鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層成巖作用差異性研究

康 媛，李長(zhǎng)政

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ，陜西 西安710069)

隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步加強(qiáng)，鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)6油層組已然成為建產(chǎn)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)塊。盆地西緣的姬塬地區(qū)與盆地東緣的安塞地區(qū)成巖作用相對(duì)復(fù)雜，對(duì)儲(chǔ)層物性影響較大，通過(guò)巖心觀察、粒度分析、鑄體薄片、掃描電鏡、X—衍射、高壓壓汞等實(shí)驗(yàn)方法，分析了低滲透儲(chǔ)層的物性特征，并對(duì)成巖作用進(jìn)行了詳細(xì)研究，解釋了成巖作用和物性變化的關(guān)系。

1 儲(chǔ)集層巖性特征

通過(guò)巖石薄片分析，姬塬地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層總體上處于水下弱還原環(huán)境，儲(chǔ)層以灰色、黑灰色砂巖以及灰黑色、黑色泥巖為主。砂巖包括細(xì)沙巖、極細(xì)砂巖、粗粉砂巖，分選中等較好。泥巖包括粉砂質(zhì)泥巖和泥巖。姬塬地區(qū)砂巖主要發(fā)育長(zhǎng)石砂巖，其次發(fā)育巖屑長(zhǎng)石砂巖。安塞地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層以灰色、灰綠色中細(xì)長(zhǎng)石砂巖為主，以及少量的巖屑長(zhǎng)石砂巖，分選中等，磨圓較好(見(jiàn)圖1)。

2 研究區(qū)成巖作用與成巖相

整個(gè)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組砂巖經(jīng)歷的埋藏史與成巖作用具有統(tǒng)一性，因此盆地東緣與西緣的兩個(gè)研究區(qū)砂巖儲(chǔ)層具有一致或相近的成巖作用及成巖演化序列[1－3]。

2.1 壓實(shí)作用

經(jīng)研究，兩個(gè)研究區(qū)中壓實(shí)作用是造成延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層原生孔隙喪失的主要原因。

機(jī)械壓實(shí)作用是指在上覆壓力的作用下，主要指上覆沉積物和靜水壓力或構(gòu)造變形壓力，使儲(chǔ)層孔隙空間減少、總體積變致密、沉積物顆粒發(fā)生重新排列、粒間和層內(nèi)水被排除的作用。如果壓實(shí)是由碎屑顆?；瑒?dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、位移、變形和破裂等物理作用引起的稱(chēng)為機(jī)械壓實(shí)作用。一般而言，石英顆粒的抗壓實(shí)能力最強(qiáng)，長(zhǎng)石次之，巖屑抗壓強(qiáng)度最小[4－7]。

安塞地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖，其成分中長(zhǎng)石含量與巖屑含量相對(duì)較高，且?guī)r石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度屬于中等，壓實(shí)作用較強(qiáng)，對(duì)儲(chǔ)層的物性影響很大，其中在壓實(shí)作用下，碎屑顆粒成定向、半定向排列;，塑性顆粒的塑性變形，剛性顆粒被壓碎或壓裂;壓實(shí)作用還造成碎屑顆粒重新排列。隨著壓實(shí)作用的加強(qiáng)顆粒之間的接觸關(guān)系依次從漂?。c(diǎn) －線接觸，過(guò)渡到凹凸 －縫合接觸。

圖1 研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層砂巖分類(lèi)圖

姬塬地區(qū)與安塞地區(qū)類(lèi)似，儲(chǔ)層同樣在壓實(shí)作用下發(fā)生碎屑顆粒定向—半定向排列以及緊密堆積;其中云母等塑性顆粒被壓扁變形或者呈假雜基狀態(tài)產(chǎn)出;顆粒間的接觸關(guān)系由點(diǎn)接觸變成點(diǎn)—線接觸或線接觸;石英、長(zhǎng)石等剛性碎屑礦物被壓裂，甚至壓碎。另外研究區(qū)埋深較大，位于2 000～2 700 m之間，發(fā)生了一定的壓溶作用，其中石英壓溶最為常見(jiàn)。(見(jiàn)圖2)。

2.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是指成巖流體中物質(zhì)過(guò)飽和析出結(jié)晶礦物的過(guò)程。膠結(jié)作用堵塞孔隙，減小孔隙體積，是孔隙發(fā)育的不利因素[8－9]。

