鄂爾多斯盆地宜君地區(qū)長3段儲層減孔量控制因素分析

摘要：宜君地區(qū)長3段砂巖儲層歷了較大的埋深，壓實(shí)作用較強(qiáng)，是研究區(qū)儲層孔隙度減少的主要因素，占到總減孔量的50%-94%，膠結(jié)作用占總減孔量的2%-17%，儲層原始粒間孔隙減少較大，最大埋深時期的異常低壓區(qū)有利于儲層孔隙的保存，是油氣聚集的有利區(qū)帶。

關(guān)鍵詞：宜君地區(qū);長3段;減孔量

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地南部，三疊系延長組長3段是該區(qū)石油聚集的主要層系，研究長3段的孔隙類型、成巖作用及其對孔隙演化的控制作用，對于探索該區(qū)油氣聚集規(guī)律，尋找有利的油氣富集區(qū)具有較大的意義。

1 主要成巖作用類型及階段劃分

宜君地區(qū)長3段砂巖儲層現(xiàn)今埋藏較淺，深度一般小于1000m，但是在地質(zhì)歷史時期經(jīng)歷了較深的埋藏，最大埋深達(dá)到2000多米，經(jīng)歷的成巖作用較為復(fù)雜。通過巖心樣品常規(guī)薄片和鑄體薄片等鏡下微觀特征觀察，結(jié)合掃描電鏡、陰極發(fā)光以及全巖和粘土礦物X-衍射等分析資料，揭示宜君地區(qū)長3段主要處于中期成巖A亞期，主要的成巖作用有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。

1.1 壓實(shí)作用

宜君地區(qū)長3段經(jīng)歷了較強(qiáng)的壓實(shí)作用，顆粒間多以點(diǎn)-線接觸為主，也可見線接觸;顆粒主要表現(xiàn)為部分云母等塑性碎屑顆粒沿長軸定向分布且受擠壓彎曲變形，塑性巖屑如泥巖、石英巖、千枚巖等變形，部分形成假雜基，少見石英和長石等剛性顆粒的裂紋和破碎。

1.2 膠結(jié)和交代作用

碳酸鹽膠結(jié)物廣泛分布于研究區(qū)長3段砂巖中，含量0%-25%，平均為6.92%。方解石為主要的碳酸鹽膠結(jié)物，相對平均含量約53.69%，多為細(xì)晶結(jié)構(gòu)，主要以孔隙式膠結(jié)充填于粒間孔隙中，常呈連晶形式產(chǎn)出，交代長石等碎屑顆粒邊緣，偶見白云石膠結(jié)和交代;局部可見鐵方解石零星充填粒間孔隙和交代碎屑顆粒邊緣，相對平均含量15.69%，鐵白云石膠結(jié)極少。

硅質(zhì)膠結(jié)在研究區(qū)發(fā)育較少，主要以自生石英產(chǎn)出的形式出現(xiàn)，其形成主要來源于酸性環(huán)境下鉀長石溶蝕作用產(chǎn)生的SiO2。在研究區(qū)長3砂巖中主要以石英次生加大和自生石英充填于粒間孔隙兩種形式為主，后者在綠泥石薄膜發(fā)育的粒間孔隙中較多見，當(dāng)自生石英晶體較多時可將粒間孔隙改造成晶間孔。

1.3 溶蝕作用

溶蝕作用在研究區(qū)長3段砂巖中較為發(fā)育，多見于長石顆粒的表面及內(nèi)部的溶蝕，其次為巖屑的溶蝕，碳酸鹽膠結(jié)物的溶蝕極少。

1.4 成巖階段

宜君地區(qū)長3段泥巖鏡質(zhì)體反射率為0.6%-0.9%，有機(jī)質(zhì)成熟度達(dá)到中成巖階段;砂巖顆粒以點(diǎn)-線接觸為主，部分線接觸，具備中成巖階段特征;隨著成巖階段加深，I/S混層的蒙脫石層比例下降，晶體有序度增加;自生礦物石英出現(xiàn)了石英的自生加大，并且加大級別較大，偶見鈉長石小晶體，粘土礦物中綠泥石，伊利石含量較高。綜合分析研究區(qū)長3段成巖作用達(dá)到了中成巖階段A期。

2 儲層孔隙類型

2.1 剩余粒間孔

宜君地區(qū)長3段砂巖儲層剩余粒間孔的孔隙直徑一般為0.03-0.50mm。在掃描電鏡觀察分析中，此類孔隙分布不均一，具有強(qiáng)烈的非均質(zhì)性。充填孔隙的多為薄膜式膠結(jié)的綠泥石，此外還有次生加大邊式膠結(jié)的自生石英與長石和孔隙式充填的綠泥石、方解石、石英、高嶺石及伊利石等。此類孔隙多分布于長石砂巖和石英砂巖中，長石砂巖中此孔隙分布較均勻，連通性也較較好，是本區(qū)長3段原生孔隙的主要類型。

