鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长6储层成岩相及微观孔隙结构

发布时间：2020-03-28所属分类：工程师职称论文浏览：1218次

摘 要： 摘要：鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长6储层物性差、非均质性强。利用铸体薄片、扫描电镜、x衍射、物性、高压压汞等分析测试手段，深入分析了超低渗储层成岩作用、成岩相及其微观孔隙结构特征。结果表明：发育的优势储集成岩相主要有水云母胶结一残余粒问孔+长

　　摘要：鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长6储层物性差、非均质性强。利用铸体薄片、扫描电镜、x衍射、物性、高压压汞等分析测试手段，深入分析了超低渗储层成岩作用、成岩相及其微观孔隙结构特征。结果表明：发育的优势储集成岩相主要有水云母胶结一残余粒问孔+长石溶蚀相、长石溶蚀+水云母胶结一残余粒间孔相、长石溶蚀+绿泥石膜胶结一残余粒问孔相等。不同类型成岩相的微观孔隙结构特征不同，孔喉比和配位数与最大进汞饱和度和退汞效率有很好的对应关系，即孔喉比越小，配位数越大，则最大进汞饱和度和退汞效率越大，如水云母胶结一残余粒问孔+长石溶孔相;反之，孔喉比越大，配位数越小，最大进汞饱和度和退汞效率越小，如长石溶孔+绿泥石膜胶结一残余粒间TLN。

　　关键词：华庆地区;延长组;长6储层;成岩相;微观孔隙结构;鄂尔多斯盆地

　　0引言

　　储层非均质性对油藏开采至关重要，除沉积非均质性外，成岩非均质性对提高采收率亦有重大影响¨。成岩相是成岩环境的物质表现，强调的是岩石目前可观测的成岩面貌特征，也就是储集体岩石的次生成岩特征，包括胶结物成分与类型、压实和溶蚀组构、孔隙类型及其组合类型等¨J。虽然目前关于成岩相研究缺乏一套完整的概念体系和理论，在划分和命名方式上也没有统一规范，但其相关探讨研究和应用很多¨J，已成为储层研究热点问题之一。

　　近年来，鄂尔多斯盆地华庆地区长6段勘探开发进展较快，是开发建产的重点目标区。但储层物性差、非均质性强，严重制约了勘探开发进程J。本文利用铸体薄片、扫描电镜、x衍射、物性、高压压汞等分析测试手段，对超低渗储层成岩作用和成岩相进行研究，并进一步分析不同成岩相微观孔隙结构特征，揭示了影响华庆地区长6段储层微观非均质性的内在因素，对储层预测和高效开发低渗透储层具有重要意义。

　　l地质背景

　　华庆地区位于甘肃省华池县和陕西省吴起县境内，鄂尔多斯盆地的中部。经前人研究，华庆地区上三叠统延长组长6沉积期主要存在东北、西南两大物源区，华池县附近为混合物源区，由多期砂质碎屑流水道沉积形成连续叠置的厚层砂体。储层具有砂体厚度大，且顺砂体方向连续性好、物性差、含油饱和度高等特点。

　　2储层基本特征

　　对600多块铸体薄片和200多块扫描电镜资料进行统计，结果显示：华庆地区长6储层岩性主要为灰黑色、灰色、灰白色极细一细粒长石砂岩，岩屑长石砂岩，长石岩屑砂岩。碎屑成分以长石、石英为主，长石含量最高，平均含量为32.79%;石英含量次之，平均含量为31.51%，岩屑类型主要为变质岩岩屑;填隙物体积分数为14.04%，主要为粘土矿物和碳酸盐胶结物，另有少量长石质胶结物，其中水云母含量最高(7.45%)，其次为铁方解石(2.14%)、绿泥石薄膜(1.64%)、铁白云石(1.39%)、硅质(0.99%)、方解石(0.30%)、长石质(0.12%)、白云石(0.02%)等;主要粒径在0.10～0.50mnl之间;颗粒分选好一中等;磨圆度以次棱角状为主;胶结类型以孔隙胶结为主，其次为加大一孔隙和薄膜一孔隙式胶结;华庆地区长6储层砂岩孔隙度主要介于8%～12%之间，渗透率主要介于0.1X10一～0.5×10m之间，属于典型的低孔、特低渗一低渗透储层。

