鄂爾多斯盆地東緣臨興—神府區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層物性特征及其影響因素

孫 強(qiáng)，朱明君，馬遵敬，朱士波

(1.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100015； 2.河南省資源環(huán)境調(diào)查三院，鄭州 450000；3.中海油能源發(fā)展有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300450)

0 引言

致密砂巖氣作為一種致密砂巖氣是一種儲(chǔ)集于低滲透-特低滲透致密砂巖儲(chǔ)層中的典型的非常規(guī)天然氣資源，已在我國(guó)天然氣工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重大作用。目前我國(guó)已在鄂爾多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地和松遼盆地等發(fā)現(xiàn)了大量致密砂巖氣資源[1]。

鄂爾多斯盆地具有豐富的致密砂巖氣資源[2]，但由于其具有低滲透的特征，依靠常規(guī)技術(shù)難以開(kāi)采，加之其他地質(zhì)因素的影響，使得致密砂巖氣開(kāi)發(fā)總體上處于經(jīng)濟(jì)效益邊沿，或因沒(méi)有開(kāi)發(fā)價(jià)值而無(wú)法啟動(dòng)。

前人在致密砂巖氣儲(chǔ)層特征方面做了較多的研究，主要集中在儲(chǔ)層特征、成巖作用、成因機(jī)質(zhì)、影響因素、分區(qū)評(píng)價(jià)[3]等方面，如劉曾勤分析了龍?zhí)督M致密砂巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間特征和致密成因機(jī)制，確定了致密砂巖氣體的充注時(shí)間和氣體來(lái)源，討論了致密砂巖氣潛力[4]。馬強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)層的巖石學(xué)特征、物性特征、成巖作用等進(jìn)行綜合研究，分析影響致密砂巖氣儲(chǔ)層的主要因素[5]。

在鄂爾多斯盆地東緣臨興—神府區(qū)塊致密氣的研究方面，前人的研究主要集中在開(kāi)采潛力地質(zhì)評(píng)價(jià)[3,6]、成藏特征[2]、氣水分布特征[7]、成藏主控因素[8]等方面，還有少量學(xué)者開(kāi)展儲(chǔ)層特征方面的研究，但研究得不夠全面，僅局限在對(duì)某一段進(jìn)行研究[9-10]，得出得結(jié)論不具普適性。

為了更好地勘探與開(kāi)發(fā)鄂爾多斯盆地上古生界致密砂巖氣氣藏，通過(guò)對(duì)盆地東緣臨興—神府區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層物性特征及其影響因素進(jìn)行研究，分別從儲(chǔ)集層巖石學(xué)特征、儲(chǔ)層物性特征、成巖作用特征、成巖作用對(duì)儲(chǔ)集物性的影響展開(kāi)論述，旨在對(duì)臨興—神府區(qū)塊致密氣的儲(chǔ)集層有全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，為尋找盆地內(nèi)致密氣富集區(qū)和有利于致密氣開(kāi)采的地段提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

鄂爾多斯盆地東緣臨興—神府區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，其含量可高達(dá)78%，其成分成熟度中等，結(jié)構(gòu)成熟度中等到好。物性受成巖作用改造較為強(qiáng)烈，成巖作用主要為壓實(shí)作用、膠結(jié)作用及溶蝕作用。孔隙度變化范圍為0～23.5%，主要集中于4%～10%的范圍內(nèi)，尤以6%～8%范圍內(nèi)最為發(fā)育，透率主要集中為0.1～1mD。

研究區(qū)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性受成巖作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的共同影響，主要表現(xiàn)為對(duì)孔隙度和滲透率的影響，其中壓實(shí)和膠結(jié)作用使儲(chǔ)層原生孔隙迅速減少、滲透率降低、儲(chǔ)集物性變差，而溶解作用則是導(dǎo)致次生孔隙發(fā)育及改善砂巖儲(chǔ)集性能的主要因素。壓實(shí)作用主要表現(xiàn)為剛性顆粒發(fā)生脆性破裂、塑性顆粒擠壓變形或剛性顆粒嵌入塑性顆粒中、顆粒之間呈線接觸和凹凸接觸、碎屑顆粒呈明顯的定向排列等；溶蝕作用表現(xiàn)為碳酸鹽礦物的溶解；膠結(jié)物主要為自生黏土礦物、碳酸鹽和自生石英。交代作用主要為碳酸鹽膠結(jié)物交代石英、長(zhǎng)石及巖屑顆粒及碳酸鹽膠結(jié)物之間的相互交代等。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使局部的儲(chǔ)層物性得到改善。

