石油地质与工程
2011年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING第25卷第2期文章编号:1673-8217(2011)02-0023-04
鄂尔多斯盆地合水地区
杨建鹏
(延长油田股份有限公司南区采油厂，陕西延安716000)
摘要：应用铸体薄片、扫描电镜、粒度分析、压汞等分析化验资料，对鄂尔多斯盆地合水地区长4+5储层的储层特征和低渗成因进行了分析。结果表明，本区岩石类型以岩屑质长石砂岩为主，成分成熟度与结构成熟度均较低；储层孔隙类型以残余粒间孔为主，其次为粒内溶孔和粒间溶孔；喉道类型以片状、弯片状喉道为主，喉道属微细喉道，分选与连通性较差；造成储层低渗的主要原因为沉积作用和成岩作用。 关键词：低渗成因；长4+5储层；成岩作用；合水地区；鄂尔多斯盆地
中图分类号:TE112.23文献标识码:A
合水地区位于位于庆阳市合水县境内，西临西峰油田(图1)，构造位置位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西南缘，该区构造平缓，为一平缓的近南北向展布的西倾单斜，倾角仅半度左右，平均坡降(8~10)m/ km[1-2]。目前合水地区主力生产层位为三叠系延长组长8、长6油层组，但近几年区内多处发现长4 +5油层，因此有必要对研究区长4+5油层特征及其低渗成因做一剖析。
1储层基本特征
本区长4+5储层厚约80~110m，为一套深灰、灰黑泥岩、页岩与灰、灰绿粉砂岩、细砂岩互层沉积，属内陆湖泊三角洲前缘沉积，主要储集砂体为水下分流河道与河口坝砂体。储层孔隙度为8.1%~16.7%，平均11.4%，渗透率为(0.06~10.
01)10-3m2，平均1.4810-3m2，为典型的低孔特低渗储层。
1.1岩石学特征
研究区长4+5储层岩屑和不稳定矿物成分含量较高，岩石成分成熟度较低。根据200余块储层岩石铸体薄片镜下鉴定结果统计，研究区长4+5储层碎屑总量为74.5%~94.0%，平均为86.5%。其中石英含量为37.5%~54.5%，平均45.3%；长石含量为15.0%~31.0%，平均22.4%；岩屑含量为3%~5%，平均%，
主要为中浅变质岩(主要包括片岩、千枚岩、板岩和变质砂岩)、喷发岩、云母及白云岩岩屑,
主要岩石类型以岩屑质长石砂
图1研究区位置
岩为主，偶见长石砂岩。
填隙物含量为6.0%~25.5%，平均13.5%，主
收稿日期:2010-10-21；改回日期:2010-12-28
作者简介杨建鹏，工程师,6年生，年毕业于西安地质学院，现从事油田勘探开发研究与管理工作。
基金项目国家重点基础研究发展规划3基金资助项目(3B66)。
1.024.18.9:1991991
:97
200C2140
石油地质与工程2011年第2期要由胶结物组成。胶结物主要为伊利石、铁方解石、
铁白云石，还有少量的硅质、高岭石、绿泥石及长石
质等。其中水云母石含量最高，其次为铁方解石、铁
白云，其它胶结物含量都很低(图2)
。图2研究区填隙物含量饼状图
1.2碎屑结构特征
粉末粒度测试资料表明，本区储层砂岩粒度中
值为2.96~4.58，平均3.73，以细砂、极细砂、粗
少；标准偏差1.17~2.08，平均1.46，分选从差到中
等。砂岩胶结类型主要为加大-孔隙式胶结，以及
其他孔隙式胶结与薄膜式胶结的过渡形式。综合看
来，本区砂岩成分成熟度较低。
2孔隙结构特征
2.1孔隙特征
岩石铸体薄片和扫描电镜可见，本区长4+5储
层孔隙类型以残余粒间孔为主，其次为粒内溶孔和
粒间溶孔，偶见晶间孔与微裂隙(表1)。
表1研究区孔隙类型
姚荷生
孔隙类型面孔率
残余粒间孔,%2.17
粒内溶孔,%1.89
粒间溶孔,%1.51
晶间孔,%0.02
微裂隙,%0.50
总面孔率,%6.09
(1)残余粒间孔。存在于骨架颗粒之间，未被陆
重庆卫星电视源杂基和自生胶结物充填满的粒间残余孔隙，本区
主要的残余粒间孔为碎屑颗粒表面为绿泥石等粘土
