子長油田棗灣區(qū)儲層特性研究

徐崗 李振邦

摘要：子長油田棗灣區(qū)長6儲層巖性為一套淺灰色細(xì)-中粒長石砂巖，其次為少量的中砂巖、粉細(xì)砂巖及粉砂巖，儲層成巖作用主要有壓實(shí)作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶蝕作用及粘土礦物轉(zhuǎn)化、重結(jié)晶作用等。對儲層孔隙影響最大的成巖作用為壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。成巖階段已進(jìn)入晚成巖階段。

關(guān)鍵詞：子長油田;長6儲層;成巖作用

1 研究區(qū)地理地質(zhì)背景

子長油田棗灣區(qū)位于陜西省延安市子長縣城北東方向。本區(qū)地處陜北黃土高原，為溝、梁、峁地貌，地表為第四系黃土層，地形起伏不平，為典型的黃土高原地貌。本區(qū)大地構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地東部的陜北斜坡帶。該盆地構(gòu)造形態(tài)總體為一東翼寬緩、西翼陡窄的南北向不對稱矩形大向斜盆地，面積約25×10km。盆地內(nèi)部構(gòu)造相對簡單，地層平緩，僅盆地邊緣褶皺斷裂比較發(fā)育。陜北斜坡為一向西傾斜的平緩單斜，地層傾角小于1°（每千米坡降約為7～10m），且構(gòu)造比較簡單，僅局部發(fā)育差異壓實(shí)形成的低幅度鼻狀構(gòu)造。

2 儲層巖性及巖石學(xué)特征

根據(jù)巖心觀察和薄片鑒定結(jié)果，本區(qū)三疊系延長組長6儲層段巖性主要為淺灰色細(xì)-中粒長石砂巖，其次為少量的中砂巖、粉細(xì)砂巖及粉砂巖（圖1）。

根據(jù)巖石薄片數(shù)據(jù)得出研究區(qū)長6砂巖儲層中碎屑成分一般約占80%～90%，以長石為主，其次為石英、巖屑和云母。巖石組分中石英含量為25.4%，長石含量為66.8%，巖屑含量為7.9%，主要為中、細(xì)粒長石砂巖。膠結(jié)物主要為硅質(zhì)和碳酸鹽，其中方解石占34.4%。該類砂巖分布在研究區(qū)三角洲相的河道型砂巖體中，是構(gòu)成優(yōu)質(zhì)儲層的基礎(chǔ)。巖屑以變質(zhì)巖巖屑為主，含少量巖漿巖、沉積巖巖屑（圖2）。

巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關(guān)系以線狀接觸為主，也見凹凸接觸，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，也有壓嵌式膠結(jié)。填隙物含量一般為4%～10%，平均6%左右，填隙物主要以方解石、綠泥石為主，其次為濁沸石、石英質(zhì)，具體見圖3。

3成巖作用類型及孔隙演化

3.1成巖作用階段劃分

根據(jù)巖石學(xué)、古溫度和有機(jī)質(zhì)成熟度特征，我國石油行業(yè)將碎屑巖的成巖階段劃分為同生成巖階段、早成巖階段、晚成巖階段和表生成巖階段，其中早成巖階段劃分為早成巖A期和B期，晚成巖階段劃分為晚成巖A期、晚成巖B期和晚成巖C期，各成巖階段標(biāo)志見（表1）。

成巖階段的劃分主要依據(jù)古地溫特征、自生礦物分布及形成順序、粘土礦物組合及伊/蒙混層（I/S）粘土礦物的轉(zhuǎn)化、巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及孔隙類型，有機(jī)質(zhì)成熟度等指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。主要依據(jù)有：

（1）自生礦物的分布及其形成順序

各種自生礦物都在一定的物理、化學(xué)條件下形成。隨著深度增加地層壓力、溫度及孔隙水性質(zhì)的變化，會出現(xiàn)不同類型的自生礦物，它們能指示巖石的形成與發(fā)展過程，作為成巖階段劃分的一個(gè)參考指標(biāo)。

