鄂爾多斯盆地西南部長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

李凱強(qiáng)，張景軍,李靜偉，張 娜

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

鄂爾多斯盆地西南部長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

李凱強(qiáng)，張景軍,李靜偉，張 娜

(東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

利用巖心、巖石薄片、鑄體薄片，掃描電鏡和X衍射觀察分析數(shù)據(jù)，結(jié)合前人研究成果，對(duì)鄂爾多斯盆地西南部長(zhǎng)6砂巖儲(chǔ)層巖石學(xué)特征進(jìn)行研究，并對(duì)不同區(qū)塊的巖石學(xué)特征進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：該區(qū)巖石以巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石砂巖為主；石英、長(zhǎng)石含量較高，巖屑、填隙物含量較低，成分成熟度較低；巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，塑性巖屑含量較高，剛塑性巖屑相對(duì)含量變化具有明顯的方向性；分選性中—好，顆粒以次棱角為主，結(jié)構(gòu)成熟度相對(duì)較高，各小區(qū)塊巖石學(xué)特征有所差別;物源和沉積環(huán)境的不同是該區(qū)域巖石學(xué)特征的重要影響因素。

長(zhǎng)6儲(chǔ)層；巖石學(xué)特征；西南部；鄂爾多斯盆地

目前我國(guó)油氣勘探現(xiàn)狀為東部勘探程度較高、常規(guī)儲(chǔ)層研究較多，西部勘探程度較低、非常規(guī)致密儲(chǔ)層研究較少，勘探重點(diǎn)由東部向西部轉(zhuǎn)移[1-2]。鄂爾多斯盆地是我國(guó)西部的重要油氣富集盆地，是近年來(lái)勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)地區(qū)，盆地內(nèi)發(fā)育有重要的含油層系——延長(zhǎng)組地層，長(zhǎng)6儲(chǔ)層是其重要的油氣儲(chǔ)層和主力產(chǎn)油層，也是盆地重要的勘探目的層，近年來(lái)吸引了許多學(xué)者對(duì)其開(kāi)展分析研究[3-4]。但大多數(shù)研究只局限于個(gè)別區(qū)域，且僅對(duì)巖石學(xué)特征進(jìn)行寬泛描述，未進(jìn)行深入分析。鐘大康等對(duì)隴東地區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層巖石學(xué)特征進(jìn)行了整體研究，而未對(duì)長(zhǎng)6儲(chǔ)層進(jìn)行重點(diǎn)分析[5-7]。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)盆地西南部長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石學(xué)特征的針對(duì)性研究較少的現(xiàn)狀，本文在總結(jié)大量前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合719口井6 984塊巖石薄片觀察分析資料，采用多種分析研究方法，對(duì)此區(qū)域長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石學(xué)特征進(jìn)行了較深入的分析研究，并對(duì)與其密切相關(guān)的孔隙度演化進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。從整體上對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石學(xué)特征進(jìn)行針對(duì)性研究，并對(duì)不同區(qū)塊進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)于認(rèn)識(shí)研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石學(xué)特征及平面變化規(guī)律、儲(chǔ)層物性特征及影響因素有重要意義，也可為后期有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、進(jìn)一步勘探開(kāi)發(fā)發(fā)揮積極作用。

1 區(qū)域概況

鄂爾多斯盆地是一個(gè)大型多旋回克拉通盆地，由伊盟隆起、西緣沖斷構(gòu)造帶、陜北斜坡、天環(huán)坳陷、晉西撓褶帶、渭北隆起等構(gòu)造單元構(gòu)成，周邊被活動(dòng)的褶皺山系和地塹系環(huán)繞，內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單、地層平緩[3,8]。研究區(qū)位于盆地西南部，北以靖邊—定邊為界，南至正寧—寧縣、西達(dá)大水坑—環(huán)縣—慶陽(yáng)一線，東至雙城—延安—羅山府一帶，受控于天環(huán)凹陷和陜北斜坡兩個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元，地勢(shì)平緩，面積約5×104km2，可分為姬嫄、安塞、合水三大區(qū)塊。研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層埋深為2 000～2 700m，儲(chǔ)層巖石以灰綠色、灰黑色細(xì)粒砂巖為主，成巖作用處于晚成巖A期，孔隙度較低、滲透率極低，為典型的致密儲(chǔ)層；目前該區(qū)域已發(fā)現(xiàn)姬嫄、安塞、華慶等油田，油氣勘探潛力巨大。

