不同巖性的成巖演化對致密砂巖儲層儲集性能的影響——以鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8段天然氣儲層為例

01-002-008)

·地球科學·

不同巖性的成巖演化對致密砂巖儲層儲集性能的影響——以鄂爾多斯盆地東部上古生界盒8段天然氣儲層為例

李杪1,羅靜蘭1，趙會濤2,王少飛2,付曉燕2,康銳2

(1.西北大學 地質學系/大陸動力學國家重點實驗室，陜西 西安710069;2.中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司 勘探開發研究院，陜西 西安710021)

摘要：通過各類薄片顯微鏡下的定量統計與研究,利用圖像孔喉、毛細管壓力、掃描電鏡、陰極發光、熒光分析等分析測試手段,對鄂爾多斯盆地東部盒8段致密砂巖的類型、巖石學特征、成巖作用、成巖-烴類充注演化歷史及孔隙結構特征進行深入研究,分析各砂巖的成巖演化過程及其對砂巖孔隙結構與儲集性能的影響。研究表明,盒8段不同砂巖類型的巖石學特征、孔隙發育狀況及其成巖演化過程存在一定的差異。石英砂巖與巖屑石英砂巖經歷了3期明顯的烴類充注過程和多期復雜的成巖作用,應是邊充注邊致密,二者各類孔隙均較發育,含氣性和儲集性能均較好。高塑性巖屑砂巖與鈣質膠結砂巖的成巖-烴類充注演化過程相對簡單,前者經歷早成巖階段壓實作用后部分成為致密儲層,含氣性和儲集性能較差;后者在中成巖階段A期后成為致密儲層,各類孔隙均不發育,基本為非儲層。該研究成果對深入理解砂巖類型，巖石學組分的成巖-烴類充注演化過程及其對儲層儲集性能的影響,預測有利儲集地帶均具有重要意義。

關鍵詞：巖石學特征；砂巖類型；成巖演化；孔隙結構；儲集性能；盒8段致密砂巖；鄂爾多斯盆地

基金項目：國家自然科學基金資助項目(41272138);國家重大科技基金資助項目(2011ZX05008-004-61,2011ZX050

作者簡介：李杪,女,黑龍江密山人,西北大學博士生,從事沉積學和石油地質學研究。

通訊作者：羅靜蘭,女,甘肅榆中人,西北大學教授,從事儲層沉積學與成巖作用研究。

中圖分類號：P619.130；TE122.2

Impact of the diagenetic evolution of different lithology on tight

sandstone reservoir performance:A case study from He 8

natural gas reservoir of the upper paleozoic in Eastern Ordos Basin

LI Miao1, LUO Jing-lan1, ZHAO Hui-tao2, WANG Shao-fei2,

FU Xiao-yan2, KANG Rui2

(1.Department of Geology/State Key Laboratory of Continental Dynamics, Northwest University, Xi′an 710069, China;

2.Research Institute of Exploration and Development, Changqing Oil Field, PetroChina, Xi′an 710021， China)

Abstract:Sandstone types, petrologic characteristics, diagenesis and diagenetic-hydrocarbon filling evolution, and pore structures of the He 8 tight sandstone reservoir from the Eastern Ordos Basin were carried out thoroughly, the impact of the diagenetic evolution process of different sandstone types on pore structures and reservoir quality was analyzed, based upon the quantitative statistics and research of all kinds of thin sections under microscope, the measurement of porosity and permeability, capillary pressure, pore and pore throat image and scanning electron microscope, cathodoluminescence and fluorescence identification. The result shows that different sandstone types are of differentiation in petrology, pore development and diagenetic evolution process. Quartzarenite and sublitharenite experienced three obvious hydrocarbon filling stages and relatively more complex multi-diagenetic processes, speculating they are filling while densing.With developed pores, quartzarenite and sublitharenite both are good gas reservoir in the area. Diagenetic-hydrocarbon evolution of litharenite with high content of plastic fragments and calcareous cemented sandstones are relatively simple. After compaction of early diagenetic stage, parts of the former have become dense reservoir, with undeveloped pore system and poor reservoir performance. While, after middle diagenetic stage, the latter is overall non-reservoir for natural gas, due to undevelopment pores. The result is important in deep understanding sandstone types, evolution process of diagenetic-hydrocarbon filling of petrological component and its effect on reservoir properties, and may predict favorable reservoir zone in the study area.

