涧峪岔地区长2储层特征研究

王 维，王 锦，郭 科

(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)

涧峪岔油田处于陕西省子长县西北部，西临瓦窑堡油田。海拔930～1 450 m，沟壑纵横，峁梁起伏，地势整体北高南低。属暖温带半干旱大陆性季风气候，年均气温8.9℃，年均降水量450 mm，林木覆盖率达13%。石油、煤炭资源丰富。涧浴岔油田构造上属于鄂尔多斯盆地一级构造单元—陕北斜坡带东部，构造总体为一平缓的西倾单斜，倾角0.5°左右。地层自上而下为第四系、侏罗系、三叠系，其中三叠系上统延长组，长2(T3y4)油层为主力油层之一。研究区长2段沉积相研究表明，长2主要为三角洲平原沉积，古河流方向呈北东～南西向，物源方向控制了长2砂体呈北东～南西向展布。

1 储层岩石学特征

1.1 岩石类型及碎屑成分

涧峪岔地区长2段砂岩分选性好，碎屑颗粒磨圆度为次棱状，磨圆度较低，砂岩中石英含量低而长石含量高，说明岩石的结构成熟度中等，矿物成熟度较低，无长距离搬运史。碎屑颗粒间接触关系以点－线接触和线接触为主，胶结类型为薄膜孔隙式和接触式胶结为主。

根据钻井取心以及在室内岩心薄片的镜下鉴定，涧峪岔地区长2段属于细粒砂岩，以细砂岩为主，夹钙质胶结细粉砂岩和泥岩薄层。据砂岩薄片统计，平均粗砂含量0.9%，中砂 9.9%，细砂 73.3%，粉砂 16.4%，细粉砂 2.5%，杂基0.5%;平均粒径0.12 mm，粒级明显偏细，属细粒砂岩。

根据薄片资料统计，涧峪岔地区长2段砂岩中长石含量33%～58%，平均41.3%，其中钾长石占长石总量的60.7%，斜长石占 39.3%;石英含量 20% ～36%，平均30.4%;黑云母含量 3% ～8%，平均6.63%;岩屑含量2% ～4%，平均3.0%，主要为沉积岩岩屑;碎屑总量77% ～88%，平均83.6%。根据砂岩成分分类原则，长2段砂岩为长石砂岩(图1)。

图1 涧峪岔长2砂岩分类图

矿物中长石颗粒风化程度中等 ～深，少量长石颗粒被方解石交代，绿泥石沿矿物周边呈节状排列，局部石英颗粒具有微裂隙，黑云母含量中等，呈板块状分散或均匀分布，且部分已绿泥石化。石英、长石颗粒具有次生加大现象。重矿物为黄铁矿、绿帘石等。

粘土矿物含量7%左右。通过对41块岩心进行X衍射分析，粘土矿物以酸敏矿物绿泥石为主，占粘土总量的70.10%，其次为高岭石和伊利石。

1.2 填隙物和岩石结构

涧峪岔地区长2储层的杂基含量较少，其主要为绿泥石和云母，绿泥石含量4.6%，云母2.0%。储层碎屑颗粒间接触关系以点－线接触和线接触为主，胶结类型为薄膜孔隙式和接触式胶结为主。胶结物主要为方解石，含量2.0% ～4.0% ，平均 2.8% ，属钙质胶结。

长2段砂岩分选性好，碎屑颗粒磨圆度为次棱状，磨圆度较低，砂岩中石英含量低而长石含量高，说明岩石的结构成熟度中等，矿物成熟度较低，无长距离搬运史。碎屑颗粒间接触关系以点－线接触和线接触为主，胶结类型为薄膜孔隙式和接触式胶结为主。