2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

2.1巖石分類及分布特征

對(duì)6 984塊薄片鑒定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為研究區(qū)巖石類型以巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石砂巖為主，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖，巖屑砂巖含量較低，巖屑石英砂巖和長(zhǎng)石石英砂巖含量極低，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)石英砂巖。姬嫄區(qū)塊巖屑長(zhǎng)石砂巖高與長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖含量也較高，除石英砂巖外其余類型巖石均存在；安塞區(qū)塊長(zhǎng)石砂巖高與巖屑長(zhǎng)石砂巖，二者之和占樣品總數(shù)的96.51%；合水區(qū)塊巖屑長(zhǎng)石砂巖含量研究區(qū)最高，其余類型砂巖均較低(圖1)。

2.2碎屑成分特征及影響因素

2.2.1碎屑成分總體特征

研究區(qū)石英、長(zhǎng)石、巖屑、填隙物相對(duì)含量平均值分別為33.82%、34.16%、21.38%、10.64%，成分成熟度Q/(F+R)值為0.71。石英、長(zhǎng)石含量相近，巖屑含量不高但種類較多，以白云巖、千枚巖、噴發(fā)巖、石英巖和高變巖為主，片巖、變質(zhì)砂巖含量較低，花崗巖、粉砂巖、泥巖含量極低，巖屑可分為巖漿巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑和沉積巖巖屑、其他巖屑、云母；從抗風(fēng)化壓實(shí)能力強(qiáng)弱的角度也可分為剛性巖屑和塑性巖屑，該區(qū)塑性巖屑含量高于剛性巖屑，含量較高的塑性巖屑是該區(qū)域原生孔隙遭到破壞的重要原因。填隙物含量較低，填隙物以膠結(jié)物為主，雜基主要為極少量的網(wǎng)狀粘土和凝灰質(zhì)，膠結(jié)物主要為綠泥石、伊利石和高嶺石等粘土礦物膠結(jié)，碳酸鹽巖膠結(jié)物也較多，其次為硅質(zhì)膠結(jié)。

2.2.2不同區(qū)塊碎屑成分特征

研究區(qū)不同區(qū)塊巖石碎屑成分具有不同的特征。

表1 研究區(qū)剛、塑性巖屑含量分區(qū)統(tǒng)計(jì)表

區(qū)塊剛性巖屑含量/%塑性巖屑含量/%白云巖灰?guī)r花崗巖隱晶巖高變巖石英巖變質(zhì)砂巖燧石粉砂巖總計(jì)泥巖噴發(fā)巖片巖千枚巖板巖云母總計(jì)姬嫄安塞合水2.930.433.870.370.030.660.210.280.011.360.960.992.302.860.401.681.552.370.900.750.730.590.350.710.290.120.0110.635.789.750.310.110.071.842.072.460.700.700.842.201.953.701.290.961.207.066.384.6813.4012.1712.95

(1)姬嫄區(qū)塊石英、長(zhǎng)石含量較高且差異不大，巖屑含量研究區(qū)最高而填隙物含量最低，成分成熟度為0.57；巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，剛塑性巖屑含量比值為0.55，白云巖、高變巖千枚巖巖屑含量較高，花崗巖、粉砂巖、泥巖含量較低，云母含量最高(表1)；區(qū)塊東部主要為綠泥石膠結(jié)，西部為高嶺石膠結(jié)。

(2)安塞區(qū)塊石英和巖屑含量研究區(qū)最低，長(zhǎng)石含量最高，填隙物含量中等，成分成熟度為0.45；巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，幾乎不含沉積巖巖屑，剛塑性巖屑含量比值為0.48，高變巖、噴發(fā)巖、千枚巖巖屑含量較高，泥巖、粉砂巖、灰?guī)r、花崗巖含量較低；全區(qū)塊以綠泥石膠結(jié)為主。

(3)合水區(qū)塊石英和填隙物含量研究區(qū)最高，長(zhǎng)石含量最低，巖屑含量中等，成分成熟度1.13；巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，巖漿巖、沉積巖巖屑含量研究區(qū)最高。剛塑性巖屑比為0.74，噴發(fā)巖、石英巖、千枚巖、白云巖巖屑含量較高，高變巖、灰?guī)r含量較低，幾乎不含粉砂巖、花崗巖、泥巖巖屑；云母含量研究區(qū)最低；區(qū)塊西南部主要為伊利石膠結(jié)，東北部主要為綠泥石膠結(jié)。

