溶蚀孔密集分布表现出较好连通性（见图3d），其孔隙类型单一、孔喉分选好，分布在Ⅲ型储集层中，以白云质粉砂岩和泥岩类为主（见表1）。晶间孔喉系统（E型）主要依靠石英、白云石、方解石等矿物晶间孔连通（见图3e），零星可见溶蚀孔和少量粒间孔（见图3f），孔喉小、连通性差，分布在Ⅳ型储集层中（见图 2），以泥质白云岩、灰质粉砂岩和白云质泥岩等为主（见表1）。

表1 吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组混积型储集层部分样品基本信息

图2 混积型储集层压汞曲线及类型划分

混合孔喉系统包括粒间-溶蚀-晶间混合系统（B型）和溶蚀-晶间混合系统（D型）两类，与多源组分混积有关。B型常发育在偏砂粒与白云石互层岩性中（见图3g），粉砂条带内发育粒间孔喉，白云石和粉砂混积层中发育溶蚀孔喉，而泥晶白云石层内发育晶间孔喉（见图3h）；另外当少量灰质、偏泥粒和粉砂混积时（含灰泥质粉砂岩），偏泥粒和方解石充填在粉砂颗粒间，局部破坏粒间孔喉，也会形成该类系统（见表1），其主要分布在Ⅱ型储集层中。D型是由溶蚀和晶间两类孔喉混合组成，一种情况是分布在白云石、偏泥粒和少量粉砂混积中（泥岩类或泥质白云岩）（见图3k），易溶矿物（比如长石）减少，溶蚀孔喉连通性变差，需要依靠晶间孔喉沟通（见图3l），另一种发育在灰质含量高的泥质粉砂岩中，方解石不仅充填粒间孔喉，还交代长石（见图3i），溶蚀孔喉连续性变差（见图3j），也会形成D型，两种成因分别分布在Ⅲ型和Ⅱ型储集层中（见图2）。

图3 不同孔喉系统岩石薄片及扫描电镜图像

由此可见，混积岩储集层类型（见图2）与孔喉系统并非完全对应，Ⅰ型储集层发育A型系统，Ⅱ型储集层表现出多类孔喉并存，发育B型和D型两类混合系统，其中后者的排驱压力更大，粒间孔喉被胶结作用破坏；Ⅲ型储集层主要发育C型系统，当排驱压力增大时，也发育D型混合系统，溶蚀孔隙数量减少；Ⅳ型储集层主要发育E型系统。

相比于常规基于压汞的储集层类型划分，基于孔喉系统的储集层类型划分更能全面揭示混积岩孔喉结构的非均质性及成因差异。对于Ⅱ型储集层，发育 B型的样品的粒间孔喉比例更多（见图3h），物性明显好于发育D型的样品（见表1、图3j）；对于Ⅲ型储集层，发育 C型的样品的溶蚀孔喉比例更多（见图 3c），物性明显好于发育D型的样品（见表1、图3l）。

2.2.2 孔喉系统的定量判别

引入孔隙和孔喉累计对比法，进行孔喉系统定量判别。该方法利用累计孔隙和累计孔喉的关系，来判别孔喉系统。对于不同的孔喉系统，相同累计孔隙占比时对应的连通孔喉比例也会不同，连通性越好、比例越高，同类孔喉系统通常会对应相近的分布曲线。孔隙和孔喉累计对比法的步骤为：根据压汞实验得到孔喉分布曲线，利用孔喉分布标定核磁共振T2谱[13]，计算表面弛豫率（见表 1），得到孔隙大小分布，然后从大到小依次统计不同孔径时累计孔喉占比和累计孔隙占比，进而得到孔隙/孔喉累计对比图（见图4）。

在图 4中，累计对比曲线位于对角线下方，先缓慢上升、再快速增加、后维持在对角线附近，曲线与对角线围成面积越大，反映相同累计孔隙时对应连通孔喉比例越低，孔喉连通性越差；快速增加段的斜率越大，孔喉类型越单一，多种孔喉系统混合时，斜率明显变缓。不同孔喉系统分布在对比图的不同位置，A型分布在最左侧，与对角线围成面积最小、快速增加段斜率较高，其次为C型，E型样品分布在最右侧，根据多个样品分布结果，可确定出 3类孔喉系统的界线（见图4）。B型和D型两类混合系统的曲线斜率较缓，通常横跨多个孔喉区间。根据不同区间内孔喉累计比例，还可判别不同类型孔喉的贡献，比如39号样品的粒间孔喉比例要大于1号，29-H号和J43-52号样品均发育D型系统，但29-H号中溶蚀孔喉占比更多。因此，基于该方法可定量判别孔喉系统，尤其是混合孔喉系统。

