鄂爾多斯盆地安塞地區(qū)長6儲層孔隙演化分析

摘" 要：通過鑄體薄片鑒定、掃描電鏡分析等方法，對安塞地區(qū)長6儲層的孔隙演化進行定量分析，建立儲層孔隙演化模式。研究表明，壓實作用對儲層的破壞性最強，導致孔隙減少16.72%；膠結作用減孔7.61%，儲層在中成巖A期，溶蝕作用對儲層物性起一定的改善作用，在一定程度上延緩儲層致密化的進程，增孔1.36%?？紫堆莼谠绯蓭rA期經(jīng)歷強烈壓實—初步膠結階段，在早成巖B期壓實作用減輕，初步發(fā)育溶蝕作用。在中成巖A期膠結作用持續(xù)發(fā)育，導致儲層致密化。該研究為安塞地區(qū)長6油層組下一步勘探開發(fā)提供依據(jù)。

關鍵詞：孔隙演化；成巖作用；延長組；安塞地區(qū)；鄂爾多斯盆地

中圖分類號：P618.13" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）06-0081-04

Abstract： Through cast thin section identification and scanning electron microscope analysis， the pore evolution of the Chang-6 reservoir in Ansai region was quantitatively analyzed， and a reservoir pore evolution model was established. Research shows that compaction is the most destructive to the reservoir， resulting in a reduction of porosity by 16.72%; cementation reduces porosity by 7.61%. This is during the middle diagenesis A stage of the reservoir， dissolution improves the reservoir physical properties to a certain extent， delaying the process of reservoir densification to a certain extent， increasing porosity by 1.36%. The pore evolution went through a stage of strong compassition-preliminary cementation during the A stage of early diagenesis， and the compaction was reduced during the B stage of early diagenesis， and dissolution was initially developed. During the A stage of middle diagenesis， cementation continued to develop， leading to reservoir densification. This study provides a basis for the next step of exploration and development of the Chang 6 oil-bearing formation in Ansai region.

Keywords： pore evolution; diagenesis; Yanchang Formation; Ansai region; Ordos Basin

鄂爾多斯盆地油氣資源豐富，安塞地區(qū)作為富含油氣區(qū)塊之一，其主力油層有延長組6段，前人研究主要集中于儲層特征以及沉積相等方面[1-4]，該地區(qū)的孔隙演化特征研究較為缺少。通過鑄體薄片鑒定、掃描電鏡分析等方法，對安塞地區(qū)長6儲層的孔隙演化進行定量分析，建立儲層孔隙演化模式，為后續(xù)安塞地區(qū)長6儲層的進一步勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1" 區(qū)域地質概況

安塞地區(qū)位于鄂爾多斯盆地，鄂爾多斯盆地是我國第二大盆地，是典型的多旋回克拉通盆地。三疊紀整體上是一種不對稱的、南北向的長方形盆地，其西翼陡窄、東翼寬緩。盆地的邊緣斷層褶皺比較多，但其內部結構比較簡單，地層比較平坦（傾斜角度通常小于1°）[5]。依據(jù)鄂爾多斯盆地的基底性質、現(xiàn)今構造形態(tài)和構造特點可分為晉西撓褶帶、伊盟隆起、渭北隆起、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡和西緣逆沖帶六大次級構造單元，其中3級構造主要是鼻狀褶皺，較大的背斜構造并不發(fā)育。安塞地區(qū)位于盆地伊陜斜坡中部。

前人由上而下將延長組劃分為10個小層（表1），其中長6儲層為安塞地區(qū)主要勘探開發(fā)層之一。

2" 巖石學特征

通過巖心觀察、鑄體薄片資料分析，安塞地區(qū)長6儲層巖性以細粒長石砂巖為主，少量為巖屑長石砂巖（圖1）。碎屑組分以長石為主，含量為51%～64%，平均56.7%；其次為石英，含量為9%～25%，平均23.8%。巖屑含量為7%～19%，平均11.8%。巖屑成分主要為巖漿巖、變質巖巖屑。

通過鑄體薄片、掃描電鏡分析，研究區(qū)長6儲層填隙物含量在10%以上，主要以濁沸石、方解石等自生礦物，綠泥石等黏土礦物為主。

3" 成巖作用類型

3.1" 壓實作用

壓實作用包括機械壓實和壓溶作用2種。研究區(qū)薄片鏡下表現(xiàn)為碎屑顆粒線接觸為主，部分呈現(xiàn)凹凸接觸；塑性顆粒受擠壓產(chǎn)生變形（圖2（a）、（b））。故研究區(qū)壓實作用以機械壓實為主，對儲層孔隙起破壞作用。

3.2" 膠結作用

研究區(qū)長6儲層主要存在碳酸鹽膠結、硅質膠結、自生黏土礦物以及濁沸石膠結等現(xiàn)象。

碳酸鹽膠結是使得儲層孔隙度降低，物性變差的重要原因之一。碳酸鹽膠結分為早晚2期，主要呈粒間膠結、交代或次生孔隙內充填物等形式出現(xiàn)，區(qū)內早期以方解石填充為主，晚期則主要為鐵方解石呈斑點狀填充于粒間孔隙中（圖2（c）、（d））。

硅質膠結在研究區(qū)內也較為普遍，最常見的是石英次生加大（圖2（e））發(fā)育于石英含量較高、雜基含量低的砂巖中。也存在自生石英在粒間或者溶蝕孔內生長，使得孔隙堵塞，物性變差。

