子長油田棗灣區(qū)儲層特性研究

徐崗 李振邦

摘要 子長油田棗灣區(qū)長6儲層巖性為一套淺灰色細-中粒長石砂巖，其次為少量的中砂巖、粉細砂巖及粉砂巖，儲層成巖作用主要有壓實作用、壓溶作用、膠結作用、交代作用、溶蝕作用及粘土礦物轉化、重結晶作用等。對儲層孔隙影響最大的成巖作用為壓實壓溶作用、膠結作用和溶蝕作用。成巖階段已進入晚成巖階段。

關鍵詞 子長油田 長6儲層 成巖作用

作者簡介：徐崗，出生年月：1978-02-16，男，本科，石油工程專業(yè)，高級工程師，主要從事油田勘探開發(fā)技術研究工作。

1 研究區(qū)地理地質背景

子長油田棗灣區(qū)位于陜西省延安市子長縣城北東方向。本區(qū)地處陜北黃土高原，為溝、梁、峁地貌，地表為第四系黃土層，地形起伏不平，為典型的黃土高原地貌。本區(qū)大地構造位置處于鄂爾多斯盆地東部的陜北斜坡帶。該盆地構造形態(tài)總體為一東翼寬緩、西翼陡窄的南北向不對稱矩形大向斜盆地，面積約25×104km2。盆地內部構造相對簡單，地層平緩，僅盆地邊緣褶皺斷裂比較發(fā)育。陜北斜坡為一向西傾斜的平緩單斜，地層傾角小于1°（每千米坡降約為7～10m），且構造比較簡單，僅局部發(fā)育差異壓實形成的低幅度鼻狀構造。

2 儲層巖性及巖石學特征

根據巖心觀察和薄片鑒定結果，本區(qū)三疊系延長組長6儲層段巖性主要為淺灰色細-中粒長石砂巖，其次為少量的中砂巖、粉細砂巖及粉砂巖（圖1）。

根據巖石薄片數(shù)據得出研究區(qū)長6砂巖儲層中碎屑成分一般約占80%～90%，以長石為主，其次為石英、巖屑和云母。巖石組分中石英含量為25.4%，長石含量為66.8%，巖屑含量為7.9%，主要為中、細粒長石砂巖。膠結物主要為硅質和碳酸鹽，其中方解石占34.4%。該類砂巖分布在研究區(qū)三角洲相的河道型砂巖體中，是構成優(yōu)質儲層的基礎。巖屑以變質巖巖屑為主，含少量巖漿巖、沉積巖巖屑（圖2）。

圖2 子長油田棗灣區(qū)長6巖石組分直方圖

圖3 子長油田棗灣區(qū)長6砂巖填隙物成分直方圖

巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關系以線狀接觸為主，也見凹凸接觸，膠結類型以孔隙式膠結為主，也有壓嵌式膠結。填隙物含量一般為4%～10%，平均6%左右，填隙物主要以方解石、綠泥石為主，其次為濁沸石、石英質，具體見圖3。

3成巖作用類型及孔隙演化

3.1成巖作用階段劃分

根據巖石學、古溫度和有機質成熟度特征，我國石油行業(yè)將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，其中早成巖階段劃分為早成巖A期和B期，晚成巖階段劃分為晚成巖A期、晚成巖B期和晚成巖C期，各成巖階段標志見（表1）。

成巖階段的劃分主要依據古地溫特征、自生礦物分布及形成順序、粘土礦物組合及伊/蒙混層（I/S）粘土礦物的轉化、巖石結構、構造特征及孔隙類型，有機質成熟度等指標進行綜合分析。主要依據有：

（1）自生礦物的分布及其形成順序

各種自生礦物都在一定的物理、化學條件下形成。隨著深度增加地層壓力、溫度及孔隙水性質的變化，會出現(xiàn)不同類型的自生礦物，它們能指示巖石的形成與發(fā)展過程，作為成巖階段劃分的一個參考指標。

