鄂尔多斯盆地华庆地区长6储层成岩作用研究

张 晨

(西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065)

张志强

(中海油服油田技术事业部测井解释中心，北京 065201)

鄂尔多斯盆地华庆地区长6储层成岩作用研究

张 晨

(西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安 710065)

张志强

(中海油服油田技术事业部测井解释中心，北京 065201)

位于鄂尔多斯盆地的华庆地区长6储层是典型的低孔低渗储层，是近年来开发的一个主力油气产层。通过岩石学、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜等研究方法了解到华庆地区长6油层组主要成岩作用为压实作用、胶结作用、交代蚀变作用以及溶蚀作用等；综合分析其成岩阶段位于中成岩阶段A期。其中压实作用和胶结作用是导致孔隙度降低主要原因；溶蚀作用产生的次生孔隙在一定程度上改善了储层砂岩的物性，是主要的建设性成岩作用。

华庆地区；长6油层组；成岩作用；成岩阶段

鄂尔多斯盆地以太古界、元古界结晶岩与变质岩系为基底,其上被古生界、中生界、新生界覆盖,具明显的二元结构。盆地四周皆以断裂带与周缘构造单元相连接,其中东部以离石断裂带为界与山西地块吕梁山隆起带相接,南、北2侧分别以渭河地堑北界断裂和河套地堑南缘断裂为界,西部则以桌子山东和惠安堡-沙井子断裂带分别与河套弧形构造带西南翼和六盘山弧形构造带东翼相接。盆地边缘断裂褶皱发育,盆地的内部为陕北斜坡,构造简单,以鼻状构造为主,地层平缓,倾角一般不足1°。鄂尔多斯盆地现今的构造形态总体表现为东翼宽缓、西翼陡窄的不对称大向斜。按其现今的构造形态特征,盆地可划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、伊陕斜坡、天环向斜及西缘逆冲断裂构造带等6个一级构造单元。从总体上看,盆地构造性质以长期稳定为特征,具有整体抬升、持续沉降、坡度宽缓、低隆起的特点[1-2]。华庆油田长6储层是长庆低渗油气勘探与开发的重点地区和代表层位[3]。该区延长期处于湖盆中心，主要沉积相类型为湖泊三角洲前缘，沉积条件特别复杂，储层非均质性强，低渗砂岩储层微观孔隙结构特征认识不到位，描述不够精细，储层微观结构变化和物性之间的关系没有厘清，严重制约了勘探、开发进程，砂岩成岩作用改变了孔隙结构特征，使其孔隙度和渗透率发生巨大变化，影响油气运移和成藏。笔者通过对该区长6油层组砂岩的成岩作用演化研究，探索其对孔隙结构演化的影响，这对研究该区域油气具有重要的现实意义。

1 储集层岩石学特征

据岩心观察、铸体薄片鉴定以及砂岩薄片鉴定资料统计，华庆地区长6油层组储层岩性主要为浅灰色和灰色细砂岩，以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，含少量岩屑砂岩。砂岩成分中陆源碎屑体积分数平均为84.6%，其中石英29.8%，长石36.7%，岩屑18.1%，表明岩石成分成熟度低。岩屑成分复杂，主要有火成岩岩屑(包括喷发岩和隐晶岩)、变质岩岩屑(包括千枚岩、石英岩、板岩等)、沉积岩岩屑(包括白云岩、灰岩等)。填隙物成分复杂，以水云母(46%)和铁方解石(26%)为主，绿泥石含量也较多(13%)，多为泥质和钙质胶结(见图1(a))。华庆长6地区油层组颗粒分选中等-好，磨圆度以次棱为主；重矿物主要为锆石、白钛矿、无色石榴石、电气石。

2 成岩作用

通过显微镜岩石学鉴定、铸体薄片、阴极发光、扫描电镜观察研究表明，华庆地区长6油层组砂岩主要发生机械压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用等成岩作用。

2.1压实作用

压实作用是指沉积物沉积后在其上覆水体或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。在成岩阶段早期，主要以机械压实作用为主，通过对该研究区铸体薄片观察发现，早期颗粒接触方式主要以点接触为主；随着埋深的加大，颗粒将会发生部分溶解作用，由机械压实作用逐渐变为深埋藏的压溶作用，颗粒接触关系变为线接触再到凹凸接触(见图1(b))。对该区铸体薄片观察还可见假杂基现象的出现(见图1(c))。压溶作用不仅使得粒间孔隙空间减小，其引起的石英次生加大也对孔隙具有破坏性作用。观察研究区铸体薄片发现云母等矿物碎屑出现定向排列的现象(见图1(d))。该研究区颗粒主要接触关系为点接触和线状接触为主，主要表现为机械压实作用。

