鄂尔多斯盆地彬县—旬邑地区长8储层特征研究

2014-09-18袁凯涛弓虎军闫旭光

地下水 2014年1期

袁凯涛，弓虎军，闫旭光

(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)

鄂尔多斯盆地位于华北地台的西部，是一个多构造体系、多旋回演化、多沉积类型的大型盆地［1～3］，也是中国最早发现并进行石油勘探开发的大型含油气盆地之一［4］。近年来，随着低渗油气地质理论认识的不断深化和勘探开发技术水平的日益提高，盆地油气勘探不断取得重大突破［5～6］，定边、吴起、安塞、西峰等地区发现亿吨级有利目标区［4］。鄂尔多斯盆地东南部的彬县－旬邑地区勘探程度相对较低，中生界油层埋藏浅［4］，勘探潜力较大。目前彬县－旬邑地区开展的石油勘探结果显示，长8段有较好的油气显示，但该区基础地质工作的前期研究不足，已成为制约整体油气勘探部署的重要因素。因此，有必要对该地区开展储层的基本特征研究，为油气勘探工作深入开展提供依据。笔者利用岩心、测井和多种分析测试资料，对长8砂岩储层岩石学、储集物性及孔隙结构等特征进行系统综合研究。

1 地质概况

彬县－旬邑地区位于鄂尔多斯盆地东南部，区域构造上属渭北隆起，构造较复杂主要为应力构造和沉积差异压实构造。延长组沉积演化自下而上经历了由湖进—鼎盛—湖退的完整沉积旋回，长8期湖盆已经形成，并向鼎盛时期发展。长8期为辫状河三角洲前缘沉积，物源主要来源于南部的秦岭地区，长8储层主要发育于水下分流河道微相。

2 储层岩石学特征

彬县－旬邑地区长8段砂岩类型以岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩为主(图1)，Q/(F十R)的值大多数小于1，具成分成熟度较低的特点。石英平均含量32.72%，单井石英平均含量为31.75% ～38.0%，单晶为主，少见多晶。通过阴极发光测试结果可以看出，主要为不发光的沉积岩石英，存在少量发紫红色岩浆成因的石英;长石的平均含量为26.63%，主要以在阴极发光中发淡蓝色光的斜长石和钾长石为主;岩屑的平均含量为39.5%，岩屑较丰富，种类多样，既有沉积岩岩屑、变质岩岩屑，且含有岩浆岩岩屑;杂基含量为1.0% ～6.0%，主要为泥质杂基;胶结物主要为碳酸盐岩胶接物，其次为硅质，偶见白云石和钠长石。储层岩石结构主要以细砂岩为主，分选中等，磨圆度中等－较差(95%以上为次棱角状见少量棱角－次棱角状)，接触方式主要是漂浮状、点接触、线接触，偶见有凹凸接触，缝合线接触很少见，胶结类型主要是孔隙式，除此之外还见有孔隙一压接式，结构成熟度较低(图 2)。

图1 长8储层岩石分类三角图

图2 砂岩组分微观图

3 储层物性和孔隙结构特征

3.1 储层物性特征

长8储层物性参数统计分析，结果表明:孔隙度为1.082 8%～13.944 1%，平均值6.826 6%，大多数样品孔隙度在5% ～9%之间，其中孔隙度在6% ～8%的样品最多，占总样品的近30%(图3);渗透率为(0.027 9 ～2.881 2)×10－3μm2，平均 0.542 3×10－3μm2，渗透变化很大，近70%样品渗透率集中在 0.0 ～0.1×10－3μm2之间，渗透率大于 1.0 ×10－3μm2的样品占统计的5%左右(图3)。孔渗呈正相关性，相关系数为0.7。总体来说，长8储层的无效空隙所占较少，但优质孔隙较少，这是彬县—旬邑地区产量较低的部分原因。

