劉江斌 李文厚 王茜 吳小斌

摘? ?要：鄂爾多斯盆地旬邑地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)81段為典型的致密油儲(chǔ)層，急需開(kāi)展儲(chǔ)層發(fā)育機(jī)制研究。通過(guò)普通薄片、鑄體薄片、高壓壓汞、核磁共振等測(cè)試方法，結(jié)合巖心、測(cè)井資料研究旬邑地區(qū)長(zhǎng)81致密油儲(chǔ)層發(fā)育特征及影響因素。結(jié)果表明：長(zhǎng)81儲(chǔ)層主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖，溶蝕孔和粒間孔為主要的儲(chǔ)集空間;毛管壓力曲線具微喉、門檻壓力高特征;Ⅰ類（溶孔-粒間孔型）儲(chǔ)層性質(zhì)最好。儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度為26.77%～51.65%，粒間孔對(duì)流體流動(dòng)影響明顯。水下分流河道中部砂體分布穩(wěn)定，中粒組分越高，粒間孔隙越發(fā)育，儲(chǔ)層性質(zhì)越好。壓實(shí)作用、碳酸鹽膠結(jié)為粒間孔減少的主要原因。綠泥石膜對(duì)粒間孔的保存有利，溶蝕作用能改善儲(chǔ)集性能，但對(duì)提高滲流能力作用有限。因此，尋找粒間孔發(fā)育良好的相帶，是長(zhǎng)81儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地;旬邑地區(qū);沉積作用;成巖作用;儲(chǔ)層特征;長(zhǎng)81儲(chǔ)層

致密油已在國(guó)內(nèi)取得重要進(jìn)展[1]。鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組在國(guó)內(nèi)致密油勘探開(kāi)發(fā)中占重要地位[2-3]。旬邑地區(qū)長(zhǎng)8段具備致密油聚集的良好條件。長(zhǎng)8儲(chǔ)層受強(qiáng)壓實(shí)和溶蝕作用[4-5]，盆地西南部發(fā)育微裂縫[6]，一方面粒間孔仍得到保存[7-8]，另一方面溶蝕孔明顯發(fā)育[9-10]，對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育起到積極作用。目前對(duì)致密儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”形成的作用機(jī)制仍存在不同認(rèn)識(shí)。本文在普通薄片、鑄體薄片、物性測(cè)試、高壓壓汞、核磁共振等測(cè)試基礎(chǔ)上，分析致密油儲(chǔ)層發(fā)育影響因素，找出“甜點(diǎn)”，指導(dǎo)致密油的勘探開(kāi)發(fā)工作。

1? 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地經(jīng)歷中晚元古代坳拉谷及古生代克拉通演化，中生代盆地演化進(jìn)入陸內(nèi)坳陷新時(shí)期[11-12]。三疊系延長(zhǎng)組自上而下劃分為10個(gè)油層組，記錄了湖盆演化的完整過(guò)程[13]。經(jīng)長(zhǎng)10～長(zhǎng)9期湖盆的形成演化，長(zhǎng)8期進(jìn)積作用增強(qiáng)，砂體發(fā)育。旬邑地區(qū)長(zhǎng)8為灰綠、灰色細(xì)砂巖夾灰、深灰泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，分布較穩(wěn)定，僅柳林一帶被剝蝕。長(zhǎng)8段自上而下分為長(zhǎng)81、長(zhǎng)82兩段，長(zhǎng)81段平均厚約43 m，成藏條件優(yōu)越，為致密油勘探的重要目標(biāo)。

2? 儲(chǔ)層特征

2.1? 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

旬邑地區(qū)取樣井見(jiàn)圖1。長(zhǎng)81段砂巖儲(chǔ)層主要巖石類型為巖屑長(zhǎng)石砂巖，部分為長(zhǎng)石巖屑砂巖。碎屑分選為好、中，多呈次棱角狀。石英平均含量39.04%，長(zhǎng)石平均含量33%，巖屑平均含量27.96%。巖屑以變質(zhì)巖屑為主，次為云母和火成巖屑，沉積巖屑含量最少。不同于東北物源，研究區(qū)顆粒成分以巖屑、石英含量高為主要特征，巖屑以變質(zhì)巖為主，表明旬邑地區(qū)長(zhǎng)81沉積期主要受南部、西南部物源的影響[14]。儲(chǔ)層膠結(jié)類型主要為孔隙膠結(jié)，少量鑲嵌膠結(jié)。填隙物以膠結(jié)物為主，平均14.05%。膠結(jié)物中伊利石和鐵方解石含量最高，次為方解石和綠泥石，硅質(zhì)和高嶺石較少。自生粘土礦物中伊利石含量最高，綠泥石次之，高嶺石含量最低。

