鄂爾多斯盆地彬縣—旬邑地區(qū)長8儲層特征研究

袁凱濤，弓虎軍，閆旭光

(西北大學地質(zhì)學系/大陸動力學國家重點實驗室，陜西西安710069)

鄂爾多斯盆地位于華北地臺的西部，是一個多構(gòu)造體系、多旋回演化、多沉積類型的大型盆地［1～3］，也是中國最早發(fā)現(xiàn)并進行石油勘探開發(fā)的大型含油氣盆地之一［4］。近年來，隨著低滲油氣地質(zhì)理論認識的不斷深化和勘探開發(fā)技術(shù)水平的日益提高，盆地油氣勘探不斷取得重大突破［5～6］，定邊、吳起、安塞、西峰等地區(qū)發(fā)現(xiàn)億噸級有利目標區(qū)［4］。鄂爾多斯盆地東南部的彬縣－旬邑地區(qū)勘探程度相對較低，中生界油層埋藏淺［4］，勘探潛力較大。目前彬縣－旬邑地區(qū)開展的石油勘探結(jié)果顯示，長8段有較好的油氣顯示，但該區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)工作的前期研究不足，已成為制約整體油氣勘探部署的重要因素。因此，有必要對該地區(qū)開展儲層的基本特征研究，為油氣勘探工作深入開展提供依據(jù)。筆者利用巖心、測井和多種分析測試資料，對長8砂巖儲層巖石學、儲集物性及孔隙結(jié)構(gòu)等特征進行系統(tǒng)綜合研究。

1 地質(zhì)概況

彬縣－旬邑地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部，區(qū)域構(gòu)造上屬渭北隆起，構(gòu)造較復(fù)雜主要為應(yīng)力構(gòu)造和沉積差異壓實構(gòu)造。延長組沉積演化自下而上經(jīng)歷了由湖進—鼎盛—湖退的完整沉積旋回，長8期湖盆已經(jīng)形成，并向鼎盛時期發(fā)展。長8期為辮狀河三角洲前緣沉積，物源主要來源于南部的秦嶺地區(qū)，長8儲層主要發(fā)育于水下分流河道微相。

2 儲層巖石學特征

彬縣－旬邑地區(qū)長8段砂巖類型以巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖為主(圖1)，Q/(F十R)的值大多數(shù)小于1，具成分成熟度較低的特點。石英平均含量32.72%，單井石英平均含量為31.75% ～38.0%，單晶為主，少見多晶。通過陰極發(fā)光測試結(jié)果可以看出，主要為不發(fā)光的沉積巖石英，存在少量發(fā)紫紅色巖漿成因的石英;長石的平均含量為26.63%，主要以在陰極發(fā)光中發(fā)淡藍色光的斜長石和鉀長石為主;巖屑的平均含量為39.5%，巖屑較豐富，種類多樣，既有沉積巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑，且含有巖漿巖巖屑;雜基含量為1.0% ～6.0%，主要為泥質(zhì)雜基;膠結(jié)物主要為碳酸鹽巖膠接物，其次為硅質(zhì)，偶見白云石和鈉長石。儲層巖石結(jié)構(gòu)主要以細砂巖為主，分選中等，磨圓度中等－較差(95%以上為次棱角狀見少量棱角－次棱角狀)，接觸方式主要是漂浮狀、點接觸、線接觸，偶見有凹凸接觸，縫合線接觸很少見，膠結(jié)類型主要是孔隙式，除此之外還見有孔隙一壓接式，結(jié)構(gòu)成熟度較低(圖 2)。

圖1 長8儲層巖石分類三角圖

圖2 砂巖組分微觀圖

3 儲層物性和孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.1 儲層物性特征

長8儲層物性參數(shù)統(tǒng)計分析，結(jié)果表明:孔隙度為1.082 8%～13.944 1%，平均值6.826 6%，大多數(shù)樣品孔隙度在5% ～9%之間，其中孔隙度在6% ～8%的樣品最多，占總樣品的近30%(圖3);滲透率為(0.027 9 ～2.881 2)×10－3μm2，平均 0.542 3×10－3μm2，滲透變化很大，近70%樣品滲透率集中在 0.0 ～0.1×10－3μm2之間，滲透率大于 1.0 ×10－3μm2的樣品占統(tǒng)計的5%左右(圖3)。孔滲呈正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.7?？傮w來說，長8儲層的無效空隙所占較少，但優(yōu)質(zhì)孔隙較少，這是彬縣—旬邑地區(qū)產(chǎn)量較低的部分原因。