2.2.3物源對(duì)不同區(qū)塊碎屑成分的影響

鄂爾多斯盆地晚三疊世延長(zhǎng)組沉積具有時(shí)間上的繼承性和物源上的多向性[4]。不同物源區(qū)提供的母巖類型不同，進(jìn)而導(dǎo)致沉積區(qū)巖石碎屑組分產(chǎn)生較大差異[9]。朱宗良，楊華等認(rèn)為該區(qū)在不同的地質(zhì)時(shí)期具有不同的物源方向[4,10]。羅靜蘭，朱筱敏等認(rèn)為長(zhǎng)6期區(qū)存在東北、西南、南、北等多個(gè)物源方向[9,11]。在對(duì)研究區(qū)剛塑性巖屑相對(duì)含量分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其變化具有明顯的方向性(圖2)。由此認(rèn)為該區(qū)長(zhǎng)6期該存在東北、西南、南三個(gè)物源方向，且東北向?yàn)橹饕镌捶较?。物源不同是三個(gè)區(qū)塊的剛塑性巖屑相對(duì)含量變化出現(xiàn)明顯方向性的原因。而物源區(qū)母巖類型的不同是三個(gè)區(qū)塊巖石碎屑組分存在差異的重要原因。

2.3巖石結(jié)構(gòu)特征及影響因素

2.3.1研究區(qū)整體巖石結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層砂巖顆粒粒度整體較細(xì)，以細(xì)砂巖為主，占統(tǒng)計(jì)樣品總數(shù)的89.50%，其次為中砂巖和粉砂巖，粗砂巖含量?jī)H占0.06%；磨圓度主要為次棱角狀，棱—次棱、次棱—次圓、次棱角的占樣品總數(shù)的99.24%；分選以中和好為主，占統(tǒng)計(jì)樣品數(shù)的82.46%，分選性差的占11.29%；整體而言結(jié)構(gòu)成熟度較高?？v向上自長(zhǎng)63至長(zhǎng)61砂巖粒度逐漸變細(xì)。

2.3.2不同區(qū)塊巖石結(jié)構(gòu)特征

(1)姬嫄區(qū)塊細(xì)-粉砂巖占樣品總數(shù)的95.72%，磨圓度為次棱角狀的占樣品總數(shù)的88.81%，中等以上分選級(jí)別占樣品總數(shù)的90.52%，各項(xiàng)特征參數(shù)均屬中等(表2)。

(2)安塞區(qū)塊細(xì)-粉砂巖占樣品總數(shù)的86.05%，中-粗砂巖占13.95%，整體粒度較粗；磨圓度為次棱角狀的占樣品總數(shù)的85.54%，次圓的占8.14%，磨圓度最好。中等以上分選級(jí)別占樣品總數(shù)的93.56%，分選性最好。

(3)合水區(qū)塊細(xì)-粉砂巖占樣品總數(shù)的96.22%，顆粒最細(xì)；磨圓度為次棱角狀的占樣品總數(shù)的94.38%，次圓狀的為2.25%，磨圓度最差。中等以上分選級(jí)別占樣品總數(shù)的57.26%，分選性差的占24.34%，分選性最差。

2.3.3沉積環(huán)境對(duì)不同區(qū)塊巖石結(jié)構(gòu)的影響

鄂爾多斯盆地湖盆自長(zhǎng)6期開(kāi)始由擴(kuò)張改為收縮，從長(zhǎng)63至長(zhǎng)61湖盆自北向南逐漸萎縮，面積不斷減小，至長(zhǎng)6期末研究區(qū)南部合水區(qū)塊的大部分為湖泊[4]，導(dǎo)致該地區(qū)雜基含量較高，泥質(zhì)沉積較多，顆粒粒度更細(xì)，分選較差；北部姬嫄、安塞區(qū)塊主要被辮狀河和曲流河三角洲占據(jù)，雜基含量相對(duì)較低，沉積物粒度相對(duì)要粗，分選較好；研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石平面上的粒度變化趨勢(shì)、雜基含量和分選級(jí)別的差異和縱向上粒度的不同與該區(qū)域湖盆的變化趨勢(shì)相吻合。