矿物薄膜覆盖或碳酸盐矿物充填孔隙形成。孔径主
要集中在45~100m，平均65m；形态较规则，多
呈近三角形、四角形和不规则形状等外形。
()粒内溶孔。酸性孔隙水对砂岩碎屑颗粒进
行选择性溶蚀所形成，本区主要为长石溶孔和岩屑
溶孔。长石沿不稳定解理、双晶面及破碎面发生选择性溶解作用，甚至被全部溶蚀；岩屑中可溶性组分被选择性溶蚀而成蜂窝状溶孔，多为部分溶蚀，当颗粒完全被溶时，多有丝缕状残余物显示出颗粒轮廓。孔径主要集中在15~65m，平均40m；多呈不规
则网格状或蜂窝状。(3)粒间溶孔。碎屑颗粒边缘及粒间胶结物和杂基溶解所形成的分布于颗粒之间的孔隙，孔径主要集中在50~120m，平均75m，形态多样，有港湾状溶蚀或条状等。(4)晶间孔。自生粘
土矿物或硅质胶结物将原生孔隙分割，在胶结物晶体间产生的细小孔隙，本区主要为高岭石晶间孔与自生石英晶间孔，孔径很小，一般小于5m 。由于压实作用、矿物结晶生长或收缩形成的细小成岩缝，微裂隙有的沿颗粒与填隙物接触面断开，有的切穿碎屑颗粒将分隔的孔隙连通起来，大大改善储层的连通性和渗透性。2.2喉道特征本区砂岩储层喉道类型以由长石颗粒边缘或填隙物溶蚀形成的片状、弯片状喉道为主，其次为颗粒点接触形成的缩颈型喉道，形成于胶结物与杂基内的管束状喉道相对较少。本区135块样品的压汞资料表明：在反应喉道大小的参数中，最大连通喉道半径0.25~6.54m，平均1.67m；中值半径0.03~0.68m，平均0.28m；平均喉道半径0.15~1.28m，平均0.46m，属微细喉道；在反应喉道分选的参数中，分选系数1.14~2.74，平均1.68；变异系数为0.12~0.46，平均0.28，分选总体较差；在反应喉道连通性的参数中，最大进汞饱和度57%~77.24%，平均63.55%，退汞效率18.62%~37.84%，平均值27.11%，孔喉连通情况较差。3低渗成因分析3.1沉积作用对储层物性的影响由沉积作用引起的砂岩碎屑成分及含量、粒度、磨圆程度、分选及杂基含量等均在不同程度上影响着储层物性，而这些因素又综合表现为不同的沉积微相具有不同的物性分布[3-4]。在深入分析本区沉积相研究成果的基础上[5-6]，进行了岩心观察与描述，并结合粒度曲线和测井曲线特征，分析了沉积微相分析。本区主要发育水下分流河道、河口坝和水下分流间湾三种沉积微相。对不同微相物性进行统计，水下分流河道砂
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杨建鹏等.鄂尔多斯盆地合水地区长4+5储层特征与低渗成因探讨体的物性最好，河口坝次之，水下分流间湾的物性最
差(图3)。孔隙度、渗透率峰值与平均值均是水下
分流河道最大，河口坝次之，水下分流间湾最小。这
和不同微相沉积时的水动力大小有关，水动力强的
水下分流河道岩石粒度相对较粗、分选好、杂基含量
少，因而物性好，河口坝次之，水动力较弱的水下分
流间湾物性最差。图3不同沉积微相物性分布
惊弓之鸟教学实录
3.2成岩作用对储层物性的影响
本区破坏性的成岩作用主要为压实作用与胶结
作用，建设性成岩作用主要为溶蚀作用和破裂作
用[7]。压实作用主要使砂岩储集层原始孔隙空间损
失；胶结作用不仅破坏了部分原生孔隙，而且进一步
破坏次生溶孔，粒间的各种自生矿物的充填和胶结
作用堵塞了孔喉而使渗透性变差；晚成岩期的溶蚀
作用则形成次生溶孔，使砂岩的储集空间有所增加;
破裂作用则在一定程度上改善了储层渗透性。
3.2.1压实作用
本区长4+5储层在埋藏成岩过程中经历了较
强的压实作用，主要压实现象有：碎屑颗粒之间呈线
状或凹凸接触，颗粒呈定向或半定向排列，云母等软
组分发生变形而呈假杂基出现，石英颗粒出现压溶
现象、破裂现象。持续的压实作用对粒间孔的破坏
很大，使粒间孔缩小甚至消失，使岩石的储集及连通
性变差。
3.2.2胶结作用
(1)粘土矿物胶结物。本区粘土矿物含量一般
在2.22%~13.22%，平均5.14%，主要为高岭石、
伊利石和绿泥石。高岭石绝对含量为1.3%，相对