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　　3主要成岩作用及特征

　　据铸体薄片和扫描电镜镜下鉴定结果表明，研究区经历的成岩作用有压实(溶)作用、胶结作用、溶解作用、交代作用等。据其对储层孔隙演化和物性变化的影响不同，可分为建设性成岩作用和破坏性成岩作用两大类J。

　　3.1压实(溶)作用

　　华庆地区长6储层砂岩压实(溶)作用主要表现为：(1)碎屑颗粒重新排列，颗粒之间的接触关系依次由点接触变为线、凹凸、缝合接触;(2)颗粒定向排列。常见片状矿物云母、板状矿物长石以及粒状矿物石英定向一半定向排列;(3)塑性颗粒的塑性变形，例如黑云母等发生弯曲、变形，甚至形成假杂基(图1(A));(4)刚性颗粒被压碎或压裂。一般而言，石英颗粒抗压实能力最强，长石次之，镜下可观察到石英粒内微裂缝;(5)压溶作用发生在颗粒与颗粒接触的部位，石英压溶为次生加大提供了物质基础。在沉积岩形成过程中，压实作用降低了孔隙体积。经计算，本区岩石压实率平均可达60.6%以上，压实强度较强。

　　3.2胶结作用

　　3.2.1绿泥石膜胶结

　　绿泥石一般形成于富铁的弱碱性环境中(图1(B))。曾伟等l996年、黄思静等2004年认为绿泥石膜大量形成所需的Fe离子主要来源于火山岩蚀变和黑云母水解。在沉积岩形成后不久，叶片状的绿泥石沿碎屑颗粒边缘垂直生长，最终包裹整个碎屑颗粒形成绿泥石薄膜。一般认为，薄膜状绿泥石一方面阻碍了颗粒与孔隙水接触，减少了长英质次生加大;另一方面，抵抗了压实作用的进行，因此早期形成的绿泥石薄膜对原生粒间孔隙有保护作用。总体来说，绿泥石胶结物的形成，降低了孔隙体积。另外，绿泥石中的铁具有从原油中吸附表面活性物质的能力，故本区滤了油膜的绿泥石薄膜一般呈黑色…j。

　　3.2.2水云母胶结

　　水云母形成于富K的碱性孔隙介质中。本区水云母主要由蒙脱石转化而来，多呈毛发状、卷曲片状、搭桥状赋存于粒间孔中(图1(C))，常常分割孔隙和喉道，导致有效的大孑L隙或大喉道变成无效的微孑L或堵塞喉道，大大降低了储层的渗流能力。此外，可以通过研究水云母结晶度，了解成岩作用阶段。

　　3.2.3硅质胶结

　　硅质胶结作用在研究区砂岩中普遍发育，它一般形成于酸性环境中，当孔隙水中的硅离子浓度超过饱和值，则发生硅质沉淀。在早成岩阶段少见，普遍发育于早成岩作用的晚期和中成岩阶段。延长组自生硅质以石英加大边为主，部分沿孑L隙壁呈自形微晶状或呈孑L隙充填状(图1(D))。石英次生加大和自形微晶形成导致孔隙的充填程度变高、孔隙度降低、喉道半径变小、渗流能力变差。

　　3.2.4碳酸盐胶结

　　碳酸盐充填孔隙是形成致密储层的重要原因之一，其形成往往不止一期。成岩作用中、晚期，碎屑岩储层中大量赋存的火山岩岩屑、变质岩岩屑等暗色矿物在转化成粘土矿物的过程中，析出较多Fe和Mg¨，这些金属阳离子进入孔隙介质中，很容易结合到早期形成的方解石或白云石胶结物晶格中，从而形成含铁的碳酸盐胶结物，即铁方解石和铁白云石(图1(E))。充填于孔隙中的铁方解石或铁白云石会使孔隙体积大大降低，严重破坏了储层储渗性能。