Key words: petrological characteristics; sandstone types; diagenetic evolution; pore structure; reservoir performance; tight sandstone of the He 8 Group; Ordos Basin

鄂爾多斯盆地東部上古生界致密砂巖含氣儲層具有多層系含氣、分布復雜、整體顯示低孔、低滲、儲層非均質性強和部分層段氣層產量低的特點[1]。前人研究認為,巖性和巖相與砂體展布特征、成巖-烴類充注過程、孔隙演化過程、埋藏-沉降過程是影響其形成致密砂巖相對較好儲層的關鍵因素[2-10],且這些影響因素之間并不是孤立的,存在一定的相關性。

成巖作用對砂巖埋藏演化過程的孔隙度和滲透率的產生、破壞以及改造起著關鍵作用;而沉積物本身的內在特征(碎屑組分和結構)在一定程度上制約著成巖作用的發生和發展,從而引導出不同的成巖作用路徑及成巖演化序列，進而影響孔隙的演化進程[11-18],后者直接導致致密砂巖物性的不同,并由此影響產能與開發效果[7,16]。前人研究認為，壓實作用為破壞性成巖作用,降低了儲集層的物性,而膠結作用對儲層物性的影響具雙重性,溶蝕作用則被認定為加強性成巖作用[2-18]。但是，前人的成巖作用研究是把儲層砂巖作為一個整體進行研究的，較少考慮到砂巖類型及其礦物成分等砂巖原始特征對成巖演化路徑及成巖產物、孔隙結構特征的控制,從而掩蓋了儲層儲集性能成巖演化的部分成因信息。

本研究通過大量常規薄片、鑄體薄片、熒光薄片的顯微鏡下鑒定與定量統計，并利用圖像孔喉分析、毛細管壓力、電鏡掃描、陰極發光、熒光分析等多種分析測試手段,研究了鄂爾多斯盆地東部主力含氣層盒8段致密砂巖儲層的巖石學特征和孔隙結構特征,分析了不同砂巖類型的成巖演化路徑、成巖產物及其分布特征、孔隙結構變化及其對砂巖儲層儲集性能的影響，并建立了與烴類充注史相應的致密砂巖儲層的成巖演化歷史。該研究對探討不同砂巖類型的成巖演化過程與烴類充注之間的關系及其對儲層儲集性能的影響具有重要的意義,可為研究區天然氣的勘探指明方向。

1砂巖類型及基本特征

研究區位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東北部,東起橫山,西至柳林,南抵子長—清澗,北至府谷。研究對象為上古生界二疊系下石盒子組盒8段,為盆地內主要產氣層之一,其沉積環境以緩坡型辮狀河和低彎度曲流河為主,儲集砂體類型主要為高能水道心灘和疊置邊灘砂體[19]。根據野外鉆井巖心觀察描述及室內322個砂巖薄片的定量統計結果,按巖石學組分及其儲層特征,研究區盒8段砂巖可分為石英砂巖、巖屑石英砂巖、高塑性巖屑砂巖、鈣質膠結砂巖4類。其中，高塑性巖屑砂巖是指其中的巖屑鏡下百分含量≥20%,塑性巖屑(包括云母類,泥巖類等沉積巖巖屑，板巖千枚巖等變質巖巖屑，安山巖、粗面巖、安山巖、玄武巖等火山巖巖屑，以及綠泥石碎屑等)鏡下百分含量≥15%的砂巖。鈣質膠結砂巖指碳酸鹽膠結物的鏡下百分含量>15%的砂巖。盒8 段砂巖以巖屑石英砂巖為主,其次是石英砂巖和高塑性巖屑砂巖,少量鈣質膠結砂巖(見圖1A)。

圖1　盒8段各砂巖類型巖石學組分與孔隙含量對比直方圖 Fig.1　Histogram of petrologic components and pores for different sandstone type from the He 8 Group

1.1砂巖的巖石學特征

研究區盒8段不同砂巖類型儲層的骨架礦物成分,特別是巖屑的面積百分含量存在較大的差異(見圖1B):石英的面積百分含量在石英砂巖、巖屑石英砂巖、高塑性巖屑砂巖和鈣質膠結砂巖依次降低,長石含量幾乎無差異。巖屑含量以石英砂巖最低(塑性巖屑占2.2%),以高塑性巖屑砂巖最高(塑性巖屑占17.9%)。巖屑石英砂巖和鈣質膠結砂巖中巖屑的面積百分含量介于石英砂巖和高塑性巖屑砂巖之間(塑性巖屑各占7.2%，5.1%)。