含量8.85%。本区高岭石主要有两种类型，一种是
长石或火山碎屑蚀变产物，这类高岭石早期蚀变的
晶形较好，而晚期蚀变的晶形较差；另一种是孔隙中
直接沉淀析出的高岭石，这类高岭石晶形较好，呈假
六方板状，铸体薄片下呈蠕虫状，电镜下呈书页状集
合体充填在砂岩颗粒之间。分散质点状的高岭石一方面占据了部分孔隙空间，降低了储层孔隙度，另一方面在其晶体间又形成许多微孔隙。伊利石绝对含量1.2%~4.1%，相对含量8.45%~81.71%，平均29.76%。本区自生伊利石多为毛发状、卷片状或搭桥状充填于孔隙空间，还有少部分以毛发状附着于颗粒表面形成伊利石膜。搭桥状伊利石不仅缩小了孔隙空间，由于其沿孔隙壁垂直生
2010通货膨胀产，从而大大降低了储层渗透率。绿泥石是本区最主要的自生粘土矿物之一，绝对含量0.4%~2.0%，相对含量3.1~67.30%，平均14.85%。本区绿泥石有两种赋存状态：一种是作为孔隙衬边方式产出的粘土膜：另一种是充填于孔隙中的填隙物。绿泥石薄膜是成岩早期从偏碱性孔隙水中沉淀下来的绿泥石沿着孔隙壁发育，在颗粒表面形成的一层环状薄膜，电镜下可以看到绒球状绿泥石集合体垂直于碎屑颗粒表面向孔隙中心生长，绿泥石粘土膜形成于成岩早期。而孔隙充填式的绿泥石在电镜下为针叶
状或玫瑰花状集合体，充填于孔隙中间。(2)碳酸盐胶结物。碳酸盐胶结物含量4.6%~7.4%，成分主要为铁方解石及铁白云石[8]。根据铸体薄片和电镜观察，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、次生孔隙之中，或充填于长石、岩屑发生溶蚀孔隙内，并且其胶结作用可持续到溶蚀作用之后。(3)硅质胶结物。本区的硅质胶结物主要为石英次生加大和自生石英晶粒。次生加大边缘很不规则，常沿颗粒边缘呈耳状、不完全环带状、锯齿状等，加大边一般较窄，加大边与原始颗粒间有绿泥石充填；自生石英晶粒则主要是长石被溶蚀以及蒙脱石向伊利石转化亦会大量析出SiO 2，此类石英经常生长于长石溶孔及残余粒间孔中，部分储层孔隙度、渗透率降低就是因为石英自身加大填隙造成的。3.2.3溶蚀作用本区长4+5储层处于中成岩A 期，古地温在70~130，有机质处于低成熟-成熟阶段，生油岩中的有机质大量脱羧基，并释放出CO 2，进入孔隙流体后，使水介质呈较强的酸性[9-11]。在热对流作用的驱动下，酸性流体在砂岩的孔隙系统中流动并对其中长岩、岩屑颗粒及填隙物进行溶蚀，形成大量的粒间溶蚀孔隙，有时将整个颗粒溶蚀形成特大孔隙。这是本区物性在一定程度上得到改善的主要原因。3破裂作用铸体薄片与扫描电镜可见，由于压实作用、矿物
25
.2.4
石油地质与工程2011年第2期
结晶生长或收缩变形使储层产生了一定数量的微裂隙(占面孔率的0.5%)。微裂隙对增加岩石储集空间贡献甚微，却能在一定程度上改善储层的渗流通道和结构，一方面，它能够改善孔隙的连通性，沟通孤立的孔隙和微孔；另一方面，为酸性水的流动提供渗流通道，改善了溶蚀环境，有利于溶蚀孔形成。
4结论
(1)研究区岩石类型以岩屑质长石砂岩为主，偶见长石砂岩；碎屑颗粒以细砂、极细砂、粗粉砂为主；磨圆以次棱状为主，次圆状较少；分选从差到中等；成分成熟度与结构成熟度均较低。
(2)储层孔隙类型以残余粒间孔为主，其次为粒内溶孔和粒间溶孔，偶见晶间孔与微裂隙；喉道类型以片状、弯片状喉道为主，其次为缩颈型喉道，管束状喉道较少；喉道属微细喉道，分选与连通性较差。
(3)本区主要发育水下分流河道、河口坝和水下分流间湾三种沉积微相，水下分流河道砂体的物性最好，河口坝次之，水下分流间湾的物性最差。
(4)压实作用与胶结作用使砂岩储集层孔隙空间变小，晚成岩期的溶蚀作用则形成次生溶孔，使砂岩的储集空间有所增加，破裂作用则在一定程度上改善了储层渗透性。
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编辑：吴官生
下期主要文章预告
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