3 巖石學(xué)特征與儲(chǔ)層孔滲性的關(guān)系

儲(chǔ)層砂巖巖石學(xué)特征對(duì)儲(chǔ)層孔滲性有較大影響，不同的碎屑成分在成巖演化過(guò)程中會(huì)發(fā)生不同的變化改變儲(chǔ)層的孔滲性[12]。硬度較大的石英和剛性巖屑顆粒在成巖過(guò)程中不易受壓變形，而使原生孔隙易于保留(圖3(a))，長(zhǎng)石、石灰?guī)r、白云巖等易溶顆粒和膠結(jié)物后期受酸性孔隙水溶蝕可產(chǎn)生大量次生孔隙(圖3(b)、(c))；原生孔隙的保留和次生孔隙的增加使儲(chǔ)層孔滲性變好。膠結(jié)物的廣泛發(fā)育是使儲(chǔ)層孔滲性變差的重要因素，如石英顆粒周圍形成的綠泥石膜，碎屑顆粒間形成的高嶺石膠結(jié)等(圖3(d)、(e))；云母、泥巖、板巖等塑性成份容易受壓變形擠占原有孔隙空間，這也是使孔滲性變差的重要原因(圖3(f))。

表2 研究區(qū)不同區(qū)塊巖石結(jié)構(gòu)特征及相對(duì)含量統(tǒng)計(jì)表 (%)

表3 儲(chǔ)層巖石顆粒粒度與儲(chǔ)層孔滲性的關(guān)系表

對(duì)數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)孔隙度與塑性巖屑含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系便是其有力證據(jù)(圖4)。巖石顆粒粒級(jí)也影響儲(chǔ)層的孔滲性，顆粒較粗的中-細(xì)砂巖在成巖過(guò)程中更有利于原生孔隙的保存，顆粒間發(fā)育的膠結(jié)物在后期受溶蝕可形成大量次生孔隙，而粉-細(xì)砂巖粒度較細(xì)，膠結(jié)物發(fā)育較少，其形成的儲(chǔ)層孔隙度較低、物性較差。研究區(qū)沉積物顆粒相對(duì)較粗的姬嫄、安塞區(qū)塊，與泥質(zhì)沉積較多的合水區(qū)塊相比，孔滲性相對(duì)較好(表3)。

4 結(jié)論

1)研究區(qū)長(zhǎng)6儲(chǔ)層巖石類型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石砂巖；石英、長(zhǎng)石含量較高，巖屑、填隙物較低，成分成熟度較低，各個(gè)小區(qū)塊碎屑組分含量有所不同；物源區(qū)母巖類型影響著不同區(qū)塊的巖屑組成。

2)整體上看，研究區(qū)砂巖粒度較細(xì)，分選性為中—好，磨圓度類型以次棱角為主，結(jié)構(gòu)成熟度較高；沉積環(huán)境對(duì)巖石結(jié)構(gòu)有較大影響。

3)研究區(qū)存在東北、西南、南三個(gè)物源方向，東北向?yàn)橹饕镌捶较?；湖盆自長(zhǎng)6期開(kāi)始萎縮，區(qū)域由北向南及由長(zhǎng)63至長(zhǎng)61巖石結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)與該區(qū)域湖盆演化規(guī)律相符合。

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(責(zé)任編輯 王利君)

Petrologic characteristics of Chang 6 reservoir in southwest of Ordos Basin

LIKaiqiang,ZHANGJingjun,LIJingwei,ZHANGNa

(CollegeofGeosciences,NortheastPetroleumUniversity,HeilongjiangDaqing,163318,China)

Usingcore,rockthinsection,castthinsection,scanningelectronmicroscopeandXdiffractionanalysisdata,combinedwithpreviousresearchresults,westudiedthepetrologicalcharacteristicsoflong6sandstonereservoirinLongdongareaofOrdosBasin.Andthepetrologicalcharacteristicsofdifferentblockswerecomparedandanalyzed.Theresultsshowthatthemainrocktypesofthisareaarelithicfeldspathicsandstonesandfeldsparsandstones.Quartz,feldsparcontentishigh,detritus,interstitialmaterialcontentandcompositionalmaturityarelow.Theinterstitialmaterialismainlyofmetamorphicdetritus,andtheplasticdetrituscontentishigh.Thechangeofrelativecontentofrigid-plasticdebrishasobviousorientation;Sortingismedium-well,particleismainofsep-angular,structurematurityisrelativelyhigh.Petrologicalcharacteristicsofeachcellblockaredifferent.Thedifferenceofprovenanceandsedimentaryenvironmentistheimportantfactorforthepetrologiccharacteristics.

Chang6Reservoir;rockproperty;southwest;OrdosBasin

1673-9469(2016)04-0093-05doi:10.3969/j.issn.1673-9469.2016.04.020

2016-05-29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41472125)

李凱強(qiáng)(1990-)，男，河南柘城人，碩士，主要從事沉積巖與開(kāi)發(fā)地質(zhì)方面的研究。

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