馬坊地區(qū)長8油層組有利儲層發(fā)育的控制因素分析

代廷勇，李俊武，屈雪林，杜凌春，李鳳杰

（成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059）

馬坊地區(qū)長8油層組有利儲層發(fā)育的控制因素分析

代廷勇，李俊武，屈雪林，杜凌春，李鳳杰

（成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川成都610059）

通過鑄體薄片、掃描電鏡和物性分析，認(rèn)為鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)延長組長8油層組的儲層為低孔低滲砂體。儲層巖石類型以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，填隙物以伊利石和綠泥石粘土礦物和鐵方解石膠結(jié)物為主，膠結(jié)作用對儲層的破壞嚴(yán)重。儲層孔隙類型以環(huán)邊綠泥石膜形成的原生粒間孔和溶蝕孔。馬坊地區(qū)長8油層組優(yōu)質(zhì)儲層的分布主要受沉積作用和成巖相的影響。分流河道和水下分流河道主河道的位置是有利儲層發(fā)育區(qū)。優(yōu)質(zhì)儲層主要受高嶺石弱溶蝕相、長石溶孔相、環(huán)邊綠泥石薄膜相發(fā)育帶的控制。馬坊地區(qū)長8油層組優(yōu)質(zhì)儲層分布于水下分流河道砂體和分流河道砂體有關(guān)的綠泥石薄膜相和長石溶孔相。

有利儲層；長8油層組；成巖相；馬坊地區(qū)；鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地延長組時期發(fā)育大型克拉通拗陷湖盆，馬坊地區(qū)位于天環(huán)拗陷北部，發(fā)育大面積的湖相三角洲［1］。鄂爾多斯盆地中生代延長組是主要的含油層之一，長8油層組是主要的產(chǎn)油層。位于盆地西北部的馬坊地區(qū)長8油層組，是近年來鄂爾多斯盆地在西北部的長8油層組油氣勘探的重大突破。前人從沉積物源［2］、沉積相［3］、地層壓力［4］和油藏特征［5］等方面進(jìn)行了研究，并得出了一些認(rèn)識，但是對于研究區(qū)的儲層疏于梳理、缺乏系統(tǒng)地研究。隨著勘探的深入，不斷豐富的鉆井和巖心資料，為該區(qū)儲層特征的研究提供了基礎(chǔ)。本文以馬坊地區(qū)巖石樣品（131塊）、鑄體薄片（89件）及掃描電鏡（48件）等分析為基礎(chǔ)，系統(tǒng)的研究馬坊地區(qū)長8油層組儲層特征，分析儲層發(fā)育的控制因素，結(jié)合沉積特征、成巖作用和儲集空間等要素，對長8油層組儲層進(jìn)行評價，進(jìn)而總結(jié)出馬坊地區(qū)長8油層組優(yōu)質(zhì)儲層控制因素。

馬坊地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組自上而下分為10個油層組，依次分別為長1-長10油層組，其中長10－長8油層組為湖進(jìn)階段，長7油層組是延長湖泊的最大湖泛期，長6－長1油層組則為湖退階段［6］。長8油層組根據(jù)巖性特征可以分為長81和長82兩個油層段［7］。

1　沉積相特征與砂體展布

沉積地層的巖石類型及巖石空間組合特征受沉積相的控制，因此儲層的發(fā)育和分布也受沉積相的控制［8］。馬坊地區(qū)長8油層組沉積期主要發(fā)育湖泊三角洲沉積體系，物源來自北部及西北部，主要發(fā)育三角洲平原及三角洲前緣亞相（見圖1），呈北西-南東向展布。三角洲平原的分流河道及三角洲前緣的水下分流河道是研究區(qū)主要儲集層所在。主要發(fā)育三條分流河道，被分流間灣所分隔。

圖1　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組沉積相圖Fig.1 The sedimentary facies map of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

馬坊地區(qū)長8油層組砂體整體呈北西-南東向展布，延伸性好，砂體厚度5 m～25 m，主要發(fā)育3條主砂體帶。分流河道及水下分流河道控制砂體分布，砂體連續(xù)性好，厚度大，為研究區(qū)主要的有利儲集層。

