鄂尔多斯盆地罗庞塬地区长4＋5储层成岩相研究

杨 欢，屈红军，李 敏，王 力，郑艳荣 （西北大学地质学系，陕西西安710069）

目前，国内储集层研究由常规碎屑岩向低孔低渗砂岩转变，勘探研究由沉积相向成岩相方向延伸，预测有利孔渗性成岩相是储集层研究和油气勘探的重点［1］。鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长4＋5储层是一套在内陆湖泊三角洲沉积体系上发育的重要油气储层［2］，但其物性普遍较差，呈典型的低孔、特低渗储层。前人对长4＋5储层微观孔隙结构进行了研究，认为油层组储层孔隙结构差，储层厚度和物性变化很大［3］，但对成岩相与物性的关系缺乏具体研究。为此，笔者在岩心和沉积相研究的基础上，对鄂尔多斯盆地罗庞塬地区长4＋5储层砂岩的成岩相进行了深入研究，分析了不同成岩相与物性的关系，为罗庞塬地区的储层和油藏预测评价提供依据。

1 区域地质概况

罗庞塬地区位于陕西省榆林市定边县境内，区域构造位于鄂尔多斯盆地中西部，横跨天环坳陷和陕北斜坡。罗庞塬地区构造简单，表现为微向西倾的单斜，在该背景上发育一系列由差异压实形成的鼻状隆起［4］。延长组是在鄂尔多斯盆地持续坳陷和稳定沉降过程中堆积的河流湖泊相陆源碎屑岩系［5-6］，长4＋5油层组主要为一套浅灰绿色细砂岩、粉砂岩、深灰色泥岩粉砂岩、粉砂质泥岩和黑色泥岩，以水下分流河道和分流间湾沉积为主［7］。储层测井孔隙度为6.0%～11.3%，平均为8.4%，测井渗透率为 （0.3～12.9）×10-3μm2，平均为3.7×10-3μm2，是典型的特低孔特低渗储层。

2 岩石学特征

2.1 结构特征

罗庞塬地区长4＋5储层主要为浅灰绿色细砂岩，砂岩粒度总体较细，以细粒结构为主，粒径为0.08～0.17mm。碎屑颗粒分选中等偏差，颗粒磨圆中等，以次棱角为主。胶结类型主要为孔隙式胶结。碎屑接触方式主要为线接触，碎屑支撑性质为颗粒支撑。

2.2 成分特征

1）骨架颗粒特征 罗庞塬地区长4＋5储层砂岩主要以长石砂岩为主。砂岩碎屑颗粒成分为62.00%～88.00%，平均为80.17%，其主要由长石和岩屑组成。砂岩各物质组分的体积分数变化较大：石英含量为20.60%～47.00%，平均32.1%；长石含量为33.00%～66.00%，平均45.1%；岩屑含量为6.00%～19.00%，平均含量7.61%。

2）填隙物特征 长4＋5储层填隙物含量在14.0～38.0%之间，平均为20.7%。胶结物以碳酸盐胶结物 （8.1%）和粘土矿物 （4.1%）为主，硅质胶结 （1.6%）较少。粘土矿物以伊利石为主 （2.3%），绿泥石次之 （0.9%），高岭石较少 （0.9%）；碳酸盐胶结物以铁方解石 （平均6.8%）为主，方解石较少 （1.3%）。

3 孔隙类型

罗庞塬地区长4＋5油层组面孔率平均为1.96%，孔隙类型以长石溶孔为主，溶蚀粒间孔次之，其他类型的孔隙含量较少 （见图1）。

图1 罗庞塬地区长4＋5储层孔隙类型及含量

4 成岩相类型及分布规律

4.1 成岩相类型及特征

在对定边罗庞塬地区20余口井60块铸体薄片观察、阴极发光和扫描电镜等分析测试资料进行分析的基础上，根据填隙物和孔隙发育特征将研究区长4＋5储层划分为4种成岩相类型，即绿泥石环边胶结-长石溶蚀相、长石溶蚀-铁方解石胶结相、铁方解石连晶胶结相和泥质胶结压实相，不同的成岩相组合具有不同的组合特征。

1）绿泥石环边胶结-长石溶蚀相 以早期绿泥石环边胶结作用为主，同时具有长石溶蚀、次生高岭石充填孔隙等特征（见图2（a））。得益于早期的绿泥石环边胶结，砂岩中的部分粒间孔得以保存，储层孔隙结构较好。砂岩密度最小（2.39g／cm3）， 物 性 最 好， 孔 隙 度 为9.59%，渗透率为2.39×10-3μm2，平均 孔 径 为 0.68μm， 平 均 排 驱 压 力（0.398MPa）小于1MPa，为最有利储层发育的成岩相。

图2 罗庞塬地区长4＋5油层组典型成岩相组合特征图

2）长石溶蚀-铁方解石胶结相 以次生溶孔发育、铁方解石不完全充填孔隙为特征 （见图2（b）），是该区发育最普遍的一种成岩相。由于部分孔隙被充填，因此该成岩相储集性能要差于绿泥石环边胶结-长石溶蚀相区。该相区砂岩密度平均为2.47g／cm3，平均孔隙度为7.51%，平均渗透率为0.85×10-3μm2，平均孔径为0.32μm，平均排驱压力明显增大 （3.12MPa），为较有利储层发育的成岩相。

