梨樹斷陷沙河子組致密砂巖孔隙結(jié)構(gòu)演化模式

梅亞斌　朱悅　張春輝

摘要：綜合利用巖石薄片、掃面電鏡、鑄體薄片、壓汞等資料分析對梨樹斷陷沙河子組致密砂巖的儲層特征、成巖作用、成巖演化以及孔隙度演化進(jìn)行研究。沙河子組經(jīng)歷的成巖作用包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用等。其中破壞性成巖作用主要有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用；建設(shè)性成巖作用主要是溶蝕作用。壓實(shí)作用使儲層孔隙度減小21.1%，方解石膠結(jié)使原生孔隙減少12%左右，溶蝕作用使巖石孔隙增加5%左右。本區(qū)鈣質(zhì)膠結(jié)物有效地保護(hù)原生孔隙免遭后期機(jī)械壓實(shí)和構(gòu)造作用的破壞。

關(guān)鍵詞：梨樹斷陷；沙河子組；致密沙巖；孔隙結(jié)構(gòu)；演化模式

引言

梨樹斷陷沙河子組為致密砂巖地滲透儲層，長期以來測井專家利用測井資料提出眾多計(jì)算滲透率和孔隙度的方法和模型，但是對于孔隙度影響滲透率的時空演化研究較少，本文通過對梨樹斷陷沙河子組致密砂巖儲層特征、成巖作用及其對物性的影響研究，恢復(fù)其孔隙演化過程，通過巖心數(shù)據(jù)、薄片鑒定、掃描電鏡分析等手段建立梨樹斷陷沙河子組的致密砂巖孔隙結(jié)構(gòu)的演化模式。

1.儲層巖性特征

沙河子組碎屑巖儲層巖性以細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖、含礫砂巖、砂礫巖為主（圖1）。填隙物主要是雜基和膠結(jié)物，膠結(jié)物主要為鈣質(zhì)膠結(jié)物，含量在1%～30%之間，主要在10%左右，硅質(zhì)膠結(jié)物含量少，以石英次生加大邊形式存在，還可見自生黏土礦物膠結(jié)物，顆粒較細(xì)，雜基含量為2%～13%之間，主要為8%左右，為細(xì)小的粉砂巖和黏土礦物。從沙河子組碎屑巖儲層總的巖石類型三角形圖（圖2）和薄片的觀察可以看出，儲層巖石類型以巖屑長石砂巖和長石砂巖為主。碎屑顆粒分選中等，顆粒形狀多為次棱一次圓狀，粒間以線接觸為主，可見有凹凸接觸，中等風(fēng)化程度。碎屑成分以石英為主，含量在25%～54%之間，以45%為主；長石有斜長石和鉀長石，類型較多，含量在28%～51%之間；巖屑類型多，以中酸性火山巖屑為主，其次為變質(zhì)巖屑和粉砂巖巖屑；巖屑總含量在9%～31%之間，主要為20%左右。

2.儲層物性特征

沙河子組砂巖孔隙度分布于1.2%～12.6%之間，平均6.9%，滲透率分布范圍在0.021mD～31.4mD之間，平均0.5289mD（圖3），按碎屑巖儲層劃分標(biāo)準(zhǔn)，儲層屬超低孔一特低孔一超低滲一特低滲型儲層。

沙河子組砂巖孔隙類型主要有：原生粒間孔、擴(kuò)大粒間孔、長石粒內(nèi)溶孔、溶蝕裂隙（圖4），其中原生粒間孔、長石粒內(nèi)溶孔和溶蝕裂隙所占的比重比較大，特別是在樣品L602-14中，溶蝕裂隙所占的比重達(dá)70.77%，反映了顆粒發(fā)生了明顯的溶蝕作用，導(dǎo)致裂隙的增大。面孔率分布在4.02%～6.97%之間，均小于10%（表1、圖5）。在4口取樣井中的樣品中，梨6井和梨602井表現(xiàn)較好，而梨601井的樣品在鑄體薄片中基本不發(fā)育孔隙。從表1中可以看出，圖像分析中得到的喉道分析數(shù)據(jù)，喉道寬度分布范圍在34.94μm～1.2μm，平均寬度值在3.43μm～4.79μm，按著石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油氣儲層評價方法》中關(guān)于平均喉道半徑分級標(biāo)準(zhǔn)，屬于細(xì)喉范圍，由此可見，沙河子組沙巖的連通性較差（圖6）。