图4 孔隙-孔喉累计对比及孔喉系统区间划分图

2.2.3 不同孔喉系统的储集层微观特征差异对比

图5展示了5类孔喉系统样品的孔隙和孔喉分布，其中孔隙分布为T2谱标定结果。粉砂岩类孔隙呈双峰，其他多为单峰（见图5），整体上随孔隙分布变小，孔喉系统逐渐变差（见图5）。A型和B型系统对应的孔隙分布最宽，直径大于1 μm的大孔比例最多，指示粒间孔和粒间溶蚀孔等发育；其次为C型系统，孔隙直径分布多呈单峰，类型以溶蚀孔为主，孔隙直径峰值位于100～400 nm，D型和E型系统对应分布最窄，直径峰值分别位于150 nm和50 nm，晶间孔发育。

图5 不同孔喉系统样品的孔隙分布和孔喉分布对比

孔喉分布与孔喉系统关系更密切（见图5）。A型系统样品的孔喉分布呈“楔形”，大孔喉比例最多，构成岩石主要渗流通道，其他较小孔喉作为节点（落在累计对比图对角线上）连接到渗流通道中；C型系统呈对称窄单峰，类型单一、分选好，这与溶蚀孔呈蜂窝状、孔喉配位数多有关；E型系统对应孔喉分布最小，呈半个单峰，表明很多孔隙仍需更小喉道沟通；B型的孔喉分布呈对称双峰或宽单峰，分布范围宽于C型，反映了多类孔喉混合，每类孔喉系统均对渗流起贡献；D型系统的分布呈两种，一是宽单峰，相当于B型系统的左峰，缺少右峰，反映粒间孔喉被完全破坏，主要为方解石胶结或交代成因（如J43-52号样品）；另一类为窄单峰，类似于C型，但孔喉和孔隙分布均变小，说明晶间孔占比变多，主要为溶蚀孔隙占比降低所致（如30号）。

然而，仅利用孔喉分布来区分孔喉系统仍存在误差。比如2-H号和30-H号样品，两者孔喉分布相似，但孔隙分布不同，2-H号为双峰，粒间孔较发育，为A型系统，而30-H号样品孔隙为窄单峰，表现为C型系统。同时29-H号和3-H号样品也为相似情况（见图5）。因此，孔隙/孔喉累计对比法综合利用孔隙和孔喉信息进行对比，提高了孔喉系统判别的精度。

3 混积岩孔喉系统发育控制因素

3.1 孔喉系统分布特征

A型系统主要分布在粉砂岩类、砂屑白云岩，及少量白云质粉砂岩中，粒度均值大于72.7 μm，明显高于其他类型（见图 6、表 1）；B型系统分布在白云岩和粉砂岩类中（见图6、表1），其中白云岩多为粉砂质白云岩，粉砂条带与白云石互层，粉砂岩类以泥质粉砂岩为主，粒径偏小（均值54 μm）；C型系统只发育在白云质粉砂岩和泥岩类中（见图 6、表 1），粉砂或砂屑等多呈嵌套状分散在云泥基质中，难以形成粒间孔喉系统；D型系统主要分布在粉砂岩类和泥岩类，少量白云岩类和白云质粉砂岩中（见图6），粉砂岩类以灰质粉砂岩为主（见表1），方解石含量多大于20%；E型系统在所有岩性中均有分布，泥质白云岩数目稍多（见图6），除粉砂岩类外，其他岩性的粒径均比其他孔喉类型要小。

