吳起油田C9 儲層成巖階段及成巖相特征研究

金紹臣，喬 良，莊騰騰，周寧杰，袁 方，樊 紅，黃少偉

（中國石油長慶油田分公司第九采油廠，寧夏銀川 750006）

鄂爾多斯盆地中生界油藏具有低孔低滲特征，延長組是典型的致密砂巖非常規(guī)油藏[1]。儲集層成巖作用與含油氣盆地的勘探開發(fā)緊密相關(guān)，一直以來在石油地質(zhì)界備受關(guān)注。沉積特征決定了儲層的空間分布和原始物性組成，而儲層的最終孔滲特征由成巖作用控制[2，3]。吳起油田延長組具有良好的油氣勘探開發(fā)潛力，前人對研究區(qū)儲層的研究主要集中于儲集層、沉積相特征及成藏規(guī)律等方面[4-6]。在前人研究的基礎(chǔ)上利用巖心描述、鑄體薄片、物性分析、掃描電鏡等實驗測試分析結(jié)果，對鄂爾多斯盆地吳起油田C9 儲集層成巖階段及成巖相進行研究，明確研究區(qū)目的層的成巖作用與孔隙演化模式及成巖相分布特征，旨在為下一步油氣勘探潛力提供參考。

1 C9 儲集層成巖階段

碎屑巖成巖階段是指碎屑沉積物沉積后經(jīng)各種成巖作用改造直至變質(zhì)作用之前經(jīng)歷的不同地質(zhì)史演化階段。成巖作用的演變，隨著沉積盆地的地質(zhì)條件和歷史變遷有著不同的差異。

1.1 成巖作用特征

通過對本研究區(qū)巖心資料的分析及與鄰區(qū)進行了對比后得知本區(qū)的成巖作用以壓實、膠結(jié)、溶蝕作用為主。顯微鏡下主要特征為：（1）碎屑顆粒緊密接觸，變質(zhì)巖屑及云母類塑性變形、定向性排列，巖石的顆粒為長軸定向、半定向性排列；（2）不同巖石顆粒的接觸關(guān)系發(fā)生變化，從點接觸變?yōu)辄c-線接觸，孔隙空間被壓縮或喉道變窄；（3）綠泥石膜主要呈櫛殼狀結(jié)構(gòu)垂直于碎屑顆粒表面分布，阻礙了自生石英、長石等的生長，有利于原生粒間孔的保存，形成較發(fā)育的自生綠泥石晶間孔隙；（4）碳酸鹽膠結(jié)物多具晶粒結(jié)構(gòu), 以嵌晶式、薄膜式和櫛殼狀充填于原生、次生孔隙之間；（5）溶蝕作用因為溶蝕而使得孔隙空間加大使得儲集層儲集能力變得更好，長石碎屑邊緣被溶蝕呈港灣狀或沿其解理發(fā)生輕微溶蝕而形成不連續(xù)的微小粒內(nèi)溶孔。

1.2 成巖階段劃分

不同成巖階段的劃分依據(jù)主要是自生礦物的特征、黏土礦物組合及伊/蒙混層的轉(zhuǎn)化、有機質(zhì)成熟度指標(biāo)、巖石的膠結(jié)特征及孔隙類型和古溫度等。

研究區(qū)壓實作用使得塑性巖屑發(fā)生彎曲變形、剛性巖屑碎裂，導(dǎo)致原生孔隙的大幅度減少；黏土礦物、方解石膠結(jié)物在某些井位和層段中含量可達15%，并形成連生膠結(jié)，造成砂巖的孔隙度損失嚴重；溶蝕作用形成的次生粒內(nèi)溶孔（包括少量粒間溶孔）增加了研究區(qū)面孔率，平均值達到 2.87%，對儲層的孔隙度具有一定的貢獻。通過分析認為，研究區(qū)C9 儲集砂巖處于晚成巖階段A期的晚期至B期的早期（見圖1）。

圖1 吳起地區(qū)C9 儲層成巖演化序列

2 成巖相分布特征

根據(jù)儲集體巖石的填隙物組分特征、次生成巖特征（包括膠結(jié)物成分與膠結(jié)類型、壓實和溶蝕組構(gòu)、孔隙類型及分布等）的差異對成巖相進行劃分，成巖相可以分為有利的粒間孔發(fā)育相、粒間孔-溶孔發(fā)育相、長石溶蝕相；破壞性成巖相帶碳酸鹽膠結(jié)、水云母膠結(jié)相、綠泥石膠結(jié)相等，在填隙物含量低于8%時，為機械壓實相。