2.2? 儲(chǔ)層物性特征

旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層孔隙度為0.1%～12.8%，平均5.23%。長(zhǎng)81儲(chǔ)層孔隙度集中分布于4%～6%，頻率40.93%，6%～8%間的頻率為28.83%。滲透率為0.01～9.8×10-3 μm2，平均0.13×10-3 μm2。長(zhǎng)81儲(chǔ)層滲透率頻率分布集中在0.01×10-3～0.1×10-3 μm2，頻率54.29%，為典型致密砂巖儲(chǔ)層。儲(chǔ)層孔隙度、滲透率具一定相關(guān)性，粒間孔隙越發(fā)育，其相關(guān)性越好。當(dāng)孔隙度低于5%時(shí)，孔隙特征復(fù)雜，相關(guān)性差。

2.3? 儲(chǔ)層孔喉特征

2.3.1? 儲(chǔ)層孔隙類型

旬邑地區(qū)長(zhǎng)81段儲(chǔ)層發(fā)育長(zhǎng)石溶孔、粒間孔、微裂隙、巖屑溶孔等，含少量晶間孔（圖5-b，c）。長(zhǎng)石溶孔含量最高，為0%～3%，平均0.46%;次為殘余粒間孔，含量0%～3%，平均0.25%;微裂隙、巖屑溶孔及晶間孔所占比例較小。面孔率為0%～5%，平均0.82%?？紫督M合以粒間孔-溶孔為主。

2.3.2? 儲(chǔ)層微觀孔隙特征

通過(guò)高壓壓汞對(duì)旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層近70條毛管壓力曲線進(jìn)行分析，據(jù)毛管壓力曲線將儲(chǔ)層分為4類（圖2）：Ⅰ類儲(chǔ)層毛管壓力曲線參數(shù)見(jiàn)表1，以溶孔-粒間孔發(fā)育為典型特征，粒間孔對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集性及滲透性均有較好貢獻(xiàn)，儲(chǔ)層性質(zhì)最好;Ⅱ類主要發(fā)育粒間孔-溶孔，溶孔發(fā)育提供大量?jī)?chǔ)集空間，儲(chǔ)層孔隙性較好。溶蝕孔對(duì)滲透率貢獻(xiàn)有限，與Ⅰ類相比儲(chǔ)層滲透性明顯變差;Ⅲ類儲(chǔ)層孔隙以微孔型為主，可見(jiàn)少量長(zhǎng)石溶孔，儲(chǔ)層孔隙度及滲透率明顯變差;Ⅳ類儲(chǔ)層僅發(fā)育少量微孔，儲(chǔ)層顆粒定向排列明顯，儲(chǔ)層性能最差。長(zhǎng)81儲(chǔ)層以Ⅱ類毛管壓力曲線為主，仍存在部分Ⅰ類儲(chǔ)層，研究區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層總體上具有微喉、門檻壓力較高、中等進(jìn)汞飽和度特征。

對(duì)旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層3個(gè)樣品進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn)，樣品T2譜分布如圖3所示。樣品1（Z1，1676.79 m）T2圖譜呈單峰狀，峰值明顯偏左，可動(dòng)流體飽和度為27.43%;樣品2（Z120，1 719.87 m）T2圖譜呈單峰狀，峰值偏左，可動(dòng)流體飽和度為26.77%;樣品3（Z66，1 342.41 m）T2圖譜呈明顯雙峰，左側(cè)臺(tái)階明顯，主峰偏右，可動(dòng)流體飽和度為51.65%。旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度為26.77%～51.65%，平均35.28%，儲(chǔ)層中等、較差。結(jié)合高壓壓汞數(shù)據(jù)表明，Ⅰ類儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度最高（樣品3），主要原因在于粒間孔的發(fā)育。樣品1以溶蝕孔發(fā)育為典型特征與Ⅱ類儲(chǔ)層對(duì)應(yīng)。盡管孔隙性較好，但增加的孔隙對(duì)流體流動(dòng)貢獻(xiàn)不大。樣品2主要發(fā)育微孔，對(duì)流體流動(dòng)不利，因此可動(dòng)流體飽和度較低。

