砂岩中自生绿泥石的形成机制及对储层的影响

张可 秦子强

[摘要]通过研究分析，发现自生绿泥石具有两方面的作用。早期的自生绿泥石能阻挡孔隙水与矿物接触，减少胶结作用，并能在一定程度上抑制石英的自生加大。另一方面，自生绿泥石在改善孔隙空间的同时，在一定程度上会占据喉道空间，改善储层喉道的非均质性，但会使渗透率降低。

[关键词]自生绿泥石 储层 孔隙 渗透性

[中图分类号] P618.130.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-97-1

1致密砂岩中自生绿泥石的形成机制

绿泥石是层状硅酸盐矿物，富铁富镁，最有利其形成的环境为富铁、镁的碱性古水介质环境。其铁，镁离子的来源大致可以分为三种：溶蚀过程中，会产生大量的铁、镁离子；在矿物水解过程中会释放出铁、镁离子；与其沉积环境有关。其中以孔隙衬里产出的，多形成于富铁的沉积环境，其物质来源主要是河流带来的溶解铁，主要在三角洲前缘产出，属于较强的水动力环境。

自生绿泥石可以通过其他的粘土矿物转化而成；也可以由于水解溶蚀作用产生的大量铁、镁离子使孔隙流体中他们的含量不断增高，当达到一定程度时，就会有自生绿泥石析出；由于地层与孔隙流体压力的差异，而造成富含铁镁的孔隙流体渗入时，其他的高岭石、蒙脱石、伊利石（层状硅酸盐）可以转化成绿泥石。

该研究区的自生绿泥石属于三八面体绿泥石亚族，多为叶片状与针叶状，有足够的空间使有利于形成绿泥石的古水介质进入砂岩孔隙中，形成形态较好的绿泥石，由于古水介质是优先进入孔隙度高，渗透性好的砂岩孔隙，所以具有这种特征的砂岩是绿泥石形成的有利区域。

2致密砂岩中自生绿泥石对储层的影响

2.1对原生孔隙的保护作用

绿泥石的存在可以提高岩石的抗压强度，通过对埋藏深度一致，发育自生绿泥石与不发育自生绿泥石的地区取样观察，发现发育自生绿泥石的砂岩受压实作用影响较小，具有较高孔隙度，颗粒接触不紧密。而不发育绿泥石的砂岩，受压实作用强，接触强度大，孔隙度小。同时，其抑制石英生长及胶结作用，也对储层孔隙度起到了积极的影响。

2.2对渗透性的影响

根据兰叶芳等人对鄂尔多斯盆地延长组砂岩的研究，认为自生绿泥石的存在并不会直接使储层渗透率变大，而是绿泥石的发育是喉道直径变小，使渗透率迅速降低。但经笔者研究发现，四川盆地须家河组发育自生绿泥石的储层的孔隙度与渗透率在一定范围内会随着自生绿泥石的含量增高而增加。一般情况下，绿泥石含量高的地区，孔渗性也会较好。由于针状叶片状绿泥石形成之后会占据少量的原生孔隙空间，从而有利于形成绿泥石的碱性古水流就会越来越难进入原生孔隙继续形成绿泥石，所以一般情况下发育自生绿泥石的储层并不会因为大量绿泥石占据孔隙空间而低孔低渗，自生绿泥石的生长到达一定的程度便会停止。当绿泥石颗粒薄膜较薄时，将无法保存原生孔隙，无法抑制石英与长石的次生生长，造成孔隙度渗透率降低。所以只有当期达到一定厚度时，才能对储层物性起到改善作用。但当其厚度过大或者绿泥石含量过多时，就会出现堵塞孔隙与喉道的现象，同样孔渗性会变差。所以，对于自生绿泥石来说，其薄膜有一个最适宜的厚度，一般为3-8μm。

2.3对石英自生加大的影响

通过对研究区须家河组储层段在扫描电镜下的观察，发现有自生绿泥石发育的地方仅有少量或者没有石英的扩张，这说明早期形成自生绿泥石有对石英自生生长的抑制作用。同时，由于自生绿泥石的存在，能够在一定程度上阻挡孔隙流体与矿物颗粒的接触，从而减少胶结作用，特别是石英的次生加大。自生绿泥石的形成的有利环境为富铁的碱性还原水介质环境，而石英的生长及硅质胶结作用发生在弱酸性环境中，且水介质中应当含有大量的硅离子。结合包裹体及镜下观察发现该区硅质胶结一共为三期，自生绿泥石的形成时期处于硅质胶结的第一期与第二期之间，由于水介质环境的改变，第一期形成的石英次生加大可在后期的碱性水介质环境在被溶蚀，从而改善储集层物性。

3结论

（1）研究区的自生绿泥石属于三八面体绿泥石亚族，形成的有利条件为富铁的碱性水介质环境。

（2）自生绿泥石薄膜存在一个最适宜厚度，既可以抑制石英长石生长，也可以不堵塞孔隙与喉道。

（3）自生绿泥石可以阻碍石英的生长，也可以由于水介质环境的改变使先期形成的硅质胶结物溶蚀。

参考文献

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