臨興—神府區(qū)塊位于鄂爾多斯盆地東緣，構(gòu)造位置為鄂爾多斯盆地伊陜斜坡和晉西撓摺帶，地勢(shì)上呈東高西低、北高南低。上古生界儲(chǔ)層是目前致密砂巖氣勘探的主要層位，上古生界在盆地內(nèi)分布廣泛，層位穩(wěn)定，主要由碎屑巖系組成，僅石炭系發(fā)育少量碳酸鹽巖。上古生界自下而上依次為：石炭系本溪組(C2b)，下二疊統(tǒng)太原組(P1t)和山西組(P1s)，中二疊統(tǒng)下石盒子組(P2x)、上石盒子組(P2s)，上二疊統(tǒng)石千峰組(P3s)。其中LX-62-2D井上石盒子組自然產(chǎn)能55.8×104m3/d，為研究區(qū)產(chǎn)能記錄；神府南區(qū)塊SM-02井完成壓裂測(cè)試，單層產(chǎn)量最高的是太原組，日產(chǎn)氣量1.37×104m3/d。這充分展示了上古生界致密砂巖氣勘探具有較大前景。

2 儲(chǔ)集層巖石學(xué)和物性特征

2.1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

臨興—神府地區(qū)上古生界巖性以細(xì)砂巖與泥巖為主，其次為中砂巖與粉砂巖，煤層與灰?guī)r主要以?shī)A層形式沉積于太原組與本溪組，神府區(qū)塊總體上泥巖沉積厚度小于臨興區(qū)塊，砂巖沉積厚度大于臨興區(qū)塊。臨興—神府區(qū)塊自上而下砂巖巖石類型：巖屑長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖過(guò)渡為巖屑砂巖、巖屑石英砂巖，反映長(zhǎng)石含量逐漸減少，巖屑和石英含量逐漸增加，神府區(qū)塊本溪組石英、長(zhǎng)石含量相對(duì)比臨興高。

臨興—神府區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層自上而下分別為石千峰組、上石盒子組、下石盒子組、山西組、太原組和本溪組。區(qū)塊石千峰組儲(chǔ)層以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，其含量可高達(dá)78%，其次為巖屑長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖，其含量分別為13%和9%；上石盒子組砂巖儲(chǔ)層以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，其含量略有降低，約為73%，其次為巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖，其含量分別為15%和12%；下石盒子組砂巖儲(chǔ)層與上石盒子組儲(chǔ)層具有一定相似性，長(zhǎng)石巖屑砂巖含量約為75%，巖屑砂巖含量為23%，巖屑長(zhǎng)石含量為2%；山西組長(zhǎng)石巖屑砂巖含量有了較大降低，含量約為57%，巖屑砂巖含量則升高到35%，巖屑長(zhǎng)石砂巖和巖屑石英砂巖分別為6%和2%；太原組儲(chǔ)層則以巖屑砂巖為主，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖，含量分別為77%和23%，其巖石成分中的石英含量有所增加；本溪組以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主，含量分別為41%和35%，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖，含量為24%，巖石成分中石英含量進(jìn)一步升高(圖1)。

2.2 儲(chǔ)層物性特征

臨興—神府區(qū)塊碎屑巖儲(chǔ)層孔隙度主要集中為4%～10%，滲透率主要集中為0.1～1mD，屬于特低孔特低滲儲(chǔ)層。其中盒4段孔滲發(fā)育最好，盒2段、盒6及盒7段次之，山西組孔滲發(fā)育最差?？紫抖茸兓秶鸀?～23.5%，主要集中于4%～10%的范圍內(nèi)，占總樣品量的近60%.其中尤以6%～8%范圍內(nèi)最為發(fā)育，占總樣品量的21%以上?？紫抖刃∮?%以及大于14%的樣品量較少出現(xiàn)。滲透率主要集中為0.1～1mD，占總樣品量的近70%。滲透率小于0.1mD的樣品占總樣品量的8%附近，滲透率為1～10mD的樣品占總樣品量的18%附近，滲透率大于10mD的樣品較為少見(jiàn)(圖2)。

