安塞油田东部长6储层成岩作用分析

郝关清，杨 超 (西安石油大学地球与科学学院，陕西 西安 710065)

安塞油田东部长6储层成岩作用分析

郝关清，杨 超 (西安石油大学地球与科学学院，陕西 西安 710065)

根据物性、高压压汞、铸体薄片、电镜扫描、X衍射等资料等对安塞油田东部长6储层的成岩作用进行了研究。研究结果表明，安塞油田长6储层物性较差，孔喉整体细小，岩性以细、粉粒长石砂岩为主，碎屑成分复杂，成分成熟度低，结构成熟度低到中等。压实作用使储集层的原始孔隙空间损失；胶结作用不仅破坏了部分原生孔隙，而且使部分次生溶孔遭到破坏；交代作用使岩石结构和孔隙度发生变化；溶解作用使储层物性得到了改善；有机质充填作用抑制了岩石生长，对储层物性改善有一定建设性作用。

安塞油田；成岩作用；孔隙演化；长6储层

安塞油田东部地区位于陕北地区安塞、志丹县境内，区域构造为一平缓的西倾单斜，倾角不足1°。由于该研究区成岩作用对储层物性、孔隙结构等影响复杂，笔者根据物性、高压压汞、铸体薄片、电镜扫描、X衍射等资料，对长6储层的成岩作用、物性变化特征进行研究，揭示成岩作用与物性变化关系，为筛选有利建产区块提供参考。

1 岩石学特征

安塞油田东部长6储层沉积物物源具有继承性，物源区相对比较稳定，源区母岩以结晶片岩和岩浆岩为主。沉积相以三角洲前缘相为主[1]。长6储层砂岩类型主要为长石砂岩，次为岩屑质长石砂岩。碎屑成分以石英、长石为主，其次为岩屑、云母等，含量分别为34.74%、50.75%、12.34%和4.33%。

通过普通薄片、铸体薄片和扫描电镜资料观察分析，研究区长6储层胶结物含量一般在1.2%～45.5%之间，平均为17.4%。碎屑颗粒以细砂(2<φ≤4)和粉砂(4<φ≤8)为主，百分含量分别为38%和41.51%，分选好～中等，粒度较为均一；磨圆度较好，以次圆-次棱角状为主。

2 物性及孔喉结构特征

根据薄片分析，长6平均面孔率为3.8%，以粒间孔为主，平均为2.45%，次为长石溶孔、岩屑溶孔、粒间溶孔、晶间孔、浊沸石溶孔和微裂缝，平均百分数分别为0.66%、0.18%、0.04%、0.13%、0.26%和0.04%。

据样品测试数据可知，长6储层平均孔隙度为11.01%，最小为5.9%，最大为21.83%；平均渗透率为1.44×10-3μm2。

据压汞试验，排驱压力介于0.012～12.581MPa，平均为1.076MPa；中值压力介于0.62～127.79MPa，平均为9.27MPa；中值半径介于0.006～1.15μm之间，平均值为0.188μm；均值系数介于8.594～14.879之间，平均为11.59；歪度介于-1.262～0.994之间，平均为0.025；分选系数介于0.028～4.834之间，平均为2.221；变异系数0.034～0.543之间，平均为0.197；最大进汞饱和度介于21.62%～98.36%，平均为83.58%；退汞效率平均为30.83%，变化于7.95%～58.34%之间。总体来讲，长6储层的排驱压力为较差-中等级别，孔隙结构变化较大，分选较差。

3 成岩作用及其特征

通过对普通薄片、铸体薄片和扫描电镜等资料的研究，确定该研究区长6油层组砂岩储集层经历的成岩作用包括压实压溶、胶结、交代溶解和有机质填充等类型。

3.1压实压溶作用

压实压溶作用贯穿于埋藏成岩阶段的整个过程，是引起砂岩孔隙度降低的主要原因之一[2]。该研究区压实压溶作用的主要表现在以下几方面：①持续强烈的压实作用往往会导致刚性颗粒位移，柔性颗粒塑性变形(见图1(a))，形成假杂基充填孔隙，甚至层状矿物裂开使原生孔喉缩小、变形或者部分孔喉堵塞，使孔隙结构进一步复杂化，因而压实作用是形成低渗储层的主要因素之一。②使得碎屑矿物如石英和长石等发生位移和重排。③碎屑颗粒间接触方式由点-线、线接触部分过渡到凹凸缝合线接触(见图1(b))，石英和长石由于压溶作用出现次生加大现象。

