鄂尔多斯寨科区及旦八北部区储层特征研究

尹诗琪，张天君

（1.长江大学工程技术学院，湖北 荆州 434000；2.中国石油青海油田分公司涩北作业公司，西宁 810000）



鄂尔多斯寨科区及旦八北部区储层特征研究

尹诗琪1，张天君2

（1.长江大学工程技术学院，湖北 荆州 434000；2.中国石油青海油田分公司涩北作业公司，西宁 810000）

摘要：寨科区和旦八北部区面积约82km2。通过大量资料统计分析，该区域长4+5、长6储层主要为细砂岩，孔隙度一般4.7%～18.4%，平均10.93%，渗透率0.042～12.2×10(-3)μ m2，平均1.64×10(-3)μ m2，长6储层孔渗条件比长4+5略好。对储集性能起破坏性的成岩作用主要包括压实作用和胶结作用，起建设性作用的主要为溶解作用。粘土膜可以有效阻止石英次生加大以及其他矿物的胶结作用，从而有保护残余粒间孔，但是孔隙式充填的自生粘土矿物常常挤占有效孔隙空间，降低储集层的物性。

关键词：储层；孔渗条件；成岩作用；鄂尔多斯盆地

1　研究区区域地质概况

鄂尔多斯盆地是我国大型沉积盆地之一，面积约25万km2。现今的盆地可划分为：伊盟隆起、渭北隆起、西缘逆冲带、晋西挠褶带、天环坳陷、陕北斜坡等六个一级构造单元。寨科区和旦八北部区位于志丹县西南部的旦八镇境内，面积约82km2。目前该区域长4+5、长6储层特征未进行过系统研究，不利于该区域的后续开发。通过大量的资料对寨科区和旦八北部区长4+5、长6储层地质特征进行详细研究，对于实现油田产层及区块接替、增储上产、后续高效开发具有重要的意义。

图1　寨科区及旦八北部区长4+5、长6油层砂岩组分三角图

2　储层特征

储集层特征的研究是油藏评价工作的重要组成部分，对储集性能评价的结果将直接影响油藏评价的效果[1]。研究区三叠系延长组储集层不仅分布广，厚度大，而且含油普遍、油层纵向迭加[2-5]。油气的富集与储集条件有密切的关系，因此，有必要对储集层的特征进行较为详细的研究。

2.1储层岩石学特征

在前人所做的岩石学研究的基础上，选取了研究区9口井的14个样品进行了偏光显微镜、扫描电镜和铸体粒度图像分析，分析结果显示，寨科区及旦八北部区内长4+5、长6储层主要为浅灰色、灰白色、灰褐色细粒长石砂岩，其次为粉—细粒长石砂岩（图1）。储层砂岩的骨架颗粒主要为石英、长石、岩屑和云母矿物。其中以长石最为发育，长4+5长石含量一般为25%～70%，平均48%，长6长石含量一般为30%～65%，平均50%；其次为石英，长4+5储层石英含量一般在14%～28%，平均17.8%，长6储层石英含量一般在16%～32%，平均21%；岩屑主要为泥质岩屑、千枚岩屑、花岗岩屑，长4+5、长6岩屑含量一般为3%～10%，平均4%；云母也是区内砂岩中普遍可见的碎屑颗粒，变化范围较大，多为1%-15%，平均含量7%。填隙物包括泥质杂基和自生矿物胶结成分，其含量和分布变化很大，不同类型的填隙物，不同井区，不同层段的含量均有较大变化，一般为5%～47%，平均10%。杂基以泥质为主，见有为绿泥石和云母，含量变化也较大，含量占填隙物的45%；胶结物主要包括方解石、自生粘土矿物，石英加大、长石加大及硬石膏，占填隙物总量的55%。

2.2储层物性及岩心物性特征

孔隙度和渗透率是表征储层物性最为常用和重要的参数，定量研究储层孔渗特征是油藏描述工作中储层研究的重要内容之一，对于研究储层非均质性及储量计算、储层综合评价等有着重要意义，也是剩余油分布及油水运动规律研究的基础[6]。

