盧帆雨，張建軍，楊若愚，崔改霞，王松

鄂爾多斯盆地環(huán)縣地區(qū)長33儲層成巖作用特征

盧帆雨1,2，張建軍1,2，楊若愚1,2，崔改霞1,2，王松1,2

（1. 西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2. 西安石油大學(xué)陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點實驗室，陜西 西安 710065）

通過巖心觀察和物性資料對儲層成巖作用特征進(jìn)行綜合研究，結(jié)果表明，鄂爾多斯盆地環(huán)縣地區(qū)長33儲層經(jīng)歷了壓實、膠結(jié)、溶蝕復(fù)雜的成巖作用，其中壓實作用使儲層原生孔隙減小、孔隙結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、儲層變得致密化；膠結(jié)作用中高嶺石膠結(jié)和綠泥石膠結(jié)有利于孔隙保存，而伊利石膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)和碳酸鹽膠結(jié)堵塞孔道、增大滲流阻力，對儲層原生孔隙保存有不利于影響；溶蝕作用中沉積物受有機(jī)酸的影響，發(fā)生強烈溶蝕，形成次生孔隙，改善研究區(qū)儲層低孔低滲的物性條件。

長33； 成巖作用； 物性條件；環(huán)縣地區(qū)；鄂爾多斯盆地

環(huán)縣地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南部，主體落在天環(huán)坳陷內(nèi)，陜北斜坡西部偏南處，構(gòu)造活動微弱，產(chǎn)狀平緩。該區(qū)油層主要為延長組，其中長33油層是其主力產(chǎn)層之一。隨著勘探開發(fā)的發(fā)展需要，深入研究該區(qū)儲層成巖過程對提高油氣開發(fā)水平具有重要意義。本文通過對研究區(qū)二十余口井巖心觀察和物性資料綜合研究揭示研究區(qū)儲層成巖作用及其對儲層物性的影響關(guān)系。環(huán)縣地區(qū)長33儲層屬于三疊系延長組湖泊三角洲沉積體系，儲層孔隙度分布為2.77%~38.15%；滲透率分布為（0.026~8.121）×10-3μm2，為特低孔低滲致密儲層。

1 儲層基本巖性特征

通過儲層樣品分析，長33儲層巖石類型主要為長石巖屑砂巖和巖屑砂巖。砂巖粒度主要為中砂巖，其次為細(xì)砂巖及粗砂巖，分選性好，磨圓度為次棱角，顆粒之間線-點接觸，膠結(jié)類型為加大-孔隙式，結(jié)構(gòu)成熟度中等。儲層填隙物中，黏土礦物主要包括伊利石（2.58%）、綠泥石（1.61%）、高嶺石（0.98%）等；碳酸鹽膠結(jié)物主要包括鐵白云石（1.96%）、白云石（0.93%）、鐵方解石（0.76%）；硅質(zhì)膠結(jié)物（2.45%）。

2 成巖作用

沉積物經(jīng)歷了長久的深埋固結(jié)和成巖演化后，最終形成如今的儲層面貌。根據(jù)成巖過程中礦物組分變化方式可以將成巖作用分為物理成巖作用（壓實作用、膠結(jié)作用）和化學(xué)成巖作用（交代作用、溶蝕作用）。通過對儲層樣品特征分析，研究區(qū)內(nèi)主要成巖作用有壓實作用、交接作用和溶蝕作用。

2.1 壓實作用

早期沉積物受上部不斷增加的沉積壓力作用，顆粒間逐漸被壓實體積收縮，孔隙空間和流體滲透能力降低，且研究區(qū)碎屑物含量較高，砂巖抵抗壓實作用能力較弱，顆粒出現(xiàn)擠壓定向排列和凹凸縫合線接觸，塑性顆粒以及石英、長石等剛性顆粒出現(xiàn)彎曲變形和脆性破裂現(xiàn)象。壓實作用與儲層孔隙之間成反比，埋深越大，壓實作用越強烈[1]，原始孔隙損失嚴(yán)重，儲層顯得更致密。

2.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是孔隙流體中礦物發(fā)生沉淀固結(jié)的現(xiàn)象[2]，對儲層孔道暢通和孔隙空間保存有重要影響。研究區(qū)膠結(jié)物包括黏土礦物膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)，膠結(jié)物生長方式為次生加大、襯邊膠結(jié)和沉淀。在成巖作用過程中不同的成巖環(huán)境，形成膠結(jié)物的特征也不相同，對儲層物性也有雙面影響。

2.2.1 黏土礦物膠結(jié)

儲層中呈絲狀或絲縷狀的伊利石在孔隙之間分布廣泛，儲層中分布集中時可堵塞孔道分割孔隙，造成儲層流體滲流阻力增大，滲透率急劇下降；高嶺石在儲層孔隙中含量較多，單體呈六方板狀，集合體呈書頁狀或是蠕蟲狀，成熟的高嶺石使微孔增加；綠泥石在儲層中主要以薄膜襯邊方式依附于碎屑顆粒表面[3]，早期地層水呈酸性，發(fā)育的環(huán)邊狀綠泥石膜可以隔絕孔隙水，阻止石英次生加大，保護(hù)原始孔隙。

2.2.2 硅質(zhì)膠結(jié)