3.2胶结作用

图1 研究区长6储层铸体薄片电镜扫描照片

胶结作用是沉积物转变成沉积岩的重要作用，也是使沉积层中孔隙度和渗透率降低的主要原因之一[2]。该研究区长6储层砂岩中常见的胶结作用类型有以下几种：①硅质胶结。该研究区多以石英自生加大产出，常见Ⅰ级-Ⅱ级自生加大，也可见石英碎屑颗粒表面、孔壁自形石英晶体析出(见图1(c))。硅质胶结物总体来说起减小孔隙度的作用，②浊沸石胶结。浊沸石胶结物在该研究区长6油层组砂岩中较为发育，其形成过程是砂泥岩中的蒙皂石向伊利石、绿泥石转化过程中大量脱水，并析出钙、镁、钠、铁等阳离子，其中钠离子形成钠长石，镁离子等参与绿泥石的沉淀，而钙离子则随后形成浊沸石填充于孔隙中。由于浊沸石的的胶结作用加剧了砂岩的致密化(见图1(d))，导致孔隙度降低。③碳酸盐胶结。碳酸盐胶结物是导致该研究区储层变差的重要因素之一。早期方解石等胶结沉淀，极易堵塞原生孔隙(见图1(e))，降低了储集层的孔隙度和渗透率，使物性变差。④粘土矿物胶结。该研究区主要的粘土矿物类型有绿泥石、伊利石以及I/S混层等，绿泥石含量居多。早先沉积的长石砂岩，胶结物含量小于1%，沉积后不久，绿泥石粘土析出，沉淀在多数颗粒的边缘，厚达5～10μm，并以薄膜形式覆盖在碎屑颗粒表面，使岩石孔隙直径缩小，颗粒表面增大，从而降低了原生孔隙度。其次为伊利石和伊/蒙混层，但是含量相对较低且分布局限，而另一方面，绿泥石膜也阻止了其他胶结作用的发生，部分性的保护了原生孔隙度(见图1(f))。

3.3交代作用

随着成岩作用的不断进行，成岩流体中有机酸不断被消耗，而逐渐由酸性转向偏碱性，在碱性介质条件下，含铁碳酸盐矿物可以交代酸性条件下较稳定的石英、长石、花岗岩屑等骨架颗粒。另外，晚期含铁碳酸盐胶结物还可以在未被烃类占据的粒间孔隙以及长石粒内溶孔中形成具有较高自形程度的晶体，破坏酸性环境中形成的各种孔隙，从而改变了砂岩剩余孔隙结构和面貌(见图1(g))。

3.4溶解作用

溶解作用对于储层的形成非常有利，是形成次生孔隙，改善储层物性的主要成岩方式之一[2]。可以发生于成岩的各个阶段。随着埋藏加深，有机质演化释放出来的酸性流体，对碎屑颗粒和填隙物进行溶解形成部分粒内次生溶孔(见图1(h))。

3.5有机质充填作用

成岩过程中，早期的烃源岩有机质演化提供了充足的有机酸，是造成酸性成岩环境的主要因素之一[3]。在薄片下有时可以看到石油运移过程留下的残迹，主要呈孔隙充填残留物和孔隙衬边，它们既可以充填在粒间孔隙，也可充填粒内溶孔中(见图1(i))。由于油浸造成的孔隙衬边保护了颗粒不易遭受溶解，所以如长石和岩屑以及伊利石、石英和高岭石生长均受到抑制，因而油浸过程实际是一种特殊的有机成岩作用。

4 成岩阶段划分及其演化序列

图2 安塞油田东部地区延长组长6油层组成岩演化序列

勘探表明，该研究区三叠系延长组长6油层组砂岩埋藏深度一般为1200～1400m左右，结合上述储集砂岩的成岩特征进行综合分析，认为储集砂岩目前应处于中成岩阶段的A期，部分可达中成岩阶段B期。砂岩的成岩演化序列具体包括如下几个阶段：①沉积开始后，压实压溶作用便开始进行，压实压溶基本贯穿成岩作用的整个阶段，但在早期由于沉积物比较松软，颗粒之间空隙大，所以压实压溶作用在该阶段表现的尤为强烈，导致孔隙大量消失；②沉积后不久，早期粘土膜(主要为绿泥石膜)便开始形成，导致孔隙连通性变差；③早期浊沸石、方解石胶结事件发生，致使储层进一步致密化；④由于孔隙水酸化，浊沸石等胶结物以及长石岩屑等发生溶蚀、溶解作用，产生次生孔隙，这在极大程度上影响了储层的孔隙结构；⑤随着成岩作用的进一步加剧，自生矿物开始形成，最后发生铁方解石胶结以及白云石胶结充填交代作用(见图2)。

5 结 论

(1)该研究区长6储层物性较差，孔喉整体细小，属细小孔、微细喉道类型。岩性以细、粉粒长石砂岩为主，碎屑岩成分复杂，成分成熟度低，结构成熟度低到中等。

(2)研究区内长6储层主要经历的成岩作用类型有：压实压溶作用、胶结作用、交代作用、溶解作用和有机质充填作用。压实作用使储集层的原始孔隙空间损失，胶结作用不仅破坏了部分原生孔隙，而且使部分次生溶孔遭到破坏，交代作用使岩石结构和孔隙度发生了变化，溶解作用使储层物性得到了改善，有机质充填作用抑制了岩石生长，对储层物性改善有一定建设性作用。

[1]长庆油田石油地质志编写组.中国石油地质志卷十二：长庆油田[M].北京：石油工业出版社，1992.

[2]朱筱敏.沉积岩石学[M].北京：石油工业出版社，2008.

[3]况昊，王振奇，瞿建华，等.白家海凸起-阜北斜坡中下侏罗统成岩演化特征[J].新疆石油地质，2012，33(2)：161-163.

2012-12-25

郝关清(1983-)，男，硕士生，现主要从事储层地质学方面的研究工作。

TE121.3

A

1673-1409(2013)10-0024-03

[编辑] 李启栋