孔隙度隨層位時(shí)代的變老未發(fā)生明顯的變化規(guī)律，由千5段到盒4段，孔隙度有增大的趨勢(shì)；由盒4段到太2段，孔隙度呈減小的趨勢(shì)。具體來(lái)看，石盒子組孔隙度相對(duì)最發(fā)育，尤其是盒4段孔隙度平均達(dá)10.8%，另外，盒2段、盒6段及盒7段孔隙度也均在9%附近；山西組孔隙度發(fā)育相對(duì)最差，平均孔隙度不足7%(圖3)。

滲透率在各層位中的變化特征與孔隙度相似，隨層位時(shí)代的變老，由千5段到盒4段，滲透率整體呈增大的趨勢(shì)；由盒4段到太2段，滲透率整體呈減小的趨勢(shì)。其中石千峰組和石盒子組滲透率相對(duì)最為發(fā)育，盒4段滲透率最為發(fā)育，平均達(dá)1.69mD。山西組和盒8段滲透率相對(duì)最差，平均值多在0.3mD以下(圖4)。

圖1 臨興—神府區(qū)塊上古生界砂巖巖石類型三角圖Figure 1 Triangular plot of upper Paleozoic sandstone rock types in Linxing-Shenfu block

圖2 臨興—神府區(qū)塊上古生界砂巖孔隙度、滲透率直方圖Figure 2 Histogram of upper Paleozoic sandstone porosity,permeability in Linxing-Shanfu block

圖3 臨興—神府區(qū)塊各層段砂巖平均孔隙度直方圖Figure 3 Histogram of sandstone sectors average porosityin Linxing-Shanfu block

3 儲(chǔ)層成巖作用特征

3.1 壓實(shí)作用

儲(chǔ)層巖性、膠結(jié)程度和流體壓力等因素均會(huì)影響儲(chǔ)層的壓實(shí)作用[11]。臨興—神府區(qū)塊上古生界砂巖經(jīng)歷了強(qiáng)烈的壓實(shí)作用，主要表現(xiàn)為，泥質(zhì)含量少的情況下，砂巖碎屑顆粒接觸關(guān)系主要為線接觸。受強(qiáng)烈壓實(shí)作用影響，長(zhǎng)石剛性顆粒表面出現(xiàn)破裂紋，塑性顆粒如千枚巖巖屑、云母碎片擠壓變形(圖5)，泥質(zhì)等呈假雜基充填粒間孔隙。早期壓實(shí)作用使砂巖碎屑組分致密接觸，大大降低砂巖原生粒間孔隙，是導(dǎo)致研究區(qū)砂巖儲(chǔ)層致密化的一大成因。隨著埋深的增加，研究區(qū)太原組-本溪組砂巖受壓實(shí)作用影響更為強(qiáng)烈，致密性更強(qiáng)，石英含量的增高，在一定程度上減弱了壓實(shí)作用的影響。

圖4 臨興—神府區(qū)塊各層段砂巖平均滲透率直方圖Figure 4 Histogram of sandstone sectors average porosityin Linxing-Shanfu block

3.2 膠結(jié)作用

松散沉積顆粒被孔隙流體中析出的礦物質(zhì)所固結(jié)的作用稱為膠結(jié)作用[12]。研究區(qū)上古生界砂巖膠結(jié)作用包括：硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽礦物膠結(jié)以及自生黏土礦物膠結(jié)。膠結(jié)作用以自生黏土礦物和碳酸鹽膠結(jié)為主，硅質(zhì)膠結(jié)發(fā)育相對(duì)較弱，自生黏土礦物和碳酸鹽膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層物性影響相對(duì)較大。

1)硅質(zhì)膠結(jié)。砂巖少量或部分石英顆粒出現(xiàn)次生加大現(xiàn)象(圖5)，次生加大方式包括兩種，即石英次生加大邊和自生石英充填，在上石盒子砂巖中見(jiàn)到兩期石英次生加大邊。

2)碳酸鹽礦物膠結(jié)。砂巖碳酸鹽礦物包括泥晶菱鐵礦、方解石和鐵方解石、白云石和鐵白云石(圖5)，泥晶菱鐵礦、方解石和白云石主要分布在石千峰組—上、下石盒子組，且含量較低，只在少數(shù)樣品中出現(xiàn)，并呈星斑狀膠結(jié)碎屑顆粒。在山西組—本溪組，因沉積環(huán)境由陸相轉(zhuǎn)為海相，砂巖中含鐵碳酸鹽礦物含量增高，部分樣品中可見(jiàn)粉晶-細(xì)晶狀鐵方解石和鐵白云石呈嵌晶狀膠結(jié)碎屑顆粒。