3.2 孔喉系统控制因素分析

3.2.1 混积岩组分差异及排列方式

芦草沟组混积岩是细粒机械沉积、化学沉积和少量火山物质的混合[19]，其中凝灰质含量较低且统计难度大，本文并没考虑。按照粒度和矿物成分差异，从对孔喉系统影响的角度，将混积岩组分划分为偏砂粒（粒径大于30 μm的粉砂—细砂）、偏泥粒（粒径小于30 μm粉砂及泥）、泥微晶白云石和砂屑4部分。偏砂粒和砂屑形成于高能环境，粒度大、抗压保孔能力强，利于粒间孔的形成与保存；另外，与偏泥粒（泥岩的主要组分）相比，偏砂粒中长石/石英比更高（见图7），长石更发育，利于溶蚀孔产生，进一步改善孔喉结构，同时与泥微晶白云石相比，砂屑更利于粒间溶蚀，因此偏砂粒及砂屑是形成粒间孔喉系统的物质基础，随粒径增加，岩石抗压能力及溶蚀作用更强（见图7b）。因此，A型系统发育在粉砂岩、砂屑云岩和少量白云质粉砂岩中（见图 6、表 1）。泥晶白云石和偏泥粒为低能产物，粒度小，不利于粒间孔保存，但石英含量较高（见图 7），利于晶间孔的形成和保存，同时岩石中的长石颗粒也会发生溶蚀，因此泥岩类、泥质白云岩类和粒径小的白云质粉砂岩等普遍发育 C型、D型和E型系统。由此可见，组分差异主导着混积岩孔喉系统的分布格局，尤其是偏砂粒和砂屑等粗粒含量。

图6 不同岩性孔喉系统发育特征及与粒径、长石和方解石含量关系

图7 长石与石英含量（a）及长石与石英含量比与粒径均值（b）关系

粗组分含量及排列方式会影响混积岩的基质支撑方式，控制孔喉系统类型及变化。结合薄片将混积岩基质支撑方式划分为颗粒支撑、互层型支撑、云泥支撑和胶结支撑 4类。颗粒支撑是指岩石中偏砂粒或砂屑等较粗组分直接接触（见图 8a、图 8b），多发育在粉砂岩类或砂屑白云岩中（见图2a），颗粒支撑利于粒间孔喉系统形成、保存（见图 8a、图 8b、图 8l），且随粒度增加，孔喉半径也增大（见表 1）。该类混积岩孔喉系统变化受偏泥粒和方解石的影响，两者会充填粒间孔隙（见图 8b—图 8d），破坏粒间孔喉，晶间孔比例增加，过渡为B型混合系统（如24号样品，见图8b）。当方解石含量超过13%（见图8c、图8d），方解石在粉砂颗粒之间逐渐呈连片展布，颗粒支撑逐渐过渡为胶结支撑，方解石完全充填粒间孔或交代长石（见图8d），破坏A型或C型系统，过渡为D型（如J43-52号样品）和E型系统（如28号样品）（见图8l）。

图8 不同支撑方式的薄片特征及孔喉系统分布规律

云泥支撑是指泥晶白云石或偏泥粒作为基质支撑方式（见图 8e—图 8h），发育在泥质白云岩、泥岩类及白云质粉砂岩中。该类混积岩中偏砂粒粒径多小于60 μm，彼此不接触，石英、白云石等晶间孔和长石溶蚀孔发育，形成C型、D型和E型孔喉系统。长石含量越高，溶蚀孔喉占比越高，反之晶间孔喉占比高，因此，长石含量控制着该类混积岩孔喉系统变化（见图8l）。比如，对于白云质粉砂岩，当长石含量高于50%时发育C型系统，小于40%时，发育E型系统，长石含量为40%～50%时发育D型系统（见图6、图8、表1），对于泥岩类，也呈现类似规律，长石含量界线值分别为45%、35%（见图6、图8、表1），泥质白云岩的长石含量普遍小于35%，以E型系统为主（见表1）。

互层型支撑是指粗组分和细组分互层分布（见图8i—图8k），发育在粉砂质白云岩中，包括粉砂颗粒与白云石互层（见图 8i）、白云石-粉砂混积与白云石互层（见图8j、图8k），其中粉砂颗粒层厚度多小于200 μm。粗组分层中发育粒间孔喉，白云石中发育晶间孔喉，形成B型系统（见图8l）；随粗组分层中粒径减小（小于55 μm时），孔喉系统过渡为D型（见图8l、表1）。因此，孔喉系统主要受粉砂粒度及含量控制，粒径越大，含量越高，粒间孔喉占比越高。

