鄂爾多斯盆地東南部下二疊統(tǒng)山西組儲層的成巖作用及評價

■樊新藝　白燕峰　張　蓓（陜西省煤田地質(zhì)居一三一隊陜西韓城715400）

鄂爾多斯盆地東南部下二疊統(tǒng)山西組儲層的成巖作用及評價

■樊新藝白燕峰張蓓
（陜西省煤田地質(zhì)居一三一隊陜西韓城715400）

本文結(jié)合薄片鑒定、掃描電鏡等實驗手段，研究了鄂爾多斯盆地東南部下二疊統(tǒng)山西組儲層的成巖作用特征。

山西組儲層經(jīng)歷的成巖作用較強(qiáng)，主要有壓實作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用及破裂作用。據(jù)鏡下觀察，碎屑顆粒多為點～線或線接觸，有少量縫合線接觸。據(jù)薄片觀察，砂巖的膠結(jié)物主要有硅質(zhì)（含石英加大）、鈣質(zhì)及火山碎屑等。溶蝕作用在山西期氣層組普遍能見到，主要發(fā)生在長石和巖屑顆粒中。

鄂爾多斯盆地東南部山西組成巖作用

1　成巖作用類型

該研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部，研究區(qū)石盒子組及山西組主要發(fā)育碎屑巖儲集體，碎屑巖的成巖變化實際上是一個碎屑顆粒與變化著的介質(zhì)物理化學(xué)條件之間相互反應(yīng)的復(fù)雜過程。

通過對巖心及巖石薄片的分析鑒定和綜合研究，明確了該區(qū)碎屑巖儲層基本為中、粗粒巖屑砂巖或巖屑長石砂巖，他們經(jīng)歷的成巖作用主要有壓實、膠結(jié)、次生礦物充填、交代和溶蝕等多種類型，此外還有顆粒破碎作用，從而使儲層的儲集性能演變成現(xiàn)今情況。下面對各種成巖作用特點及其孔滲型的影響作一概述。

1.1壓實作用

研究區(qū)古生界砂巖儲層具有較強(qiáng)的壓實作用，鏡下觀察可見顆粒大多是點~線或著線接觸，合線接觸較少，顆粒的長軸大都是一種定向排列，云母等軟顆粒大多被擠入孔隙中，造成這種現(xiàn)象的原因是由于上覆地層的巨大壓力。

1.2膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是碎屑巖的主要成巖作用之一，對孔隙的破壞作用也較大。據(jù)薄片及包體片觀察，砂巖的膠結(jié)物主要有硅質(zhì)（含石英加大）、方解石、火山碎屑、長石、黃鐵礦等。

1.2.1硅質(zhì)膠結(jié)

硅質(zhì)膠結(jié)物包括了沿石英顆粒的邊加大發(fā)育的二氧化硅和充填在孔隙中的自生石英，根據(jù)顯微鏡的觀察，山西組硅質(zhì)膠結(jié)比較發(fā)育，次生加大邊寬約0.05~0.10mm，加大邊較連續(xù)，且再生膠結(jié)發(fā)育，主要特征是石英顆粒的次生加大，山西組的氣層組中石英次生加大膠結(jié)比較普遍，石英的次生加大大部分屬于II～I(xiàn)II級。硅質(zhì)的剛性強(qiáng)，對儲層的抗壓實作用比較強(qiáng)，有利于粒間孔的保存。

1.2.2方解石膠結(jié)

這類膠結(jié)物主要以星散狀分布于粒間，局部呈連晶膠結(jié)，常交代長石，有時還膠結(jié)石英、石英巖屑和粘土巖屑。這類膠結(jié)物可大大降低巖石的孔滲性，特別是連晶式膠結(jié)，基本可將孔隙完全堵死，但這類膠結(jié)物易于溶解，為后期形成溶蝕孔隙奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.2.3火山碎屑膠結(jié)

薄片中經(jīng)?？梢砸姷绞芪g變的火山物質(zhì)。中～酸性的碎屑狀火山物質(zhì)經(jīng)常硅化后形成微晶、泥晶硅質(zhì)或者形成細(xì)小的長英質(zhì)的集合體；中基性的火山巖屑大多會蝕變成為綠泥石和水云母?；鹕綁m大都會填隙在粒間從而呈現(xiàn)為假雜基，中～基性的火山塵大多蝕變成含鐵的褐棕色的綠泥石和水云母，酸性的火山塵則會蝕變?yōu)闊o色的泥晶硅質(zhì)，常常分布于粒間。