2　儲層巖石學(xué)特征

通過掃描電鏡、巖石薄片、鑄體薄片分析測試，馬坊地區(qū)長8油層組儲層為灰白色、淺灰色、深灰色、灰黑色粗、中、細(xì)粒砂巖、粉砂巖及泥巖，巖性以長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖為主（見圖2）。石英含量在19.5%～42%、平均為30.88%，長石含量2%～53.5%、平均為32.05%，各類巖屑的總含量在6.67%～41.7%、平均為31.63%，巖屑成分類型相對較復(fù)雜，以泥巖巖屑和云母為主，其次為變質(zhì)巖屑，包括石英巖、石英片巖，偶見千枚巖巖屑和噴出巖為主的火山巖巖屑。碎屑顆粒大小主要以細(xì)、中粒為主，可見粗粒和不等粒，顆粒大多呈次棱角狀，圓狀、棱角狀較少，分選程度以中、好為主，少量分選差，膠結(jié)類型較為多樣，主要以顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)為主，可見孔隙-基底式膠結(jié)。

圖2　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組砂巖分類圖Fig.2 Rock types diagram of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos Basin

長8油層組砂巖儲層填隙物類型多樣，以粘土礦物、碳酸鹽膠結(jié)物和硅質(zhì)膠結(jié)物為主，含少量長石類膠結(jié)物。總體上雜基含量在5%～15.6%，平均含量為12.08%，成分主要為伊利石，次為綠泥石和高嶺石粘土礦物，含量分別為5.35%、3.16%和3.57%；膠結(jié)物的含量在7.8%～18.6%，平均含量15.1%，以鐵方解石為主，平均含量為9.9%，次為硅質(zhì)和長石質(zhì)，含量分別為4.32%和0.81%（見表1）。

表1　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組砂巖填隙物含量Tab.1 Content of interstitial material of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

3　儲層孔隙類型

據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡的分析，馬坊地區(qū)長8油層組砂巖儲層孔隙類型包括原生粒間孔隙、溶蝕孔、晶間孔、鑄?？缀臀⒘芽p等儲層空間類型（見表2）。

表2　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組主要孔隙類型及含量（%）Tab.2 Type and content of pore of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

3.1原生粒間孔

長8油層組的原生粒間孔由環(huán)邊綠泥石膜形成之后剩余的粒間孔隙［9］?？紫缎螒B(tài)主要為三角形、四邊形或不規(guī)則形，以未充填為主（見圖3a、b、c）。長8油層組的粒間孔含量為5.63%，其中長82油層段原生粒間孔面孔率高于長81油層段。

3.2溶蝕孔

溶蝕孔是指顆粒之間或顆粒內(nèi)由溶蝕作用形成的再生孔隙，是易溶碎屑組分和粒間易溶膠結(jié)物或雜基被溶解后形成的分布于顆粒內(nèi)和顆粒間的孔隙。從成分上可以分為長石溶孔和巖屑溶孔。

3.2.1粒間溶孔長8油層組儲層中所見的粒間溶孔大多數(shù)是在原生孔隙基礎(chǔ)上沿顆粒邊緣或填隙物溶解擴(kuò)大而成，大多數(shù)為原生粒間孔與次生粒間溶孔的混合孔隙（見圖3d）。

3.2.2粒內(nèi)溶孔指顆粒內(nèi)的溶蝕孔隙。在長8油層組各類砂巖中常見，主要以長石粒內(nèi)溶孔為主，由溶蝕作用產(chǎn)生（見圖3e、f），其次為巖屑溶孔（見圖3g）。長石和巖屑粒內(nèi)溶孔常呈蜂窩狀。馬坊地區(qū)長8油層組的長石溶孔面孔率2.16%，巖屑溶孔的面孔率為0.51%。3.3晶間孔