根据岩样所做孔渗分析表明，区内储层孔隙度φ一般介于4.7%～18.4%，平均为10.93%，渗透率k一般介于0.042～12.2×10-3μ m2，平均为1.64×10-3μ m2。孔隙度和渗透率之间存在有一定的线性相关关系（图2）。

图2　寨科区及旦八北部区长4+5、长6岩心孔隙度和渗透率交汇关系图

从分析样品分析结果的平均值来看（表1），长6储层孔渗条件比长4+5略好，长6储层孔隙度φ平均为11.52%，渗透率k平均值为2.63×10-3μ m2，长4+5储层孔隙度平均值为10.9%，渗透率平均值为0.13×10-3μ m2。

2.3储层孔隙类型与孔隙结构

2.3.1储集空间类型及其特征

通过普通薄片、铸体薄片观察，结合铸体薄片图像粒度统计分析发现研究区内储层的储集空间类型主要有残余原生粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、基质微孔等（图3a,b,c,d）。从表2可以看出，所取样样品铸体薄片粒度图像分析得到的面孔率在0～8.18%，平均仅为3.26%。不同样品之间，面孔率的发育程度相差明显，粉砂岩的平均面孔率最小，仅有0.2%，虽然样品的数量有限，但是总体反映出了随粒度增加面孔率有增加的趋势。在储层储集空间类型主要是粒间溶孔，占储集空间的60%～85%，次为残余原生粒间孔（15.3%）和粒内溶孔（5.08%），少量为基质内微孔隙。可见，区内储层的主要储集空间为粒间溶孔。

表1　寨科区及旦八北部区长4+5、长6岩心孔隙度和渗透数据表

图3a　剩余粒间孔（寨28井，长6）

图3b　粒间溶孔r,粒内溶孔m(3024井，长6)

图3c　长石粒内溶孔（寨83井，长6）

图3d　基质间微孔（正134井，长4+5）

表2　长4+5、长6储集空间及物性统计表

2.3.2孔隙结构特征

储层孔隙结构特征是指孔隙及连通孔隙的喉道大小、形状、连通情况、配置关系。研究区内样品的孔隙度和渗透率之间的关系可以看出（图2），孔隙度大渗透率不一定高。其主要原因岩石的孔渗特征明显地受着岩石的孔隙结构特征的影响。孔隙结构特征是指岩石所具有的孔隙喉道的几何形态、大小、分布及其相互连通关系，由于成岩作用的影响，储集岩的孔隙结构变得十分复杂。通过扫描电镜和粒度图像分等方法，对区内储层的孔隙结构特征进行了分析，主要分为如下四类：

①缩颈喉道：指孔隙的缩小部分形成的喉道，喉道一般较粗，多大于5μ m，个别可达100μ m，喉道宽度一般5～50μ m，有时沿颗粒表面生长的绿泥石等可使喉道部分或全部堵塞（图4a）。②片状或弯片状喉道：该类喉道呈现片状，喉道一般长远大于宽，一般以半径1.5～0.5μ m的细喉，主要是岩石的压实和胶结作用形成的喉道，偶而亦可见到颗粒破碎所成的长而窄的片状缝形成的片状或弯片状喉道。片状或弯片状喉道扫描电镜下观察占有部分比例（图4b）。③管束状喉道：当杂基和胶结物含量较高时，原生的粒间孔隙有可能完全被堵死。在杂基和胶结物中的许多微孔隙本身既是微孔隙又是连通的通道。这些微孔隙像毛细管交叉的分布在杂基和胶结物中。这类喉道较为常见，常和其它类型的