膠結物成分及其含量也存在一定差異(見圖1C): 石英砂巖的膠結物(15.4%)主要為硅質與高嶺石, 其次是伊利石、 蒙脫石、 伊/蒙混層黏土礦物, 少量碳酸鹽與綠泥石(見圖1C); 巖屑石英砂巖的膠結物(13.3%)主要為伊利石、 蒙脫石、 伊/蒙混層, 其次硅質與高嶺石, 少量碳酸鹽及凝灰質填隙物與綠泥石(見圖1C); 高塑性巖屑砂巖膠結物(10.1%)主要為伊利石、 蒙脫石、伊/蒙混層,少量高嶺石、硅質與碳酸鹽與綠泥石(見圖1C);鈣質膠結砂巖膠結物(25.1%)主要為碳酸鹽,少量伊利石、蒙脫石、伊/蒙混層,其他膠結物很少(見圖1C)。

總體上講，石英砂巖主要為硅質和高嶺石膠結;巖屑石英砂巖以伊利石和硅質含量較高為特征;高塑性巖屑砂巖中伊利石、蒙脫石和伊/蒙混層黏土礦物含量較高;鈣質膠結砂巖則以高碳酸鹽類膠結物含量為特征。

1.2砂巖的孔隙發育與組合特征

研究區盒8段4類砂巖儲層的孔隙類型包括原生粒間孔隙、次生溶孔、高嶺石晶間微孔隙和微裂隙4種。石英砂巖的面孔率最高,各類孔隙最發育,以次生溶孔為主,其次是原生粒間孔和晶間微孔(見圖1D);巖屑石英砂巖的面孔率居中,以次生溶孔為主,其次是晶間微孔和原生粒間孔(見圖1D);高塑性巖屑砂巖的面孔率略低,以次生溶孔為主,其次是微裂縫(見圖1D);鈣質膠結砂巖的各類孔隙均不發育,面孔率幾乎為零(見圖1D)。石英砂巖和巖屑石英砂巖主要發育溶孔+晶間微孔+原生粒間孔組合，原生粒間孔+溶孔組合，溶孔+晶間微孔+微裂縫組合及溶孔+晶間微孔組合;高塑性巖屑砂巖主要發育晶間微孔+少量溶孔組合和晶間微孔+少量微溶孔組合。

前人研究認為,盒8段不同砂巖類型膠結物成分和儲層物性的差異性主要是受源區母巖性質所控制[16]。

2砂巖的成巖演化序列

利用常規、鑄體與熒光薄片進行顯微鏡下觀察，結合掃描電鏡、陰極發光等研究手段對研究區盒8段各砂巖類型的成巖作用過程及其成巖演化序列進行研究，結果表明,各砂巖成巖作用類型與成巖演化過程存在一定差別。本研究在此基礎上分別建立了各砂巖的成巖演化序列。

2.1石英砂巖的成巖演化序列

顯微鏡下成巖作用-烴類充注演化序列分析結果顯示,盒8段石英砂巖的成巖作用過程較復雜,形成的膠結物(平均15.4%)類型較豐富(見圖1C)。石英砂巖經歷了2期溶蝕作用，3期烴類充注與多期復雜的成巖作用過程(見圖2A，2B，2C)。石英砂巖的成巖演化序列可總結為:綠泥石膜Ⅰ→壓實作用→烴類充注Ⅰ→石英加大Ⅰ→綠泥石膜Ⅱ→石英加大Ⅱ→高嶺石Ⅰ→伊/蒙混層轉化→溶蝕Ⅰ→高嶺石Ⅱ→微晶硅質→伊利石→烴類充注Ⅱ→構造作用→方解石→溶蝕Ⅱ→烴類充注Ⅲ(見圖3)。

2.2巖屑石英砂巖的成巖演化序列

巖屑石英砂巖的成巖演化過程與石英砂巖基本類似,其成巖作用過程較復雜,膠結物(平均13.3%)類型也較豐富(見圖1C)。巖屑石英砂巖經歷了2期溶蝕作用，3期烴類充注與多期復雜的成巖作用過程(見圖2D，2E)。巖屑石英砂巖的成巖演化序列可總結為：綠泥石膜Ⅰ→壓實作用→烴類充注Ⅰ→石英加大Ⅰ→綠泥石膜Ⅱ→石英加大Ⅱ→高嶺石Ⅰ→ 溶蝕Ⅰ→微晶硅質→伊利石→烴類充注Ⅱ→構造作用→方解石→溶蝕Ⅱ→烴類充注Ⅲ(見圖3)。