（2）粘土礦物及其轉(zhuǎn)化

粘土礦物之間的轉(zhuǎn)化與埋深及孔隙流體的性質(zhì)有關(guān)。如蒙皂石是一種典型的水合陽離子及水分子作為層間物的3：1型粘土礦物，隨著埋深增加，溫度升高，將失掉一部分層間水，造成某些層間塌陷，形成混層粘土礦物。蒙皂石存在兩種演變途徑：一為經(jīng)I/S混層向伊利石轉(zhuǎn)化;另一為經(jīng)C/S（綠/蒙混層）向綠泥石轉(zhuǎn)化。在富Mg2+的條件下，蒙皂石層中將出現(xiàn)Mg（OH）2層間物，形成蒙皂石/綠泥石混層粘土礦物;若有足夠的Mg2+、Fe2+，可以形成質(zhì)點(diǎn)狀綠泥石。綠泥石的大量出現(xiàn)是成巖作用中、晚成巖階段的標(biāo)志。根據(jù)I/S混層的演變特點(diǎn)，可出現(xiàn)蒙皂石→無序混層→部分有序混層→有序混層→超點(diǎn)陣（即卡爾克博格式有序混層）→伊利石的完整演變過程，據(jù)此可以劃分成巖階段。

（3）孔隙帶劃分

根據(jù)本區(qū)巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)及其物理性質(zhì)變化，可以分成原生孔隙帶、混合孔隙帶、次生孔隙帶及緊密壓實(shí)裂縫發(fā)育帶等。

（4）有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)

主要根據(jù)鏡質(zhì)體反射率、孢粉顏色、熱變指數(shù)及最大熱解峰溫等指標(biāo)劃分有機(jī)質(zhì)熱成熟階段。

依據(jù)陜北地區(qū)延長組有機(jī)質(zhì)成熟度，成巖礦物類型和形成序列，I/S混層粘土的混層比（I/S混層礦物的混層比在10%～30%之間）及孔隙帶的分布等4方面的資料，可以確定本區(qū)長6儲層已進(jìn)入晚成巖階段。

3.2主要成巖作用類型及孔隙演化

本區(qū)長6儲層成巖作用主要有壓實(shí)作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、溶蝕作用及粘土礦物轉(zhuǎn)化、重結(jié)晶作用等。對儲層孔隙影響最大的成巖作用為壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。

（1）壓實(shí)壓溶作用

長6儲層壓實(shí)壓溶作用十分強(qiáng)烈，壓實(shí)作用使碎屑顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)，定向排列，軟碎屑變形，剛性顆粒產(chǎn)生機(jī)械斷裂，碎屑顆粒在壓力下形成線（線接觸）面接觸、凹凸?fàn)罱佑|及縫合線接觸。其后的壓溶作用造成石英、長石的次生加大形成斑塊狀的致密鑲嵌結(jié)構(gòu)。壓實(shí)壓溶作用使長6砂巖的孔隙損失很大。

（2）膠結(jié)作用

主要膠結(jié)作用有濁沸石膠結(jié)、綠泥石薄膜及綠泥石充填膠結(jié)、石英、長石次生加大等。

綠泥石薄膜膠結(jié)在長6儲層中具有普遍性，綠泥石薄膜發(fā)育處濁沸石充填孔隙，并溶蝕，復(fù)蘇了大量粒間孔。覆蓋在顆粒表面的綠泥石薄膜縮減了孔喉半徑，同時(shí)產(chǎn)生大量微孔隙，使孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。另一方面綠泥石薄膜對壓實(shí)、壓溶有明顯的抑制作用，保護(hù)了原生孔隙，使儲層物性相對較好。

（3）溶蝕作用

據(jù)研究，長6儲層中的溶蝕作用主要有兩期，第一期在印支運(yùn)動(dòng)末期，地表水的淋濾溶蝕作用使部分暗色礦物、云母、長石等鋁硅酸鹽礦物產(chǎn)生溶蝕;第二期在成巖晚期（燕山期），有機(jī)質(zhì)熱演化釋放的有機(jī)酸和CO等溶蝕濁沸石和長石等礦物。溶蝕作用形成了大量次生孔隙（大約占剩余孔隙度的40%），有效地改善了長6儲層的物性。

4 結(jié)論

巖石致密程度深，碎屑顆粒主要呈次圓-次棱角狀，分選程度中等～好，接觸關(guān)系以線狀接觸為主，也見凹凸接觸，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，也有壓嵌式膠結(jié)。壓實(shí)壓溶作用使長6砂巖的孔隙損失很大;膠結(jié)作用使孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，綠泥石薄膜對壓實(shí)、壓溶有明顯的抑制作用，保護(hù)了原生孔隙，使儲層物性相對較好;溶蝕作用形成了大量次生孔隙（大約占剩余孔隙度的40%），有效地改善了長6儲層的物性。

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作者簡介：

徐崗，出生年月：1978-02-16，男，本科，石油工程專業(yè)，高級工程師，主要從事油田勘探開發(fā)技術(shù)研究工作。