羅靜蘭 羅曉容 白玉彬 羅春燕 白雪見(jiàn) 李向軍 李弛

摘要：通過(guò)巖芯觀察、常規(guī)薄片與鑄體薄片顯微鏡下鑒定與定量統(tǒng)計(jì)，利用電鏡掃描、圖像孔喉分析、熒光分析、孔隙度與滲透率、毛細(xì)管壓力測(cè)定，以及流體包裹體均一溫度、激光拉曼成分測(cè)定，結(jié)合前期鄂爾多斯盆地西南緣長(zhǎng)8—長(zhǎng)6砂巖碎屑鋯石LAICPMS微區(qū)UPb定年物源示蹤研究成果，分析了鄂爾多斯盆地西南部上三疊統(tǒng)長(zhǎng)7致密濁積砂巖類型及其骨架礦物成分對(duì)砂巖成巖作用、成巖產(chǎn)物與成巖演化過(guò)程的制約，討論了差異性成巖演化過(guò)程對(duì)砂巖致密化時(shí)序、儲(chǔ)層孔隙演化與儲(chǔ)集質(zhì)量的影響。結(jié)果表明：受源區(qū)母巖性質(zhì)的影響，長(zhǎng)7砂巖類型及骨架礦物成分及其含量存在一定差別，并在縱向上呈現(xiàn)出規(guī)律變化；砂巖類型及骨架礦物成分在很大程度上影響成巖演化過(guò)程，后者致使儲(chǔ)層的致密化過(guò)程在時(shí)間上有先有后，最終導(dǎo)致長(zhǎng)7各砂巖類型的孔隙演化和孔隙結(jié)構(gòu)特征、儲(chǔ)層儲(chǔ)集質(zhì)量及其在時(shí)空分布上的強(qiáng)非均質(zhì)性。

關(guān)鍵詞：巖石學(xué)組分；差異化成巖演化；儲(chǔ)層致密化時(shí)序；孔隙演化；濁積砂巖；長(zhǎng)7；鄂爾多斯盆地

中圖分類號(hào)：P618.130.2；TE122文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

長(zhǎng)期以來(lái)，鄂爾多斯盆地中生界三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段被作為生油層進(jìn)行相關(guān)研究與勘探開(kāi)發(fā)。隨著對(duì)低滲透油氣藏研究的深入、認(rèn)識(shí)與思路的轉(zhuǎn)變以及勘探力度的加大，自2000年開(kāi)始在盆地湖盆沉積中心及其相鄰地區(qū)發(fā)現(xiàn)了以內(nèi)陸坳陷湖盆三角洲前緣、半深湖—深湖相砂質(zhì)碎屑流與滑塌重力流濁積砂巖為主的大面積連續(xù)分布的低滲巖性油藏[14]，特別是盆地西南部與南部長(zhǎng)7段湖相烴源巖中發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)油井均位于濁積砂體中[56]，從而認(rèn)識(shí)到長(zhǎng)7段濁積砂體是鄂爾多斯盆地石油儲(chǔ)產(chǎn)量的重要接替層位。前人對(duì)長(zhǎng)7濁積砂體的研究已經(jīng)在沉積特征與發(fā)育演化模式[710]、成因機(jī)制[3，1112]、成藏條件與成藏特征[56，1315]、烴源巖特征[1617]及油藏滲流特征[18]等方面獲得了一批重要成果與認(rèn)識(shí)。但是對(duì)于長(zhǎng)7段砂巖類型及其骨架礦物成分引起的差異性成巖演化過(guò)程與致密化時(shí)序及其對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量影響的精細(xì)研究依然缺乏。

近年來(lái)，砂巖的物質(zhì)成分及其差異性成巖演化過(guò)程造成的儲(chǔ)層物性非均質(zhì)性已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1924]。鄂爾多斯盆地不同地區(qū)由于源區(qū)母巖性質(zhì)不同，砂巖的類型與礦物成分存在差別[22，25]。不同砂巖類型的巖石學(xué)組分在成巖作用過(guò)程中發(fā)生的變化、水巖反應(yīng)產(chǎn)物及其空間分布、成巖演化過(guò)程存在較明顯的差異，進(jìn)而決定了各砂巖的孔隙發(fā)育狀況、孔隙結(jié)構(gòu)特征及儲(chǔ)集性能與產(chǎn)能的優(yōu)劣[2223，26]。本文對(duì)鄂爾多斯盆地西南部上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7濁積砂體的砂巖類型以及與砂巖物質(zhì)組分相關(guān)的成巖作用特征、差異性成巖油氣充注致密化過(guò)程及其對(duì)孔隙演化和儲(chǔ)層質(zhì)量的影響進(jìn)行了較為深入的研究。研究成果對(duì)于深入理解中國(guó)各大盆地中低孔低滲、致密砂巖儲(chǔ)層的成因和儲(chǔ)層非均質(zhì)性，預(yù)測(cè)相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的時(shí)空分布均具有重要的理論意義與實(shí)際意義。