3)自生黏土礦物。砂巖自生黏土礦物含量整體較高，自生黏土礦物種類主要為鱗片狀、蠕蟲狀高嶺石、針葉狀綠泥石及絲片狀伊/蒙混層，少量絲縷狀、絲片狀伊利石和綠/蒙混層，偶見(jiàn)蜂窩狀蒙脫石(圖5)。掃描鏡下觀察，自生黏土礦物在砂巖一般呈孔隙襯里式或孔隙充填式分布，往往以兩種或者兩種以上組合形式產(chǎn)出。受成巖介質(zhì)和環(huán)境的影響，研究區(qū)地層自上而下自生黏土礦物的種類和含量相應(yīng)發(fā)生變化。石千峰組—上、下石盒子組，自生黏土礦物以伊/蒙混層、高嶺石、綠泥石和綠/蒙混層為主，伊利石含量偏低，山西組-本溪組，自生黏土礦物中高嶺石、伊/蒙混層向伊利石轉(zhuǎn)變，原因是海相沉積環(huán)境豐富的K+促進(jìn)了伊利石的大量發(fā)育。

圖5 成巖作用典型照片F(xiàn)igure 5 Diagenesis typical photos

3.3 溶蝕作用

溶蝕作用是改善砂巖儲(chǔ)層物性的主要因素[13]。研究區(qū)長(zhǎng)石巖屑砂巖中長(zhǎng)石顆粒、方解石及火山巖屑進(jìn)行溶蝕形成大量次生孔隙，以長(zhǎng)石顆粒溶蝕最為強(qiáng)烈，長(zhǎng)石顆粒大多沿解理縫強(qiáng)烈形成溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔等溶蝕孔隙(圖6)。另外，少量方解石和火山巖巖屑也發(fā)生一定程度的溶蝕，形成溶蝕粒內(nèi)孔。長(zhǎng)石溶蝕作用在石千峰組-本溪組均較為強(qiáng)烈，由于地層自下而上長(zhǎng)石含量不同，導(dǎo)致長(zhǎng)石次生溶孔面孔率存在差異。

圖6 成巖作用典型照片F(xiàn)igure 6 Diagenesis typicalphotos

4 成巖階段及其演化模式

研究區(qū)上古生界砂巖成巖階段為中成巖階段A期—B期，以中成巖階段A期為主。大致經(jīng)歷了壓實(shí)作用—石英次生加大—綠泥石薄膜形成—早期方解石膠結(jié)—長(zhǎng)石溶蝕—自生高嶺石形成—方解石弱溶解—烴類充注—晚期含鐵方解石膠結(jié)—晚期含鐵白云石膠結(jié)，成巖階段總體處于中成巖階段A-B期。

研究區(qū)上古生界有機(jī)質(zhì)Ro值主要分布在0.5%～1.3%，少數(shù)樣品有機(jī)質(zhì)Ro值分布在1.3%～2.0%(圖7)。Ro值對(duì)應(yīng)的成巖階段主要為中成巖階段A期，中成巖階段B期次之。

圖7 臨興—神府區(qū)塊Ro值與井深散點(diǎn)圖Figure 7 Scatter diagram of Ro values and well depth in Linxing-Shenfu block

泥巖中I/S混層中S值可作為一項(xiàng)重要的成巖階段判斷指標(biāo)[14]。由于臨興—神府區(qū)塊泥巖未做黏土礦物相對(duì)含量檢測(cè)，研究區(qū)主要目的層位自下而上由泥巖和砂巖互層構(gòu)成，砂巖中I/S混層中S值可間接反映上下泥巖層中對(duì)應(yīng)值。砂巖中I/S混層中S值分布較為廣泛，山西組-本溪組I/S混層中S值主要<15%，成巖階段為中成巖階段B期，石千峰組-下石盒子組I/S混層中S值分布較廣，主要區(qū)間為0～50%，成巖階段為中成巖階段A期和B期(圖8)。