據(jù)巖石薄片、鑄體薄片、掃描電鏡鏡下觀察分析，姬塬地區(qū)常見(jiàn)的膠結(jié)物為碳酸鹽，主要包括方解石、鐵方解石，以及少量的鐵白云石。早期在孔隙中膠結(jié)的方解石對(duì)壓實(shí)作用起抑制作用，并阻擋了外來(lái)物質(zhì)的充填，后期為酸性溶液所溶蝕，產(chǎn)生次生孔隙，增加了儲(chǔ)層的孔隙度。而在晚期膠結(jié)的鐵方解石，則呈連晶式或孔隙式充填于孔隙中，很難被溶蝕，是造成了儲(chǔ)層低孔低滲的重要原因之一。除碳酸鹽膠結(jié)之外，硅質(zhì)膠結(jié)也是該研究區(qū)的重要膠結(jié)物，石英自生加大，堵塞了孔隙和吼道，降低了儲(chǔ)層悟性。另外，粘土礦物膠結(jié)在長(zhǎng)6儲(chǔ)層中普遍存在，主要為高嶺石、綠泥石和伊利石，平均含量分別為 2.62% 、1.86% 和 1.12% 。

圖2 機(jī)械壓實(shí)作用

安塞地區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層中碳酸鹽膠結(jié)物中，方解石的含量很少，主要是鐵方解石、鐵白云石。鐵方解石的膠結(jié)對(duì)該研究區(qū)儲(chǔ)層的破壞作用較大。硅質(zhì)膠結(jié)在研究區(qū)分布較為普遍，但含量較少，主要以石英加大邊為主，一方面降低了孔隙度，縮小了吼道，一方面增強(qiáng)了砂巖儲(chǔ)層的抗壓實(shí)能力，阻礙了原生孔隙的損失。粘土礦物膠結(jié)以綠泥石為主，其次為伊利石、伊蒙混層，而高嶺石的含量較低。其中綠泥石主要生成在成巖作用早期，延孔隙內(nèi)壁垂直生長(zhǎng)，增強(qiáng)了儲(chǔ)層的抗壓實(shí)能力。(見(jiàn)圖3)

圖3 膠結(jié)作用

2.3 壓溶作用

壓溶作用是由碎屑顆粒接觸部位發(fā)生溶解、嵌合引起的成巖作用。單純的壓力可以局部提高礦物和巖石的溶解度。作用于固體物質(zhì)表面某點(diǎn)上的壓力，可以提高該點(diǎn)物質(zhì)的溶解度。這就是壓溶作用的基本理論依據(jù)。當(dāng)砂質(zhì)沉積物機(jī)械壓實(shí)到一定程度，質(zhì)點(diǎn)很難發(fā)生位移、轉(zhuǎn)動(dòng)、重排時(shí)，沉積物的進(jìn)一步壓實(shí)靠的就是壓溶作用[10]。

研究區(qū)內(nèi)東緣和西緣延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層壓溶作用的主要表現(xiàn)均為石英的次生加大和自生石英對(duì)孔隙的填充。盆地東緣的姬塬地區(qū)由于埋深較大，壓溶作用較為強(qiáng)烈。

2.4 溶蝕作用

孔隙水的溶蝕作用使得某些碎屑顆粒、填隙物發(fā)生不同程度的溶蝕，形成次生溶孔，大大提高了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間[11－12]

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析資料研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)6儲(chǔ)層溶蝕作用較為發(fā)育，溶蝕作用產(chǎn)生的溶蝕孔隙較多的保留下來(lái)，發(fā)育有粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔，雜基溶孔等，與殘余粒間孔是研究區(qū)內(nèi)油氣賦存的主要空間。溶蝕作用主要發(fā)生的是長(zhǎng)石的溶蝕，沿著長(zhǎng)石的解理縫發(fā)生。姬塬地區(qū)主要以該種溶蝕為主，含少量的巖屑溶蝕。安塞地區(qū)則以長(zhǎng)石、巖屑溶蝕為主，含少量濁沸石、碳酸鹽膠結(jié)物溶蝕。(見(jiàn)圖4)

3 結(jié)語(yǔ)

(1)壓實(shí)作用是盆地東緣與西緣延長(zhǎng)組長(zhǎng)6儲(chǔ)層孔隙度損失的主要因素。

(2)姬塬與安塞研究區(qū)的主要膠結(jié)物均為碳酸鹽。姬塬研究區(qū)以方解石為主，其次為硅質(zhì)膠結(jié);安塞研究區(qū)早期膠結(jié)的方解石大部分被溶蝕，含量不多，以晚期膠結(jié)未被大量溶蝕的鐵方解石為主，硅質(zhì)膠結(jié)物含量較少。

(3)姬塬研究區(qū)壓溶作用較安塞研究區(qū)強(qiáng)烈。

(4)盆地東緣與西緣研究區(qū)溶蝕作用均較為發(fā)育，產(chǎn)生的溶蝕次生孔隙是改善儲(chǔ)層物性的主要因素。

圖4 溶蝕作用

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