蘇里格氣田召10區(qū)塊盒8段儲(chǔ)層成巖作用及孔隙演化

惠　芳　陳世棟　楊艷寧　左麗萍

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田第六采油廠，陜西西安 710200；2.西北大學(xué)地質(zhì)系，陜西西安 710069）

蘇里格氣田召10區(qū)塊盒8段儲(chǔ)層成巖作用及孔隙演化

惠芳1陳世棟2楊艷寧1左麗萍1

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田第六采油廠，陜西西安 710200；2.西北大學(xué)地質(zhì)系，陜西西安 710069）

對(duì)蘇里格氣田召10區(qū)塊盒8段儲(chǔ)層巖石學(xué)特征、成巖作用和孔隙演化過程進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明盒8段以巖屑質(zhì)石英砂巖和巖屑砂巖為主，粒度較粗，磨圓為次棱角狀，分選中等?？紫额愋椭饕獮闅堄嗔ｉg孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、雜基溶孔等?？紫堆莼Ｊ椒治霰砻?，機(jī)械壓實(shí)作用和膠結(jié)作用使原始孔隙大量損失，后期溶蝕作用使儲(chǔ)層物性得到一定改善，不同成巖作用對(duì)孔隙的共同影響造成了現(xiàn)在研究區(qū)低孔低滲的特點(diǎn)。

成巖作用 孔隙演化 盒8段

蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北部，勘探面積約4 ×104km2，主要產(chǎn)氣層位是中二疊系下石盒子組盒8段，儲(chǔ)層地質(zhì)條件復(fù)雜，具有低孔隙度、低滲透率、低含氣飽和度、低壓以及低豐度特征，是典型的致密砂巖氣藏［1］。

1　巖石學(xué)特征

研究區(qū)盒8段儲(chǔ)層巖性以粗粒、中-粗粒巖屑砂巖及巖屑石英砂巖為主（圖1）。巖石礦物成分陸源碎屑體積分?jǐn)?shù)為76%-89%。其中石英類占47%-83%，巖屑含量高，占6.98%-41.67%，巖屑成分較為復(fù)雜。

碎屑顆粒主要粒徑分布于0.35～0.98mm，磨圓度為次棱角狀，分選中等，膠結(jié)類型主要為孔隙和再生孔隙型。

該段砂巖填隙物體積分?jǐn)?shù)較高，平均15.21%，主要為黏土礦物、硅質(zhì)膠結(jié)物和碳酸鹽巖膠結(jié)物。

2　主要成巖作用特征

鏡下觀察分析，該區(qū)主要經(jīng)歷的成巖作用有壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用。

2.1壓實(shí)壓溶作用

鏡下觀察該段經(jīng)歷了較強(qiáng)的壓實(shí)壓溶作用，壓實(shí)表現(xiàn)為剛性碎屑顆粒重新排列或碎裂；塑性碎屑顆粒擠壓變形。壓溶作用表現(xiàn)為粒間線接觸、凹凸接觸、縫合線接觸。壓實(shí)壓溶作用是儲(chǔ)層原生孔隙降低的最重要因素，對(duì)儲(chǔ)集性能起破壞作用。

2.2膠結(jié)作用

本區(qū)主要有硅質(zhì)膠結(jié)、粘土礦物膠結(jié)和碳酸鹽膠結(jié)三種類型［2］。

RCZ‐8型智能溶出實(shí)驗(yàn)儀（上海黃海藥檢儀器有限公司）；752N紫外‐可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；XS105DU型電子天平（瑞士梅特勒‐托利多公司）。

2.2.1硅質(zhì)膠結(jié)

硅質(zhì)膠結(jié)表現(xiàn)為石英次生加大邊、他型充填、自型石英晶體。硅質(zhì)膠結(jié)物一定程度上充填了孔隙，導(dǎo)致孔隙度降低；但剛性硅質(zhì)抗壓能力強(qiáng)，有利于粒間孔的保存，一定程度上又改善了儲(chǔ)層物性。

2.2.2粘土礦物膠結(jié)

該區(qū)塊常見有高嶺石、綠泥石以及伊利石等粘土膠結(jié)物。

高嶺石分不同成因，一是長(zhǎng)石蝕變高嶺石，具一定的自形，晶間見蝕變時(shí)析出泥質(zhì)物，填充于孔隙中，對(duì)儲(chǔ)層起破壞作用。二是自生高嶺石，干凈、明亮，呈自形書頁(yè)狀集合體，充填于孔隙內(nèi)，發(fā)育大量晶間孔，有利儲(chǔ)層微孔的增加。