圖8 臨興—神府區(qū)塊I/S混層中S%值與井深散點(diǎn)圖Figure 8 Scatter diagram of I/S mixed layer S% and well depth in Linxing-Shenfu block

砂巖中自生黏土礦物種類包括高嶺石、綠泥石、伊/蒙混層、綠/蒙混層，石英顆粒加大級(jí)別為II級(jí)，碳酸鹽礦物方解石、鐵白云石等為亮晶，部分為含鐵碳酸鹽礦物，部分長(zhǎng)石顆粒發(fā)生鈉長(zhǎng)石化，由于有機(jī)質(zhì)成熟過(guò)程中釋放出大量的有機(jī)酸，研究區(qū)長(zhǎng)石顆粒溶解作用強(qiáng)烈，次生孔隙較為發(fā)育。

5 成巖作用對(duì)儲(chǔ)集物性的影響

5.1 壓實(shí)作用降低或破壞儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能

研究區(qū)砂巖經(jīng)歷了強(qiáng)烈的壓實(shí)作用，主要表現(xiàn)為，泥質(zhì)含量少的情況下，砂巖碎屑顆粒接觸關(guān)系主要為線接觸。受強(qiáng)烈壓實(shí)作用影響，長(zhǎng)石剛性顆粒表面出現(xiàn)破裂紋，塑性顆粒如千枚巖巖屑、云母碎片擠壓變形(圖9、表1)，泥質(zhì)等呈假雜基充填粒間孔隙。早期壓實(shí)作用使砂巖碎屑組分致密接觸，大大降低砂巖原生粒間孔隙，是導(dǎo)致研究區(qū)砂巖儲(chǔ)層致密化的一大成因。隨著埋深的增加，研究區(qū)太原組—本溪組砂巖受壓實(shí)作用影響更為強(qiáng)烈，致密性更強(qiáng)，石英含量的增高，在一定程度上減弱了壓實(shí)作用的影響(圖10)。

圖9 臨興—神府區(qū)塊部分探井層段壓實(shí)作用圖Figure 9 Compaction of part exploratory well sectors in Linxing-Shenfu block

表1 臨興—神府區(qū)塊上古生界顆粒接觸關(guān)系統(tǒng)計(jì)表

圖10 臨興區(qū)塊上古生界砂巖壓實(shí)作用-膠結(jié)作用與粒間體積相關(guān)Figure 10 Correlation between upper Paleozoic sandstone compaction-cementation and intergranular volume in Linxing block

抗壓礦物(例如石英)含量增加，會(huì)導(dǎo)致地層的巖石密度略有降低[15]。隨著埋藏深度的增加，臨興區(qū)塊巖石密度具有減弱的趨勢(shì)，原因主要是后期抗壓礦物石英含量隨著深度增大而增加，深部地層溶蝕作用加強(qiáng)，碎屑巖儲(chǔ)層中部分易溶礦物溶蝕形成溶蝕孔隙，使巖石密度下降。而神府區(qū)塊，由于不均一溶蝕作用，最終形成巖石密度數(shù)據(jù)隨埋深增加，整體增加趨勢(shì)，局部呈現(xiàn)密度較弱段(圖11)。

圖11 臨興(左)—神府(右)區(qū)塊上古生界砂巖巖石密度隨井深變化圖Figure 11 Variation of upper Paleozoic sandstone densitieswith well depth in Linxing (upper) and Shenfu (right) blocks

5.2 膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層的性能起到雙重影響

膠結(jié)物(主要是鈣質(zhì)、硅質(zhì)和自生黏土礦物)一旦形成具有一定抗壓能力的支撐格架，對(duì)壓實(shí)作用可起一定的抑制或妨礙作用，從而對(duì)未被膠結(jié)物充填部分的粒間孔隙起保護(hù)作用[16-17]。所以，膠結(jié)作用一方面由于膠結(jié)物的沉淀析出直接減少粒間孔隙體積，引起孔隙度降低；另一方面，膠結(jié)物的不均勻分布，可以遲滯或延緩壓實(shí)作用對(duì)孔隙的破壞，對(duì)孔隙起有限的保護(hù)作用。

研究區(qū)膠結(jié)作用以自生黏土礦物和碳酸鹽膠結(jié)為主，硅質(zhì)膠結(jié)發(fā)育相對(duì)較弱，自生黏土礦物和碳酸鹽膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層物性影響相對(duì)較大。