图3 彬县—旬邑地区长8储层孔隙度、渗频率分布直方图

3.2 储层孔隙结构特征

长8砂岩储集层的孔隙类型主要有原生孔隙(粒间孔隙、杂基内微孔隙)和次生孔隙(溶蚀孔隙、构造裂缝、微裂缝)两大类(图4)。粒间孔多为三角形一多边形或不规则形状。孔径0.01 mm～0.25 mm，面孔率为0～8%，平均面孔率为2.1%。总体上这类孔隙在研究区内并不十分发育，且其分布很不均匀。杂基内微孔隙存在于粘土矿物基质与火山岩、泥质岩屑中;溶蚀孔隙主要由溶间溶孔、铸模孔、粒内溶孔和胶结物内溶孔组成。长8储层主要的溶蚀孔隙为长石的粒内溶孔，长石溶孔为0.83%，碳酸盐岩胶结物的溶蚀现象不明显，铸模孔极为罕见，仅出现在个别的样品中。裂缝主要由长石解理缝、压裂缝及构造裂缝组成。构造裂缝对储集空间影响不大，但可以有效地改善储层的渗透性，长8储层中渗透率大于10×10－3μm2的样品，就是受到了构造裂缝的影响。

图4 孔隙结构图

长8储层岩石致密，多是片状喉道和弯片状喉道，喉道半径为 2.155 2 ～0.124 6 μm，平均0.832 7 μm。粗喉、中喉仅见于颗粒之间点、线接触处受溶蚀作用而扩大处;细喉在区内占主要，颗粒之间点－线接触，喉道因颗粒受较强压实、胶结作用，尤其是薄膜状绿泥石包壳和石英次生加大使原生粒间喉道缩小，形成点状、细长片状或不规则弯曲状喉道;微喉很发育，主要见于杂基和自生粘土矿物的微孔隙以及胶结物中的微溶孔，呈细管束状。

4 储集层影响因素分析

4.1 砂岩岩石结构对储层分布的控制

通过对长8储层原始沉积孔隙度进行计算，表明长8平均原始沉积孔隙度为34.96%，可见原始沉积时的岩石结构控制了岩石原始的沉积物性。研究区长8储层杂基类型主要为泥质沉积，泥质含量一般在10%以内，大多小于5%，含量变化不大。杂基含量与储层物性的相关性较差，没有明显的变化趋势，因此，该区杂基含量对孔渗的影响不大。

4.2 成岩作用对储层分布的影响

在埋藏成岩过程中，成岩作用对储层储集性能的影响主要包括了压实作用、胶结作用和溶蚀作用［7～12］。

压实作用是导致彬县－旬邑地区长8储层物性变差的主要因素，长8储层含有较高的长石和碎屑物质，在压实作用下，颗粒间的接触方式发生改变，颗粒由点接触向线接触、面接触及凸凹接触转变，岩石逐渐致密化，孔隙损失严重，通过计算压实作用使长8储层损失25.65%的原始孔隙;

自生粘土矿物绿泥石多呈薄膜环边附着在成岩矿物碎屑的周围，并成片状晶体生长进入孔隙空间并封闭了微观孔隙，造成储层孔隙度的降低，堵塞喉道，对储层分布有破坏作用。但早期形成的包裹颗粒的绿泥石具有抗压实和阻止颗粒自生生长的作用，使得粒间孔得到了较好的保存，对储层分布具有建设性作用。

自生碳酸岩矿物是长8储层孔隙的重要封堵物，研究区内碳酸盐胶结物含量较高，主要为方解石和铁方解石，含量一般在15%以内，个别样品达30%左右。随方解石和铁方解石含量的减少，孔隙度和渗透率呈增大的变化趋势，渗透率的这种变化趋势不如孔隙度的明显。

长8储层中的溶蚀现象发育，主要为有机酸的溶解作用产生的次生孔隙。长7段在油气生成过程中，排出大量的有机酸运移进入邻近的砂岩储层，造成储层溶蚀，产生一定量的次生溶蚀孔隙(粒间溶蚀扩大孔、碎屑颗粒粒内溶孔、长石溶孔、碳酸盐岩晶间孔、岩屑孔隙、胶结物溶蚀孔隙)对改善储层做出了贡献。通过对长8储层溶蚀作用研究表明:溶蚀作用可增加0.83%的孔隙。

彬县－旬邑地区长8储层受到后期改造作用强烈，使岩石破碎而形成裂缝、断层。裂缝、断层的存在不仅提供了石油运移通道，改善了储层的储集性能;而且为大气淡水、酸性水进入砂体提供了运移通道，往往形成良好的次生孔隙，改善了储层的物性、孔隙。因此，在局部地区对储层改善起了很大的作用。