硅質(zhì)膠結(jié)可分為石英次生加大和自生石英兩種[4]。儲層中硅質(zhì)膠結(jié)物含量為0.5%~10.8%，且石英加大現(xiàn)象普遍，自生石英以自形粒狀充填在孔隙之中。石英次生加大使儲層碎屑顆粒之間更加致密，一方面能夠阻止機(jī)械壓實作用對原生孔隙的破壞；另一方面它也致使儲層孔喉減小，流體滲流能力減弱，對儲層的孔隙度和滲透率有不利影響。

2.2.3 碳酸鹽膠結(jié)

研究區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物含量為0.9%~15.8%，對儲層破壞性最強。早成巖期，在儲層為堿性環(huán)境下大量的鈣離子發(fā)生沉淀形成連晶式方解石充填在的粒間孔中；到中成巖期鐵、鎂等金屬陽離子與方解石結(jié)合形成鐵方解石和鐵白云石等膠結(jié)物以孔隙式與連晶式膠結(jié)充填于孔隙中，并隨埋藏深度增加膠結(jié)作用增強。

2.3 溶蝕作用

機(jī)械壓實作用、膠結(jié)作用使儲層孔隙度減小，而溶蝕作用使儲層孔隙度增加[5]。研究區(qū)內(nèi)各種礦物溶蝕作用強烈，尤其是長石、巖屑等沉積物受大氣降水淋濾作用和地層中有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生有機(jī)酸影響，儲層孔隙水pH值降低，在酸性介質(zhì)條件下長石、碎屑等物質(zhì)發(fā)生溶蝕作用[6]，形成次生孔隙改善研究區(qū)儲層低孔低滲物性條件。

3 結(jié) 論

（1）環(huán)縣地區(qū)長33儲層以長石巖屑砂巖和巖屑砂巖為主，砂巖粒度主要為中砂巖，其次為細(xì)砂巖及粗砂巖，分選性好，磨圓度為次棱角，顆粒之間線-點接觸，結(jié)構(gòu)成熟度中等，儲層巖性致密、孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔隙性及滲透性差。

（2）環(huán)縣地區(qū)長33儲層經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用和漫長的成巖演化。儲層中壓實作用普遍，碎屑顆粒定向排列，塑性顆粒以及石英、長石等剛性顆粒出現(xiàn)彎曲變形和脆性破裂現(xiàn)象；膠結(jié)作用有黏土礦物膠結(jié)、硅質(zhì)膠結(jié)、碳酸鹽膠結(jié)，膠結(jié)物生長方式為次生加大、襯邊膠結(jié)和沉淀等，在不同的成巖環(huán)境中形成的膠結(jié)物特征也不相同，對儲層物性也有雙面影響；長石、巖屑等沉積物受溶蝕作用影響產(chǎn)生次生孔隙改善研究區(qū)儲層低孔低滲物性條件。

［1］張磊. 廣安須六段與板橋—合水長6段致密砂巖儲層對比研究[D].成都理工大學(xué)，2016.

［2］王靜. 華慶地區(qū)長8-1儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)及滲流特征研究[D]. 西北大學(xué)，2013.

［3］任大忠，孫衛(wèi)，魏虎，等. 華慶油田長8-1砂巖儲層成巖相特征[J].地質(zhì)科技情報，2014, 33（2）：72-79.

［4］王猛，曾明，陳鴻傲，等. 儲層致密化影響因素分析與有利成巖相帶預(yù)測——以馬嶺油田長8油層組砂巖儲層為例[J]. 巖性油氣藏，2017, 29（1）：59-70.

［5］孟元林，高建軍，劉德來，等. 渤海灣盆地西部凹陷南段成巖相分析與優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測[J]. 沉積學(xué)報，2006，24（2）：185-192.

［6］韓宗元，苗建宇，許威，等. 鄂爾多斯盆地子洲-清澗地區(qū)上古生界山23段儲層砂巖成巖作用[J]. 地質(zhì)科技情報，2007, 27 (2): 49-55.

Diagenesis Characteristics of the Chang 33Reservoir in Huan County, Ordos Basin

1,21,21,21,21,2

（1. School of Earth Sciences and Engineering, Xi'an Shiyou University, Shanxi Xi'an 710065, China; 2. Shaanxi Key Laboratory of Petroleum Accumulation Geology, Xi'an Shiyou University, Shanxi Xi'an 710065, China）

Through core observation and physical property data analysis, the characteristics of reservoir diagenesis were comprehensively studied. The results showed that the Chang 33reservoir in Huan county area of Ordos basin experienced complex diagenesis of compaction, cementation and dissolution, and the compaction made the reservoir primary pores decrease, the pore structure become complicated, and the reservoir become densifying; kaolinite cementation and chlorite cementation were favorable for pore preservation in cementation, while illite cementation, siliceous cementation and carbonate cementation blocked the pore throats and increased the seepage resistance, which had unfavorable effect on the preservation of reservoir primary pores; in the dissolution, the sediment was affected by organic acids, causing strong dissolution to form secondary pores and improve the physical conditions of low porosity and low permeability reservoirs in the study area.

Chang 33; diagenesis; physical condition; Huanxian area; Ordos basin

2019-08-29

盧帆雨（1993-），男，碩士研究生，河南濟(jì)源人，2017年畢業(yè)于信陽學(xué)院，研究方向：石油地質(zhì)。

TE122

A

1004-0935（2020）02-0176-02