綠泥石常作為孔隙襯邊的黏土膜形式存在，堵塞了部分吼道，但在一定程度上又抑制了硅質(zhì)次生加大的形成，保護(hù)粒間孔。

伊利石、伊蒙混層粘土主要來源于沉積時(shí)期的原雜基及成巖期的沉淀，其次隨埋深、溫度、壓力增大，高嶺石也會(huì)向伊利石轉(zhuǎn)化，充填粒間孔及粒間溶孔。

碳酸鹽巖膠結(jié)物以充填粒間孔隙，交代礦物，襯邊狀以及連晶形式出現(xiàn)，導(dǎo)致孔隙度降低。

2.3溶解作用

溶解作用是儲(chǔ)層中建設(shè)性的成巖作用，次生溶孔在該區(qū)塊發(fā)育普遍。砂巖中的碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物等，在一定的成巖環(huán)境中可以不同程度地發(fā)生溶解，次生溶孔主要有粒間雜基溶蝕形成雜基內(nèi)微溶孔以及大量巖屑溶解形成的粒內(nèi)溶孔，次生溶孔的發(fā)育對(duì)儲(chǔ)層物性起到改善作用［3］。

3　孔隙類型及其演化

3.1孔隙類型

本區(qū)儲(chǔ)集空間類型依面孔率由高至低分別為:巖屑溶孔33%、高嶺石晶間孔24%、殘余粒間孔16%，雜基溶孔11%、粒間溶孔10%、長(zhǎng)石溶孔4%、收縮孔1%，另有少量微裂縫（圖2）。

3.2孔隙演化

碎屑巖進(jìn)入埋藏成巖階段后經(jīng)歷了壓實(shí)、膠結(jié)、溶解等成巖作用，儲(chǔ)集空間的再分配受到上述成巖作用的控制。根據(jù)比爾德和韋爾提出的定量計(jì)算方法研究?jī)?chǔ)集砂巖孔隙度降低和增加的過程，可恢復(fù)砂巖孔隙演化史［4］。

經(jīng)計(jì)算研究區(qū)盒8段初始孔隙度約為35.6%，早期壓實(shí)作用中損失了17.44%的孔隙度，壓實(shí)后粒間剩余孔隙度為18.16%。早晚期膠結(jié)造成16.77%的孔隙度損失，由于高嶺石含量較高，晶間孔發(fā)育增加了2.06%孔隙度。壓實(shí)膠結(jié)后僅剩余3.47%的原生粒間孔隙和晶間孔。后期溶解作用貢獻(xiàn)了5.11%的孔隙度。計(jì)算現(xiàn)今孔隙度為8.58%，與現(xiàn)今盒8段平均孔隙度8.75%相近，符合程度較高。

強(qiáng)烈的壓實(shí)作用和膠結(jié)作用導(dǎo)致原生粒間孔損失嚴(yán)重，是召10區(qū)塊盒8儲(chǔ)層致密低滲的最主要原因，溶蝕作用最有效地改善了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。

4　結(jié)語

研究區(qū)盒8段儲(chǔ)層巖石類型主要為巖屑質(zhì)石英砂巖和巖屑砂巖，以中-粗粒砂巖為主，分選中等。

研究區(qū)主要經(jīng)歷的成巖作用有壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用，其中壓實(shí)壓溶作用和膠結(jié)作用使儲(chǔ)層孔隙度減小，物性變差。而溶蝕作用對(duì)于研究區(qū)物性改善起到了積極作用。

孔隙演化模式分析表明，盒8段初始孔隙度為35.6%，早期壓實(shí)作用的損失孔隙度為17.44%，早、晚期膠結(jié)造成的孔隙度損失為16.77%，后期溶蝕作用貢獻(xiàn)了5.11%的孔隙度，不同成巖作用對(duì)孔隙的共同影響造成了現(xiàn)在研究區(qū)低孔、低滲的特點(diǎn)。

［1］許浩，張君峰，湯達(dá)楨，等.鄂爾多斯盆地蘇里格氣田低壓形成的控制因素［J］.石油勘探與開發(fā)，2012，39（2）：64-68.

［2］張明祿，達(dá)世攀，陳調(diào)勝.蘇里格氣田二疊系8段儲(chǔ)集層的成巖作用及孔隙演化［J］.石油天然氣工業(yè)，2002，22（6）：13-16.

［3］何自新，付金華，席勝利，等.蘇里格大氣田成藏地質(zhì)特征［J］.石油學(xué)報(bào)，2003，24（2）：6-12.

［4］Beard D C，Weyl P K.Inf luence of exture on porosity and permeability of unconsolidated sand ［J］.AAPG Bullet in，1973，57：349～369.

惠芳（1985—），女，助理工程師，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東），現(xiàn)在長(zhǎng)慶油田第六采油廠從事巖礦鑒定工作。