3.2.2 物源及沉积微相

芦草沟组为咸化湖盆背景下三角洲前缘-浅湖相沉积，发育三角洲前缘席状砂、远砂坝，滨岸砂质滩、砂质坝，云泥坪、云砂坪和浅湖泥等微相类型（见图9）[15-16]，物源主要来自研究区南部。物源远近及沉积微相控制着混积岩中粗粒组分含量及组分排列方式，决定了混积岩孔喉系统的发育类型。

①距离物源越远，混积岩中粉砂粒径及占比降低，孔喉系统变差。下甜点连井剖面显示（见图 9a），由J10043井至J10014井，物源距离增加，岩性由厚层粉砂岩、白云质粉砂岩和白云质泥岩互层，过渡为白云质泥岩夹薄层白云质粉砂岩，混积岩储集层中粉砂粒度降低，泥晶白云石和偏泥粒增多，支撑方式由近源混积的颗粒支撑，逐渐过渡为远源混积的云泥支撑，孔喉系统由以A型为主（见J10043井），过渡为D型和E型（见J10012井和J10014井）。

②根据水动力条件及物源相对距离，可将混积岩形成环境分为近源-高能、远源-中能和远源-低能3种。在近源-高能环境下，波浪改造作用强，强水动力条件可将较粗的陆源颗粒或未固结的白云岩搬运后沉积，混积岩中粉砂（或砂屑）等粗粒组分含量高，支撑方式多为颗粒或互层型支撑，孔喉系统最好。如，滨岸砂质坝、远砂坝和云砂坪微相均形成于近源-高能环境，岩性为厚层粉砂岩、白云质粉砂岩和砂屑白云岩，多发育 A型或 B型孔喉系统（见图 9）。而远源-中能环境下，波浪改造作用减弱，混积岩中陆源颗粒粒度减小，偏泥粒或泥晶白云石比例增多，支撑方式过渡为云泥支撑，少量互层型支撑，孔喉系统变差。如，滨岸砂质滩和席状砂微相均形成于远源-中能环境，沉积物为厚层泥质粉砂岩或薄层白云质粉砂岩、粉砂质白云岩，多发育C型和D型孔喉系统（见图9）。而远源-低能环境（如云泥坪和浅湖泥微相）下混积岩以泥质白云岩、白云质泥岩等岩性为主，粉砂颗粒含量低，云泥支撑，孔喉类型为E型和少量D型系统（见图9）。

图9 上下甜点段沉积微相与孔喉系统分布特征（剖面位置见图1）

3.2.3 成岩作用

芦草沟组主要经历了压实、胶结和溶蚀 3类成岩作用[19]，均对孔喉类型产生一定影响。压实导致粒间孔减少，尤其对云泥支撑型混积岩，粒间孔破坏程度最高（见图8e、图8f），粒间孔喉不发育（见图8l），而颗粒支撑型混积岩，抗压实能力强，粒间孔喉破坏有限（见图8a、图8l）。方解石胶结分为早期和晚期，早期多呈“镶边”分布在粉砂或砂屑颗粒之间（见图8d），胶结支撑逐渐发育，粒间孔喉逐渐消失（见图8l）；而晚期胶结多呈零星片状交代长石颗粒（见图 3i、图3j），破坏溶蚀孔连通性，导致D型系统发育（如J43-52号，图8l）。溶蚀作用是混积岩优质储集层发育的关键，以长石溶蚀为主（见图 8a、图 8c、图8h），局部可见白云石溶蚀。由于芦草沟组源储紧邻或一体，有机质生烃产生的酸性流体易与长石矿物接触，因此溶蚀强弱主要取决于长石含量。由此可见，压实和早期方解石胶结主要破坏A型系统，晚期方解石胶结破坏C型系统，而溶蚀作用则有效改善溶蚀孔喉占比。

3.3 多组分混积下孔喉系统变化模式

根据芦草沟组混积岩组分特征，分泥砂混积、云砂混积、云泥混积 3类情况，讨论不同混积下孔喉系统的变化规律，指导混积岩优质储集层的优选。

泥砂混积，主要发育在滨岸滩坝亚相中，近源、湖浪改造作用较强，为偏泥粒和偏砂粒混积，白云石含量低。随水动力减弱，混积岩中偏泥粒增多，岩性由粉砂岩、泥质粉砂岩过渡为粉砂质泥岩和含粉砂泥岩，长石含量均值由66%快速降低至37%（见图10），说明长石含量能反映泥砂混积时偏砂粒含量，而颗粒粒径先快速减小，然后基本保持稳定。随长石含量降低（见图10），支撑方式由颗粒支撑过渡为云泥支撑，孔喉系统呈现“A→B→C→D”的递变规律（见图10）。