喉道共同存在岩石之中一般以半径大于10μ m的粗喉为主，这类砂岩往往压实和胶结作用弱，砂粒为点接触，或溶蚀作用较强，碎屑接触处的边缘也受溶蚀图（图4d）。上述4种喉道类型在本次研究所分析的样品中均有发育，其中缩颈喉道和点状喉道为中－高渗性储集岩的喉道类型，片状或弯片状喉道为中低渗性储集岩的喉道，管束状喉道为低渗透性储集岩的喉道类型。（图4c）。④点状喉道：分布于颗粒之间将接触处，其形态呈粗而短的点状。该类喉道一般较小。一般以半径大于10μ m的粗喉为主，这类砂岩往往压实和胶结作用弱，砂粒为点接触，或溶蚀作用较强，碎屑接触处的边缘也受溶蚀图（图4d）。上述4种喉道类型在本次研究所分析的样品中均有发育，其中缩颈喉道和点状喉道为中－高渗性储集岩的喉道类型，片状或弯片状喉道为中低渗性储集岩的喉道，管束状喉道为低渗透性储集岩的喉道类型。

2.4储层成岩作用

图4a　缩颈喉道（寨67井，长6）

图4b　片状或弯片状喉道（寨92井，长4+5）

图4c　管束状喉道 （寨28井，长6）

图4d　点状喉道（寨34井，长6）

通过薄片和扫描电镜观察，研究区主要经历的和孔隙演化密切相关的成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用[7]。

2.4.1压实作用

岩心薄片观察表明，区内机械压实作用的表现特征为:①颗粒长轴定向排列。②黑云母的压弯变形及软岩屑被挤压成假杂基。③石英及长石等刚性颗粒的压裂。这种颗粒破裂缝又被后期方解石等胶结物愈合。④颗粒在压实作用下接触关系的改变，岩石碎屑颗粒之间以线接触和线-点接触为主，甚至局部凹凸接触（图5a）。

图5a　碎屑颗粒之间的线-点接触、凹凸接触（正134井，长4+5，铸体薄片）

2.4.2胶结作用

本区砂岩中的胶结物主要有自生粘土矿物、碳酸盐矿物及自生石英等，胶结类型为薄膜式、再生式、孔隙式胶结，它们在储层中起堵塞孔隙、使孔隙性变差的破坏作用。早期成岩阶段沉积的胶结物成分碳酸盐、硫酸盐和自生粘土矿物等，可以抵抗部分上覆地层压力，阻碍压实作用的进一步进行（图5b,c）。

图5b　粗粉晶级方解石（寨92井，长4+5，铸体薄片）

图5c　部分颗粒表面粘土环边胶结（寨92井，长4+5，扫描电镜）

2.4.3溶解作用

通过统计分析发现溶蚀作用产生的粒间溶孔构成了研究区的主要储集空间类型。其主要表现为颗粒特别是岩屑、长石、粘土矿物颗粒和胶结物的溶蚀。溶蚀作用进行得比较彻底的情况下，粒间溶孔有时和原生粒间孔不太好区分，但这类孔隙往往表现为超大孔隙，颗粒呈漂浮状（图5d）。除溶蚀胶结物形成粒间溶孔外，岩屑、长石颗粒发生粒内溶蚀可形成粒内溶孔、沿裂缝或者解理缝溶蚀可形成溶扩缝。颗粒边缘可见受溶蚀作用形成的港湾。

图5d　粒间溶孔、粒内溶孔和溶扩缝（3024井，长4+5，铸体薄片）

自生粘土矿物胶结物常见的绿泥石、伊利石及伊蒙混层等自生粘土矿物对储集层物性的影响既有建设性的也有破坏性的[8]。粘土膜可以有效阻止石英次生加大以及其他矿物的胶结作用，从而有保护残余粒间孔，但是孔隙式充填的自生粘土矿物常常挤占有效孔隙空间，降低储集层的物性。研究区内对储层演化起建设性作用的成岩作用主要为溶解作用。显微镜及扫描电镜观察表明，研究区溶蚀作用主要发生在长石颗粒表面及内部，其次为岩屑发生溶蚀。

3　结论

1）寨科区及旦八北部区内长4+5、长6储层岩性主要为浅灰色、灰白色、灰褐色细砂岩，其次为粉—细粒长石砂岩。储层砂岩的骨架颗粒主要为石英、长石、岩屑和云母矿物。填隙物包括泥质杂基和自生矿物胶结成分。胶结物主要包括方解石、自生粘土矿物，石英加大、长石加大及硬石膏，占填隙物总量的55%。