2 储层物性特征

2.1 孔隙类型特征

涧峪岔地区长2段薄片观察表明，孔隙类型以粒间孔、溶孔为主(图2a、2b)，溶孔含量20% ～30%，平均28%，此外，含有少量裂隙孔，含量5%。其中粒间溶孔为本区长2储层的主要储集空间，占总孔隙的45% ～55%，平均48%。其次为粒内溶孔和填隙物内溶孔，占总孔隙的20% ～30%，裂隙缝占5%。从地层纵向上来看，长22和长23储层面孔率、粒间溶孔、粒内溶孔、填隙物内等孔隙的含量很一致。

图2

当岩石为颗粒支撑、含有少量胶结物时，颗粒间的孔隙称粒间孔隙，它为砂岩最重要、最普遍的孔隙类型。而溶孔则不受颗粒边界限制，边缘呈港湾状，形状不规则。

涧峪岔油田长2岩心物性测试分析结果表明，长21渗透率最大为 22.5 ×10－3μm2，最小为 1.3 ×10－3μm2，平均为7.7 ×10－3μm2;有效孔隙度最大为 17.5% ，最小为 9.9% ，平均为 13.5% 。长 22渗透率最大为 35.7 ×10－3μm2，最小为1.1 ×10－3μm2，平均为 14.43 × 10－3μm2;有效孔隙度最大为 18.2%，最小为 9.4%，平均为 15.96%(表 1、图 3)。长 2储层物性较好，总体上长22优于长21

表1 涧峪岔油田长2油层物性统计数据表

图3 涧峪岔油区长2各油层组孔隙度、渗透率频率分布直方图

2.2 孔喉展布特征分析

涧峪岔地区长2储层的薄片观察表明，孔隙类型以粒间孔、溶孔为主。其中粒间溶孔为本区长2储层的主要储集空间，占总孔隙的45% ～55%，平均48%。其次为粒内溶孔和填隙物内溶孔，占总孔隙的20% ～30%，裂隙缝占5%。从地层纵向上来看，长22和长23储层面孔率、粒间溶孔、粒内溶孔、填隙物内等孔隙的含量很一致。

图4 涧峪岔油田长2储层典型毛管压力曲线

通过对4口井42块岩心进行压汞法毛管压力测试，毛管压力曲线总体特征表现为平缓段较明显，且靠近底部，反映涧峪岔油田长2储层喉道具有分选较好和孔喉较粗特征(图4)。排驱压力 0.04 ～ 1.2 MPa，平均 0.12 MPa，喉道半径0.16 ～ 6.59 μm，平均 3.35 μm，喉道分选系数 2.84，为中等～较好。饱和度中值压力 0.18～19.09 MPa，平均 1.04 MPa，喉道中值半径 0.04 ～ 6.89 μm，平均 2.42 μm。偏度均大于0，平均1.61，属正偏，表示喉道偏粗。峰态均大于0，平均3.67，频率分布曲线为尖峰状，喉道分布较集中。

3 成岩作用特征及其对储层物性影响

3.1 成岩作用类型

涧峪岔地区长2储层的成岩作用主要有压实作用、胶结作用以及次生加大。石英与长石颗粒均有次生加大现象，其主要胶结类型则为薄膜孔隙式和接触式胶结。

3.1.1 压实压溶作用

本研究区长2储层粒度细、云母及塑性岩屑含量高，同时在埋深过程中经历了不同程度的压实压溶作用，压实作用的结果使碎屑颗粒在压力下形成线面接触，产生致密镶嵌结构，局部表现为凹凸状接触。其后的化学压溶作用形成长石、石英的次生胶结也很普遍，压实压溶作用使长2砂岩的原生孔隙损失很大。

3.1.2 胶结与交代作用

(1)绿泥石胶结作用。本研究区长2砂岩中绿泥石是延长组储层中普遍存在的自生胶结物，是黑云母碎屑在早成岩A期，发生强烈的水化水解作用后的微碱性水介质中析出的产物，一般以叶片状垂直碎屑颗粒呈薄膜状胶结，堵塞孔隙，降低物性;另一方面薄膜状绿泥石增加砂岩骨架强度，保护了粒间孔，具有积极地作用。偶见绒球状、花朵状绿泥石，产出于绿泥石膜、长英质加大和方解石胶结后的残余粒间孔中。

