鄂爾多斯合水地區(qū)長(zhǎng)6—8成巖作用類型及成巖相劃分

唐文斌++雷濤++姬廣建

摘 要：通過薄片鑒定、掃描電鏡等資料的分析，明確了合水地區(qū)經(jīng)歷的成巖作用類型有壓實(shí)、膠結(jié)、交代和溶解作用等。根據(jù)不同類型的成巖作用對(duì)儲(chǔ)集層性能影響的不同，劃分出了5種成巖相帶，其中3種是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的成巖相帶，其余2種是致密儲(chǔ)層成巖相。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯 合水 長(zhǎng)6-8 成巖作用 成巖相

中圖分類號(hào)：TE122.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（a）-0048-01

鄂爾多斯盆地是我國西部地區(qū)最重要的三大含油氣盆地之一，合水地區(qū)位于盆地西南部的隴東地區(qū)，三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)6～長(zhǎng)8段是研究區(qū)的西峰、白豹油田的主力產(chǎn)油層[1]。研究區(qū)長(zhǎng)6～8段在沉積物經(jīng)過分化、搬運(yùn)、堆積之后經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用，在各個(gè)成巖階段對(duì)砂巖的孔隙類型和孔隙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響。開展成巖作用及成巖相帶的研究，有利于下一步儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)[2]。

1 成巖作用特征

本次研究通過顯微鏡下鑄體薄片鑒定，對(duì)鄂爾多斯盆地合水地區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層砂巖的成巖作用類型及其表現(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。其主要特征如下。

1.1 壓實(shí)作用

壓實(shí)作用是指在承受上覆地層或水層的重力、或構(gòu)造應(yīng)力使孔隙體積縮小的過程。研究區(qū)延長(zhǎng)組的砂巖主要的支撐類型是顆粒支撐，顆粒間以點(diǎn)-線接觸為主，部分以凹凸?fàn)罱佑|；塑性顆粒的塑性變形、扭曲（如：鏡下云母片呈現(xiàn)波狀消光）以及假雜基化現(xiàn)象明顯；這些現(xiàn)象表明，本區(qū)長(zhǎng)6、長(zhǎng)7、長(zhǎng)8油層組的砂巖普遍經(jīng)過了比較強(qiáng)烈的機(jī)械壓實(shí)作用。

1.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用在不同時(shí)期的成巖環(huán)境中，由于物理化學(xué)性質(zhì)的不同，會(huì)形成不同世代的膠結(jié)物。本次主要對(duì)重點(diǎn)層位長(zhǎng)6、長(zhǎng)7、長(zhǎng)8的樣品做了分析研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)延長(zhǎng)組中膠結(jié)作用主要包括粘土礦物膠結(jié)（如自生高嶺石和綠泥石薄膜膠結(jié)）、碳酸鹽膠結(jié)（如方解石、白云石、鐵方解石、鐵白云石膠結(jié)）和硅質(zhì)膠結(jié)（如石英自生加大）。

1.3 交代作用

交代作用是指在特定的理化環(huán)境下，一種礦物代替另一種礦物的現(xiàn)象。石英在高PH值的堿性環(huán)境中，會(huì)發(fā)生溶解作用，在薄片中可見到由于方解石或鐵白云石的交代使石英顆粒的邊緣呈港灣狀，或變成極不規(guī)則的鋸齒狀邊緣。其他還見到長(zhǎng)石和石英的絹云母化現(xiàn)象和粘土礦物交代石英現(xiàn)象。

1.4 溶解作用

晚期成巖階段是鄂爾多斯盆地?zé)N類形成和聚集的主要時(shí)期，烴源巖中有機(jī)質(zhì)排烴使成巖介質(zhì)條件變?yōu)槿跛嵝原h(huán)境，排烴過程中產(chǎn)生的碳酸、有機(jī)酸性溶液進(jìn)入儲(chǔ)層對(duì)易溶礦物進(jìn)行溶蝕，形成次生孔隙。除此以外，粘土礦物脫水，淋濾或者礦化度的變化促使了溶蝕作用的進(jìn)行。在地下埋藏較深處的溶蝕作用可能還與不穩(wěn)定粘土礦物高嶺石向較穩(wěn)定的伊利石或綠泥石轉(zhuǎn)化有關(guān)。根據(jù)顯微鏡下鑄體薄片的觀察，研究區(qū)延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)層中均發(fā)育了不同程度而廣泛的溶蝕作用。

本次研究表明，該區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6-8油層組砂巖儲(chǔ)層中溶蝕作用發(fā)育，主要表現(xiàn)為：骨架顆粒間的粒間溶孔、石英邊緣溶蝕、云母沿層理溶蝕、石英、巖屑的粒內(nèi)溶孔。

2 成巖相帶劃分

合水地區(qū)砂巖的孔隙發(fā)育主要受制于膠結(jié)物成分及溶蝕作用的影響，綜合上述成巖作用特點(diǎn)并結(jié)合研究區(qū)鑄體薄片觀察研究，在合水地區(qū)可以劃分出五種成巖相帶：（1）自生高嶺石膠結(jié)+溶蝕相；（2）石英加大和高嶺石膠結(jié)+弱溶蝕相；（3）粘土薄膜和石英弱加大膠結(jié)+溶蝕相；（4）機(jī)械壓實(shí)致密相；（5）鈣質(zhì)膠結(jié)交代致密相。特征如下。

