鄂爾多斯盆地富縣地區(qū)上古生界致密砂巖儲層特征

朱博文，金文玉

(西安石油大學(xué)，陜西 西安 716000)

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鄂爾多斯盆地富縣地區(qū)上古生界致密砂巖儲層特征

朱博文，金文玉

(西安石油大學(xué)，陜西 西安 716000)

[摘要]富縣地區(qū)上古生界致密砂巖儲層包含多套含氣層段，最具有開發(fā)價值的高產(chǎn)層段位下石盒子組盒8段、山西組、本溪組，但不同層組之間的產(chǎn)氣量差異明顯。利用測井、錄井、試氣、礦物薄片等資料，對儲層物性，巖石特征，成巖作用進(jìn)行分析研究，認(rèn)為該地區(qū)上古生界主要含氣層段的成巖作用已普遍進(jìn)入晚成巖A階段，高產(chǎn)氣層主要儲層特征表現(xiàn)為儲層非均質(zhì)性較弱，并發(fā)育裂縫。儲層非均質(zhì)性是含氣層段產(chǎn)能主要的影響因素。

[關(guān)鍵詞]富縣地區(qū)；主控因素；儲層非均質(zhì)性；成巖作用

1區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地為一位于華北地塊西部的大型疊合克拉通盆地，現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)為東翼寬緩，西翼陡窄的南北向不對稱矩形盆地。盆地邊緣斷裂褶皺較發(fā)育，而盆地內(nèi)部構(gòu)造相對簡單，地層平緩，傾角一般不超過1°。

根據(jù)盆地現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)、基底性質(zhì)及構(gòu)造特征，鄂爾多斯盆地可劃分為伊盟隆起、渭北隆起、晉西撓褶帶、伊陜斜坡、天環(huán)拗陷及西緣沖斷構(gòu)造帶6個二級構(gòu)造單元。盆地內(nèi)無二級構(gòu)造，三級構(gòu)造以鼻狀隆起為主，很少有幅度較大、圈閉良好的背斜構(gòu)造。

富縣地區(qū)構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的東南部，屬平緩的西傾單斜，內(nèi)部構(gòu)造簡單。具有典型的低孔隙度，低滲透率儲層。

本研究區(qū)鉆遇到的地層包括第四系、侏羅系、三疊系、二疊系、石炭系和奧陶系。主要含氣層段為石炭系本溪組、二疊系山西組和下石盒子組盒8段。

上古生界地層厚度在本區(qū)比較穩(wěn)定，平面變化比較小。其中：本溪組為障壁海岸沉積體系，山西組地層發(fā)育三角洲沉積體系，主要表現(xiàn)為三角洲前緣亞相沉積的砂泥巖互層夾煤層，下石盒子組主要為三角洲前緣沉積。

2儲層巖石特征

2.1巖石類型

通過對該地區(qū)薄片鑒定結(jié)果分析，該地區(qū)上古生界砂巖種類主要有3類: 石英砂巖、巖屑石英砂巖、巖屑砂巖。不同層段砂巖類型存在一定差異，本溪組以石英砂巖為主；山西組以巖屑石英砂巖和巖屑砂巖為主，；盒8段以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主，。本溪組沉積時期為潮坪環(huán)境，物源區(qū)因受到波浪、潮汐等的沖刷、篩選作用，石英含量高，巖石類型相對較好。山西組和盒8段受北部物源區(qū)母巖成分的影響其巖屑含量增加。

圖1　富縣地區(qū)上古生界碎屑成分三角圖

2.2組分特征

富縣地區(qū)上古生界主要儲集層段的碎屑組分主要為石英類(包括石英、燧石及石英巖巖屑)，次為巖屑，本溪組和盒8段部分井含少量長石(均值不足1%)。本溪組巖屑含量相對最低，均值為6.2%；盒8段、山西組巖屑含量相對增多，均值介于21.1%～25.9%之間。本溪組以變質(zhì)巖巖屑為主，其次為白云母；山西組和盒8段以變質(zhì)巖巖屑為主，其次為鈣化碎屑、沉積巖巖屑和巖漿巖巖屑。

富縣地區(qū)上古生界砂巖中富含粘土礦物，主要為水云母、高嶺石和綠泥石；其中大部分高嶺石、綠泥石與凝灰質(zhì)蝕變有關(guān)，高嶺石常呈碎屑外形，是堿性長石和火山碎屑的蝕變產(chǎn)物；粘土礦物含量自下而上逐漸增加(5.8%～8.8%)。硅質(zhì)膠結(jié)是該區(qū)主要含氣層段內(nèi)普遍存在的膠結(jié)物，各層段含量均值介于1.93%～4.06%，其形態(tài)和產(chǎn)狀各式各樣，有孔隙式充填、環(huán)邊加大等。碳酸鹽類膠結(jié)物有鐵方解石、鐵白云石、菱鐵礦等，含量均值介于2.4%～3.8%之間；鐵方解石與鐵白云石在山西組內(nèi)含量相對較少。

