伊盟隆起地区上古生界二叠系盒8段储层研究

2013-08-11西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

长江大学学报(自科版) 2013年10期

杨博（西北大学地质学系，大陆动力学国家重点实验室，陕西西安710069）

1 区域地质背景

鄂尔多斯盆地地处我国沉积盆地分布中带，同时受其东滨太平洋构造域和其西南特提斯-喜马拉雅构造域地壳运动的影响，是一个稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的多旋回克拉通叠加盆地［1］。伊盟隆起地区位于鄂尔多斯盆地北部，西部与秦祁活动带相接，北部与阴山活动带相邻。伊盟隆起的构造格局呈北高南低、东高西低的特点，整体表现为一西南倾向大型单斜构造，其基底隆起高，沉积盖层薄，一般小于千米，顶部仅数百米，甚至局部出露变质岩［2］。

2 储层特征

2.1 岩石学特征

1）岩石类型铸体薄片分析表明，伊盟隆起地区盒8段储层的碎屑组分主要以石英为主，平均占碎屑总量的75%以上；岩屑成分有火成岩岩屑、变质岩岩屑和沉积岩岩屑，但以变质岩岩屑为主，平均占碎屑总量的18.58%，火成岩岩屑和沉积岩岩屑含量较少；长石含量较少，仅占碎屑总量的0.30%。储层岩性主要为中-粗粒石英砂岩和岩屑砂岩，磨圆度较好，分选中等。

图1 （铁）方解石胶结物

图2 硅质（石英加大）胶结物

2）填隙物组合特征填隙物总体含量不高，主要为粘土矿物、方解石和铁方解石、自生石英，还有一定量水云母和绢云母。胶结类型以孔隙式为主，次为孔隙-基底式胶结。接触关系为点-线-凹凸接触。碳酸盐岩胶结物有方解石、铁方解石等，多充填粒间孔隙或胶结交代颗粒和粘土矿物；硅质主要包括石英次生加大和自生石英，硅质胶结在石盒子组普遍发育，石英次生加大边较宽，多为Ⅱ-Ⅲ级，甚至缝合线接触。不论是粘土矿物的胶结与充填，还是方解石、铁方解石和硅质（石英加大）等胶结物的充填（见图1和图2），其含量越多，对储层的孔渗性越不利［3］。

3）粘土矿物分析粘土矿物对储层的储集物性影响很大，它不仅减少了孔隙空间，而且对于喉道的影响更为明显，可使孔隙喉道变得迂回曲折，甚至堵塞喉道，但粘土矿物类型及产状不同，对储层物性的影响程度不同［4］。伊盟隆起地区盒8段储层填隙物中粘土矿物主要有绿泥石和伊利石，其次为伊／蒙混层和高岭石：①绿泥石。绿泥石在伊盟隆起地区盒8段储层中普遍存在，含量相对较高（5%～62%，平均39.8%），多以薄膜状、叶片状充填于粒间或附着在岩石颗粒表面上（见图3）。②伊利石。该研究区盒8段储层中伊利石平均含量为32.7%，伊利石含量很高的层位中高岭石、绿泥石的含量较少，大量发育的伊利石可以降低渗透率。③ 伊／蒙混层粘土矿物。该研究区伊-蒙混层粘土的平均含量为19.2%，并且随深度的增加含量减少。④高岭石。该研究区高岭石含量一般为1%～15%，平均8.2%。主要有2种类型，一种是火山碎屑的蚀变产物，经过漫长成岩期的调整，结晶良好，晶体呈蠕虫状、手风琴状和书页状，在其晶间残存较多的黄褐色火山灰和硅化玻屑；另一种是孔隙中直接沉淀析出的高岭石，其晶形较好，呈典型的假六方片状。在扫描电镜下，最常见的是充填于孔隙中形态呈蠕虫状和书页状集合体的高岭石（见图4）。值得说明的是，虽然高岭石虽然充填孔隙，占据了孔隙的部分和大部分空间，但由于高岭石晶形较好，因而保留了良好的晶间孔，所以高岭石晶间孔也是目的层的储集空间之一。

图3 粒间充填绿泥石

图4 高岭石集合体

2.2 孔隙特征

1）孔隙类型根据岩石薄片、铸体薄片和扫描电镜分析，认为伊盟隆起地区盒8段储层主要发育下列孔隙类型：①粒间孔隙（剩余粒间孔隙）。发育于碎屑颗粒之间或云母片间的孔隙空间，由于砂岩经历了较强的成岩作用改造，颗粒之间尚未被填隙物完全充填而剩余的孔隙为剩余粒间孔隙。②溶蚀孔隙。岩石中的碳酸盐岩、铝硅酸盐岩等其他易溶组分在酸性孔隙水的作用下，部分或全部发生溶蚀后形成的孔隙。常见有粒间溶孔和粒内溶孔、胶结物溶孔等。③晶间孔隙。硅质胶结作用形成石英次生加大边的晶间孔隙或晶间缝。粘土矿物的重结晶也致使粘土矿物晶体之间发育许多微晶间孔隙。伊盟隆起地区盒8段储层中的石英次生加大非常普遍，由次生加大的石英晶面所围成的孔隙即晶间孔隙。④裂缝。伊盟隆起地区盒8段储层中常发育裂缝，裂缝的存在可以使孤立的孔隙连通起来，从而改善储层的渗滤能力［5］。

2）吼道类型伊盟隆起地区盒8段储层主要发育收缩喉道、片状与弯片状喉道和管束状喉道（见图5）。

图5 伊盟隆起地区盒8段储层喉道类型

2.3 物性特征

伊盟隆起地区盒8段储层砂岩孔隙度变化范围在3.55%～14.10%，平均为9.13%；渗透率最大为3.55×10-3μm2，最小为0.02×10-3μm2，平均值为0.709×10-3μm2。因此，该储层属于低孔-低渗储层。

3 储层的成岩作用分析

3.1 压实压溶作用

压实作用使碎屑颗粒定向排列，甚至压溶嵌合，随着深度的增加，颗粒间的接触关系变得紧密，出现由点-线-凹凸-缝合线状接触，使得粒间孔隙减小，导致储层的孔渗性进一步降低［6］。

3.2 胶结作用

胶结作用是碎屑岩主要的成岩作用类型。胶结物可以由许多矿物组成，其中大部分是碳酸盐和氧化硅，薄片鉴定表明，该研究区盒8段储层碳酸盐岩胶结物主要为方解石和铁方解石（见图1）。硅质胶结物在盒8段储层普遍存在（见图2），石英加大边往往呈环边状包裹碎屑石英颗粒，大部分为连续生长，加大边宽度一般在0.05～0.1μm。此外，还存在粘土矿物胶结，其中粗结晶高岭石比较常见，由于呈现书页状集合体充填，高岭石书页状晶形保留了良好的晶间孔，从而对储层性质具有改善作用［7］。