　　3.3交代作用

　　这是一种溶解和沉淀同时进行的成岩作用，交代的结果往往造成原岩的成分和结构局部或全部发生变化。本区主要的交代作用有铁白云石交代方解石、铁方解石交代长石等。

　　3.4溶解作用

　　溶解作用贯穿于成岩作用的整个过程。在酸性介质中主要为碳酸盐、长石溶解;在碱性环境中主要为硅质溶解。长石沿着解理缝溶蚀(图1(F))，岩屑沿着裂缝和易溶物的方向溶蚀。研究区主要以长石溶蚀为主，相应产生了较多的次生孔隙，对改善储层物性十分有利，与残余粒间孔共同组成本区石油赋存的主要空间。

　　本区目的层R值在0.65%～1.0%之间，平均为0.86%;S/(I/S)≤15%;石英达到Ⅲ级次生加大;碳酸盐胶结物主要为铁方解石和铁白云石;最大古地温在100～120℃之间;颗粒之间呈点状、线状和镶嵌状接触;孔隙类型以残余粒问孔、长石溶孔为主，也可见岩屑溶孔、晶问孔、微裂缝等。综上所述，可判断成岩阶段处于中成岩A期的晚期一中成岩B期的早期。

　　4成岩相分析

　　成岩相组合类型控制了储层孔渗性能和微观孔隙结构特征，因此，成岩相划分有助于储层区域评价和预测。通过观察大量铸体薄片和扫描电镜微观成岩特征，按孔隙类型少前多后的原则，并采用胶结物类型+孔隙类型的复合命名方式，将华庆地区长6储层划分为6种成岩相(表1，图2)。

　　4.1水云母胶结一残余粒间孔+长石溶蚀相

　　该成岩相分布在西部的东北物源区，为水下分流河道、主水道砂质碎屑流微相。在水云母胶结粒间孔发育的基础上，发生了强烈的长石溶蚀(图1(G))。典型特征为水云母含量高，达9.30%;长石溶孔含量高，为1.12%;溶蚀量最大，为1.21%。该类成岩相中不仅保存了原生粒间孔隙，还有长石溶蚀所产生的大量次生溶孔，且长石溶孔为最主要的孔隙类型，大大改善了储层物性，增强了渗流特性。平均孑L隙度为11.27%，平均渗透率为0.29x10～m，为研究区优势的成岩相类型之一，也是油气富集的最主要地区之一。该类成岩相虽然在油田开发初期产液量不高，但后期含水率稳定且稳产时间长。

　　4.2长石溶蚀+水云母胶结一残余粒间孔相

　　该类成岩相分布于研究区中部，属东北物源区，主要为主水道砂质碎屑流微相。典型特征为水云母含量高，达7.73%，残余粒间孔含量较高，达1.45%。水云母等其他粘土矿物以及石英次生加大边的存在在一定程度上阻碍了压实作用的进行，原生粒间孔得以保留，加上后期溶蚀作用产生的长石溶孔，进一步改善了储层物性，因此该成岩相带孔渗性能较好(图1(H))，仅次于长石溶蚀+绿泥石膜胶结一残余粒间孔相。该类成岩相在油田开发初期产液量较高，后期稳产时间较长。

　　4.3长石溶蚀+绿泥石膜胶结一残余粒间孔相

　　该成岩相在研究区较发育，主要分布在东北物源区，为水下分流河道和主水道砂质碎屑流微相，水动力环境强。典型特征为绿泥石膜含量最高，可达5.50%;且残余粒间孔含量也最高，达2.29%。该类成岩相包含两种有利成岩作用，绿泥石膜在一定程度上阻碍了压实作用和胶结作用，使大量原生粒间孔保留下来，加上后期溶蚀作用产生的长石溶孔(图1(I))，该成岩相物性最好，平均孔隙度为10.88%，平均渗透率为0.34×10I,zm。油田开发初期高产井位于此相带，但后期含水率上升快。