1)硅質(zhì)膠結(jié)成巖作用過(guò)程中，長(zhǎng)石、石英等不穩(wěn)定硅鋁酸鹽礦物溶蝕或黏土礦物轉(zhuǎn)化形成大量的SiO2，進(jìn)入到砂巖孔隙體系中，當(dāng)其含量在孔隙流體中達(dá)到過(guò)飽和時(shí)，將在顆粒邊緣或孔隙中沉淀下來(lái)，使巖石發(fā)生固結(jié)，并形成各種硅質(zhì)膠結(jié)物。

2)碳酸鹽膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層物性的雙重性影響。

在成巖早期，方解石的形成導(dǎo)致一部分原生粒間孔消失，但有利的是方解石的存在又增強(qiáng)了巖石的抗壓實(shí)能力；在成巖晚期，碳酸鹽通過(guò)交代骨架顆粒和填隙物，充填巖石中早期形成的部分孔隙，使砂巖孔隙度減小、滲透率降低，屬于破壞性成巖作用(圖12)。

圖12 臨興區(qū)塊上古生界儲(chǔ)層碳酸鹽礦物與孔滲相關(guān)圖Figure 12 Correlation between upper Paleozoic carbonate minerals and pore permeability in Linxing block

5.3 溶蝕作用是改善砂巖儲(chǔ)層物性的主要因素

成巖階段富含有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸的酸性孔隙流體是導(dǎo)致研究區(qū)儲(chǔ)層碎屑組分發(fā)生溶解的主要?jiǎng)恿徒橘|(zhì)，同時(shí)這些酸性孔隙流體也是部分反應(yīng)產(chǎn)物溶解遷移的載體。砂巖在有機(jī)質(zhì)成巖演化成熟期，發(fā)生了較強(qiáng)的溶解作用，該期烴源巖中有機(jī)質(zhì)在較高的溫壓條件下分解產(chǎn)生的CO2和有機(jī)酸進(jìn)入砂巖儲(chǔ)集層后，使得孔隙介質(zhì)中pH值降低，由堿性變?yōu)樗嵝浴Ｔ谶@些酸性介質(zhì)的作用下，砂巖中長(zhǎng)石顆粒、方解石及火山巖屑進(jìn)行溶蝕形成大量次生孔隙。

研究區(qū)以長(zhǎng)石顆粒溶蝕最為強(qiáng)烈，長(zhǎng)石溶解產(chǎn)生A12Si2O5(OH)4在一定條件會(huì)結(jié)晶生成自生高嶺石集合體，且長(zhǎng)石的溶解往往首先以自生高嶺石的形式沉淀在粒間孔隙中，隨成巖強(qiáng)度的增加，長(zhǎng)石、巖屑也可直接或間接形成其他自生勃土礦物，而高嶺石在120～150℃溫度下變得不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)變成伊利石或與長(zhǎng)石反應(yīng)生成伊利石和石英。長(zhǎng)石顆粒大多沿解理縫強(qiáng)烈形成溶蝕粒間孔、溶蝕粒內(nèi)孔等溶蝕孔隙(圖6)。

臨興區(qū)塊長(zhǎng)石含量低于15% 、神府區(qū)塊長(zhǎng)石含量低于10%時(shí)，溶蝕作用較強(qiáng)，含量較高時(shí)，則溶蝕作用相對(duì)較弱，孔滲呈下降趨勢(shì)。

隨埋藏深度的增加，溫度升高，泥巖中的干酪根在80～120℃時(shí)含氧官能團(tuán)因熱裂解形成梭酸等有機(jī)酸，使得碳酸鹽礦物的溶解度增加，并發(fā)生溶蝕作用的原因(Surdam，1989)，該溶蝕提供了部分次生孔隙，對(duì)儲(chǔ)層物性起到了一定貢獻(xiàn)作用。

少量火山巖巖屑也可以發(fā)生一定程度的溶蝕，形成溶蝕粒內(nèi)孔。長(zhǎng)石溶蝕作用在石千峰組-本溪組均較為強(qiáng)烈，由于地層自下而上長(zhǎng)石含量不同，導(dǎo)致長(zhǎng)石次生溶孔面孔率存在差異。