自生黏土礦物膠結物幾乎存在于所有的砂巖中。黏土礦物產(chǎn)狀可分為3種類型，包括孔隙襯墊式、孔隙充填式和孔喉搭橋式。研究區(qū)的自生黏土礦物主要是綠泥石。研究區(qū)鏡下薄片觀察可見自生綠泥石呈薄膜狀包裹碎屑顆粒。一方面減小了粒間孔徑，使得孔隙度降低；另一方面，阻礙了碎屑顆粒與孔隙水的接觸，從而減少了其他膠結物的沉淀，阻止了石英、長石等顆粒的共軸生長，對延長組砂巖儲層的孔隙及其結構有保護作用。

區(qū)內濁沸石膠結是以濁沸石充填粒間孔隙和顆粒的溶蝕孔隙為特征，呈不均勻分布。

3.3" 溶蝕作用

溶蝕作用形成次生孔隙，從而改善儲層物性。區(qū)內可見到各種碎屑顆粒發(fā)生不同程度溶蝕，如長石溶孔、濁沸石溶孔（圖2（f））。

4" 孔隙演化特征

砂巖中的現(xiàn)存孔隙是其原生孔隙經(jīng)過多種成巖作用后的結果（圖3）[6]?？赏ㄟ^對成巖作用造成的孔隙度增減量進行定量分析，從而探究孔隙演化特征。

4.1" 原始孔隙度的計算

Beard和Weyl[7]根據(jù)濕砂填集實驗提出了初級砂巖原始孔隙度計算公式為

式中：D25、D75分別為粒度累積概率為25%、75%對應的粒徑大小。

研究區(qū)砂巖樣品粒度分析資料統(tǒng)計得出，按上式計算出砂巖的原始孔隙度為33.65%。

4.2" 孔隙度增減量的計算

4.2.1" 壓實作用損失的孔隙度

由壓實作用減少的孔隙度通過下式估算。

壓實作用損失孔隙度=初始孔隙度-壓實作用后粒間剩余孔隙度，其中

壓實作用后粒間剩余孔隙度=粒間膠結物總量+溶蝕孔+實測殘余粒間孔。

經(jīng)研究分析，研究區(qū)長6儲層因壓實作用損失的孔隙度為16.72%。

4.2.2" 膠結作用損失的孔隙度

膠結作用使得部分原生孔隙被膠結物填充，儲層儲集空間減小，可認為孔隙的損失量大致與膠結物的填充量相等。故經(jīng)膠結作用后的孔隙度可通過下式計算。

式中：P1為殘余粒間孔面孔率；P2為晶間孔面孔率；PT為總面孔率；PM為實測孔隙度。

經(jīng)計算，因膠結作用減少的孔隙度為7.61%。

4.2.3" 壓實作用與膠結作用的關系

砂巖的壓實作用和膠結作用，是共存并相互制約的。如壓實作用進行得快，孔隙度及滲透率會迅速降低，層間水流動受限，膠結作用就不會發(fā)育。反之，如果膠結作用開始便能順利進行，則壓實作用又會受阻[8]。

Houseknecht[9]為建立壓實作用與膠結作用相對作用大小的概念，作出2種重要性的評價圖（圖4）。

4.2.4" 孔隙度增量

溶蝕作用使得儲層中次生孔隙發(fā)育，從而提高儲層孔隙度?？梢哉J為溶蝕作用提供的孔隙增量與鑄體薄片中次生孔隙的面孔率大致相等。研究區(qū)內長6儲層次生孔隙的面孔率為1.36%。因此，溶蝕作用造成的孔隙增量大致為1.36%。

綜上，研究區(qū)長6儲層孔隙度演化數(shù)據(jù)見表2。

4.3" 孔隙演化模式

安塞區(qū)上三疊統(tǒng)延長組經(jīng)歷了晚三疊世末的上升—早中侏羅世的下降—中侏羅世末的上升—早白堊世的下降—早白堊世末的上升等多次地殼升降運動，其成巖階段主要分為早成巖A期、早成巖B期以及中成巖A期。

早成巖A期，因地層沉降，上覆地層壓力增大，機械壓實作用發(fā)育，使得儲層原生孔隙大幅減小，石英次生加大邊及綠泥石膜等膠結發(fā)育，導致儲層變得致密。早成巖B期，古地溫升高，但有機質仍未成熟。地層抬升使得壓實作用相對減小，溶蝕作用開始發(fā)育，緩解了壓實作用和膠結作用導致的儲層快速致密化，長石溶孔、濁沸石溶孔開始發(fā)育，儲層物性得以改善。中成巖A期，古地溫持續(xù)升高，早白堊末期，地層抬升，壓實作用和溶蝕作用相對變得微弱，膠結作用較為發(fā)育，儲層進入致密階段（圖5）[10]。

5" 結論

1）鄂爾多斯盆地安塞地區(qū)長6儲層的巖石類型主要為細粒長石砂巖，膠結物以濁沸石、方解石以及綠泥石為主。

2）壓實作用導致孔隙度減少16.72%，是成巖作用中主要的破壞性作用；膠結作用致使孔隙度減少7.61%；而溶蝕作用能夠一定程度緩解儲層致密化，增孔1.36%，對物性影響起改善作用。

3）早成巖A期儲層經(jīng)歷了機械壓實及早期膠結階段，孔隙度大幅降低；至早成巖B期，壓實強度顯著減弱，同時開始發(fā)育溶蝕作用；進入中成巖A期后，膠結作用持續(xù)發(fā)育，導致儲層致密化。

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作者簡介：魯童（2000-），女，碩士研究生。研究方向為礦產(chǎn)普查與勘探。