鄂爾多斯盆地頁(yè)巖油微觀存儲(chǔ)空間類型及其成因機(jī)制
——以新安邊油田安83區(qū)塊長(zhǎng)7為例

＊張寶輝 丁強(qiáng) 張靜 劉濤 路向偉 師永民

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第六采油廠 陜西 710200 2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司長(zhǎng)慶實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 陜西 710200 3.北京大學(xué) 北京 100871）

頁(yè)巖油儲(chǔ)集類型豐富多樣，陸相頁(yè)巖油因沉積環(huán)境、成巖演化和巖石成分差異，尤其是中國(guó)陸相各個(gè)盆地不同層系頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖性在碳酸鹽、膏鹽、凝灰質(zhì)、粘土礦物、黏土質(zhì)碎屑和砂質(zhì)含量及頁(yè)理發(fā)育程度差異很大，造成存儲(chǔ)空間類型差異大。如準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾二疊系蘆草溝組頁(yè)巖上甜點(diǎn)以砂質(zhì)粒間孔為主；下甜點(diǎn)白云質(zhì)含量高，溶蝕孔洞縫和粒間孔組合為主。三塘湖盆地二疊系蘆草溝組頁(yè)巖油儲(chǔ)層主要黏土質(zhì)和凝灰質(zhì)，以砂質(zhì)粒間孔和凝灰質(zhì)晶屑晶間孔為主。柴達(dá)木盆地英西地區(qū)古近系下干柴溝組湖湘碳酸鹽、膏鹽、黏土質(zhì)、砂質(zhì)組成的混積巖，儲(chǔ)集空間類型砂質(zhì)粒間孔、粘土礦物晶間孔、膏質(zhì)溶孔、頁(yè)理縫以及白云質(zhì)溶蝕孔洞組成，類型復(fù)雜多樣。渤海灣盆地古近系廣泛發(fā)育的灘壩體系與半深湖相泥巖、碳酸鹽組成的頁(yè)巖油儲(chǔ)層粒間孔與碳酸鹽溶蝕孔發(fā)育，蒙脫石和伊蒙混層含量高，水敏性強(qiáng)化。松遼盆地齊家-古龍地區(qū)白堊系青山口組泥頁(yè)巖層系中砂質(zhì)含量相對(duì)較高的層段發(fā)育細(xì)碎屑粒間孔和頁(yè)理縫等。

目前陸相頁(yè)巖油儲(chǔ)層存儲(chǔ)空間類型沒(méi)有統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)，鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7頁(yè)巖油砂質(zhì)含量相對(duì)較高，巖性相對(duì)單一，是具有代表性的一種頁(yè)巖油儲(chǔ)層類型，且占國(guó)內(nèi)目前已探明頁(yè)巖油儲(chǔ)量的70%。因此對(duì)鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7頁(yè)巖油存儲(chǔ)空間類型及其成因機(jī)制的研究，從開(kāi)發(fā)角度去深刻認(rèn)識(shí)這類儲(chǔ)層的存儲(chǔ)空間類型，并進(jìn)行成因機(jī)制的探討，分析注水開(kāi)發(fā)有效動(dòng)用程度，論證氣介質(zhì)開(kāi)發(fā)的可行性，采用那種類型的氣體以及開(kāi)發(fā)方式等均具有一定的指導(dǎo)意義。

1.研究區(qū)地質(zhì)概況

(1)儲(chǔ)層地質(zhì)概況

本文所選擇的鄂爾多斯盆地新安邊油田是長(zhǎng)慶油田首個(gè)以頁(yè)巖油為勘探開(kāi)發(fā)對(duì)象而命名的油田，也是國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油規(guī)模試驗(yàn)的區(qū)塊，區(qū)域地質(zhì)背景處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部，陜西省定邊縣東南部（圖1）。目的層上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段湖盆發(fā)展的全盛時(shí)期，屬半深湖—深湖相沉積環(huán)境與濱淺湖交互沉積，主力層長(zhǎng)72砂巖組砂質(zhì)含量相對(duì)較高，主要為濱淺湖與三角洲過(guò)渡沉積，以發(fā)育三角洲前緣水下分流河道為主，縱向上由5-7個(gè)多期河道沉積的單砂體疊加而成（圖2）。

圖1 新安邊油田位置圖

圖2 元149井長(zhǎng)7水下分流河道鐘型測(cè)井2相特征

(2)沉積儲(chǔ)層特征

研究區(qū)目的層為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7段長(zhǎng)72砂巖組，主要為一套灰色細(xì)砂巖、細(xì)粉砂巖，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，鈣質(zhì)含量高的地方膠結(jié)致密，儲(chǔ)層物性差，含油飽和度也較低，其自然電位曲線形態(tài)為箱型（圖2），普遍具有平行層理、板狀交錯(cuò)層理、沙紋層理十分發(fā)育，泥質(zhì)含量在12%-15%之間，與其他低滲透儲(chǔ)層相比，粘土礦物含量高，以高嶺石、綠泥石和伊利石為主，蒙脫石和伊蒙混層含量少，水敏性不強(qiáng)，酸敏性中等偏弱。

