苏里格气田苏48区块盒8段储层特征研究

翟治洲，孙 卫，马永平

(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)

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西北部，勘探面积约4×104km2，是我国陆上探明天然气储量最大的整装特大型砂岩气田，2011年实现探明储量超3.0×1012m3，产量达135×108m3［1-3］。苏里格气田主要产气层位是中二叠系下石盒子组盒8段，储层地质条件复杂，具有低孔隙度、低渗透率、低含气饱和度、低压以及低丰度特征，是典型的致密砂岩气藏［4-5］。本文通过对苏里格气田苏48区块盒8段储层特征综合研究，以期为气田的勘探开发提供科学指导。

1 岩石学特征

通过对研究区65个样品的铸体薄片镜下观察和鉴定报告统计分析，苏48区块盒8段储层岩石类型主要为岩屑石英砂岩和石英砂岩，少量岩屑砂岩(图1)。碎屑成分以石英、岩屑为主，石英含量较高，占总碎屑含量的46.82%～83.14%，平均为 67.32%;岩屑含量在 3.52%～21.4% 之间，平均为12.43%，以变质岩屑和火成岩屑为主，含量分别为 9.05% 和 1.78% 。

砂岩胶结类型以次生加大—孔隙式胶结为主，少量孔隙式胶结;颗粒分选性中等—好，磨圆度以次棱状为主，少量圆状、次圆状和次棱—次圆状;填隙物类型主要有粘土矿物、硅质、浊沸石、铁方解石等，其中高岭石、水云母、硅质在研究区广泛存在，含量分别为 5.63% 、5.09% 、6.02% 。

图1 研究区盒8段砂岩类型三角图

2 成岩作用特征

2.1 机械压实作用

机械压实作用使得颗粒由点接触变为线接触或凹凸状接触，黑云母碎屑被挤压扭曲变形，石英、长石等刚性矿物颗粒破裂。机械压实作用使原生粒间孔大量损失甚至消失，导致储层物性变差，储层的储集能力以及连通性也变差(图2)。

图2 机械压实作用

2.2 化学压溶作用

据扫描电镜、铸体薄片镜下观察，研究区化学压溶作用强烈，颗粒间由点—线接触逐渐变为凹凸—缝合线接触，如大量出溶的SiO2在颗粒边缘形成次生加大边，还可见夹有黑色碳质薄膜的石英压溶缝合线(图3)。

图3 化学压溶作用

2.3 胶结作用

2.3.1 碳酸盐胶结

碳酸盐胶结物主要为铁方解石、铁白云石、菱铁矿等(图4-a，4-b)。研究表明，早期碳酸盐胶结作用抑制了压实作用，有利于岩石孔隙的保存，产生的早期碳酸盐胶结物被溶蚀形成大量次生孔隙，使得原来的粒间孔隙被还原，一定程度上改善了储层物性;晚期碳酸盐胶结物主要有难溶的铁方解石、少量铁白云石，充填在孔隙中，堵塞孔隙，使得储层物性变差。

2.3.2 硅质胶结

研究区硅质胶结作用强烈，主要表现为石英的次生加大，且有的石英颗粒加大边达到Ⅲ期(图4-c)。一方面，硅质胶结物，特别是石英的次生加大在一定程度上充填了孔隙，导致储层致密，孔隙度降低，喉道缩小，渗滤能力变差;另一方面，硅质的刚性能力较强，提高了储层的抗压实能力，有利于粒间孔的保存，一定程度上又改善了储层物性。

2.3.3 粘土矿物胶结

粘土矿物类型主要有高岭石、伊利石和少量绿泥石。其中，高岭石是目的层中含量较高的粘土矿物，平均含量3.21%，占粘土矿物总量的41.3%。扫描电镜下多见呈蠕虫状和书页状晶形较好的高岭石充填在孔隙中(图4-d)，值得说明的是，高岭石虽然充填孔隙，占据了部分或大部分孔隙，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;伊利石平均含量为2.32%，占粘土矿物总量的31.5%。扫描电镜下，多见毛发状、卷曲片状、搭桥状的伊利石生长在孔壁上(图4-e)，使粒间孔变为晶间孔，大大降低了储层的孔渗性;绿泥石在研究区含量较少，扫描电镜下，可见薄膜状、叶片状的绿泥石充填在岩石颗粒间或颗粒表面，使喉道变得曲折，甚至完全堵塞喉道(图4-f)。

图4 胶结作用

2.4 溶蚀作用

溶蚀作用对优质储层的形成具有重要的建设意义，溶蚀作用大致可分为早、晚两期，早期主要受沉积水介质和生化甲烷气的酸性介质控制，晚期与有机质热演化，有机酸的大量生成有关，常见长石、喷发岩等骨架颗粒的溶蚀以及碳酸盐胶结物、凝灰质的溶蚀，产生大量溶蚀孔(图5)。

3 储层孔隙类型与物性特征

3.1 孔隙类型

根据铸体薄片及扫描电镜资料统计，苏48区块盒8段储层发育的孔隙类型主要有粒间孔、岩屑溶孔、晶间孔(图6)，分别占总孔隙的30.3%、33.8%和19.3%，此外，还有少量长石溶孔和凝灰质溶孔，分别占总孔隙的10.2%和6.4%。研究区压实作用和胶结作用强烈，使得原生粒间孔损失严重，后期的溶蚀作用所形成的溶蚀孔对储层的储集能力有较大的贡献，此外，由重结晶作用所形成的晶间孔，特别是高岭石晶间孔的大量发育，成为研究区主要储集空间之一。

图5 溶蚀作用

图6 孔隙类型饼状分布图

3.2 物性特征

数据表明，苏48区块盒8段储层孔隙度分布介于2.3%～15.2%之间，平均7.9%，其中孔隙度在6%～12%的样品占 58.33%;渗透率分布介于 0.18～67.28 ×10-3μm2之间，平均0.58 ×10-3μm2，其中渗透率在0.3～0.9 ×10-3μm2的样品占65.53%(图7)。由此可见，研究区盒8段储层总体上物性较差，表现为低、特低孔低渗特征。

图7 孔隙度和渗透率频率分布图

4 结语

1)研究区岩石类型主要为岩屑石英砂岩和石英砂岩，碎屑成分以石英、岩屑为主;孔隙空间以粒间孔、岩屑溶孔、晶间孔为主;储层物性较差，表现为低、特低孔低渗特征。

2)主要经历了机械压实作用、化学压溶作用、胶结作用、溶蚀作用等成岩作用，其中，强烈的压实作用使得原生孔隙大量减少甚至消失，硅质、碳酸盐胶结物，特别是石英次生加大，充填在孔隙中，堵塞孔隙;溶蚀作用对储层具有建设性作用，产生大量溶蚀孔，使得储层物性得到改善，储集空间增大、渗透能力增强;值得指出的是，高岭石在研究区目的层普遍发育，多以晶形发育较好的蠕虫状、书页状充填在孔隙中，高岭石虽然充填孔隙，占据了孔隙的部分或大部分空间，但由于高岭石晶形较好，因而保留了良好的晶间孔，高岭石晶间孔也是研究区有效的储集空间之一。

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