(2)碳酸盐胶结及交代作用。本研究区和长2储层的碳酸岩盐胶结为亮晶方解石，偶见少量铁方解石。方解石形成有两期:①在绿泥石膜形成的同时，在碱性介质条件下局部形成少量微晶方解石胶结物，充填原生粒间孔隙并交代长石、石英和黑云母碎屑，为早成岩 A期的产物。②随着地层埋藏深度加深，有机质开始成熟，发生脱羧基作用，产生大量的CO2，使孔隙中的水介质变成酸性，此时大量的长石溶解(主要是钙长石的钠长石化)，在消耗大量的CO2的同时让大量的碱和碱土金属离子进入孔隙水中，孔隙水的pH值和钙离子开始增加，水溶液重新变为碱性，碳酸钙再次达到过饱和，析出亮晶方解石呈补丁状零星分布。在岩矿薄片中亮晶方解石充填于较早形成的方解石的溶孔中，或交代方解石、绿泥石膜、石英次生加大边。

(3)石英、长石次生加大胶结作用。本研究区长2储层中石英和长石的胶结物含量相对较低。自生加大胶结是石英胶结物的主要的产状，少量以微晶石英集合体产出。石英加大现象多见于粒度较粗的河道相砂岩以及碳酸盐胶结物、绿泥石和黑云母含量中等－相对较高的砂岩中。长石加大主要为钾长石和钠长石，往往充填孔喉使大部分原生孔隙丧失，储层孔隙度、渗透率降低(图5a、图5b)。

图5

3.1.3 溶蚀与溶解作用

溶解作用是次生孔隙形成的主要因素。研究区长4+5、长6储层中长石颗粒、岩屑中可溶组分、部分杂基以及碳酸盐胶结物的溶解作用均较广泛。石英的溶蚀表现为边缘呈不规则状、港湾状。长石溶蚀往往沿其解理面进行，形成大量的长石粒内溶孔，颗粒表面显蜂窝状，甚至颗粒全部被溶蚀形成铸模孔。绿泥石衬边部分溶蚀可使原生孔隙得到恢复或扩大形成新的孔隙。在颗粒紧密接触的砂岩中，颗粒间局部可见伸长状孔隙和特大孔隙，为碎屑颗粒和绿泥石、方解石等胶结物一起被溶解的结果。

3.2 岩石学特征及成岩作用对储层物性的影响

3.2.1 岩石学特征对储层物性的影响

根据本区薄片资料分析，方解石是影响储层物性的主要胶结物，随着方解石含量增高，物性变差。

粒度也是影响储层物性的主要因素之一，物性一般随粒度加大而变好，但变化不是很明显(图6)。

图6 长2储层砂岩方解石与渗透率关系图

3.2.2 成岩作用对储层物性的影响

成岩作用对储层孔隙的影响既有破坏性，也有建设性。破坏性作用主要是早期的压实压溶作用、碳酸岩盐胶结作用以及石英次生加大作用，造成孔隙的堵塞，伤害储层，从而降低储层物性。建设性的成岩作用主要是埋藏环境下成岩晚期的溶蚀作用，产生了大量的溶孔，改善了储集条件。另外，绿泥石对储层孔隙结构也起到了积极的保护作用。

4 结语

涧峪岔地区长2段储层砂岩类型主要为长石砂岩和长石石英砂岩，渗透率和孔隙度均较高，胶结物成分以方解石为主。储层孔隙喉道具有分选较好和孔喉较粗特征，孔隙类型主要为粒间孔和溶孔为主，微观评价为大孔—粗喉的良好储层，但是空隙间的连通性较差，储层物性主要受控于其岩石学特征和成岩作用。依照近年来鄂尔多斯盆地储层评价标准，总体可划分为I类储层，中渗透层，是油气储集的良好层位。

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