图10 泥砂混积下支撑方式及孔喉系统变化

云砂混积，发育在三角洲前缘亚相及云砂坪中，主要为泥晶白云石和偏砂粒（或砂屑）混积，岩性包括白云质粉砂岩和粉砂质白云岩，灰质含量较低（见表 1）。白云石多为准同生白云石化产物、形成于静水环境[19]，随白云石增多（含量小于40%），波浪改造作用变弱，偏砂粒的粒径快速减小，支撑方式由颗粒支撑（36号）过渡为云泥支撑（30-H号和5号），孔喉系统呈现“A→C→D→E”变化（见图11），整体受粒径和白云石含量控制；至白云石含量大于 40%时（白云岩类），粉砂粒径反而有增加趋势，此时粒径主导支撑方式及孔喉变化，粒径较大时（大于50 μm），水动力强弱变化频繁，表现为粉砂颗粒和白云石的互层型（如39号、1号），随粒径降低，过渡为云泥支撑（如27号），孔喉系统呈现“B→D→E”变化（见图11）。

图11 云砂混积下支撑方式及孔喉系统变化

云泥混积，发育在云泥坪及浅湖泥微相中，为泥晶白云石和偏泥粒的混积，其中粉砂含量低于 10%，岩性包括白云质泥岩和泥质白云岩。该类混积多为云泥支撑，孔隙类型以晶间孔和长石溶蚀孔为主，孔喉系统明显差于云砂混积或泥砂混积。随碳酸盐矿物（白云石和方解石）含量增多，长石含量快速减小，溶蚀孔连续性变差，孔喉系统由D型过渡为E型（见图12），整体上受长石/碳酸盐矿物控制，随比值降低，E型系统逐渐占主导。

图12 云泥混积下支撑方式及孔喉系统变化

基于混积型储集层孔喉系统划分及不同组分混积过程孔喉系统变化特征，可有效指导混积型页岩油储集层优选。有利储集层发育在云砂混积和泥砂混积过程中，尤其是在较高能沉积环境下，能保证较多的偏砂粒或砂屑等粗组分，具备颗粒或互层型支撑方式，利于A型系统保存及C型系统的发育，形成混积型页岩油甜点储集层。

4 孔喉系统对储集层物性及流体可动性的影响

4.1 对储集层物性的影响

按照云泥支撑和非云泥支撑两类来研究孔喉系统对宏观物性的影响。孔喉系统对物性具有明显控制，由E至A型，孔隙度和渗透率均呈增大趋势（见图13）。E型系统对应物性最差，孔隙度多小于5%，渗透率小于0.01×10-3μm2；其次为D型系统，云泥支撑型对应孔隙度小于10.2%，渗透率小于0.027 7×10-3μm2，颗粒或互层型支撑对应界限值稍低，孔隙度小于8%，渗透率小于0.02×10-3μm2；C型和B型孔喉系统分别发育在云泥支撑和非云泥支撑中，物性分布范围相近，但孔喉分布差异较大（见图5）；A型系统的物性最好，孔隙度多大于12%，渗透率大于0.065×10-3μm2。整体上同类孔喉的物性间呈较好正相关（见图 13a、图13b），但A型系统样品的相关性弱，主要因为其为颗粒支撑方式，孔喉大小受粒度（粉砂或砂屑等）的控制，粒度越大，孔喉越大，渗透率值越高（见图13c），比如12-H号、2-H号和36号样品的粒径依次为207，140，72.7 μm，3者孔隙度相近，但孔喉半径依次降低（见图5）、渗透率变差（见表1）。

图13 不同孔喉系统的物性分布

4.2 对流体可动性的影响

根据离心（10 000 r/min）和饱和油状态T2谱，确定可动油饱和度，研究孔喉对可动性的控制（见图14）。E型系统对应可动油饱和度最小，普遍低于35%，均值为20%，其次为D型系统，均值为25.5%；C型和B型系统的可动性分布范围相当，但C型可动油饱和度均值稍高，为47.9%，这与其孔喉分选好有关（见图5）。A型孔喉系统的可动性最好，可动饱和度普遍高于35%，均值为61%。