3.成巖作用及儲層物性的影響

進(jìn)行普通和鑄體薄片鑒定、掃描電鏡分析，結(jié)果表明沙河子組儲層的成巖作用包括了壓實(shí)、膠結(jié)、交代、溶蝕等。成巖作用對儲層具有建設(shè)和破壞雙重性，建設(shè)性成巖作用主要包括溶蝕作用，但是本區(qū)發(fā)育程度不高；破壞性作用主要包括壓實(shí)、膠結(jié)作用。

沙河子組廣泛發(fā)育鈣質(zhì)砂巖，砂巖中方解石膠結(jié)物發(fā)育良好，而且膠結(jié)作用發(fā)生迅速形成固結(jié)的致密層（圖7），該致密層可以對砂巖儲層中的碎屑顆粒在機(jī)械壓實(shí)的過程中起到一定的保護(hù)作用，有效保留了原生孔隙。這使沙河子組中上部的孔隙度和滲透率在一定深度保持不變。

4.孔隙度演化模式

沙河子組砂巖距今約145Ma，由松遼盆地第一次湖侵開始形成，受沉積環(huán)境和水動力條件的影響，砂巖原始孔隙度利用Beard和weyl經(jīng)驗(yàn)公式：

沙河子組巖石顆粒分選中等，通過公式（1）可以得出初始孔隙度為36.9%。巖心數(shù)據(jù)顯示沙河子組砂巖孔隙度分布于1.2%～12.6%之間，平均6.9%，面孔率分布在4.02%～6.97%之間，鈣質(zhì)膠結(jié)物，主要在10%左右，硅質(zhì)膠結(jié)物含量少，還可見自生黏土礦物膠結(jié)物，顆粒較細(xì)，雜基含量主要為8%左右，為細(xì)小的粉砂巖和黏土礦物。根據(jù)公式可計(jì)算早期壓實(shí)后孔隙度為15.8%，早期壓實(shí)平均損失孔隙度21.1%。隨著成巖作用演化，巖石中鈣質(zhì)膠結(jié)物發(fā)生膠結(jié)使孔隙度有一定程度損失，膠結(jié)作用發(fā)生迅速，固結(jié)形成致密保護(hù)層，極大程度保護(hù)砂巖免遭后期機(jī)械壓實(shí)作用以及構(gòu)造作用影響而保留原生孔隙。石英次生加大邊發(fā)育較少，對孔隙度破壞微弱，同時硅鋁酸鹽溶蝕產(chǎn)生溶孔，孔隙度增加。根據(jù)公式（2）～（4）可以得出經(jīng)過早期成巖深埋之后石英次生加大，方解石膠結(jié)使原生孔隙減少12%左右，溶蝕作用使巖石孔隙增加5%左右，最終儲層孔隙度為7.8%左右。

結(jié)論

（1）沙河子組儲層為致密砂巖儲層屬超低孔-特低孔-超低滲-特低滲型儲層，成巖作用主要為機(jī)械壓實(shí)，膠結(jié)和溶蝕作用。

（2）通過成巖作用建立沙河子組孔隙度演化模型，通過定量計(jì)算沙河子組砂巖形成初期孔隙度為36.9%，早期機(jī)械壓實(shí)孔隙度損失21%左右，經(jīng)過膠結(jié)作用孔隙度損失12%左右，溶蝕作用孔隙度增加5%左右。同時鈣質(zhì)膠結(jié)物的膠結(jié)作用有一定程度的保護(hù)原生孔隙免遭后期機(jī)械壓實(shí)和構(gòu)造作用的破壞。

（3）石河子組致密砂巖的成因主要是壓實(shí)作用和膠結(jié)作用，溶蝕作用對孔隙度的影響不大。