鄂爾多斯合水地區長6—8成巖作用類型及成巖相劃分

唐文斌++雷濤++姬廣建

摘 要：通過薄片鑒定、掃描電鏡等資料的分析，明確了合水地區經歷的成巖作用類型有壓實、膠結、交代和溶解作用等。根據不同類型的成巖作用對儲集層性能影響的不同，劃分出了5種成巖相帶，其中3種是優質儲層的成巖相帶，其余2種是致密儲層成巖相。

關鍵詞：鄂爾多斯 合水 長6-8 成巖作用 成巖相

中圖分類號：TE122.21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（a）-0048-01

鄂爾多斯盆地是我國西部地區最重要的三大含油氣盆地之一，合水地區位于盆地西南部的隴東地區，三疊系延長組長6～長8段是研究區的西峰、白豹油田的主力產油層[1]。研究區長6～8段在沉積物經過分化、搬運、堆積之后經歷了復雜的成巖作用，在各個成巖階段對砂巖的孔隙類型和孔隙結構產生了重要影響。開展成巖作用及成巖相帶的研究，有利于下一步儲層的預測和評價[2]。

1 成巖作用特征

本次研究通過顯微鏡下鑄體薄片鑒定，對鄂爾多斯盆地合水地區延長組儲層砂巖的成巖作用類型及其表現進行了系統研究。其主要特征如下。

1.1 壓實作用

壓實作用是指在承受上覆地層或水層的重力、或構造應力使孔隙體積縮小的過程。研究區延長組的砂巖主要的支撐類型是顆粒支撐，顆粒間以點-線接觸為主，部分以凹凸狀接觸；塑性顆粒的塑性變形、扭曲（如：鏡下云母片呈現波狀消光）以及假雜基化現象明顯；這些現象表明，本區長6、長7、長8油層組的砂巖普遍經過了比較強烈的機械壓實作用。

1.2 膠結作用

膠結作用在不同時期的成巖環境中，由于物理化學性質的不同，會形成不同世代的膠結物。本次主要對重點層位長6、長7、長8的樣品做了分析研究，結果發現，研究區延長組中膠結作用主要包括粘土礦物膠結（如自生高嶺石和綠泥石薄膜膠結）、碳酸鹽膠結（如方解石、白云石、鐵方解石、鐵白云石膠結）和硅質膠結（如石英自生加大）。

1.3 交代作用

交代作用是指在特定的理化環境下，一種礦物代替另一種礦物的現象。石英在高PH值的堿性環境中，會發生溶解作用，在薄片中可見到由于方解石或鐵白云石的交代使石英顆粒的邊緣呈港灣狀，或變成極不規則的鋸齒狀邊緣。其他還見到長石和石英的絹云母化現象和粘土礦物交代石英現象。

1.4 溶解作用

晚期成巖階段是鄂爾多斯盆地烴類形成和聚集的主要時期，烴源巖中有機質排烴使成巖介質條件變為弱酸性環境，排烴過程中產生的碳酸、有機酸性溶液進入儲層對易溶礦物進行溶蝕，形成次生孔隙。除此以外，粘土礦物脫水，淋濾或者礦化度的變化促使了溶蝕作用的進行。在地下埋藏較深處的溶蝕作用可能還與不穩定粘土礦物高嶺石向較穩定的伊利石或綠泥石轉化有關。根據顯微鏡下鑄體薄片的觀察，研究區延長組砂巖儲層中均發育了不同程度而廣泛的溶蝕作用。

本次研究表明，該區延長組長6-8油層組砂巖儲層中溶蝕作用發育，主要表現為：骨架顆粒間的粒間溶孔、石英邊緣溶蝕、云母沿層理溶蝕、石英、巖屑的粒內溶孔。

2 成巖相帶劃分

合水地區砂巖的孔隙發育主要受制于膠結物成分及溶蝕作用的影響，綜合上述成巖作用特點并結合研究區鑄體薄片觀察研究，在合水地區可以劃分出五種成巖相帶：（1）自生高嶺石膠結+溶蝕相；（2）石英加大和高嶺石膠結+弱溶蝕相；（3）粘土薄膜和石英弱加大膠結+溶蝕相；（4）機械壓實致密相；（5）鈣質膠結交代致密相。特征如下。