A 綠泥石膜Ⅰ→烴類充注Ⅰ→石英加大Ⅰ→綠泥石膜Ⅱ→石英加大Ⅱ→高嶺石Ⅰ→烴類充注Ⅱ， 石英砂巖，榆14，2 118.42～2 118.47 m；B 高嶺石Ⅰ→伊/蒙混層轉化→溶蝕Ⅰ→高嶺石Ⅱ，石英砂巖，榆99，2 420.81～2 421.27 m；C 烴類充注Ⅰ→石英加大→烴類充注Ⅱ→烴類充注Ⅲ(烴類Ⅰ形成于次生加大之前；烴類Ⅱ分布于粒間縫隙；烴類Ⅲ分布于粒間和粒內溶孔及高嶺石晶間溶孔中)，石英砂巖，府2井，1 857.79 m；D 綠泥石膜→烴類充注Ⅰ→高嶺石→方解石→溶蝕→烴類充注Ⅱ，巖屑石英砂巖，召73井，2 845.36 m；E 烴類Ⅰ形成于次生加大之前，烴類Ⅱ分布于粒間溶孔及高嶺石晶間溶孔中， 烴類Ⅲ不顯熒光并切穿烴類Ⅱ， 巖屑石英砂巖， 府3井， 2 328.5 m； F 高塑性巖屑砂巖，神3井，1 986.50 m；G 烴類充填壓實縫與雜基中，高塑性巖屑砂巖，府3井，2 328.5 m；H 烴類Ⅰ形成于次生加大之前，烴類Ⅲ充填于方解石膠結物的溶蝕孔縫中，鈣質膠結砂巖，府3井，2 328.52 m。 圖2　研究區盒8段各砂巖類型儲層成巖演化與烴類充注顯微鏡下證據 Fig.2　 Evidence of diagenetic evolution and hydrocarbon filling under microscope from the He 8 sandstones

2.3高塑性巖屑砂巖的成巖演化序列

高塑性巖屑砂巖的成巖事件主要發生在早期成巖階段。砂巖中的塑性巖屑受強烈的壓實作用影響普遍發生扭曲變形、吸水膨脹及假雜基化堵塞孔隙與喉道(見圖2F，2G)。高塑性巖屑砂巖的成巖作用類型相對簡單,其成巖演化序列為:綠泥石膜→壓實壓溶作用→烴類充注Ⅰ→石英加大/硅質→高嶺石→烴類充注Ⅱ→伊利石(見圖3)。

2.4鈣質膠結砂巖的成巖演化序列

鈣質膠結砂巖的成巖作用過程相對簡單,膠結物(平均25.1%)類型相對較單一(見圖1C),主要為呈基底式或嵌晶式膠結的碳酸鹽。鈣質膠結砂巖經歷了1期烴類充注與多期較簡單的成巖作用過程(見圖2H)。鈣質膠結砂巖的成巖序列可總結為:綠泥石膜→壓實作用→烴類Ⅰ→高嶺石→微晶石英→方解石Ⅰ→伊利石→構造作用→方解石Ⅱ(見圖3)。

2.5烴類充注期次的熒光證據

熒光薄片鏡下觀察與分析表明,研究區盒8段含氣的石英砂巖與巖屑石英砂巖經歷了3期明顯的烴類充注(見圖2C，2E)。

1) 第一期烴類充注(烴類Ⅰ):形成于石英加大之前,顯示深藍色—藍色熒光,成熟度低—中等，充注規模有限;

2) 第二期烴類充注(烴類Ⅱ):充填顆粒裂縫、解理縫等原生縫隙以及各類溶孔與裂縫中,分布廣泛。淡藍色熒光,成熟度高。充注規模大,為研究區主要烴類充注期;

3) 第三期烴類充注(烴類Ⅲ):主要沿裂縫及溶蝕縫系統進入儲層,分布在原烴類充注Ⅱ分布地帶,交代、溶蝕并部分覆蓋烴類充注Ⅱ。顯示亮藍色熒光,成熟度很高。本期烴類充注規模較烴類充注Ⅱ略小。