主要為粘土礦物間的微孔，是由假雜基、長石、火山巖屑內(nèi)或邊緣弱溶蝕形成的小于0.01 mm的孔隙，此類孔隙在長8油層組砂巖中較常見，主要以淀高嶺石晶間微孔為主（見圖3h），高嶺石含量通常為2%～6%，高嶺石含量最高可達(dá)10%，高嶺石中的晶間微孔為0.5%～3%，由于高嶺石分布不均，僅發(fā)育在部分砂巖中，不是主的孔隙類型，因此這類孔隙對儲層的貢獻(xiàn)較小。

圖3　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組主要孔隙類型Fig.3 Pore types of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos Basin

4　儲層物性特征

本次研究選取的百余口鉆井的巖心的物性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，馬坊地區(qū)長8油層組孔隙度主要分布于6%～14%，占所統(tǒng)計(jì)井的87.6%，最高值可達(dá)17.94%；滲透率值主要分布于0.1×10-3μm2～2.0×10-3μm2，占所統(tǒng)計(jì)數(shù)值的94.3%（見圖4），目前技術(shù)下孔隙度6%以下，滲透率0.07×10-3μm2以下的儲層難以開采，作為無效儲層，不參與統(tǒng)計(jì)，其有效儲層平均孔隙度為9.51%，滲透率平均值為0.82×10-3μm2。總體上說，馬坊地區(qū)長8油層組的物性較低，長81油層段的物性較好與長82油層段的物性。

圖4　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)延長組長8油層組孔隙（左）和滲透率（右）對比圖Fig.4 Porosity（left）and permenability（right）contrast of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

5　優(yōu)質(zhì)儲層控制因素

沉積相是控制儲層物性的基礎(chǔ)，在宏觀上控制著儲層物性的好壞，如研究區(qū)三角洲前緣水下分流河道微相和河口壩微相是儲層發(fā)育的有利相帶，但這些并不都是良好的儲層，因?yàn)樗€受成巖作用、物源條件等因素的影響［10］。

5.1沉積微相與儲層關(guān)系

馬坊地區(qū)長8油層組儲層主要發(fā)育于三角洲平原分流河道和三角洲前緣水下分流河道砂體中，主要表現(xiàn)為不同沉積微相對儲層物性的控制作用，特征如下：

從不同沉積微相及其儲層物性對應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看（見表3），長8油層組的沉積微相物性之間均具有相同的變化特征，分流河道砂體均有最好的孔隙度和滲透率平均值，其次是天然堤砂體，分流間洼地砂體儲層物性最差。

表3　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組各微相砂巖孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表Table 3 Data statistics of porosity and permeability of the microfacies sandbodies of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

長82油層段分流河道砂體孔隙度和滲透率平均值分別為9.85%和0.964×10-3μm2，天然堤砂體的孔隙度和滲透率平均值分別為6.89%和0.453×10-3μm2，分流間洼地砂體的孔隙度和滲透率平均值分別為4.32%和0.256×10-3μm2。

長81油層段分流河道砂體孔隙度和滲透率平均值分別為9.31%和0.86×10-3μm2，天然堤砂體的孔隙度和滲透率平均值分別為7.32%和0.437×10-3μm2，分流間洼地砂體的孔隙度和滲透率平均值分別為4.52%和0.28×10-3μm2。

5.2成巖相與儲層發(fā)育的關(guān)系

以巖石薄片及掃描電鏡觀察為基礎(chǔ)，識別出馬坊地區(qū)長8油層組建設(shè)性成巖作包括成巖早期綠泥石膠結(jié)物作用和溶蝕作用2種類型；破壞性成巖作用包括壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、自生礦物的形成和交代作用等類型，膠結(jié)類型包括碳酸鹽膠結(jié)、水云母膠結(jié)和硅質(zhì)膠結(jié)，按照成巖作用對儲層孔隙發(fā)育的關(guān)系，將馬坊地區(qū)長8油層組識別出環(huán)邊綠泥石薄膜相、長石溶蝕相、高嶺石弱溶蝕相、碳酸鹽膠結(jié)相、水云母膠結(jié)相和硅質(zhì)膠結(jié)相6種類型［11］。