（1）自生高嶺石膠結(jié)+溶蝕相：在砂巖中充填于粒內(nèi)溶孔或者粒間孔隙中發(fā)育晶型較好的自生高嶺石集合體，一般與不穩(wěn)定礦物（延長(zhǎng)組以長(zhǎng)石碎屑以及火山碎屑為主）的溶蝕作用相伴生。溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙、晶間微孔發(fā)育。研究區(qū)延長(zhǎng)組發(fā)現(xiàn)大量由于壓實(shí)作用形成的微裂隙，儲(chǔ)集層的滲透能力變強(qiáng)，儲(chǔ)集層物性變好。

（2）石英加大和高嶺石膠結(jié)+弱溶蝕相：該巖相帶主要見于成分成熟度不高的砂巖類型中，溶蝕作用相對(duì)發(fā)育，儲(chǔ)層性能較好。根據(jù)基本化學(xué)反應(yīng)原理，巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖中長(zhǎng)石、巖屑顆粒的壓溶作用以及粘土礦物的相互轉(zhuǎn)化生成大量SiO2，為石英次生加大提供物質(zhì)基礎(chǔ)，主要充填于粒間孔隙中，導(dǎo)致粒間孔隙空間顯著降低，在這些殘余孔隙中，被后起形成自生高嶺石充填，少量高嶺石晶間縫和弱溶蝕形成的溶蝕縫相連接，成為較有利的成巖相類型。

（3）粘土薄膜和石英弱加大膠結(jié)+溶蝕相：該成巖相帶主要集中于巖屑長(zhǎng)石砂巖中，是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的有利巖相帶。一方面由于長(zhǎng)石是剛性顆粒，抗壓實(shí)能力較強(qiáng)，碎屑顆粒表面在早成巖階段滲濾蒙脫石形成綠泥石薄膜均對(duì)壓實(shí)作用有一定的緩解作用，薄膜也可以抑制石英次生加大，可以使原生孔隙得到很好的保護(hù)。另外一方面，在排烴高峰期產(chǎn)生的碳酸和有機(jī)酸，對(duì)長(zhǎng)石、巖屑溶蝕產(chǎn)生次生孔隙，因此，有成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的潛力。

（4）機(jī)械壓實(shí)致密相：出現(xiàn)在研究區(qū)少量的長(zhǎng)石巖屑砂巖中，是致密儲(chǔ)集層巖相。由于巖屑中含較多塑形顆粒，抗壓能力很弱，在壓實(shí)過程中變形、破裂，顆粒接觸以線甚至凹凸接觸為主，研究區(qū)見黑云母等礦物在壓實(shí)作用過程中以假雜基充填與孔隙中，原生孔隙破壞嚴(yán)重。此外，在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)伊利石粘土礦物以搭橋式充填于粒間孔隙；還發(fā)現(xiàn)火山灰碎屑轉(zhuǎn)化形成纖維狀的水云母，水云母不穩(wěn)定可進(jìn)一步向絹云母轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)集層致密化，此類砂巖儲(chǔ)層幾乎已經(jīng)喪失了儲(chǔ)集性能。

（5）鈣質(zhì)膠結(jié)交代致密相：主要出現(xiàn)在研究區(qū)少量長(zhǎng)石巖屑砂巖中，是致密儲(chǔ)集層巖相。研究區(qū)鈣質(zhì)膠結(jié)主要是方解石（CaCO3）和白云石[CaMg（CO3）2]膠結(jié)。早成巖階段的鈣質(zhì)膠結(jié)，有一定的抗壓實(shí)能力，但是主要的碳酸鹽鈣質(zhì)膠結(jié)一般出現(xiàn)在成巖晚期，充填于粒間孔隙中，對(duì)原生孔隙破壞性極大，如果在橫向上形成鈣質(zhì)碳酸a鹽膠結(jié)致密層，可以作為局部巖性圈閉的蓋層。所以，鈣質(zhì)膠結(jié)交代致密相的儲(chǔ)集層物性極差，是致密儲(chǔ)集巖相。

3 結(jié)論

（1）合水地區(qū)長(zhǎng)6～長(zhǎng)8油層組經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用類型，其中早期的壓實(shí)作用和膠結(jié)作用，對(duì)儲(chǔ)集層起破壞性作用，而溶解作用因?yàn)槿芪g而產(chǎn)生次生孔隙，是建設(shè)性成巖作用。

（2）劃分出來的5種成巖相，自生高嶺石膠結(jié)+溶蝕相、粘土薄膜和石英弱加大膠結(jié)+溶蝕相的儲(chǔ)集性能好，與合水地區(qū)有利儲(chǔ)層有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1] 王金鵬，彭仕宓，趙艷杰，等.鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長(zhǎng)6-8段儲(chǔ)層成巖作用及孔隙演化[J].石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2008，30（2）：170-174.

[2] 李渭，白薷，李文厚.鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)成巖作用與有利成巖相帶[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2012，31（4）：22-28.

[3] 竇偉坦，田景春，王峰，等.鄂爾多斯盆地長(zhǎng)6油層組儲(chǔ)集砂巖成巖作用及其對(duì)儲(chǔ)層性質(zhì)的影響[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，36（2）：153-158.endprint