3成巖演化對孔隙結構與儲集性能的影響

不同砂巖類型儲層的成巖演化路徑，成巖產物的類型、含量，膠結物成分及產狀存在差異,并導致其孔隙發育狀況和孔隙結構特征不同,后者直接影響各砂巖類型儲層的儲集物性[6,16]。而作為衡量砂巖儲集性能主要參數的滲透率主要受孔隙大小、孔喉分布均勻程度等孔隙結構特征的影響。

3.1石英砂巖

盒8段石英砂巖中塑性巖屑的含量較低(平均2.2%)(見圖4),其受壓實作用造成的孔隙度喪失率較低(平均14.5%,石英砂巖的原始孔隙度平均為34.9%)。

石英砂巖由膠結作用造成的平均孔隙度喪失率為11.8%。石英砂巖中較發育的硅質膠結物使部分粒間孔與喉道喪失(見圖2A),導致孔喉連通性變差,其含量與孔滲呈較為明顯的負相關關系(見圖4),從而使砂巖的儲集物性變差;石英砂巖中高嶺石的含量相對較高,由于高嶺石膠結物中發育大量晶間微孔與微溶孔(見圖2B),在一定程度上改善了該類型砂巖的儲集物性,其含量與孔滲呈較為明顯的正相關關系(見圖4)。石英砂巖中充填于粒間的伊利石+蒙脫石+伊/蒙混層一方面減少了粒間孔隙并堵塞了部分喉道,在一定程度上降低了砂巖的儲集物性,但其中發育的大量微孔在一定程度上又提高了該類型砂巖的儲集物性。所以，石英砂巖中其的含量與孔滲沒有明顯的相關關系(見圖5)。

圖4　各砂巖的巖屑、膠結物與孔隙度、滲透率關系圖 Fig.4　Correlation diagram of the detrital fragments and cements to porosity and permeability for the He 8 sandstones

孔隙結構分析結果顯示,石英砂巖的實測孔隙度和滲透率相對較高(見圖6)，排驅壓力和中值壓力均較低,中值半徑相對較大,均質系數相對較小(見圖7)，這表明該類型砂巖儲層中孔喉較大,分選性較好,孔喉間的連通性較好,致使其滲流性能較好，儲層的儲集物性相對較好。55個試氣層試采結果顯示,石英砂巖的含氣性最好,工業氣流層占61.8%,低產層占29.1%,干層占9.1%。

3.2巖屑石英砂巖

巖屑石英砂巖中塑性巖屑的含量較低(平均7.2%)(見圖4),其受壓實作用造成的孔隙度喪失率較低(平均13.2%,巖屑石英砂巖的原始孔隙度平均為33.2%)。

巖屑石英砂巖由膠結作用造成的平均孔隙度喪失率為10.6%。巖屑石英砂巖中較高的伊利石、蒙脫石、伊/蒙混層膠結是該類型砂巖儲集物性降低的主要膠結物,其含量與孔滲呈較為明顯的負相關關系(見圖5)。特別是，當該類型砂巖粒度較細、塑性巖屑與假雜基含量較高時,其孔隙相對不發育,連通性較差,巖石較為致密。該類型砂巖的凝灰質含量相對其他類型砂巖較高,其含量與孔滲呈弱的負相關關系(見圖5)。凝灰質在一定程度上降低了砂巖的儲集物性,但如果其中發育次生溶孔,則可以稍微改善儲層的儲集性能。

盒8段巖屑石英砂巖的實測孔隙度和滲透率僅次于石英砂巖(見圖6)。巖屑石英砂巖的排驅壓力較低,中值壓力中等,中值半徑相對較大,均質系數相對較小(見圖7)，這表明該類型砂巖儲層中孔喉大小分布較均勻,連通性較好,儲層的儲集物性也相對較好。241個試氣層試采結果顯示,巖屑石英砂巖的含氣性僅次于石英砂巖,工業氣流層占44.4%,低產層占32.2%,干層占23.4%。

圖5　各砂巖的巖屑、膠結物與孔隙度、滲透率關系圖 Fig.5　Correlation diagram of the detrital fragments and cement to porosity and permeability for the He 8 sandstones

總之,石英次生加大是導致石英砂巖與部分巖屑石英砂巖致密的膠結物,其主要形成在110～170℃(圖8A)的中成巖階段[20],結合烴類包裹體均一溫度(80～160℃)(見圖8B)及成巖-烴類充注演化過程研究,石英砂巖與巖屑石英砂巖經歷了2期溶蝕作用，3期烴類充注及多期復雜的成巖作用過程,應是邊充注邊致密。