2.頁(yè)巖油微觀存儲(chǔ)空間類型

(1)殘余粒間孔

新安邊油田延長(zhǎng)組長(zhǎng)72頁(yè)巖油儲(chǔ)層沉積后經(jīng)歷了深埋藏成巖壓實(shí)階段，骨架顆粒緊密堆積，使原生孔隙大幅度減少，而且大量的自生粘土礦物、碳酸鹽和濁沸石占據(jù)了粒間孔，目前僅存留下來(lái)少量的殘余粒間孔（圖3）。與松遼盆地白堊系、渤海灣盆地古近系、準(zhǔn)噶爾盆地三疊-侏羅系等主要含油氣盆地儲(chǔ)層相比，原生孔隙不發(fā)育，是鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7頁(yè)巖油最主要的特征。

圖3 安83井長(zhǎng)72層掃描電鏡下殘余粒間孔分布特征

(2)粒內(nèi)溶蝕孔

①長(zhǎng)石溶孔

鄂爾多斯盆地次生溶蝕孔較發(fā)育，是有別于其他含油氣盆地的一個(gè)顯著特點(diǎn)。排烴期大量的有機(jī)酸進(jìn)入儲(chǔ)層，溶蝕鉀長(zhǎng)石等礦物，形成長(zhǎng)石粒內(nèi)溶孔（圖4）。長(zhǎng)石溶孔的顯著特點(diǎn)是溶蝕孔定向排列（圖5），這可能與雙晶結(jié)構(gòu)、成分組成上有差異，沿著某個(gè)方向雙晶區(qū)域鉀離子含量高，遇到酸后，離開(kāi)晶格，發(fā)生鉀離子流失，有利于發(fā)生溶蝕作用。

圖4 胡191井長(zhǎng)72層掃描電鏡下粒內(nèi)溶蝕孔分布特征

②濁沸石溶孔

濁沸石溶蝕孔是粒內(nèi)溶孔的主要類型，早期作為填隙物充填在原生孔隙之間，排烴期大量的有機(jī)酸進(jìn)入儲(chǔ)層，發(fā)生了溶蝕作用，所產(chǎn)生的孔隙成為原油重要存儲(chǔ)場(chǎng)所（圖5）。

圖5 濁沸石溶蝕孔發(fā)育特征

(3)粘土礦物晶間孔

研究區(qū)自生黏土礦物含量在15%-25%之間，主要類型有高嶺石、綠泥石、伊利石等，自生礦物之間晶間孔非常發(fā)育，孔喉半徑一般在600nm以下，賦存油大量的束縛油（圖6）。

圖6 粘土礦物晶間孔（胡210,2205.6m）

3.頁(yè)巖油儲(chǔ)層不同儲(chǔ)集空間類型成因機(jī)制探討

(1)三種存儲(chǔ)空間類型成因機(jī)制探討

新安邊油田長(zhǎng)72儲(chǔ)層孔隙組合類型典型圖見(jiàn)圖7，在同一視域內(nèi)可見(jiàn)到：①粒間殘留較少的孔隙，周圍被大量的粘土礦物充填，孔喉之間連通性差；②長(zhǎng)石和濁沸石粒內(nèi)溶蝕孔，被溶蝕的骨架顆粒輪廓清晰，內(nèi)部空時(shí)清晰可見(jiàn)；③掃描電鏡和鑄體薄片鏡下均可觀察到大量的自生綠泥石、伊利石和高嶺石粘土礦物，雖然不同類型粘土礦物井型各異，但是均發(fā)育不同程度的晶間孔?？梢?jiàn)，不同成因儲(chǔ)集空間形態(tài)特征差異大。單個(gè)孔喉半徑從大到小依次是：殘余粒間＞長(zhǎng)石溶蝕孔＞濁沸石溶蝕孔＞黏土礦物晶間孔。

圖7 胡98井長(zhǎng)7孔喉連通體積圖

(2)三種存儲(chǔ)空間類型對(duì)儲(chǔ)層貢獻(xiàn)討論

通過(guò)大量新安邊油田長(zhǎng)72頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔喉類型統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)以長(zhǎng)石溶孔為主，占總孔隙的49.27%，粒間孔次之，占總孔隙的35.12%，巖屑溶孔和粒間溶孔較少，分別占總孔隙的6.83%和0.49%（圖8），僅見(jiàn)少量晶間孔、微裂縫，總面孔率為2.05%（表1）。

表1 新安邊油田安83區(qū)塊長(zhǎng)72頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔隙類型鏡下觀察統(tǒng)計(jì)表

圖8 新安邊油田長(zhǎng)72儲(chǔ)層孔隙組合類型圖

4.結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7頁(yè)巖油存儲(chǔ)空間類型劃分為殘余粒間孔、粒內(nèi)溶蝕孔、粘土礦物晶間孔三種存儲(chǔ)空間類型。

（2）對(duì)不同類型儲(chǔ)集空間占比、孔喉分布區(qū)間和連通關(guān)系及成因機(jī)制進(jìn)行分析，認(rèn)為粒內(nèi)溶孔是主要的存儲(chǔ)空間，殘余粒間孔占比較少。

（3）大量的環(huán)邊狀綠泥石膜起到了滲流屏障作用，孔喉連通性差，水介質(zhì)補(bǔ)充能量難以達(dá)到理想效果。這一認(rèn)識(shí)對(duì)今后鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7頁(yè)巖油10億噸儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)有效動(dòng)用和規(guī)模開(kāi)發(fā)，優(yōu)選開(kāi)采方式具有一定的指導(dǎo)意義。