2.3孔隙類型

上古生界主要發(fā)育原生粒間孔、次生溶孔、晶間孔、粒內(nèi)溶孔四類孔隙。其中以次生溶孔為主，次生溶孔在孔隙構(gòu)成中居于次要地位。

(1)原生粒間孔隙：本區(qū)原生孔隙主要為碎屑顆粒被綠泥石、伊利石薄膜或襯邊所包裹后的剩余原生粒間孔隙。

(2)次生溶孔：長石溶孔、巖屑溶孔晶間孔以及雜基溶孔等。

巖心薄片數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，盒8段、山1段、山2段儲層以巖屑溶孔、長石溶孔為主，約占總面孔率的70%，粒間孔次之少量巖屑溶孔。

3儲層控制因素

3.1成巖作用對儲層的影響

前人研究成果表明富縣區(qū)上古生界儲層所經(jīng)歷的最大古地溫為140℃～180℃，同時粘土礦物X衍射測試結(jié)果顯示其伊利石平均含量為28.4%，伊/蒙間層平均含量為26.1%，高嶺石平均含量為18.7%，綠泥石平均含量為26%，伊/蒙間層比為18；綜合結(jié)果顯示富縣地區(qū)上古生界主要含氣層段的成巖作用已普遍進(jìn)入晚成巖A期階段，少量甚至進(jìn)入晚成巖B期階段的早期。

其成巖作用的主要類型包括以下幾種：

(1)壓實及壓溶作用

主要含氣層段普遍表現(xiàn)為壓實作用強(qiáng)度為中等和強(qiáng)的壓實特點；碎屑多呈點、線接觸。大多數(shù)砂巖中的粒間孔含量減少、孔隙變小，呈現(xiàn)出細(xì)小粒間孔的特征，塑性顆粒表現(xiàn)為塑性變形、扭曲強(qiáng)烈及其假雜基化而充填于粒間，部分顆粒之間呈凹凸接觸和縫合線接觸。

(2)膠結(jié)充填作用

膠結(jié)類型主要有薄膜-孔隙式膠結(jié)、孔隙-薄膜式膠結(jié)、薄膜式膠結(jié)、孔隙式膠結(jié)、加大式膠結(jié)、加大-孔隙式膠結(jié)或薄膜-壓嵌式膠結(jié)

(3)溶蝕作用

溶蝕作用是形成次生孔隙，改善儲層儲滲條件的主要因素。據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡觀察，研究區(qū)盒8、山西組砂巖在晚成巖A期發(fā)生了強(qiáng)烈的溶解作用，形成了大量的溶蝕型次生孔隙。

3.2非均質(zhì)性對儲層的影響

所謂非均質(zhì)性是指儲層巖性和物性的各向異性，而其中又以儲層的滲透率是最重要的非均質(zhì)性的標(biāo)志。

3.2.1層內(nèi)非均質(zhì)性

通過計算富縣地區(qū)儲層滲透率非均質(zhì)程度參數(shù)表明：盒8段變異系數(shù)平均值為1.58，突進(jìn)系數(shù)平均值為9.69，級差平均值為362.52；山西組變異系數(shù)平均值為1.44，突進(jìn)系數(shù)平均值為4.14，級差平均值為51.53；本溪組變異系數(shù)平均值為0.99，突進(jìn)系數(shù)平均值為3.25，級差平均值為540.62。不同層段層內(nèi)非均質(zhì)性分析得出：本研究區(qū)盒8段、本溪組的非均質(zhì)程度均相對較強(qiáng)，山西組的非均質(zhì)性程度相對較弱。

3.2.2層間非均質(zhì)性

通過不同層段層間非均質(zhì)性參數(shù)對比可知各層內(nèi)不同井區(qū)層間非均質(zhì)性變化較大，其中山西組層間非均質(zhì)性整體相對較弱，盒8段和本溪組層間非均質(zhì)性較大。

4結(jié)語

(1)對富縣地區(qū)儲集層總體來說，儲層物性較差屬于典型的致密砂巖儲層。

(2)富縣地區(qū)儲集層的好壞主要受到成巖作用控制與非均質(zhì)的控制，其中以非均質(zhì)性的控制為主。三套地層均已進(jìn)入晚成巖A階段，其中盒8段、本溪組的均質(zhì)性較強(qiáng)，而山西組的均質(zhì)性較弱，山西組為該地區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層。

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[中圖分類號]P619.22+9

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)02-0192-02

[作者簡介]朱博文(1990-)，男，甘肅山丹人，在讀碩士研究生，主攻方向：石油天然氣地質(zhì)。

[收稿日期]2016-01-10