2.2 粒間溶孔

宜君地區(qū)長3段砂巖儲層中粒間溶孔廣泛分布，此類孔隙直徑一般為0.03～0.50mm，以這類孔隙為主的砂巖儲集巖主要為顆粒支撐或雜基支撐，含少量膠結(jié)物，孔隙大、喉道粗、連通性好。研究區(qū)長3段溶蝕孔隙較為發(fā)育，孔隙分布均勻，連通性好，是其重要的孔隙類型之一。

2.3 粒內(nèi)溶孔

研究區(qū)長3段砂巖儲層溶蝕粒內(nèi)孔隙多見于長石、云母和部分巖屑內(nèi)，常見溶蝕粒內(nèi)孔隙與溶蝕粒間孔隙連通，溶蝕粒內(nèi)孔隙常與溶蝕粒間孔隙伴生分布，但分布很不均勻，孔隙連通性差，對儲層孔隙度貢獻(xiàn)較小。

3 減孔量控制因素分析

3.1 壓實(shí)作用減孔量分析

砂體沉積后，經(jīng)歷復(fù)雜的成巖過程，如壓實(shí)作用、膠結(jié)作用等，孔隙度和滲透率降低，從而導(dǎo)致儲層致密。壓實(shí)作用是指沉積物沉積后在上覆水層和沉積層的重荷下，或在構(gòu)造形變的作用下，發(fā)生水分排出、孔隙度降低、體積縮小的作用。在考慮膠結(jié)作用與溶蝕作用的基礎(chǔ)上，可以估算出壓實(shí)作用減孔量，為現(xiàn)今巖芯實(shí)測孔隙度中減去溶蝕作用增加的孔隙，減去砂巖中膠結(jié)物含量，用數(shù)學(xué)公式（式1）表示：

COPL表示壓實(shí)作用減孔量，α表示砂巖中原生孔隙的比例，Pcore表示實(shí)測可讀性，Pc表示膠結(jié)物含量。

宜君地區(qū)長3段為低孔-特低孔、特低滲-超低滲儲層。地層經(jīng)歷過較大幅度的抬升，現(xiàn)今埋藏淺，然而曾經(jīng)經(jīng)歷過比較深的埋藏，壓實(shí)作用較強(qiáng)，顆粒以點(diǎn)-線接觸為主，壓實(shí)作用損失了大部分孔隙度、滲透率。

砂體沉積后的原始孔隙度，可以根據(jù)公式計算出（式2）：

經(jīng)計算，宜君地區(qū)長3段儲層原始孔隙度平均為36%，其壓實(shí)減孔量平均20.9%，壓實(shí)減孔量占總減孔量的64%，膠結(jié)減孔量平均為11.5%，占總減孔量的36%。砂巖儲集體沉積后，其成巖作用和孔隙演化受兩大方面地質(zhì)作用的控制，一為砂巖自身的物質(zhì)特征，即成巖物質(zhì)，包括成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度、粒徑等，二為砂巖所處的盆地動力學(xué)環(huán)境，包括盆地的地?zé)釄?、流體性質(zhì)、埋藏?zé)嵫莼壽E和構(gòu)造應(yīng)力作用等。

3.2 膠結(jié)作用減孔量分析

膠結(jié)物晶體的大小與生長速度以及底質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。一般來說，小晶體生長速度快，大晶體生長速度慢?？紫赌z結(jié)物的結(jié)構(gòu)特征是緊靠底質(zhì)處的晶體小而數(shù)量多，具有長軸垂直底質(zhì)表面的優(yōu)選方位;遠(yuǎn)離底質(zhì)向孔隙中心，晶體大，數(shù)量少。如果有兩種以上的膠結(jié)物，靠近底質(zhì)的形成早，在孔隙中心的形成晚，依次可形成若干個世代的膠結(jié)物。通過孔隙流體沉淀的膠結(jié)物的種類很多，就數(shù)量而言，主要的膠結(jié)物有碳酸鹽、二氧化硅和粘土礦物。其他較為常見的膠結(jié)物有氧化鐵、石膏和硬石膏、沸石、黃鐵礦等。

膠結(jié)作用減孔量可以約等于砂巖中膠結(jié)物的含量，這些膠結(jié)物占據(jù)一定的空間，這些空間為砂巖沉積時的孔隙或者后期溶蝕作用改造形成的孔隙被沉淀下來的膠結(jié)物所占據(jù)，造成砂巖中孔隙減少，孔隙度降低。宜君地區(qū)長3段膠結(jié)物主要有方解石、白云石、含鐵白云石、含鐵方解石、石英、高嶺石、綠泥石、伊利石等。膠結(jié)物含量2%-17%，即膠結(jié)物減孔量為2%-17%。

4 結(jié)論

（1）宜君地區(qū)長3段經(jīng)歷較大埋深，最大埋深達(dá)到2000多米，處于中期成巖A亞期，主要的成巖作用有壓實(shí)作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。

（2）長3段砂巖儲層孔隙類型多樣，剩余粒間孔隙是主要的孔隙類型，常見粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及少量填隙物內(nèi)微孔隙。

（3）壓實(shí)作用是研究最主要的減孔因素，減孔量平均為11.1%-25.3%之間，占總減孔量的50%-94%，膠結(jié)作用減孔量為2%-17%。

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作者簡介：

莊一鵬（1983-），男，工程師，2011年畢業(yè)于西安石油大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)勘探工作