　　4.4水云母胶结+长石溶蚀相

　　该类成岩相主要发育在研究区南西部和东部，主要为主水道砂质碎屑流和砂质碎屑流微相，兼有东北物源和西南物源，典型特征为水云母含量高(图1(J))，达9.53%，长石溶孔含量高，达1.01%，溶蚀量较高，为1.12%。该成岩相储层性能较差，平均孔隙度为10.4%，平均渗透率为0.28×10～m，属于低产区。

　　4.5水云母胶结

　　相该成岩相在研究区西部最发育，主要为水道间漫溢微相，兼有东北物源和西南物源，最大的特点是以自生的水云母充填孔隙(图1(K))为主，水云母含量高，可达11.23%，有效孔隙少，在孔隙度降低的同时，渗透率下降的速度更快，该类成岩相在研究区物性最差，平均孑L隙度为9.98%，平均渗透率为0.13×10Ixm，基本属于无效储层。

　　4.6碳酸盐胶结相

　　碳酸盐胶结在研究区各沉积微相中均有出现，碳酸盐胶结相在研究区东南部最发育。压实强度弱，并保留了较多残余粒间孔，但这些孔隙均被碳酸盐充填，呈孑L隙式或连晶式分布(图1(L))。据统计，碳酸盐含量平均达4.24%。由于大部分孔隙丧失殆尽，后期酸性流体无法注入，溶蚀作用也不发育，为研究区物性最差的成岩相之一，基本属于无效储层。

　　4.7成岩演化孔隙评价

　　各成岩相在压实作用及胶结作用下损失的孔隙度以及溶蚀作用产生的孔隙度见表2，压实作用损失孔隙度相对较高的为水云母胶结一残余粒问孔+长石溶蚀相、水云母胶结+长石溶蚀相、水云母胶结相以及碳酸盐胶结相，长石溶蚀+绿泥石膜胶结一残余粒问孔相以及长石溶蚀+水云母胶结一残余粒间孑L相的压实作用较弱且剩余粒问孔隙度最大，表明绿泥石膜的存在保留了部分原生粒间孔;胶结作用损失孔隙度最高的为水云母胶结一残余粒间孑L+长石溶蚀相、长石溶蚀+水云母胶结一残余粒间孔相、水云母胶结相和碳酸盐胶结相，主要原因为水云母和碳酸盐充填了孔隙，从而导致损失孔隙度较高;溶蚀作用产生孔隙度最高的为水云母胶结-残余粒间孔+长石溶蚀相和水云母胶结+长石溶蚀相，主要表现为长石溶蚀。整个孔隙演化表现为：压实损失的孔隙度远大于胶结作用损失的孔隙度(图3和表2)，溶蚀作用形成的次生溶孔改善了物性。

　　5主要储集成岩相的微观孔隙结构特征

　　不同成岩相孔隙结构参数差异性反映各成岩相微观孔隙结构内部的非均质性程度“-10.7。对35块高压压汞数据进行统计分析，结果见表3和图4。下面重点讨论三类成岩相的微观孔隙结构：水云母胶结-残余粒间孔+长石溶孔相、长石溶孔+绿泥石膜胶结-残余粒间孔相和长石溶孔+

　　水云母胶结-残余粒间孔相。

　　排驱压力和中值压力最高的是水云母胶结一残余粒间孔+长石溶孔相;其次是长石溶孔+水云母胶结-残余粒间孔相;长石溶孔+绿泥石膜胶结一残余粒间孔相排驱压力和中值压力最低，表明该类成岩相排驱过程中汞容易进入。最大孔喉半径和中值半径最小的是水云母胶结一残余粒间孔+长石溶孔相;其次是长石溶孔+水云母胶结-残余粒间孔相;长石溶孔+绿泥石膜胶结-残余粒间孔相最大孔喉半径和中值半径最大。

　　分选系数最小和最大进汞饱和度最大的是水云母胶结-残余粒间孔+长石溶孔相;其次是长石溶孔+水云母胶结-残余粒间孔相;长石溶孔+绿泥石膜胶结-残余粒间孔相分选系数最大和最大进汞饱和度最小，表明该类成岩相大孔喉和小孑L喉均存在且孔喉分布不均，部分大孔隙受小喉道所控制，因此进汞饱和度最低。

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