蘇里格氣田南區上古生界盒8段、山1段儲層儲集空間類型研究

白雪見，羅靜蘭，趙天林（大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質學系，陜西西安710069）

白雪晶，齊恒玄，羅春艷 （大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質學系，陜西 西安710069）

蘇里格氣田的勘探始于2000年，當年部署的蘇6井在上古生界中二疊統石盒子組8段砂巖試氣獲得了無阻流量達120×104m3／d的高產工業氣流，由此發現了中國目前最大規模的整裝天然氣田——蘇里格氣田［1］。研究區位于蘇里格氣田南區，北起定邊，南達華池以北，西以天環坳陷與陜北斜坡西界為界，東至靖邊－志丹以西，面積約9000km2，其主力勘探開發層位為上古儲層，研究層位為上古生界二疊系下石盒子組8段和山西組1段。下面，筆者對該研究區上古生界二疊系下石盒子組8段（簡稱盒8段）和山西組1段（簡稱山1段）儲層儲集空間類型進行了研究，以便下一步勘探開發提供科學依據。

1 巖石學基本特征

蘇里格氣田南區上古儲層盒8段、山1段砂巖主要為石英砂巖和巖屑石英砂巖，其次是巖屑砂巖（見圖1），平均粒徑在0.125～2.00mm，以中砂和粗砂為主。砂巖的碎屑顆粒磨圓度主要為次棱狀，其次為次棱次圓狀，分選較好，呈顆粒支撐，顆粒間以點－線接觸為主。

礦物成分的差異是決定砂巖儲集性能的基礎［2］。該研究區目的層石英砂巖的面孔率（平均1.94%）明顯高于巖屑石英砂巖和巖屑砂巖的面孔率（平均分別1.00%和0.04%）。石英砂巖的儲集空間以次生溶孔（平均1.2%）與微裂隙（平均0.3%）為主。由于石英砂巖與巖屑石英砂巖中高嶺石膠結物含量較高，因而高嶺石晶間微孔較發育（平均分別為0.3%和0.24%）（見圖2）。與石英砂巖和巖屑石英砂巖相比，巖屑砂巖孔隙不發育，其儲集性能相對較差。

圖1 研究區盒8段、山1段儲層砂巖分類圖

2 儲集空間類型及其組合

2.1 主要孔隙類型

根據巖石鑄體薄片觀察與統計，結合掃描電鏡研究，認為研究區盒8段、山1段砂巖儲層主要發育4類孔隙，即原生粒間孔隙、次生溶孔（包括巖屑溶孔、粒間溶孔、長石溶孔、雜基溶孔）、高嶺石晶間微孔隙和微裂隙。

1）原生粒間孔隙 原生粒間孔隙是砂質沉積物在埋藏成巖過程中原生粒間孔隙被填隙物部分充填改造后形成的［3］。該研究區原生孔隙主要為被次生石英加大、微晶石英集合體或早期成巖階段形成的微晶方解石膠結物充填之后剩余的原生粒間孔（見圖3（a）），其孔隙連通性相對較差。

圖2 研究區不同砂巖類型的孔隙類型及發育情況直方圖

2）次生溶孔 該孔隙類型包括粒間溶孔、粒內溶孔及填隙物內溶孔：①粒間溶孔，其在原生粒間孔隙與剩余粒間孔隙基礎上經次生溶蝕作用后形成。粒間溶孔形態不規則，外形呈港灣狀，孔徑大小和分布不均勻，常與長石、巖屑溶孔等伴生，并被細小的溶蝕縫連通起來（見圖3（b））。②粒內溶孔。粒內溶孔多沿礦物解理發育，當顆粒全部或幾乎完全被溶蝕而保留其原晶體假像時，則成為鑄模孔。該研究區砂巖總體為高石英、貧長石特征，長石普遍溶蝕形成形態較規則的長石粒內次生溶孔（見圖3（c）），甚至全部被溶蝕而留下鑄模孔。該研究區砂巖粒內溶孔以巖屑溶孔和長石溶孔為主，長石溶蝕現象較為頻繁，但長石含量較少，對砂巖儲集物性的貢獻不如巖屑溶孔（見圖3（d））。③填隙物內溶孔，包括高嶺石晶間孔（見圖3（e））和雜基溶孔，局部地區砂巖中發育有少量方解石晶內溶孔（見圖3（f））。高嶺石晶間微孔為主要的填隙物內孔，其結晶程度較好、孔徑大于5μm。方解石晶內溶孔主要產于粒間膠結的亮晶方解石中，當沿其解理面進行溶解作用時，形成形態較規則的方解石內溶孔。總體而言，填隙物內溶孔在該研究區各層段砂巖中發育普遍，孔隙的大小及分布極不均勻，一般孔徑較小，其大小與晶體大小、堆積緊密程度等有關。