2）研究区内储层孔隙度φ一般介于4.7%～18.4%，平均为10.93%，渗透率k一般介于0.042～12.2 ×10-3μ m2，平均为1.64×10-3μ m2。孔隙度和渗透率之间存在有一定的线性相关关系。同时长6储层孔渗条件比长4+5略好。

3）研究区内储层的储集空间类型主要有残余原生粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、基质微孔等。孔隙结构主要包括缩颈喉道、片状或弯片状喉道、管束状喉道、点状喉道。这四类结构在样品中均有发育，其中缩颈喉道和点状喉道为中－高渗性储集岩的喉道类型，片状或弯片状喉道为中低渗性储集岩的喉道，管束状喉道为低渗透性储集岩的喉道类型。

4）研究区成岩作用主要包括压实作用、胶结作用和溶蚀作用。其中对储集性能起破坏性的成岩作用主要包括压实作用和胶结作用，起建设性作用的主要为溶解作用。但自生粘土矿物在降低有效储集空间的同时也保护了残余粒间孔的形成。

参考文献：

[1]曾允孚,夏文杰.沉积岩石学[M].成都：成都理工大学出版社,1980,40～60.

[2]武富礼,李文厚,李玉宏,等.鄂尔多斯盆地上二叠统延长组三角洲沉积及演化[J].古地理学报,2004,6(3):307～315.

[3]高占虎.定边油田樊学油区延安组延9储层特征研究[J].内蒙古石油化工,2012（17）,125～129.

[4]王峰.鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积、层序演化及岩性油藏特征研究[D].成都理工大学博士学位论文,2007,8～13.

[5]窦伟坦.鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积体系一储层特征及油藏成藏条件研究[D].成都理工大学博士学位论文,2005,43～51.

[6]朱国华.成岩作用与砂岩层孔隙演化[J].石油与天然气地质,1980,3(3):199～201.

[7]A.Park,沉积物的成岩作用[M].北京：中国地质大学出版社,1989,47～48.

[8]朱平,黄思静,李德敏,等.粘土矿物绿泥石对碎屑储集岩孔隙的保护[J].成都理工大学学报(自然科学版),2004,31(2):153～156.

Characteristics of Reservoir in the Zhaike and Northern Danba areas,Ordos Basin

YIN Shi-qi1ZHANG Tian-jun2
(1-College of Technology and Engineering,Yangtze University,Jingzhou,Hubei 434000; 2-Sebei Homework of Qinghai Oilfield Branch Company,PetroChina,Xining 810000)

Abstract:Statistical analysis indicates that reservoirs of the Chang4 + 5 and Chang 6 in the Zhaike and Northern Danba areas in Ordos Basin are composed gray and grayish white,brown fine sandstone with a porosity of 4.7-18.4% (average of10.93% ) and a permeability of 0.042-12.2×10(-3)μm2(average of 1.64×10(-3)μm2).And pore and permeable condition of the Chang 6 reservoir is better than that of Chang 4 + 5.The reservoir space types are residual original intergranular pore,intergranular dissolved pore,intragranular dissolved pore,matrix pore and so on.Pore structure includes the necking throat,flake or curved flake throat,tube bundle throat,dot throat.Compaction and cementation are destructive diagenesis on physical properties,while dissolution is a constructive one.Clay film can effectively prevent quartz overgrowth which protected the residual intergranular pore formation,but the pore filled by antigenic clay minerals often diverted effective pore space,reducing the physical properties of the reservoir.

Key words:pore permeability condition; pore structure; diagenesis; clay protection

作者简介：尹诗琪（1984-），男，湖北应城人，助教，研究方向：构造地质、石油地质

收稿日期：2015-07-06

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.018

中图分类号：P618.130.2

文献标识码：A

文章编号：1006-0995（2016）01-0081-05