圖3 彬縣—旬邑地區(qū)長8儲層孔隙度、滲頻率分布直方圖

3.2 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

長8砂巖儲集層的孔隙類型主要有原生孔隙(粒間孔隙、雜基內(nèi)微孔隙)和次生孔隙(溶蝕孔隙、構(gòu)造裂縫、微裂縫)兩大類(圖4)。粒間孔多為三角形一多邊形或不規(guī)則形狀。孔徑0.01 mm～0.25 mm，面孔率為0～8%，平均面孔率為2.1%?？傮w上這類孔隙在研究區(qū)內(nèi)并不十分發(fā)育，且其分布很不均勻。雜基內(nèi)微孔隙存在于粘土礦物基質(zhì)與火山巖、泥質(zhì)巖屑中;溶蝕孔隙主要由溶間溶孔、鑄?？?、粒內(nèi)溶孔和膠結(jié)物內(nèi)溶孔組成。長8儲層主要的溶蝕孔隙為長石的粒內(nèi)溶孔，長石溶孔為0.83%，碳酸鹽巖膠結(jié)物的溶蝕現(xiàn)象不明顯，鑄模孔極為罕見，僅出現(xiàn)在個別的樣品中。裂縫主要由長石解理縫、壓裂縫及構(gòu)造裂縫組成。構(gòu)造裂縫對儲集空間影響不大，但可以有效地改善儲層的滲透性，長8儲層中滲透率大于10×10－3μm2的樣品，就是受到了構(gòu)造裂縫的影響。

圖4 孔隙結(jié)構(gòu)圖

長8儲層巖石致密，多是片狀喉道和彎片狀喉道，喉道半徑為 2.155 2 ～0.124 6 μm，平均0.832 7 μm。粗喉、中喉僅見于顆粒之間點、線接觸處受溶蝕作用而擴大處;細喉在區(qū)內(nèi)占主要，顆粒之間點－線接觸，喉道因顆粒受較強壓實、膠結(jié)作用，尤其是薄膜狀綠泥石包殼和石英次生加大使原生粒間喉道縮小，形成點狀、細長片狀或不規(guī)則彎曲狀喉道;微喉很發(fā)育，主要見于雜基和自生粘土礦物的微孔隙以及膠結(jié)物中的微溶孔，呈細管束狀。

4 儲集層影響因素分析

4.1 砂巖巖石結(jié)構(gòu)對儲層分布的控制

通過對長8儲層原始沉積孔隙度進行計算，表明長8平均原始沉積孔隙度為34.96%，可見原始沉積時的巖石結(jié)構(gòu)控制了巖石原始的沉積物性。研究區(qū)長8儲層雜基類型主要為泥質(zhì)沉積，泥質(zhì)含量一般在10%以內(nèi)，大多小于5%，含量變化不大。雜基含量與儲層物性的相關(guān)性較差，沒有明顯的變化趨勢，因此，該區(qū)雜基含量對孔滲的影響不大。

4.2 成巖作用對儲層分布的影響

在埋藏成巖過程中，成巖作用對儲層儲集性能的影響主要包括了壓實作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用［7～12］。

壓實作用是導(dǎo)致彬縣－旬邑地區(qū)長8儲層物性變差的主要因素，長8儲層含有較高的長石和碎屑物質(zhì)，在壓實作用下，顆粒間的接觸方式發(fā)生改變，顆粒由點接觸向線接觸、面接觸及凸凹接觸轉(zhuǎn)變，巖石逐漸致密化，孔隙損失嚴重，通過計算壓實作用使長8儲層損失25.65%的原始孔隙;

自生粘土礦物綠泥石多呈薄膜環(huán)邊附著在成巖礦物碎屑的周圍，并成片狀晶體生長進入孔隙空間并封閉了微觀孔隙，造成儲層孔隙度的降低，堵塞喉道，對儲層分布有破壞作用。但早期形成的包裹顆粒的綠泥石具有抗壓實和阻止顆粒自生生長的作用，使得粒間孔得到了較好的保存，對儲層分布具有建設(shè)性作用。

自生碳酸巖礦物是長8儲層孔隙的重要封堵物，研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽膠結(jié)物含量較高，主要為方解石和鐵方解石，含量一般在15%以內(nèi)，個別樣品達30%左右。隨方解石和鐵方解石含量的減少，孔隙度和滲透率呈增大的變化趨勢，滲透率的這種變化趨勢不如孔隙度的明顯。

長8儲層中的溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，主要為有機酸的溶解作用產(chǎn)生的次生孔隙。長7段在油氣生成過程中，排出大量的有機酸運移進入鄰近的砂巖儲層，造成儲層溶蝕，產(chǎn)生一定量的次生溶蝕孔隙(粒間溶蝕擴大孔、碎屑顆粒粒內(nèi)溶孔、長石溶孔、碳酸鹽巖晶間孔、巖屑孔隙、膠結(jié)物溶蝕孔隙)對改善儲層做出了貢獻。通過對長8儲層溶蝕作用研究表明:溶蝕作用可增加0.83%的孔隙。

彬縣－旬邑地區(qū)長8儲層受到后期改造作用強烈，使巖石破碎而形成裂縫、斷層。裂縫、斷層的存在不僅提供了石油運移通道，改善了儲層的儲集性能;而且為大氣淡水、酸性水進入砂體提供了運移通道，往往形成良好的次生孔隙，改善了儲層的物性、孔隙。因此，在局部地區(qū)對儲層改善起了很大的作用。

5 結(jié)語

(1)巖性主要為巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖，具有成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度較低的特點。原始沉積時的巖石結(jié)構(gòu)控制了巖石原始的沉積物性，雜基含量對孔滲的影響不大。

(2)對長8儲層起破壞作用的因素主要為:壓實作用、粘土礦物膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)。起建設(shè)作用的因素主要為早期包裹顆粒的環(huán)邊綠泥石、溶蝕作用及裂縫。

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