5.4 裂縫發(fā)育對(duì)儲(chǔ)層物性的改造

工區(qū)裂縫的成因比較復(fù)雜，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、紫金山巖體侵入、巖石自身性質(zhì)以及在成巖作用期間，由于壓實(shí)作用、礦物的結(jié)晶作用，導(dǎo)致收縮和膨脹以及礦物間的重新組合與排列，也可以產(chǎn)生微裂縫。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和紫金山隆起對(duì)研究區(qū)儲(chǔ)層的改造非常明顯，其產(chǎn)生的裂縫有時(shí)可以使致密儲(chǔ)層的滲透性呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。臨興與神府區(qū)塊勘探表明，測(cè)試效果比較好的探井層段除溶蝕強(qiáng)烈外，裂縫都比較發(fā)育，而裂縫不發(fā)育的層段和區(qū)域(例如神府區(qū)塊)一般勘探效果較差；有的層段巖心測(cè)試吼道很低，但測(cè)試產(chǎn)能很高，與裂縫的作用不無(wú)關(guān)系(圖13)。

圖13 臨興區(qū)塊P1s底與蔡家會(huì)區(qū)C2b—T1l斷裂體系疊合圖Figure 13 Linxing block P1s bottom and Caijiahui area C2b—T1l faulted systems overlapping diagram

6 結(jié)論

1)適量的剛性礦物成分對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成起建設(shè)作用，儲(chǔ)層中形成起建設(shè)作用的剛性礦物主要為石英(含石英巖屑)和碳酸鹽。在沉積過(guò)程中，剛性礦物一定程度上可以減少壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層的破壞，進(jìn)而減緩砂巖儲(chǔ)層的致密化進(jìn)程，使得儲(chǔ)層中部分原生孔隙得以繼續(xù)發(fā)育和保存；同時(shí)殘余原生孔隙可以作為有效運(yùn)移通道促進(jìn)了地層中流體的流動(dòng)，加大了可溶性組分溶蝕幾率；同時(shí)，成巖中期含有較多石英的巖石易產(chǎn)生產(chǎn)生裂縫，可以很好的改善儲(chǔ)層的物性，并且由于裂縫的存在也有利于地層流體的運(yùn)移進(jìn)而促進(jìn)溶蝕作用的進(jìn)行，從而產(chǎn)生一些次生孔隙達(dá)到改善儲(chǔ)層物性的目的。

2)綠泥石薄膜的形成對(duì)保存粒間孔具有重要的意義。早成巖階段形成的綠泥石薄膜，一般厚度5～8μm，較均勻地分布于顆粒表面，垂直顆粒表面生長(zhǎng)，使得溶解于水的二氧化硅缺少結(jié)晶核心，未能形成硅質(zhì)加大，從而保存了一部分殘余粒間孔。在研究區(qū)上古生界碎屑巖儲(chǔ)集層中，綠泥石薄膜不均勻分布，但凡有綠泥石薄膜發(fā)育的地區(qū)和層段，均具有殘余粒間孔，儲(chǔ)集層物性較好。

3)適量的可溶性組分是形成溶孔的必要條件。研究區(qū)上古生界碎屑巖儲(chǔ)集層中可溶性組分主要為長(zhǎng)石，其次為碳酸鹽、火山巖巖屑和凝灰質(zhì)，這次物質(zhì)的溶蝕是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的主要控制因素。研究表明，溶蝕作用與易溶蝕礦物含量關(guān)系密切。臨興區(qū)塊長(zhǎng)石含量低于15%，神府區(qū)塊長(zhǎng)石含量低于10%，溶蝕作用較強(qiáng)，含量較高時(shí)，則溶蝕作用相對(duì)較弱，孔滲呈下降趨勢(shì)。臨興區(qū)塊儲(chǔ)層火山碎屑含量低于10%，神府區(qū)塊儲(chǔ)層火山碎屑含量低于8%，儲(chǔ)層物性隨火山碎屑含量增加而升高；臨興火山碎屑含量大于10%、神府大于8%，物性反而變差。

4)區(qū)域和局部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)產(chǎn)生的斷裂和裂縫，殘余的粒間孔為可溶性組分溶蝕提供了重要的滲流通道。從儲(chǔ)層成因演化上看，低滲透儲(chǔ)層的形成與沉積作用、成巖作用和構(gòu)造作用密切相關(guān)，這三者在致密砂巖儲(chǔ)層形成過(guò)程中所起到的控制作用，既有區(qū)別又存在有機(jī)的聯(lián)系。