3? 儲(chǔ)層發(fā)育影響因素

3.1? 沉積作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

沉積環(huán)境決定儲(chǔ)層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，沉積微相不同會(huì)影響儲(chǔ)層發(fā)育[15]。旬邑地區(qū)長(zhǎng)81段發(fā)育三角洲前緣相，并發(fā)育兩支NE向展布的水下分流河道砂體。水下分流河道砂體形成的水動(dòng)力學(xué)環(huán)境整體較強(qiáng)，優(yōu)于分流間灣。水下分流河道砂體中部水動(dòng)力環(huán)境最強(qiáng)，因此分選、粒度及雜基成分優(yōu)于側(cè)翼。隨著平均粒徑的增加，顆粒變粗，有利于孔隙保存，使儲(chǔ)層滲透率及孔隙度相應(yīng)升高（表2）。水下分流河道中部發(fā)育箱型砂體，砂體厚度多超過(guò)4 m，水道躍遷頻率低于邊部，分布穩(wěn)定。水動(dòng)力環(huán)境較強(qiáng)，砂巖粒徑較大，中粒組分含量較高，粉砂含量低，分選較好，有利于原始粒間孔隙的發(fā)育。水下分流河道中部砂體儲(chǔ)層物性較好（表3），為致密油聚集“甜點(diǎn)”區(qū)，越向側(cè)翼，儲(chǔ)層物性越差，分流間灣最差。

總之，沉積環(huán)境影響儲(chǔ)層發(fā)育，水動(dòng)力學(xué)較強(qiáng)的環(huán)境有利于孔隙保存。水下分流河道中部，水道分布較穩(wěn)定，中粒組分含量較高，有利于粒間孔隙發(fā)育，易形成Ⅰ類儲(chǔ)層。

3.2? 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

3.2.1? 壓實(shí)作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

在壓實(shí)作用下脆性礦物及巖屑發(fā)生破碎和斷裂，如長(zhǎng)石顆粒斷裂（圖5-a）。塑性巖屑如云母、泥質(zhì)巖和千枚巖等受到上覆巖層壓力發(fā)生扭曲、膨脹及變形并占據(jù)粒間孔隙，使部分原生孔隙喪失，滲透率急劇降低。儲(chǔ)層中塑性巖屑含量為6%～23.2%，平均12.9%，含量越高，越易遭受壓實(shí)，壓實(shí)明顯的儲(chǔ)層通常遇到伊利石發(fā)生膠結(jié)。

3.2.2? 膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

膠結(jié)物含量? 旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層膠結(jié)物含量為6.5%～33%，平均14.05%。膠結(jié)物在成巖過(guò)程中造成孔隙減小及滲透率降低。整體上膠結(jié)物含量與儲(chǔ)層孔隙度、滲透率呈負(fù)相關(guān)（圖4-a，b），即膠結(jié)物含量越高，其孔隙度、滲透率越低。

自生粘土礦物? 儲(chǔ)層伊利石含量0%～14.8%，平均3.8%。鑄體薄片和掃描電鏡顯示，研究區(qū)伊利石以絲縷狀和葉片狀為主，局部可見(jiàn)蜂窩狀蒙脫石伊利石化（圖5-e，f）。長(zhǎng)81儲(chǔ)層孔隙度和滲透率與伊利石含量關(guān)系復(fù)雜。如儲(chǔ)層壓實(shí)明顯，顆粒定向排列，伊利石含量通常較高，易發(fā)育微孔，在Ⅲ類、Ⅳ類儲(chǔ)層中尤為明顯。

長(zhǎng)81儲(chǔ)層綠泥石含量0%～8%，平均1.97%。旬邑地區(qū)長(zhǎng)81綠泥石以孔隙襯里為主，以針葉狀產(chǎn)出

（圖5-g）。孔隙襯里產(chǎn)出的自生綠泥石覆蓋在顆粒表面，一定程度上阻止了石英顆粒次生加大，起到保護(hù)孔隙的作用[16-18]。綠泥石產(chǎn)出占據(jù)一定孔隙空間，因此旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層孔隙度、滲透率與綠泥石含量呈不明顯正相關(guān)（圖4-c，d）。通過(guò)鏡下薄片及儲(chǔ)層物性實(shí)驗(yàn)分析，綠泥石大量產(chǎn)出的薄片，粒間孔保存較好，儲(chǔ)層孔隙度達(dá)10%以上，其中Ⅰ類、Ⅱ類儲(chǔ)層綠泥石膜含量為3%左右，粒間孔面孔率為1%～3%，易成為油氣聚集的“甜點(diǎn)”。