3）微裂隙 該研究區的微裂隙包括由于壓實作用、收縮作用及各種構造應力作用形成的細小裂縫，而由溶蝕作用形成的溶蝕縫不包括在微裂隙范圍內。該研究區石英砂巖、巖屑石英砂巖以及巖屑砂巖中均含有較多的微裂隙，其含量可達到1%～2%。由構造應力所造成的裂縫較細，常可貫穿塑性巖屑、雜基等（見圖3（g））。砂巖中普遍發育收縮縫，主要出現在充填于孔隙中的黏土礦物（主要為蒙脫石、綠泥石）中，這些黏土礦物在成巖期失去束縛水或結構水，向靠近碎屑顆粒一方或孔隙中心發生收縮而形成收縮孔或呈線狀展布的收縮縫。因此，微裂隙的存在可以極大改善儲層物性（見圖3（h））。

2.2 主要孔隙組合類型

鑄體薄片觀察和統計顯示，該研究區盒8段、山1段儲層的儲集空間多以各類孔隙的復合形式出現，主要有原生剩余粒間孔＋溶孔＋晶間微孔、溶孔＋晶間微孔＋微裂隙型、溶孔＋晶間微孔、溶孔、晶間微孔等孔隙組合類型。

1）原生剩余粒間孔＋溶孔＋晶間微孔 該孔隙組合類型各孔隙之間的連通性好，是一種良好的復合儲集空間類型［4］。平均孔徑74.5μm，平均面孔率為4.1%。砂巖主要粒徑0.46～0.99mm。砂巖分選中等－好，磨圓度主要為次棱－次圓狀，膠結類型主要為薄膜－孔隙式、再生－孔隙式、孔隙式。該孔隙組合類型占樣品總數的13.9%。

2）溶孔＋晶間微孔＋微裂隙 該孔隙組合類型各孔隙之間的連通性較好，因而是一種較好的復合儲集空間類型。平均孔徑51.1μm，平均面孔率為2.6%。砂巖主要粒徑0.43～1.29mm，分選中等，磨圓度主要為次圓狀膠結類型主要為孔隙－基底式、孔隙式。該孔隙組合類型占樣品總數的20.2%。

3）溶孔＋晶間微孔 該孔隙組合類型的各孔隙之間的連通性較好，也是一種較好的復合儲集空間類型。平均孔徑29.2μm，平均面孔率為2.4%。砂巖主要粒徑0.45～0.97mm，分選較差－中等，磨圓度主要為次棱－次圓狀，膠結類型主要為加大－孔隙式、孔隙式。該孔隙組合類型占樣品總數的34.7%。

4）溶孔 該孔隙組合類型盡管平均孔徑較大（88.3μm），但由于溶孔之間的連通性較差，是一種較差的復合儲集空間類型。平均面孔率為1.7%。砂巖主要粒徑0.53～1.08mm，分選中等－較好，磨圓度主要為次棱－次圓狀，膠結類型主要為加大－孔隙式、再生－孔隙式、孔隙式。該孔隙組合類型占樣品總數的20.8%。

5）晶間微孔 該孔隙組合類型由于僅有微孔隙，缺乏有效的連通路徑，加之微孔的儲集空間有限，因而是一種差的復合儲集空間類型［5］。平均孔徑6.7μm，平均面孔率為0.5%。砂巖主要粒徑0.38～0.81mm，分選中等－好，磨圓度主要為次棱－次圓狀，膠結類型主要為加大－孔隙式、孔隙式。該孔隙組合類型占樣品總數的10.4%。

3 結論

1）蘇里格氣田南區盒8段、山1段儲層砂巖主要為石英砂巖和巖屑石英砂巖，其次是巖屑砂巖，其中石英砂巖面孔率明顯高于其它類型砂巖。

2）研究區盒8段、山1段砂巖儲層主要發育4類孔隙，即原生粒間孔隙、次生溶孔、高嶺石晶間微孔隙和微裂隙，其中次生溶孔包括粒間溶孔、粒內溶孔及填隙物內溶孔

3）研究區儲集空間多以各類孔隙的復合形式出現，主要有原生剩余粒間孔＋溶孔＋晶間微孔、溶孔＋晶間微孔＋微裂隙型、溶孔＋晶間微孔、溶孔、晶間微孔等幾種孔隙組合類型，其中原生剩余粒間孔＋溶孔＋晶間微孔是一種良好的的復合儲集空間類型。

［1］ 楊華，劉新社，孟培龍 .蘇里格地區天然氣勘探新進展 ［J］.天然氣工業，2011，31（2）：1－8.

［2］ 羅靜蘭，劉新社，付曉燕，等.巖石學組成及其成巖演化過程對致密砂巖儲集質量與產能的影響：以鄂爾多斯盆地上古生界盒8天然氣儲層為例 ［J］.地球科學（中國地質大學學報），2014，39（5）：537－545.

［3］ 楊俊杰 .鄂爾多斯盆地構造演化與油氣分布規律 ［M］.北京：石油工業出版社，2002.

［4］ 施和生，雷永昌，吳夢霜，等 .珠－坳陷深層砂巖儲層孔隙演化研究 ［J］.地學前緣，2008，15（1）：169－174.

［5］ 王瑞飛，沈平平，宋子齊 .特地滲透砂巖油藏儲層微觀孔喉特征 ［J］.石油學報，2009，30（4）：560－563.