鄂尔多斯盆地吴定地区长6储层特征研究

2015-12-15樊文静尹敬东

地下水 2015年1期

王云，董浩，樊文静，邹波，尹敬东

(1.西北大学大陆动力学国家重点实验室/西北大学地质学系，陕西西安 710069;2.中国石油天然气管道四公司，河北廊坊 065000)

鄂尔多斯盆地是发育在华北克拉通之上并位于其西部的多旋回叠合型盆地，同时也是我国形成历史最早、演化时间最长的陆上第二大沉积盆地和重要的能源基地。该盆地位于东经 106°20'～ 110°30'，北纬 35° ～ 40°30'，地跨陕、甘，宁、蒙、晋五省区，总面积约 32×104km2。吴起－定边地区位于鄂尔多斯盆地中心位置，隶属于吴起定边县，地表主要为沟谷纵横的黄土高原。

1 储层岩石学特征

图1 吴起－定边地区延长组长6岩石三角分类图

1.1 岩石类型

吴起－定边地区岩石学特征总体上均表现为成岩矿物以长石为主。对吴起－定边地区延长组296块薄片资料进行三角端元投影，表明延长组长6岩石类型主要为长石砂岩和岩屑长石砂岩，少量为长石岩屑砂岩，偶见岩屑砂岩(见图1)。

1.2 填隙物特征

长6填隙物主要成份有绿泥石膜、铁方解石，其次为高岭石、水云母，其中绿泥石膜占填隙物总量的21.4%，方解石占21.3%(见表 1)。

表1 吴起－定边地区长6储层填隙物含量特征表 %，56个样品

2 储层成岩作用

成岩作用是指碎屑沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或构造运动重新抬升到地表遭受风化以前所发生的一切作用(赵澄林，2001)。

2.1 成岩作用类型及其特征

根据对吴起－定边地区60口井取心段铸体薄片鉴定，并结合扫描电镜、阴极发光及粘土矿物X衍射分析，对该区成岩作用特征进行了分析，认为影响研究目的层段的主要成岩作用有压实作用、胶结(交代)作用和溶蚀作用。

2.1.1 压实作用

在薄片中主要表现为碎屑颗粒之间的接触更加紧密、塑性颗粒(如千枚岩、板岩、泥岩和粉砂质泥岩岩屑，以及同沉积的泥晶碳酸盐颗粒)压扁变形或变成假杂基;碎屑颗粒长轴甚至表现出压实定向的倾向。刚性碎屑石英及长石颗粒破裂(见图2)。

2.1.2 胶结作用

吴起－定边地区目的层段的碎屑岩中，胶结物可有多种矿物成分，但主要是碳酸盐和自生粘土矿物。

2.2 碳酸盐胶结作用

碳酸盐胶结主要呈粒间胶结、交代或次生孔隙内充填物等形式出现，常见微晶状、晶粒状或连晶状，成分有方解石、铁方解石、白云石、铁白云石。早期以方解石为主，而晚期则以铁方解石和铁白云石为主。早期方解石含量低，晚期铁方解石含量高，平均含量为4%左右。无铁方解石在阴极发光下显示为橙黄色，晶出较早。可利用茜素红和铁氰化钾混合酸性溶液区别不同类型的碳酸盐胶结物。借此可以将不同类型的碳酸盐胶结物区分开来。

吴起－定边地区长6砂岩成岩作用的研究表明，由于吴起－定边地区内的塑性碎屑颗粒含量较高，受到压实作用后，极易发生变形，或以假杂基的形式填充于孔隙之间，使得储层物性变差，这是该区物性差的一个重要原因;早期形成的绿泥石，呈薄膜式包绕碎屑颗粒，充填于原生粒间孔的部分空间，并导致了孔隙和喉道半径的缩小;碳酸盐的胶结作用是造成储层物性变差、非均质性增强的重要原因，碳酸盐胶结物的分布具有很强的不均衡特征。

图2 铸体薄片下压实特征

2.3 自生粘土矿物胶结作用

研究区的自生粘土矿物主要是高岭石、绿泥石、伊利石。该区绿泥石胶结物主要有两种形态:一种是早期的孔隙衬垫绿泥石，绿泥石多呈叶片状集合体沿碎屑颗粒呈环状分布，形成薄膜式胶结，阻碍了碎屑颗粒与孔隙水的接触，减少了其他胶结物的沉淀，对延长组砂岩储层的孔隙及其结构有保护作用;元94井砂岩中可见绿泥石环边(见图3);另一种是晚期孔隙充填绿泥石，呈叶片状充填于粒间孔中，堵塞可孔隙，对储层不利。

图3 环边绿泥石膜胶结作用

另外在薄片中还可见到黑云母蚀变形成的绿泥石，单偏光下呈现淡绿色，仅保存了云母的形态和解理，结构上仍表现为碎屑颗粒。扫描电镜下伊利石常呈片状、丝缕状集合体充填于粒间孔隙或吸附于颗粒表面(见图4)。自生高岭石多充填于碎屑颗粒间，电镜观察呈片状、书页状或蠕虫状集合体(见图5)。高岭石在富K+的碱性环境下易于形成伊利石。

图4 元 106，长 6 1，2040.4m，丝状伊利石

图5 元98，2074.8m，蠕虫状高岭石

图6 长6油层组孔隙度、渗透率频率直方图

3 储层特征

3.1 储集层物性特征

对吴起－定边地区内115个铸体薄片的物性数据统计分析表明(见表 2)，长 6油层组砂岩孔隙度为 1.26% ～15.66%，平均10.83%，83.48%的样品为8% ～15%之间;渗透率为 0.01 ～9.89 ×10－3μm2，平均为 0.78 ×10－3μm2，渗透率在 0.1 ～1 ×10－3μm2的占 75.65%(见图 6)。根据低渗透储层分类标准，长6油层组主要是超低渗透层，次为特低渗透层。

表2 吴起－定边地区延长组长6油层组孔渗统计表

3.2 储集层空间形态结构特征

孔隙类型的分类主要有两种，一是按孔隙大小，另一是按成因。研究区按成因类型对长6油层组进行孔隙类型划分(见表3)。

通过铸体薄片观察、扫描电镜分析发现，本区长6储层的原生孔以残余原生粒间孔为主，溶蚀孔次之，微裂缝很少(见表4)。

3.2.1 残余粒间孔

残余粒间孔是研究区目的层的主要孔隙类型，是原生粒间孔经成岩作用改造后残留的粒间孔隙空间，压实作用和胶结作用直接影响残余粒间孔的发育。长6段内残余粒间孔占总孔隙的比例为74.58%。

3.2.2 溶蚀孔

溶蚀孔是储层中不稳定碎屑组分(如长石、岩屑等)及可溶胶结物溶蚀改造形成的孔隙空间。偏光镜下被溶蚀的颗粒的边缘呈弯曲的港湾状，有的颗粒被溶蚀殆尽，仅隐约见到被溶蚀碎屑颗粒的轮廓。在扫描电镜下沿长石解理面发生强烈溶蚀，如元69井2148.4 m，溶孔直径可达5 μm(见图7)。统计表明，本区次生孔以长石溶孔为主，岩屑溶孔次之，长6为22.72%。