（1）自生高嶺石膠結+溶蝕相：在砂巖中充填于粒內溶孔或者粒間孔隙中發育晶型較好的自生高嶺石集合體，一般與不穩定礦物（延長組以長石碎屑以及火山碎屑為主）的溶蝕作用相伴生。溶蝕作用產生的次生孔隙、晶間微孔發育。研究區延長組發現大量由于壓實作用形成的微裂隙，儲集層的滲透能力變強，儲集層物性變好。

（2）石英加大和高嶺石膠結+弱溶蝕相：該巖相帶主要見于成分成熟度不高的砂巖類型中，溶蝕作用相對發育，儲層性能較好。根據基本化學反應原理，巖屑長石砂巖和長石巖屑砂巖中長石、巖屑顆粒的壓溶作用以及粘土礦物的相互轉化生成大量SiO2，為石英次生加大提供物質基礎，主要充填于粒間孔隙中，導致粒間孔隙空間顯著降低，在這些殘余孔隙中，被后起形成自生高嶺石充填，少量高嶺石晶間縫和弱溶蝕形成的溶蝕縫相連接，成為較有利的成巖相類型。

（3）粘土薄膜和石英弱加大膠結+溶蝕相：該成巖相帶主要集中于巖屑長石砂巖中，是優質儲層發育的有利巖相帶。一方面由于長石是剛性顆粒，抗壓實能力較強，碎屑顆粒表面在早成巖階段滲濾蒙脫石形成綠泥石薄膜均對壓實作用有一定的緩解作用，薄膜也可以抑制石英次生加大，可以使原生孔隙得到很好的保護。另外一方面，在排烴高峰期產生的碳酸和有機酸，對長石、巖屑溶蝕產生次生孔隙，因此，有成為優質儲層的潛力。

（4）機械壓實致密相：出現在研究區少量的長石巖屑砂巖中，是致密儲集層巖相。由于巖屑中含較多塑形顆粒，抗壓能力很弱，在壓實過程中變形、破裂，顆粒接觸以線甚至凹凸接觸為主，研究區見黑云母等礦物在壓實作用過程中以假雜基充填與孔隙中，原生孔隙破壞嚴重。此外，在掃描電鏡下發現伊利石粘土礦物以搭橋式充填于粒間孔隙；還發現火山灰碎屑轉化形成纖維狀的水云母，水云母不穩定可進一步向絹云母轉化，儲集層致密化，此類砂巖儲層幾乎已經喪失了儲集性能。

（5）鈣質膠結交代致密相：主要出現在研究區少量長石巖屑砂巖中，是致密儲集層巖相。研究區鈣質膠結主要是方解石（CaCO3）和白云石[CaMg（CO3）2]膠結。早成巖階段的鈣質膠結，有一定的抗壓實能力，但是主要的碳酸鹽鈣質膠結一般出現在成巖晚期，充填于粒間孔隙中，對原生孔隙破壞性極大，如果在橫向上形成鈣質碳酸a鹽膠結致密層，可以作為局部巖性圈閉的蓋層。所以，鈣質膠結交代致密相的儲集層物性極差，是致密儲集巖相。

3 結論

（1）合水地區長6～長8油層組經歷了復雜的成巖作用類型，其中早期的壓實作用和膠結作用，對儲集層起破壞性作用，而溶解作用因為溶蝕而產生次生孔隙，是建設性成巖作用。

（2）劃分出來的5種成巖相，自生高嶺石膠結+溶蝕相、粘土薄膜和石英弱加大膠結+溶蝕相的儲集性能好，與合水地區有利儲層有明顯的對應關系。

參考文獻

[1] 王金鵬，彭仕宓，趙艷杰，等.鄂爾多斯盆地合水地區長6-8段儲層成巖作用及孔隙演化[J].石油天然氣學報（江漢石油學院學報），2008，30（2）：170-174.

[2] 李渭，白薷，李文厚.鄂爾多斯盆地合水地區長6儲成巖作用與有利成巖相帶[J].地質科技情報，2012，31（4）：22-28.

[3] 竇偉坦，田景春，王峰，等.鄂爾多斯盆地長6油層組儲集砂巖成巖作用及其對儲層性質的影響[J].成都理工大學學報（自然科學版），2009，36（2）：153-158.endprint