图14 不同孔喉系统的可动饱和度分布

可动流体分布还受基质支撑方式的影响（见图15）。对于颗粒支撑型（见图15a、图15b），可动流体主要分布在较大孔中，主峰明显大于束缚流体（主峰为1 ms），且随离心力增加，可动流体在幅值和分布范围上均增大（向小孔移动），较小孔隙内流体逐渐可动，整体上大孔流体可动性更佳，说明大孔通常被较大孔喉沟通，在较小的离心力下流体即可动用，而小孔被更小孔喉沟通，流体可动性差，孔喉组合为球棍型（与常规储集层类似）。对于胶结支撑（见图15d），可动比例变小，但也主要集中在较大孔隙中，尽管方解石胶结堵塞部分较大孔喉，整体还保留球棍型组合。互层型支撑可动分布与颗粒支撑型类似，也具有大孔优先特点（见图 15e）。然而，云泥支撑型混积岩的规律不同，可动流体与束缚流体分布范围基本重合（见图15c、图 15f），随离心力增加，可动流体分布并没有明显增大（在不同孔隙内均匀增加），大孔内流体可动优势不明显。在云泥支撑中，泥晶白云石、偏泥粒等为基质支撑物，晶间孔和长石溶蚀孔提供主要储集及渗流通道，孔喉半径小、但分选好（见图5），与不同孔隙沟通的喉道大小基本相近，形成类短导管状组合，当离心力能克服喉道毛细管阻力时，不同大小孔隙内流体同时可动。

图15 不同基质支撑方式混积岩的可动及束缚流体分布特征

离心可视为油充注的反过程，可动流体分布位置也是页岩油赋存的主要空间。对于粉砂岩类、砂屑白云岩和粉砂质白云岩，颗粒支撑或互层支撑，页岩油主要分布在较大孔隙中，呈现出“大孔含油、小孔含水”特征，而对于白云质粉砂岩和泥岩类，以云泥支撑为主，油水分布孔径范围高度重叠。油水分布差异会影响混积岩的导电模型以及核磁共振测井解释精度，在储集层参数解释时需要考虑混积岩孔喉系统的影响。

5 结论

芦草沟组混积型储集层发育粒间孔喉系统（A型）、粒间-溶蚀-晶间混合孔喉系统（B型）、溶蚀孔喉系统（C型）、溶蚀-晶间混合孔喉系统（D型）和晶间孔喉系统（E型）5类。利用孔喉和孔隙累计比例对比法能定量判别不同孔喉系统的贡献，实现孔喉系统的精确识别。

沉积环境及成岩作用共同控制混积岩孔喉系统的发育类型。近源混积孔喉系统优于远源混积，滨岸砂质坝、远砂坝、云砂坪等高能环境下混积岩的粗粒组分（粉砂或砂屑）多，颗粒支撑或互层型支撑，A型和B型孔喉系统发育；席状砂、砂质滩等中能环境下混积岩偏泥粒或白云石含量增多，发育C型和D型孔喉；而云泥坪、浅湖泥等低能环境混积岩以云泥支撑为主，发育E型和D型孔喉。压实和早期方解石胶结破坏粒间孔喉系统，溶蚀改善溶蚀孔喉占比，但晚期方解石胶结会破坏溶蚀孔喉、增加晶间孔喉比例。

在泥砂混积过程中，孔喉系统受偏砂粒及长石含量影响，呈现“A→B→C→D”变化，云砂混积过程受白云石和偏砂粒影响，呈现“A→C→D→E”和“B→D→E”变化，而云泥混积过程孔喉系统偏差，受长石/碳酸盐矿物控制，呈现“D→E”变化。

孔喉系统控制混积型储集层物性及流体可动性。颗粒支撑型和互层型支撑表现出球棍型连通关系，大孔可动优势明显，表现出“大孔含油、小孔含水”特征，而云泥支撑型混积岩表现为短导管状孔喉组合，大孔可动优势不明显，油水分布基本重叠。

符号注释：

d1——孔隙直径，nm；d2——孔喉直径，nm；GR——自然伽马，API；T2——横向弛豫时间，ms；V1——单位质量孔隙体积，cm3/g；V2——单位质量孔喉体积，cm3/g。