富县槐树庄地区长7油层组储层特征研究

白光辉，师学耀，陈立军，闻星宇，刘 伟，庄 岩，安鑫胜

(延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心，陕西延安716000)

目前富县槐树庄区长7油层组试油16口16层，达工业油流7口7层，试油成功率43.8%，具有较大的勘探潜力，对该区长7油层组的研究较为薄弱。根据前人对储层特征的研究[1-8]，本次研究利用大量的岩石薄片鉴定、扫描电镜及压汞分析等分析化验资料，结合测井、录井以及生产动态等资料，对富县槐树庄地区长7油层组储层岩石学特征、物性特征、孔隙结构特征等方面进行研究，并分析了成岩作用对储层发育的影响，以期为该油田长7油层的勘探开发提供一定的借鉴依据。

1 区域地质背景

富县槐树庄地区构造位置位于伊陕斜坡的南部(见图1)，为一西倾单斜，坡度比较小，构造单元比较简单，断层基本不发育，发育有低幅度鼻状隆起。研究区位于富县三角洲西南方向的半深—深湖区。延长组长7段以湖泊体系为主，湖侵达到鼎盛时期，水体深，生物繁盛，沉积了一套比较厚的、有机质含量较高的浅湖、半深湖相沉积，构成了鄂尔多斯盆地三叠系最主要的生油岩层[9]。研究区长7主要发育砂岩、泥岩两类，长71小层砂岩较为发育，是储集层主要发育层段，长72、长73是区内烃源岩较发育的层段。长71为浊积扇中扇亚相沉积，发育三条浊积水道，呈北东—南西向展布。

图1 槐树庄区构造位置图

2 储层岩石学特征

根据49个砂岩样品薄片鉴定表明，本区长7碎屑组分中，主要矿物成分为长石，主要发育钾长石和斜长石，含量介于7.2%～56.1%之间，平均为41.9%；其次为石英，含量介于10.1%～28.3%之间，平均为22.3%；岩屑含量介于6%～30.2%之间，平均为11.4%，主要成分是岩浆岩岩屑和变质岩岩屑；此外还含有少量黑云母，平均含量为5.1%(见图2)。

图2 槐树庄区长7砂岩分类三角图

长7储层填隙物含量平均为19.3%，以自生矿物居多，其中胶结物主要为(铁)方解石(平均8.65%)、绿泥石(平均4.91%)和水云母(平均3.20%)，少量(铁)白云石(平均2.37%)和硅质(平均0.17%)胶结，杂基主要为泥质。方解石呈基质状态存在，绿泥石薄膜不均匀发育，水云母胶结物充填孔隙，并发生石英次生加大现象，使大多数粒间孔被充填，孔隙变小。砂岩颗粒粒径最大为0.35 mm，主要粒级细砂(0.0625～0.25 mm)达到总数的85%以上，所以研究区长7储层砂岩以细砂岩为主，粉砂岩含量次之。通过统计Q1/(F1+R1)比值(Q1、F1、R1分别表示石英、长石、岩屑各组分在碎屑中的含量)，确定了长7砂岩的成分成熟度，比值大都在0.31～0.51之间，平均值为0.42，可以看出长7砂岩的成分成熟度比较低。砂岩颗粒分选中等偏好，磨圆度主要为次棱角状和次棱角—次圆状，可以得出长7砂岩的结构成熟度比较低。胶结类型主要为薄膜—孔隙式和孔隙式，也有压嵌—孔隙式，胶结类型多样。槐树庄区长7储层具有典型的低成分成熟度、低结构成熟度特征。

3 储层物性特征

根据对槐树庄区的砂岩储层岩心分析资料统计，长7储层的孔隙度主要分布在4%～14%，孔隙度平均8.29%(见图3)；渗透率的分布范围大都在(0.1～0.7)×10-3μm2之间，平均值为0.23×10-3μm2(见图4)，所以槐树庄区长7储层属特低孔—特低渗储层。

图3 长7油层孔隙度频率分布曲线

图4 长7油层渗透率频率分布曲线

通过对槐树庄区长7储层毛管压力曲线的研究，并根据排驱压力和最大进汞饱和度把研究区长7储层物性特征简单划分为三类(见图5)。其中Ⅰ类毛管压力曲线一般呈缓坡形态(图5a)，排驱压力和中值压力较低，这类曲线特征的砂岩储层物性相对较好，其喉道较粗且分选较好，孔隙间连通性相对较好，最大进汞饱和度较高，在70%以上，是槐树庄区相对较好的砂岩储层；Ⅱ类毛管压力曲线一般呈缓坡—平台形态(图5b)，排驱压力和中值相对偏高，此类砂岩的最大进汞饱和度多大于50%，储集性能一般；Ⅲ类压汞曲线呈陡坡状，没有明显的平台形态(图5c)，排驱压力比较高，进汞饱和度大多低于50%，此类砂岩储集性能较差。