1.3溶蝕作用

溶蝕作用可以分為碎屑顆粒溶蝕和填隙物溶蝕，石英和硅質(zhì)膠結(jié)物也會在一定的條件下發(fā)生不同程度的溶蝕。砂巖儲集層的溶蝕作用形成了各種類型的次生孔隙。

溶蝕作用在石盒子、山西期氣層組普遍能見到，主要發(fā)生在長石和巖屑顆粒中，溶蝕作用的結(jié)果，常使砂巖產(chǎn)生各種溶蝕孔隙，如溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔及溶蝕晶間孔。粒間溶蝕孔隙分布較廣泛，主要演巖屑的邊緣或裂縫發(fā)生溶蝕，使巖屑被溶蝕呈蜂窩狀或殘骸狀等不規(guī)則狀。其溶蝕方式主要為選擇性溶蝕和部分溶蝕。

溶蝕作用發(fā)育程度在研究區(qū)各層組的強(qiáng)弱程度不同。山西組、下石盒子組段見到強(qiáng)烈的碎屑顆粒和膠結(jié)物被溶蝕的現(xiàn)象。而本溪組的溶蝕作用則不是太強(qiáng)烈。分析其原因，有可能是各層段泥巖發(fā)育，封閉性強(qiáng)，阻礙了砂巖內(nèi)部流體與外部流體充分交換，抑制了溶蝕作用的進(jìn)行，可能是其主要原因之一?？紫斗植驾^均勻、溶蝕孔隙以溶蝕粒間孔隙、溶蝕晶間孔及溶蝕粒間孔隙為主。

1.4破裂作用

破裂作用分為兩種，一是巖石受到構(gòu)造應(yīng)力的作用產(chǎn)生各種各樣的裂縫，這種裂縫在后期可以被溶蝕，成為溶蝕縫；另外一種是在應(yīng)力的作用下使得顆粒發(fā)生破裂從而形成的粒裂縫。這兩類破裂縫都可以大大的改善巖石的滲濾能力，當(dāng)裂縫和裂紋之間相互連通而形成網(wǎng)狀的裂縫后，就能夠顯著的提高儲層的儲滲性能。

2　成巖作用階段劃分

成巖階段的劃分主要根據(jù)古地溫特征，巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征以及孔隙類型，自生礦物的組合、分布以及形成順序，有機(jī)質(zhì)成熟度等指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。

根據(jù)巖石學(xué)、古溫度以及有機(jī)質(zhì)成熟度特征，我國的石油行業(yè)把碎屑巖的成巖階段劃分為：同生成巖階段、早成巖階段、晚成巖階段和表生成巖階段。早成巖階段又可劃分為早成巖A期和B期，晚成巖階段也可劃分為晚成巖A期、晚成巖B期以及晚成巖C期。

據(jù)實驗分析，本區(qū)烴源巖的有機(jī)質(zhì)成熟度高（Ro在2.0左右），砂巖的固結(jié)程度比較高，碎屑顆粒大都為點～線和線接觸，也有少部分的縫合線狀接觸，砂巖中包括較多的伊利石、高嶺石和伊蒙混層，也可見菱鐵礦和黃鐵礦等自生礦物，石英次生加大邊普遍且比較發(fā)育，達(dá)II~III級，巖屑的粒內(nèi)溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育，孔隙類型主要為次生孔隙，因此，綜合而言，這些砂巖已處于早期成巖階段的B期末~晚期成巖階段A期初。在這種成巖作用控制下，孔隙演化達(dá)到了原生粒間孔逐漸減少，次生溶孔開始增加的階段。

3　結(jié)論

主要的成巖作用包括壓實作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用、破裂作用。研究區(qū)古生界砂巖儲層的壓實作用較強(qiáng)，據(jù)鏡下觀察，碎屑顆粒多為點~線或線接觸，有少量縫合線接觸，顆粒長軸普遍呈定向排列，軟顆粒如云母等，大多被擠入孔隙，造成這種現(xiàn)象的原因于上覆地層的巨大壓力有關(guān)。據(jù)薄片及包體片觀察，砂巖的膠結(jié)物主要有硅質(zhì)（含石英加大）、方解石、火山碎屑、長石、黃鐵礦等。溶蝕作用在山西期氣層組普遍能見到，主要發(fā)生在長石和巖屑顆粒中，溶蝕作用的結(jié)果，常使砂巖產(chǎn)生各種溶蝕孔隙，如溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔及溶蝕晶間孔。

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P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-277-1