鄂尔多斯盆地富县地区上古生界致密砂岩储层特征

朱博文，金文玉

(西安石油大学，陕西 西安 716000)



鄂尔多斯盆地富县地区上古生界致密砂岩储层特征

朱博文，金文玉

(西安石油大学，陕西 西安 716000)

[摘要]富县地区上古生界致密砂岩储层包含多套含气层段，最具有开发价值的高产层段位下石盒子组盒8段、山西组、本溪组，但不同层组之间的产气量差异明显。利用测井、录井、试气、矿物薄片等资料，对储层物性，岩石特征，成岩作用进行分析研究，认为该地区上古生界主要含气层段的成岩作用已普遍进入晚成岩A阶段，高产气层主要储层特征表现为储层非均质性较弱，并发育裂缝。储层非均质性是含气层段产能主要的影响因素。

[关键词]富县地区；主控因素；储层非均质性；成岩作用

1区域地质概况

鄂尔多斯盆地为一位于华北地块西部的大型叠合克拉通盆地，现今构造形态为东翼宽缓，西翼陡窄的南北向不对称矩形盆地。盆地边缘断裂褶皱较发育，而盆地内部构造相对简单，地层平缓，倾角一般不超过1°。

根据盆地现今构造形态、基底性质及构造特征，鄂尔多斯盆地可划分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、伊陕斜坡、天环拗陷及西缘冲断构造带6个二级构造单元。盆地内无二级构造，三级构造以鼻状隆起为主，很少有幅度较大、圈闭良好的背斜构造。

富县地区构造位置位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的东南部，属平缓的西倾单斜，内部构造简单。具有典型的低孔隙度，低渗透率储层。

本研究区钻遇到的地层包括第四系、侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系和奥陶系。主要含气层段为石炭系本溪组、二叠系山西组和下石盒子组盒8段。

上古生界地层厚度在本区比较稳定，平面变化比较小。其中：本溪组为障壁海岸沉积体系，山西组地层发育三角洲沉积体系，主要表现为三角洲前缘亚相沉积的砂泥岩互层夹煤层，下石盒子组主要为三角洲前缘沉积。

2储层岩石特征

2.1岩石类型

通过对该地区薄片鉴定结果分析，该地区上古生界砂岩种类主要有3类: 石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑砂岩。不同层段砂岩类型存在一定差异，本溪组以石英砂岩为主；山西组以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主，；盒8段以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主，。本溪组沉积时期为潮坪环境，物源区因受到波浪、潮汐等的冲刷、筛选作用，石英含量高，岩石类型相对较好。山西组和盒8段受北部物源区母岩成分的影响其岩屑含量增加。

图1　富县地区上古生界碎屑成分三角图

2.2组分特征

富县地区上古生界主要储集层段的碎屑组分主要为石英类(包括石英、燧石及石英岩岩屑)，次为岩屑，本溪组和盒8段部分井含少量长石(均值不足1%)。本溪组岩屑含量相对最低，均值为6.2%；盒8段、山西组岩屑含量相对增多，均值介于21.1%～25.9%之间。本溪组以变质岩岩屑为主，其次为白云母；山西组和盒8段以变质岩岩屑为主，其次为钙化碎屑、沉积岩岩屑和岩浆岩岩屑。

富县地区上古生界砂岩中富含粘土矿物，主要为水云母、高岭石和绿泥石；其中大部分高岭石、绿泥石与凝灰质蚀变有关，高岭石常呈碎屑外形，是碱性长石和火山碎屑的蚀变产物；粘土矿物含量自下而上逐渐增加(5.8%～8.8%)。硅质胶结是该区主要含气层段内普遍存在的胶结物，各层段含量均值介于1.93%～4.06%，其形态和产状各式各样，有孔隙式充填、环边加大等。碳酸盐类胶结物有铁方解石、铁白云石、菱铁矿等，含量均值介于2.4%～3.8%之间；铁方解石与铁白云石在山西组内含量相对较少。

2.3孔隙类型

上古生界主要发育原生粒间孔、次生溶孔、晶间孔、粒内溶孔四类孔隙。其中以次生溶孔为主，次生溶孔在孔隙构成中居于次要地位。

(1)原生粒间孔隙：本区原生孔隙主要为碎屑颗粒被绿泥石、伊利石薄膜或衬边所包裹后的剩余原生粒间孔隙。

(2)次生溶孔：长石溶孔、岩屑溶孔晶间孔以及杂基溶孔等。

岩心薄片数据统计结果显示，盒8段、山1段、山2段储层以岩屑溶孔、长石溶孔为主，约占总面孔率的70%，粒间孔次之少量岩屑溶孔。

3储层控制因素

3.1成岩作用对储层的影响

前人研究成果表明富县区上古生界储层所经历的最大古地温为140℃～180℃，同时粘土矿物X衍射测试结果显示其伊利石平均含量为28.4%，伊/蒙间层平均含量为26.1%，高岭石平均含量为18.7%，绿泥石平均含量为26%，伊/蒙间层比为18；综合结果显示富县地区上古生界主要含气层段的成岩作用已普遍进入晚成岩A期阶段，少量甚至进入晚成岩B期阶段的早期。

其成岩作用的主要类型包括以下几种：

(1)压实及压溶作用

主要含气层段普遍表现为压实作用强度为中等和强的压实特点；碎屑多呈点、线接触。大多数砂岩中的粒间孔含量减少、孔隙变小，呈现出细小粒间孔的特征，塑性颗粒表现为塑性变形、扭曲强烈及其假杂基化而充填于粒间，部分颗粒之间呈凹凸接触和缝合线接触。

(2)胶结充填作用

胶结类型主要有薄膜-孔隙式胶结、孔隙-薄膜式胶结、薄膜式胶结、孔隙式胶结、加大式胶结、加大-孔隙式胶结或薄膜-压嵌式胶结

(3)溶蚀作用

溶蚀作用是形成次生孔隙，改善储层储渗条件的主要因素。据铸体薄片和扫描电镜观察，研究区盒8、山西组砂岩在晚成岩A期发生了强烈的溶解作用，形成了大量的溶蚀型次生孔隙。

3.2非均质性对储层的影响

所谓非均质性是指储层岩性和物性的各向异性，而其中又以储层的渗透率是最重要的非均质性的标志。

3.2.1层内非均质性

通过计算富县地区储层渗透率非均质程度参数表明：盒8段变异系数平均值为1.58，突进系数平均值为9.69，级差平均值为362.52；山西组变异系数平均值为1.44，突进系数平均值为4.14，级差平均值为51.53；本溪组变异系数平均值为0.99，突进系数平均值为3.25，级差平均值为540.62。不同层段层内非均质性分析得出：本研究区盒8段、本溪组的非均质程度均相对较强，山西组的非均质性程度相对较弱。

3.2.2层间非均质性

通过不同层段层间非均质性参数对比可知各层内不同井区层间非均质性变化较大，其中山西组层间非均质性整体相对较弱，盒8段和本溪组层间非均质性较大。

4结语

(1)对富县地区储集层总体来说，储层物性较差属于典型的致密砂岩储层。

(2)富县地区储集层的好坏主要受到成岩作用控制与非均质的控制，其中以非均质性的控制为主。三套地层均已进入晚成岩A阶段，其中盒8段、本溪组的均质性较强，而山西组的均质性较弱，山西组为该地区优质储层。

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[中图分类号]P619.22+9

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)02-0192-02

[作者简介]朱博文(1990-)，男，甘肃山丹人，在读硕士研究生，主攻方向：石油天然气地质。

[收稿日期]2016-01-10