鄂尔多斯盆地双山地区太原组致密砂岩成岩相分析

2015-12-15庞长旭王禹诺刘文章赵小会

地下水 2015年4期

庞长旭，王禹诺，刘文章，赵小会

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安710065;2.中国石油长庆油田分公司第五采气厂，内蒙古乌审旗017300;3.中原油田工程公司油气开发公司，陕西延安716000;4.中国石油长庆油田公司勘探开发研究院，陕西西安710021)

太原组是鄂尔多斯盆地双山地区主力产气层位之一，经过近几年的地质综合研究，天然气勘探已初见成效[1-4]，但对太原组成岩作用的认识仍不足。双山地区太原组储层经历了复杂的成岩作用，不同区域经历不同的成岩作用[5-8]，这些特征给储层预测带来诸多困难，在某种程度上限制了勘探开发的进程，搞清楚双山地区太原组成岩相有助于储层预测和勘探开发部署。

1 成岩相类型及其特征

通过对双山地区太原组沉积环境、构造演化和热演化等宏观因素对比，双山地区太原组在平面上地层流体、温度场和应力场方面较为相似，而岩石因素存在一定差异，最终保存下来的孔隙组合类型也存在一定的变化。结合太原组岩石学性质的差异分析，采用主要成岩作用相与主要孔隙组合相结合的原则来划分成岩相，双山地区内目的层成岩相—孔隙组合类型主要划分为以下3种类型(表1)。

表1 双山地区太原组成岩相类型及其特征

通过太原组孔隙组合特征分析发现(见图1)，太原组储层以岩屑石英砂岩为主，其面孔率与溶蚀孔含量呈现正相关性，溶蚀孔以岩屑溶孔为主。

图1 鄂尔多斯盆地双山地区太原组不同类型孔隙组合特征

2 典型单井砂岩段成岩相划分

在单井沉积相分析的基础上，结合其石英含量、碎屑粒径、胶结物(高岭石、水云母、硅质和铁方解石)以及不同孔隙类型的分布特征及变化趋势并考虑其试气结果来确定单井砂岩成岩相。

S19井:如图2所示，深度 2 434～2 441 m，低产井。岩性以岩屑石英砂岩为主(石英含量相对较低)，石英含量基本无明显变化，粒径主体介于0.4～0.9 mm之间;上部2 m粒径较大;高岭石含量基本无明显变化，上部2 m随着粒径增大铁方解石和水云母含量明显减小，而硅质含量增加;下部铁方解石和水云母含量较多，主要以岩屑溶孔为主。综合多种特征显示为Ⅱ类成岩相，即混合胶结+溶蚀孔隙相。

通过多个太原组单井成岩相分析可知，以岩屑石英砂岩为主且石英含量相对较低，胶结物以水云母和铁方解石为主;发育少量岩屑溶孔和晶间孔，基本无剩余粒间孔。

图2 鄂尔多斯盆地S19井太原组部分储层成岩参数对比

3 太原组成岩相平面展布

3.1 胶结物平面展布特征

双山地区太原组胶结物以水云母为主，少量硅质和高岭石胶结。在神木—大保当—双山—镇北台一带水云母含量较高，少量硅质胶结。太原组胶结物在平面表现为明显的地区带差异。

3.2 孔隙类型平面展布特征

双山地区太原组孔隙类型整体以岩屑溶孔为主，少量粒间溶孔。在神木—大保当—双山—镇北台一带主要为岩屑溶孔。双山地区太原组内局部地区孔隙类型平面分布显示较为明显的变化趋势。

3.3 成岩相平面展布特征

双山地区太原组Ⅰ类成岩相小范围分布，岩性主要为岩屑石英砂岩，胶结物以水云母为主，但硅质含量相对较Ⅱ类成岩相的略高，孔隙类型以岩屑溶孔为主以及少量粒间溶孔。双山地区太原组Ⅱ类成岩相呈近东西向的席状展布，主要集中在地区中部，其岩性以岩屑石英砂岩为主，胶结物以水云母为主，少量硅质，孔隙类型以岩屑溶孔为主。Ⅲ类成岩相分布面积大，主要分布在地区周边，岩性主要为岩屑砂岩，胶结物以水云母和高岭石为主，发育少量晶间孔(见图3)。

图3 鄂尔多斯盆地双山地区太原组成岩相类型及展布

双山地区太原组成岩相特征分析结果显示，双山地区成岩环境一定程度上影响了储层成岩作用类型和分布，影响储层的孔隙性和连通性，进而影响致密砂岩内天然气聚集成藏。虽然太原组砂体厚度较大，但受盆地北部深变质岩系组成的贫石英物源区的影响，其岩性主要为岩屑石英砂岩，成岩作用表现为强烈的压实作用和胶结作用。Ⅰ类成岩相的分布范围较为局限;Ⅱ类成岩相集中在地区中部;地区周边太原组分流间湾和河漫滩沉积多以岩屑砂岩为主，成岩相显示为相对较差的Ⅲ类。Ⅰ类成岩相范围内工业气流井和低产气井数量相对较多产能相对较高，Ⅱ类成岩相储层产能次之，Ⅱ类成岩相储层产能极少或者没有。