图1 长6储层成岩作用特征典型图片

2.2胶结作用

研究区胶结类型主要以薄膜-孔隙胶结和孔隙胶结为主，主要胶结类型为钙质胶结、硅质胶结和粘土矿物胶结。

1)粘土矿物胶结 研究区粘土胶结以绿泥石胶结物为主，其次为伊利石和伊/蒙混层(混层比<10)。其中绿泥石胶结物占总量的69.02%，其次为伊利石，平均含量为20.1%，然后为伊/蒙混层，为10.88%。该研究区绿泥石主要以孔隙衬边形式存在(见图1(e)、(f))，其具有一定的抗压实作用，并且可以阻碍自生石英的生长。通过X射线衍射发现该区多数地区砂岩中缺失高岭石，却具有较多的伊利石和绿泥石，可能是因为成岩过程中高岭石转变成伊利石、伊/蒙混层以及绿泥石。

2)钙质胶结 研究区主要碳酸盐胶结物为方解石、铁方解石及铁白云石。早期方解石胶结，中成岩期由于其他矿物的溶解溶出的铁离子混入孔隙水中，与早期形成的方解石发生镁离子、铁离子的置换，从而形成铁方解石。对铸体薄片的观察表明铁方解石主要以嵌晶状胶结在孔隙中(见图1(g))。碳酸盐胶结物的形成造成部分原生孔隙的缩小，影响储层的孔隙度以及渗透率，但在后期的溶蚀作用下，胶结物发生部分溶蚀又可形成一定的溶蚀孔，对孔隙具有一定的建设性作用。

3)硅质胶结 研究区内硅质胶结作用较弱，主要以石英的次生加大和自形石英晶体为主(见图1(h))。其含量一般为0～8.2%，平均1.12%。石英次生加大多为压实压溶作用下产生，但该研究区内压溶作用较不发育，因此提供石英次生加大的SiO2并不是来源于压溶作用产生，而是长石颗粒的溶解和云母的蚀变的广泛发育为石英次生加大提供了足够的SiO2[4]。

2.3交代蚀变作用

2.4溶蚀作用

图2 华庆长6油层组成岩类型及成岩序列

综合上述成岩作用，对孔隙增大起建设性作用的主要是溶蚀作用，其次是交代蚀变作用；起消极作用的是胶结作用和压实作用。其中溶蚀作用，尤其是长石的溶蚀对孔隙贡献最大，层段中长石含量高的砂岩段一般孔隙度也越发育。

3 成岩阶段的划分

根据扫描电镜、阴极发光、铸体薄片等分析化验得出华庆长6油层组处于中成岩A期(见图2)。

4 结 论

1)鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长6油层组砂岩以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，砂岩分选中等-好，磨圆度以次棱状为主。孔隙类型以粒间孔、长石溶孔和岩屑溶孔为主。

2)华庆地区长6油层组砂岩储层目前处在中成岩阶段A期。其中成岩作用主要有压实作用、胶结作用、交代作用和溶蚀作用；压实作用和胶结作用导致了华庆地区长6油层组储层的孔隙度与渗透率的降低，溶蚀作用产生的次生孔隙对孔隙有一定的改造作用，有利于提高储藏能力和渗流能力。

[1]郭忠铭,张军,于忠平,等.鄂尔多斯地块油区构造演化特征[J].石油勘探与开发,1994,21(2):8-11.

[2]何自新.鄂尔多斯盆地演化与油气[M].北京: 石油工业出版社,2003.

[3]陈安宁,韩永林,杨飏,等.鄂尔多斯盆地三叠系延长统成藏地质特征及油藏类型[A].长庆油田公司勘探开发研究院编鄂尔多斯盆地油气勘探开发论文集(1990～2000)[C].北京:石油工业出版社,2000：33-46.

[4]Cai C F,Hu W S,Worden R H.Thermochemical sulphate reduction in Cambro-Ordovician carbonates in Central Tarim [J].Marine and Petroleum Geology，2001,18(7):729-741.

[5]Taylor T R,Giles M R,Hathon L A,et al.Sandstone diagenesis and reservoir quality prediction:Models,myths,and reality[J].Sandstone Reservoir Quality Prediction，2010,94(8):1093-1132.

[6]Morad S,Khalid Al-Ramadan,Ketzer J M,et al.The impact of diagenesis on the heterogeneity of sandstone reservoirs: A review of the role of depositional facies and sequence stratigraphy[J].Diagenesis and Heterogeneity of Sandstone Reservoirs，2010,94(8):1267-1309.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.010

P618.13

A

1673-1409(2012)12-N031-03