砂巖中自生綠泥石的形成機制及對儲層的影響

張可 秦子強

[摘要]通過研究分析，發(fā)現自生綠泥石具有兩方面的作用。早期的自生綠泥石能阻擋孔隙水與礦物接觸，減少膠結作用，并能在一定程度上抑制石英的自生加大。另一方面，自生綠泥石在改善孔隙空間的同時，在一定程度上會占據喉道空間，改善儲層喉道的非均質性，但會使?jié)B透率降低。

[關鍵詞]自生綠泥石 儲層 孔隙 滲透性

[中圖分類號] P618.130.2 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-97-1

1致密砂巖中自生綠泥石的形成機制

綠泥石是層狀硅酸鹽礦物，富鐵富鎂，最有利其形成的環(huán)境為富鐵、鎂的堿性古水介質環(huán)境。其鐵，鎂離子的來源大致可以分為三種：溶蝕過程中，會產生大量的鐵、鎂離子；在礦物水解過程中會釋放出鐵、鎂離子；與其沉積環(huán)境有關。其中以孔隙襯里產出的，多形成于富鐵的沉積環(huán)境，其物質來源主要是河流帶來的溶解鐵，主要在三角洲前緣產出，屬于較強的水動力環(huán)境。

自生綠泥石可以通過其他的粘土礦物轉化而成；也可以由于水解溶蝕作用產生的大量鐵、鎂離子使孔隙流體中他們的含量不斷增高，當達到一定程度時，就會有自生綠泥石析出；由于地層與孔隙流體壓力的差異，而造成富含鐵鎂的孔隙流體滲入時，其他的高嶺石、蒙脫石、伊利石（層狀硅酸鹽）可以轉化成綠泥石。

該研究區(qū)的自生綠泥石屬于三八面體綠泥石亞族，多為葉片狀與針葉狀，有足夠的空間使有利于形成綠泥石的古水介質進入砂巖孔隙中，形成形態(tài)較好的綠泥石，由于古水介質是優(yōu)先進入孔隙度高，滲透性好的砂巖孔隙，所以具有這種特征的砂巖是綠泥石形成的有利區(qū)域。

2致密砂巖中自生綠泥石對儲層的影響

2.1對原生孔隙的保護作用

綠泥石的存在可以提高巖石的抗壓強度，通過對埋藏深度一致，發(fā)育自生綠泥石與不發(fā)育自生綠泥石的地區(qū)取樣觀察，發(fā)現發(fā)育自生綠泥石的砂巖受壓實作用影響較小，具有較高孔隙度，顆粒接觸不緊密。而不發(fā)育綠泥石的砂巖，受壓實作用強，接觸強度大，孔隙度小。同時，其抑制石英生長及膠結作用，也對儲層孔隙度起到了積極的影響。

2.2對滲透性的影響

根據蘭葉芳等人對鄂爾多斯盆地延長組砂巖的研究，認為自生綠泥石的存在并不會直接使儲層滲透率變大，而是綠泥石的發(fā)育是喉道直徑變小，使?jié)B透率迅速降低。但經筆者研究發(fā)現，四川盆地須家河組發(fā)育自生綠泥石的儲層的孔隙度與滲透率在一定范圍內會隨著自生綠泥石的含量增高而增加。一般情況下，綠泥石含量高的地區(qū)，孔滲性也會較好。由于針狀葉片狀綠泥石形成之后會占據少量的原生孔隙空間，從而有利于形成綠泥石的堿性古水流就會越來越難進入原生孔隙繼續(xù)形成綠泥石，所以一般情況下發(fā)育自生綠泥石的儲層并不會因為大量綠泥石占據孔隙空間而低孔低滲，自生綠泥石的生長到達一定的程度便會停止。當綠泥石顆粒薄膜較薄時，將無法保存原生孔隙，無法抑制石英與長石的次生生長，造成孔隙度滲透率降低。所以只有當期達到一定厚度時，才能對儲層物性起到改善作用。但當其厚度過大或者綠泥石含量過多時，就會出現堵塞孔隙與喉道的現象，同樣孔滲性會變差。所以，對于自生綠泥石來說，其薄膜有一個最適宜的厚度，一般為3-8μm。

2.3對石英自生加大的影響

通過對研究區(qū)須家河組儲層段在掃描電鏡下的觀察，發(fā)現有自生綠泥石發(fā)育的地方僅有少量或者沒有石英的擴張，這說明早期形成自生綠泥石有對石英自生生長的抑制作用。同時，由于自生綠泥石的存在，能夠在一定程度上阻擋孔隙流體與礦物顆粒的接觸，從而減少膠結作用，特別是石英的次生加大。自生綠泥石的形成的有利環(huán)境為富鐵的堿性還原水介質環(huán)境，而石英的生長及硅質膠結作用發(fā)生在弱酸性環(huán)境中，且水介質中應當含有大量的硅離子。結合包裹體及鏡下觀察發(fā)現該區(qū)硅質膠結一共為三期，自生綠泥石的形成時期處于硅質膠結的第一期與第二期之間，由于水介質環(huán)境的改變，第一期形成的石英次生加大可在后期的堿性水介質環(huán)境在被溶蝕，從而改善儲集層物性。

3結論

（1）研究區(qū)的自生綠泥石屬于三八面體綠泥石亞族，形成的有利條件為富鐵的堿性水介質環(huán)境。

（2）自生綠泥石薄膜存在一個最適宜厚度，既可以抑制石英長石生長，也可以不堵塞孔隙與喉道。

（3）自生綠泥石可以阻礙石英的生長，也可以由于水介質環(huán)境的改變使先期形成的硅質膠結物溶蝕。

參考文獻

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