2.1 成巖相與儲層物性相關(guān)性

統(tǒng)計分析表明本區(qū)儲層物性與不同成巖相間相關(guān)性較好：粒間孔所對應(yīng)的孔隙度一般大于10.5%，滲透率大于0.4 mD；溶蝕孔相孔隙度8%～10.5%，滲透率0.1 mD～0.4 mD；碳酸鹽膠結(jié)相孔隙度6.6%～8.5%，滲透率小于0.1 mD～0.15 mD；水云母膠結(jié)相孔隙度6%～8%，滲透率小于0.15 mD。

2.2 不同成巖相分布規(guī)律

在薄片分析資料基礎(chǔ)上，結(jié)合儲層物性與成巖相相關(guān)性分析，C9 儲層不同類型成巖相變化規(guī)律如下：

粒間孔發(fā)育相：在各個小層都有發(fā)育，主要在水下分流河道發(fā)育。巖石碎屑成分以長石為主，石英次之，孔隙類型以殘余粒間孔為主，主要發(fā)育在分流河道內(nèi)。粒間孔含量大多＞3%，在中部、北部和東北局部粒間孔含量＞5%。從C92到C91，粒間孔含量整體隨著分流河道范圍萎縮而減少。C92面孔率大于3%的區(qū)域在工區(qū)北部邊緣一帶。C913小層受沉積作用影響，砂體延伸范圍有所減少，面孔率大于3%的區(qū)域進一步縮小，但面孔率大于3%的區(qū)域依然局限在膠結(jié)作用較差的北部區(qū)域。C912小層面孔率大于3%的區(qū)域進一步縮小，C911小層面孔率大于3%的區(qū)域在北部連片。

溶蝕相：溶蝕相是溶蝕作用比較發(fā)育的地方，包括粒間孔-溶孔發(fā)育相及長石溶蝕相的統(tǒng)稱，其發(fā)育程度同樣受砂巖發(fā)育程度控制。溶蝕相在各個小層都有發(fā)育，基本呈條帶狀展布特征。在C922小層溶蝕孔大于3%的區(qū)域局限在西南方向。C921小層溶蝕孔大于3%的區(qū)域位于工區(qū)中部、南部一帶。C913小層溶蝕孔大于3%的區(qū)域向北繼續(xù)擴展，但大于5%的較有利的成巖相以條帶狀、點狀分布，主要位于工區(qū)中部。C912小層溶蝕孔大于3%的區(qū)域在三角洲前緣砂體端部形成優(yōu)勢，分布在工區(qū)西南角。C911小層溶蝕孔大于3%的區(qū)域集中分布在工區(qū)西南角一帶。

碳酸鹽膠結(jié)相分布范圍局限在研究區(qū)北部，水云母膠結(jié)相則局限在研究區(qū)南部。

平面上C922砂體最為發(fā)育，粒間孔及溶蝕孔有利成巖相帶大面積分布，溶蝕孔相主要沿粒間孔相外圍大面積展布，碳酸鹽膠結(jié)相主要位于工區(qū)北部，水云母膠結(jié)相主要位于工區(qū)南部；C921發(fā)育多條較有利的成巖相，工區(qū)西部、中部、東部一帶都發(fā)育有粒間孔相，工區(qū)由北向南呈條帶狀發(fā)育有溶蝕孔相；C913有利的成巖相帶范圍明顯減少，工區(qū)大面積分布碳酸鹽膠結(jié)相及水云母膠結(jié)相，粒間孔相主要發(fā)育在工區(qū)北部、中部附近，溶蝕孔相南部零星分布；C912時期碳酸鹽膠結(jié)相及水云母膠結(jié)相分布范圍進一步擴大，粒間孔相只在工區(qū)中部、北部零星可見，分布范圍?。籆911時期相較于C912時期有利的成巖相帶分布面積明顯擴大，特別是溶蝕孔相在工區(qū)西部，延伸距離遠，寬度大，呈條帶狀由東北向西南方向展布，粒間孔相分布范圍也明顯增多。

3 結(jié)論

（1）研究區(qū)C9 儲層成巖作用以壓實、膠結(jié)、溶蝕作用為主，處于晚成巖階段A期的晚期至B期的早期。

（2）成巖相分為有利的粒間孔相、粒間孔-溶孔相、長石溶蝕相；破壞性成巖相碳酸鹽膠結(jié)、水云母膠結(jié)相、綠泥石膠結(jié)相等，儲層物性與不同類型成巖相間相關(guān)性較好。

（3）粒間孔發(fā)育相在各個小層都有發(fā)育，主要分布水下分流河道微相；溶蝕相是溶蝕作用比較發(fā)育的地方，其發(fā)育程度受砂巖發(fā)育程度控制，呈條帶狀展布特征；碳酸鹽膠結(jié)相、水云母膠結(jié)相分布范圍較局限，主要分布在研究區(qū)北部、南部。