3）铁方解石连晶胶结相 以孔隙几乎全部被铁方解石连晶式胶结充填为特征 （见图2（c））。铁方解石胶结作用对储层的破坏是致命的。该成岩相的砂岩密度大 （2.51g／cm3），而平均孔隙度较低（5.32%），平均孔径较小 （0.07μm），排驱压力较大 （4.11MPa），岩石基本无孔隙，仅见少量的溶蚀孔。

4）泥质胶结压实相 该成岩相以致密强压实为特征，几乎不发育孔隙 （图2（d））。由于这类砂岩的杂基和软岩屑含量高，在压实作用下易被挤入孔隙中，所以该类成岩相原生孔隙消失殆尽，次生孔隙不发育，仅发育少量粒内和泥质杂基微溶孔，物性最差，平均孔隙度 （4.82%）小于5%，平均排驱压力为10.56MPa，可作为垂向上和平面上厚度都较为稳定的致密隔层和盖层。

4.2 成岩相分布规律

受沉积相的影响，成岩相呈北东向展布 （见图3）。由图3可知，绿泥石环边胶结-长石溶蚀相主要分布在研究区中部的水下分流河道中；长石溶蚀-铁方解石胶结相在研究区大部分地区发育，主要发育在水下分流河道和河口砂坝中；铁方解石连晶胶结相在水下分流河道砂体边部呈条带状分布；泥质胶结压实相主要发育在水下分流间湾和河口砂坝等沉积环境中。

5 成岩相对物性的控制

储层砂体原始孔隙含量的特征和分布规律受沉积条件的影响，不同沉积环境的水动力条件不同，演化特征也存在差异，因而发育的砂体在物质成分、粒度、分选及砂体的组合类型等方面各不相同，但在埋藏成岩过程中储层的储集空间会受到成岩作用改造，区内砂岩中最主要的成岩作用类型是压实、胶结及溶蚀作用，从而影响储层孔隙分布规律。不同成岩相具有不同成岩特征和岩石组构，其孔隙、喉道分布特征各异，因此不同成岩相组合控制了不同的储层孔隙发育特征和储集物性。

图3 罗庞塬地区长4＋5油层组成岩相分布图

图4 各类成岩相孔渗分布特征

各类成岩相孔渗分布特征图如图4所示。由图4可知：绿泥石环边胶结-长石溶蚀相由于原生粒间孔保存较好，同时有长石溶孔发育，物性最好，是罗庞塬地区长4＋5储层储集性能最有利的成岩相带；长石溶蚀-铁方解石胶结相。由于原生粒间孔隙大都被自生矿物充填，以长石溶孔为主，因而物性相对较好；铁方解石连晶胶结相中孔隙几乎全部被充填，仅个别样品见少量的溶蚀孔或微孔，物性较差；泥质胶结压实相中原生孔隙丧失殆尽，次生孔隙不发育，物性最差，不能形成储层。

6 结 论

（1）罗庞塬地区长4＋5储层主要为浅灰绿色细粒长石砂岩，结构及成分成熟度均较低；孔隙类型以长石溶孔为主。

（2）罗庞塬地区长4＋5储层主要发育4种成岩相。绿泥石环边胶结-长石溶蚀相具有一定的原生粒间孔，且长石溶孔发育，为储层发育最有利的成岩相带；长石溶蚀-铁方解石胶结相区原生孔隙不发育，以长石溶孔为主，为储层发育较有利的成岩相带；方解石连晶胶结相孔隙被铁方解石完全充填，泥质胶结压实相区孔隙不发育，不能形成有效储层。

（3）罗庞塬地区长4＋5储层不同成岩相组合控制了不同的储集物性，绿泥石环边胶结-长石溶蚀相物性最好，长石溶蚀-铁方解石胶结相次之，铁方解石连晶胶结成岩相物性较差，泥质胶结压实成岩相物性最差。

［1］邹才能，陶士振，周慧，等 .成岩相的形成、分类与定量评价方法 ［J］.石油勘探与开发，2008，35（5）：526-540.

［2］王郑库，阮刚，杨星，等 .姬塬油田长4＋5储层成岩作用研究 ［J］.重庆科技学院学报，2012，14（1）：5-7.

［3］钟筱春，黄淮 .鄂尔多斯盆地延长统油层微观结构研究 ［J］.石油学报，1985，6（3）：46-50.

［4］温德顺，陈章顺，卜广平，等 .姬塬油田胡150-胡153区长4＋5储层特征及主控因素 ［J］.石油大学学报，2010，25（2）：30-38.

［5］徐波，孙卫 .姬塬油田长4＋5砂岩储层孔隙类型与成岩作用 ［J］.吉林大学学报，2008，38（6）：954-958.

［6］雷燕平，周树青，杨芳 .鄂尔多斯盆地姬塬-堡子湾地区长4＋5油层成岩作用与储层评价 ［J］.特种油气藏，2006，13（6）：15-19.

［7］张蓉 .姬塬地区长3、长4＋5油层组沉积相及储层特征研究 ［D］.西安：西北大学，2005.