通過對馬坊地區(qū)長8油層組環(huán)邊綠泥石薄膜相、長石溶孔相、高嶺石弱溶蝕相和碳酸鹽膠結(jié)相4種類型成巖相與物性間的統(tǒng)計(jì)（見表4）。其中建設(shè)性成巖相類型環(huán)邊綠泥石薄膜相、長石溶孔相和高嶺石弱溶蝕相均具有較好的孔隙度和滲透率值，環(huán)邊綠泥石薄膜相、長石溶孔相和高嶺石弱溶蝕相的孔隙度分別為8.26%、7.44%和7.15%，滲透率值分別為0.32× 10-3μm2、0.73×10-3μm2和0.29×10-3μm2；而破壞性成巖相類型碳酸鹽膠結(jié)相則具有較低的物性值，其孔隙度和滲透率值分別為6.94%和0.24×10-3μm2。

綜上所述，成巖相對儲層物性具有控制作用，有利于儲層物性發(fā)育的成巖相類型包括環(huán)邊綠泥石薄膜相、長石溶孔相和高嶺石弱溶蝕相和碳酸鹽膠結(jié)相，而儲層物性較低成巖相類型包括碳酸鹽膠結(jié)相和硅質(zhì)膠結(jié)相。

表4　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組成巖相類型與儲層物性關(guān)系表Tab.4 The relationship table of diagenetic facies types and reservoir property of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

6　優(yōu)質(zhì)儲層的分布規(guī)律

6.1儲層分類評價

本次研究主要根據(jù)儲層沉積相類型、砂層厚度，物性、含油飽和度以及孔隙類型分類結(jié)果，并綜合考慮上述影響儲層性能的各種因素，優(yōu)選出儲層評價的參數(shù)，對馬坊地區(qū)長8油層組的儲層進(jìn)行分類和評價，將儲層分為5種類型（見圖5）。

圖5　鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)長8油層組儲層評價圖Fig.5 Reservoir evalution of the Chang 8 interval in Mafang area，Ordos basin

I類儲層：該類型的儲層物性好，孔隙度一般在12%以上，滲透率大于1.0×10-3μm2。儲層中膠結(jié)和壓實(shí)作用較弱，孔隙組合以原生粒間孔發(fā)育，有利的成巖相帶為環(huán)邊綠泥石膠結(jié)相和長石溶孔相，發(fā)育于分流河道、水下分流河道主河道的部位，砂體厚度一般大于12 m。此類儲層是馬坊地區(qū)長8油層組的優(yōu)質(zhì)儲層，是主要評價目標(biāo)。

Ⅱ類儲層：儲層物性較好，孔隙度在10%～12%，滲透率在（1.0～0.5）×10-3μm2，儲層空間類型以原生粒間孔、次生溶孔為主，有利的成巖相帶為環(huán)邊綠泥石膠結(jié)相和長石溶孔相，發(fā)育于分流河道、水下分流河道主河道的部位，砂體厚度一般5 m～12 m。II類儲層是馬坊地區(qū)長8油層組相對優(yōu)質(zhì)儲層，是該區(qū)長8油層組主要評價目標(biāo)。

Ⅲ類儲層：此類儲層的孔隙度介于8%～10%，滲透率介于（0.3～0.5）×10-3μm2。儲層砂巖壓實(shí)中等，膠結(jié)物中雜基和自生粘土礦物較多，孔隙類型以粒內(nèi)溶孔和晶間微孔為主，有利的成巖相帶為高嶺石弱溶蝕相，主要的沉積微相為分流河道邊部、天然提、決口扇，砂體厚度累積一般5 m～10 m，此類儲層為較好儲層，也是下一步評價的主要目標(biāo)。

Ⅳ類儲層：該類儲層不但壓實(shí)作用較強(qiáng)，粘土礦物較多，儲層孔隙度6%～8%，滲透率（0.3～0.1）×10-3μm2。發(fā)育少量次生孔隙，面孔率為較低，僅有1%～2%，有利的成巖相帶為高嶺石弱溶蝕相，發(fā)育于分流河道邊部、天然提、決口扇，砂體厚度累積一般小于5 m。