碳酸鹽膠結(jié)物? 碳酸鹽膠結(jié)物在延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)層普遍分布[19]，膠結(jié)物形成期次會(huì)對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育造成不同影響[20-21]。長(zhǎng)81儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物總含量為0%～26%，平均5.55%;以鐵方解石及方解石為主，平均含量分別為2.54%和2.4%。早期方解石主要以填充孔隙方式占據(jù)殘存粒間孔隙（圖5-d，h），對(duì)儲(chǔ)層致密起關(guān)鍵作用。長(zhǎng)81儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物含量與儲(chǔ)層物性呈負(fù)相關(guān) （圖4-e，f），對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育不利。旬邑地區(qū)Ⅲ類、Ⅳ類儲(chǔ)層中粘土礦物仍有一定含量，方解石含量較高，達(dá)20%，直接造成儲(chǔ)層孔隙的喪失，儲(chǔ)層性質(zhì)極差。

3.2.3? 溶蝕作用

旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層長(zhǎng)石溶孔含量平均0.46%，巖屑溶孔含量平均0.05%。長(zhǎng)石溶蝕以鉀長(zhǎng)石溶蝕最顯著，同時(shí)易溶巖屑甚至膠結(jié)物也有溶蝕（圖5-b，i）。鉀長(zhǎng)石溶蝕與有機(jī)酸的生成有關(guān)[22]，有機(jī)酸主要來(lái)源于長(zhǎng)7烴源巖排烴過(guò)程。長(zhǎng)81段儲(chǔ)層物性與溶蝕孔含量呈一定正相關(guān)性（圖4-g，h），表明溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層物性起積極作用。溶蝕作用較強(qiáng)的儲(chǔ)層孔隙度一般為7%左右，滲透性一般，形成以溶孔為主的孔隙，可動(dòng)流體的飽和度較低，如核磁共振實(shí)驗(yàn)的樣品1，儲(chǔ)層孔隙為7.84%，但可動(dòng)流體飽和度僅為27.43%。

考慮到壓實(shí)、膠結(jié)、溶蝕作用的差異，結(jié)合孔隙發(fā)育特點(diǎn)劃分成巖相帶。其中塑性顆粒含量較低，壓實(shí)作用較弱，局部溶蝕，綠泥石膠結(jié)的殘余粒間孔相為粒間孔發(fā)育的最有利相帶。明顯的溶蝕孔發(fā)育形成溶蝕孔相，溶蝕孔相帶對(duì)儲(chǔ)層流體流動(dòng)作用有限。碳酸鹽膠結(jié)多形成微孔相，多為Ⅲ類儲(chǔ)層，明顯壓實(shí)形成的致密壓實(shí)相通常以Ⅳ類儲(chǔ)層為主。

4? 儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”分布

儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”主要受“有利相帶”控制，一方面位于沉積相的中心相帶，水下分流河道中部，粗粒組分較多，砂體厚度超過(guò)4 m;另一方面為粒間孔隙發(fā)育的成巖相帶，粒間孔隙保存較好的層段，多為綠泥石膠結(jié)，可見(jiàn)一定的粒間溶孔區(qū)帶，可動(dòng)流體飽和度較高（圖6）。

5? 結(jié)論

（1） 旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖及長(zhǎng)石巖屑砂巖，溶蝕孔及粒間孔為主要儲(chǔ)集空間。據(jù)毛管壓力曲線將儲(chǔ)層劃分為4類，其中Ⅰ類（溶孔-粒間孔型）儲(chǔ)層性質(zhì)最好。儲(chǔ)層可動(dòng)流體飽和度為26.77%～51.65%，粒間孔對(duì)流體流動(dòng)影響明顯。

（2） 沉積微相及砂巖粒度影響儲(chǔ)層性質(zhì)，水下分流河道中部砂體水動(dòng)力條件強(qiáng)，水道躍遷不明顯，巖性穩(wěn)定，受泥巖影響較小。其中粒組分含量越高，粒間孔隙保存越好，儲(chǔ)層性質(zhì)越好。

（3） 壓實(shí)作用不利于粒間孔的保存，以塑性顆粒最顯著，脆性顆粒仍可保留一定孔隙。綠泥石膜有利于粒間孔的保存，碳酸鹽膠結(jié)物會(huì)造成粒間孔隙急劇減少，導(dǎo)致儲(chǔ)層性質(zhì)變差。溶蝕作用能改善儲(chǔ)集性能，但對(duì)提高滲流能力作用有限。因此，尋找粒間孔隙發(fā)育良好的相帶，為旬邑地區(qū)長(zhǎng)81儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。

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