1地質(zhì)概況

研究區(qū)吳堡地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，地理位置位于陜西省志丹縣吳堡鄉(xiāng)，為上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組沉積時(shí)期的湖盆中心，面積約135 km2。鉆遇地層自上而下為第四系、白堊系、侏羅系和三疊系。其中，上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組是該區(qū)也是鄂爾多斯盆地主要的勘探目的層系。延長(zhǎng)組一般按沉積旋回自下而上劃分為長(zhǎng)10～長(zhǎng)1等10個(gè)油層組。研究區(qū)主要含油層位為延長(zhǎng)組長(zhǎng)6段，其次為長(zhǎng)7、長(zhǎng)8段。長(zhǎng)7段為半深湖—深湖相泥頁(yè)巖沉積，發(fā)育濁積砂體（圖1），由下至上可劃分為長(zhǎng)73、長(zhǎng)72、長(zhǎng)71等3個(gè)小層。長(zhǎng)7濁積砂體緊鄰烴源巖，具有先天捕集油氣的能力（圖1），成為有利的勘探靶區(qū)。長(zhǎng)7油藏主要分布在長(zhǎng)72小層，其油氣富集與成藏主要受長(zhǎng)73“張家灘頁(yè)巖”烴源巖及長(zhǎng)7有效砂體分布范圍的控制[17]。截至2012年底，研究區(qū)鉆穿長(zhǎng)7地層的探井35口，開(kāi)發(fā)井91口，試油和試采井48口，其中41口井獲得工業(yè)油流，最高試油日產(chǎn)油21.68 m3。

1.1長(zhǎng)6—長(zhǎng)8沉積物源和沉積體系與相序組合

鄂爾多斯盆地西南緣構(gòu)造演化與LAICPMS砂巖碎屑鋯石微區(qū)UPb同位素定年物源示蹤研究結(jié)果[27]顯示，晚三疊世延長(zhǎng)組長(zhǎng)8沉積末期—長(zhǎng)7沉積初期是鄂爾多斯盆地西南緣構(gòu)造格局的重要轉(zhuǎn)折期。受此構(gòu)造格局轉(zhuǎn)變的影響，源區(qū)位置及母巖性質(zhì)及供給量發(fā)生了相應(yīng)變化。盆地西南部長(zhǎng)8沉積期（大于225 Ma）物源主要來(lái)自西緣阿拉善地塊和西南緣祁連造山帶穩(wěn)定地塊相對(duì)單一的古老結(jié)晶巖系及晚古生代巖漿物質(zhì)；

長(zhǎng)7沉積期（220～225 Ma）除來(lái)自與長(zhǎng)8沉積期相同的西緣與西南緣源區(qū)物質(zhì)外，南部秦嶺造山帶新元古代和少量中生代早期以火成巖為主的物質(zhì)開(kāi)始輸入盆地；長(zhǎng)6沉積期（小于220 Ma）隨著秦嶺造山帶伸展與隆升剝蝕的加劇，為盆地物質(zhì)充填提供更多的陸源物質(zhì)。此外，來(lái)自東北部源區(qū)的物質(zhì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途搬運(yùn)也加入到長(zhǎng)6段沉積物中[25，28]。由此構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的源區(qū)位置與母巖性質(zhì)的變化，致使盆地西南部長(zhǎng)8、長(zhǎng)7、長(zhǎng)6段沉積體系與相序組合、砂體發(fā)育規(guī)模發(fā)生了相應(yīng)的改變。長(zhǎng)8沉積期，盆地西部與西南部地形相對(duì)較平坦，以辮狀河三角洲及濱湖—淺湖沉積為主[29]。長(zhǎng)7沉積期，隨南部秦嶺造山帶隆升加劇，湖盆沉積演化發(fā)生了重大變革，盆地西緣、西南緣地區(qū)坳陷幅度急劇增大，近源區(qū)形成沖積扇沉積，遠(yuǎn)源區(qū)則由扇三角洲沉積過(guò)渡為半深湖—深湖相與重力流沉積環(huán)境。近源區(qū)形成由下部（長(zhǎng)8）的三角洲平原向上部（長(zhǎng)7、長(zhǎng)6）的沖積扇，向上粒度變粗且水體變淺的進(jìn)積沉積相序組合；遠(yuǎn)源區(qū)則由下部（長(zhǎng)8）的三角洲前緣向上部（長(zhǎng)7、長(zhǎng)6）的深湖相與深湖重力流沉積，向上粒度變粗但水體變深的沉積相序演化，反映出物源供給不斷加強(qiáng)、盆地沉降速率逐漸增大的一個(gè)過(guò)程[27]。從長(zhǎng)72沉積開(kāi)始，隨著南部秦嶺造山帶物源向盆內(nèi)輸入量的逐漸增大，研究區(qū)由北到南，由長(zhǎng)73到長(zhǎng)72，再到長(zhǎng)71，砂體發(fā)育程度、砂體厚度及其連續(xù)性逐漸變好（圖2）。這暗示了長(zhǎng)73沉積期主要受西部與西南部物源的控制，長(zhǎng)73砂體較厚地帶主要分布在西北部；從長(zhǎng)72開(kāi)始，隨著南部秦嶺造山帶物源向盆內(nèi)輸入量的逐漸增多，砂體較厚地帶的位置逐漸向南移。