图5 槐树庄区长7储层毛管压力曲线

4 成岩作用对储层物性的影响

根据薄片观测，对槐树庄区长7储层孔隙影响最大的成岩作用为压实作用、胶结作用和溶蚀作用。

4.1 压实作用

在薄片观测中，槐树庄区主要是绿泥石，呈薄膜状附着在颗粒表面，堵塞孔道。这样导致砂岩储层的孔隙度变小，而且其中的硅质流体也为硅质胶结提供了一定的物质基础。其中石英和长石都有次生加大现象，造成原生孔隙被充填，喉道半径减少，孔渗特性进一步变弱(见图6a)。

4.2 胶结作用

通过对槐树庄区岩石薄片进行显微镜下观察，发现研究区砂岩有多种胶结方式，以薄膜—孔隙式和孔隙式为主，其次是压嵌—孔隙式和基底—孔隙式。根据岩石的胶结成分，将槐树庄区的胶结作用分为硅质胶结、碳酸盐胶结及粘土矿物胶结三种。

4.2.1 硅质胶结作用

槐树庄区长7砂岩中含有少量的硅质胶结物，薄片观察中，偶见Ⅰ级石英次生加大，见少量石英具有窄的加大边或自形晶。可见在槐树庄区硅质胶结作用较弱，对降低砂岩的孔隙度起次要作用。

4.2.2 碳酸盐胶结作用

镜下观察表明，槐树庄区长7砂岩储层(铁)方解石胶结物含量平均为8.65%，(铁)白云石平均占2.37%。其中(铁)方解石含量在胶结物中最高，还含有一定量的(铁)白云石。胶结方式主要为孔隙式充填，其次为基底—孔隙式。方解石胶结物很容易发生溶蚀，但由于研究区胶结物大多形成在晚成岩期，没有产生强烈的溶蚀作用，所以对储层物性有一定的破坏作用。

4.2.3 粘土矿物胶结作用

通过对研究区粘土矿物进行X射线衍射定量分析，槐树庄区砂岩储层中主要发育绿泥石和伊利石及少量高岭石等粘土矿物。其中长7绿泥石含量平均为4.91%，伊利石的含量平均为3.20%。胶结方式主要为孔隙式充填式胶结、薄膜式胶结。长7储层中的绿泥石以自生绿泥石为主。其中伊利石附着在碎屑颗粒之上，在孔隙中呈网络状展布，把大孔隙分割成微孔隙(见图6b)。形成了一些残余粒间孔储层，为后期的溶蚀作用创造了条件。

图6 槐树庄区长7储层压实作用和胶结作用岩石薄片鉴定照片

4.3 溶蚀作用

在槐树庄区砂岩中，发育了像石英、长石、方解石等几类易溶成分，利用扫描电镜和镜下岩石薄片观察，主要发育为长石溶孔。由于长石易于溶解，大多会使得岩石颗粒发生粒内溶孔、使得长石呈网状或者岛弧状发育(见图7a和图7b)，使得长石颗粒中存在溶蚀孔隙，在一定程度上改善了储层的物性，增大了储集空间。

图7 槐树庄区长7储层溶蚀作用和交代作用岩石薄片鉴定照片

利用岩石薄片鉴定，总结各成岩作用对研究区储层的影响分析表明：早期压实作用以及胶结作用对储层孔隙度影响较大，对储层物性起破坏作用，而后期的溶蚀作用增大了储集空间，对储层孔隙度有很大的贡献作用。

5 结论

(1)研究区长7油层组砂岩主要为浅灰色、灰色细粒长石砂岩，含有少量钙质细粒岩屑砂岩，砂岩具有中等成分成熟度和较低的结构成熟度。颗粒主要呈线状或点—线接触，胶结类型主要为薄膜—孔隙式和孔隙式。

(2)长7储层的孔隙度平均为8.29%，渗透率平均为0.23×10-3μm2，属于低孔—特低渗储层；毛管压力曲线坡度越缓，排驱压力和中值压力越低，其储层物性越好，反之，则储层物性越差。

(3)研究区的压实作用及胶结作用对储层孔隙度影响较大，碳酸盐胶结物、硅质胶结物和黏土胶结物对储层物性有一定的破坏作用；溶蚀作用主要是长石溶孔，对储层孔隙度起到一定的贡献作用。