Ⅴ類儲層：該類儲層為差儲層，儲層物性低，孔隙度小于6%，滲透率小于0.1×10-3μm2。主要的沉積微相為決口扇，是較差類型的儲層。

6.2優(yōu)質(zhì)儲層分布規(guī)律

根據(jù)前述沉積巖石學(xué)和沉積相研究成果，馬坊地區(qū)延長組長8油層組砂巖優(yōu)質(zhì)儲層形成的有利沉積微相為三角洲平原分流河道和三角洲前緣水下分流河道微相。優(yōu)質(zhì)儲層主要受高嶺石弱溶蝕相、長石溶孔相、環(huán)邊綠泥石薄膜相發(fā)育帶的控制［12］。

通過分析表明，馬坊地區(qū)長8油層組有利的沉積-成巖相包括了以下類型：（1）有利的沉積-成巖相為與水下分流河道砂體和分流河道砂體有關(guān)的綠泥石薄膜相和長石溶孔相，（2）次有利的沉積-成巖相為與水下分流河道砂體和分流河道砂體有關(guān)高嶺石弱溶蝕相，（3）不利的沉積-成巖相為天然堤和決口扇薄層砂體中碳酸鹽膠結(jié)相、硅質(zhì)膠結(jié)相和伊利石膠結(jié)相。

7　結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地馬坊地區(qū)延長組長8油層組的儲層為低孔低滲砂體。儲層巖石類型以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，填隙物中主要粘土礦物為伊利石和綠泥石，膠結(jié)物主要為鐵方解石，膠結(jié)作用對儲層破壞嚴(yán)重。

（2）該區(qū)儲層主要的孔隙類型為環(huán)邊綠泥石膜形成的原生粒間孔和溶蝕孔，儲層整體物性特征為孔隙度低，滲透率差，9.51%，滲透率平均值為0.82×10-3μm2。

（3）研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層的分布主要受沉積作用和成巖相的影響。沉積作用中的沉積相分布是控制儲層物性好壞的是砂體的分布類型與位置，分流河道和水下分流河道主河道的位置是有利儲層發(fā)育區(qū)。優(yōu)質(zhì)儲層主要受高嶺石弱溶蝕相、長石溶孔相、環(huán)邊綠泥石薄膜相發(fā)育帶的控制。馬坊地區(qū)長8油層組優(yōu)質(zhì)儲層分布于水下分流河道砂體和分流河道砂體有關(guān)的綠泥石薄膜相和長石溶孔相。

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Controlling factors of favorable reservoir development of the Chang 8 reservoir in Mafang area

DAI Tingyong，LI Junwu，QU Xuelin，DU Lingchun，LI Fengjie
（Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

Based on the analysis of casting thin sections，SEM and physical property，this paper discussed the characteristics of sedimentary facies，pore types，physical properties and diagenetic facies on the the reservoir.The result shows that the reservoir of Chang 8 interval of Yanchang formation in Mafang area of Ordos basin is low porosity and low permeability sand body.The rock types of reservoir are mainly feldspar lithic sandstone and lithic arkose.The interstitial material are mainly illite clay mineral，chlorite clay mineral and ferrocalcite cement，and cementation damage reservoir seriously.The pore types of reservoir are primary interparticle pore with chlorite film rim and dissolved pore.The distribution of high quality reservoir of Chang 8 interval of Yanchang formation in Mafang area is controlled by sedimentation and diagenetic facies.The location of the main channel of distributary channel and submerged distributary channel is the favorable reservoir area.The high quality reservoiris controlled by kaolinite weak dissolution facies，feldspar dissolution pore facies and chlorite film rim facies.The high quality reservoir of Chang 8 interval of Yanchang formation in Mafang area distribute in chlorite film rim facies and feldspar dissolution pore facies about distributary channel sand body and submerged distributary channel sand body.

favorable reservoir；Chang 8 reservoir；diagenetic facies；Mafang area；Ordos basin

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.05.022

TE122.22

A

1673-5285（2015）05-0091-07

2015－03-05

代廷勇，男（1989-），碩士研究生，主要從事沉積學(xué)及層序地層學(xué)學(xué)習(xí)和研究工作，郵箱：290994978@qq.com。