（2）粘土礦物及其轉化

粘土礦物之間的轉化與埋深及孔隙流體的性質有關。如蒙皂石是一種典型的水合陽離子及水分子作為層間物的3：1型粘土礦物，隨著埋深增加，溫度升高，將失掉一部分層間水，造成某些層間塌陷，形成混層粘土礦物。蒙皂石存在兩種演變途徑：一為經I/S混層向伊利石轉化；另一為經C/S（綠/蒙混層）向綠泥石轉化。在富Mg2+的條件下，蒙皂石層中將出現(xiàn)Mg（OH）2層間物，形成蒙皂石/綠泥石混層粘土礦物；若有足夠的Mg2+、Fe2+，可以形成質點狀綠泥石。綠泥石的大量出現(xiàn)是成巖作用中、晚成巖階段的標志。根據I/S混層的演變特點，可出現(xiàn)蒙皂石→無序混層→部分有序混層→有序混層→超點陣（即卡爾克博格式有序混層）→伊利石的完整演變過程，據此可以劃分成巖階段。

（3）孔隙帶劃分

根據本區(qū)巖石的結構、構造特點及其物理性質變化，可以分成原生孔隙帶、混合孔隙帶、次生孔隙帶及緊密壓實裂縫發(fā)育帶等。

（4）有機質成熟度指標

主要根據鏡質體反射率、孢粉顏色、熱變指數(shù)及最大熱解峰溫等指標劃分有機質熱成熟階段。

（1）海綠石、鮞綠泥石的形成；

（2）同生結核的形成；

（3）平行層理面分布的菱鐵礦微晶及斑塊狀泥晶；

（4）分布于粒間和顆粒表面的你晶碳酸鹽 ～900 ～1900 ～3000 （1）低價鐵礦物的褐鐵礦化；

（2） 褐鐵礦的

浸染現(xiàn)象；

（3）碎屑顆粒

表面的高階的氧化膜；

（4）新月形碳酸鹽膠結物及重力膠結；

（5）滲流填充物；

（6）表生鈣質結核；

（7）硬石膏的石膏化；

（8）表生高嶺石；

（9）溶蝕孔、洞

依據陜北地區(qū)延長組有機質成熟度，成巖礦物類型和形成序列，I/S混層粘土的混層比（I/S混層礦物的混層比在10%～30%之間）及孔隙帶的分布等4方面的資料，可以確定本區(qū)長6儲層已進入晚成巖階段。

3.2主要成巖作用類型及孔隙演化

本區(qū)長6儲層成巖作用主要有壓實作用、壓溶作用、膠結作用、交代作用、溶蝕作用及粘土礦物轉化、重結晶作用等。對儲層孔隙影響最大的成巖作用為壓實壓溶作用、膠結作用和溶蝕作用。

（1）壓實壓溶作用

長6儲層壓實壓溶作用十分強烈，壓實作用使碎屑顆粒轉動，定向排列，軟碎屑變形，剛性顆粒產生機械斷裂，碎屑顆粒在壓力下形成線（線接觸）面接觸、凹凸狀接觸及縫合線接觸。其后的壓溶作用造成石英、長石的次生加大形成斑塊狀的致密鑲嵌結構。壓實壓溶作用使長6砂巖的孔隙損失很大。

（2）膠結作用

主要膠結作用有濁沸石膠結、綠泥石薄膜及綠泥石充填膠結、石英、長石次生加大等。

綠泥石薄膜膠結在長6儲層中具有普遍性，綠泥石薄膜發(fā)育處濁沸石充填孔隙，并溶蝕，復蘇了大量粒間孔。覆蓋在顆粒表面的綠泥石薄膜縮減了孔喉半徑，同時產生大量微孔隙，使孔隙結構復雜化。另一方面綠泥石薄膜對壓實、壓溶有明顯的抑制作用，保護了原生孔隙，使儲層物性相對較好。

（3）溶蝕作用

據研究，長6儲層中的溶蝕作用主要有兩期，第一期在印支運動末期，地表水的淋濾溶蝕作用使部分暗色礦物、云母、長石等鋁硅酸鹽礦物產生溶蝕；第二期在成巖晚期（燕山期），有機質熱演化釋放的有機酸和CO2等溶蝕濁沸石和長石等礦物。溶蝕作用形成了大量次生孔隙（大約占剩余孔隙度的40%），有效地改善了長6儲層的物性。

4 結論

巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關系以線狀接觸為主，也見凹凸接觸，膠結類型以孔隙式膠結為主，也有壓嵌式膠結。壓實壓溶作用使長6砂巖的孔隙損失很大；膠結作用使孔隙結構復雜化，綠泥石薄膜對壓實、壓溶有明顯的抑制作用，保護了原生孔隙，使儲層物性相對較好；溶蝕作用形成了大量次生孔隙（大約占剩余孔隙度的40%），有效地改善了長6儲層的物性。

參考文獻

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