3.3高塑性巖屑砂巖

高塑性巖屑砂巖中塑性巖屑的含量較高(平均17.9%)(見圖4A),其受壓實作用造成的孔隙度喪失率較高(平均22.4%,巖屑石英砂巖的原始孔隙度平均33.0%)。高含量的塑性巖屑在早成巖階段的壓實作用下發生強烈變形、吸水膨脹及假雜基化使砂巖中的原生孔隙快速減小，并堵塞喉道(見圖2F)。經過早成巖階段后，其大部分孔隙已喪失或喪失殆盡,成為低孔低滲儲層,部分甚至成為致密儲層。

由于該類型砂巖在壓實作用過程中孔隙迅速減少,深埋后基本不能為后期流體活動提供有效空間；后期膠結作用及其產物的量有限,由膠結作用造成的孔隙喪失率較低(平均僅為5.2%)。因此,塑性巖屑在早成巖階段強烈變形、吸水膨脹及假雜基化并堵塞喉道是高塑性巖屑砂巖儲集物性變差的主要原因。但是，一部分高塑性巖屑砂巖在壓實過程中往往形成一些壓實裂縫,早期烴類充注可沿這些壓實微裂縫分布(見圖2F，2G)。

圖6　各砂巖類型實測孔隙度、滲透率對比圖 Fig.6　The measured porosity and permeability of He 8 different sandstones

高塑性巖屑砂巖的成巖作用主要發生在早成巖階段,經歷早成巖階段壓實作用后，基本成為低孔低滲儲層,部分成為致密儲層。盒8段高塑性巖屑砂巖的實測孔隙度和滲透率較低(見圖6)。砂巖的排驅壓力較低,但中值壓力較高,中值半徑較小,均質系數(平均11.7)相對較大(見圖7)，這表明該類型砂巖儲層中孔喉較小,分布不均勻,孔喉間的連通性較差,儲層的儲集物性相對較差。36個試氣層試采結果顯示,高塑性巖屑砂巖的含氣性較差,工業氣流層占22.2%,低產層占69.4%,干層占8.4%。

3.4鈣質膠結砂巖

鈣質膠結砂巖中碳酸鹽膠結物較為發育(23.5%)(見圖1C),呈基底式或嵌晶式膠結。鈣質膠結砂巖由膠結作用造成的孔隙喪失率高達25.0%,其中,碳酸鹽膠結物是導致鈣質膠結砂巖儲集性能變差的主要原因。砂巖中方解石膠結物中包裹體的均一溫度為90～140℃(見圖8C)，這表明鈣質膠結主要形成在中成巖階段A期[20],成巖作用相對簡單。經過中成巖階段A期,鈣質膠結砂巖中絕大部分孔隙喪失,成為致密儲層,難為晚期流體活動提供有效空間。但是，早期基底式碳酸鹽膠結物的形成抵抗了壓實作用的強度,加之鈣質膠結砂巖中塑性巖屑的含量較低(平均5.1%)(見圖4A),致使由壓實作用造成的孔隙喪失率很低(平均5.2%,鈣質膠結砂巖的原始孔隙度平均為33.7%)。

成巖演化序列研究表明,盒8砂巖在晚期亮晶方解石膠結之后發生過一次溶蝕作用,亮晶方解石膠結物溶孔中可見烴類充注Ⅲ(見圖2H)。但是，如果砂巖中碳酸鹽膠結物面積百分含量≥20%時,后期流體難以進入對其進行溶解,烴類充填無法完成。

盒8段鈣質膠結砂巖的實測孔隙度和滲透率最低。砂巖的排驅壓力和中值壓力均較高,中值半徑相對較小,均質系數相對較大(見圖7)，這表明該類型砂巖儲層孔喉偏小,非均質性較強,連通性較差,儲層的儲集物性相對較差。17個試氣層試采結果顯示,鈣質膠結砂巖的含氣性最差,工業氣流層和低產層均占5.9%,干層占88.2%。

圖7　各砂巖類型孔隙結構參數對比圖 Fig.7　Correlation histogram of the pore structure parameters of the He 8 sandstones

圖8　研究區盒8段砂巖主要膠結物中包裹體與烴類包裹體溫度對比圖 Fig.8　Histogram shows homogenization tempretures of the inclusions and hydrocarbon-bearing inclusions in cements

4結論

1)盒8段不同砂巖成巖作用類型與成巖演化過程存在一定差別。石英砂巖和巖屑石英砂巖經歷了3期明顯的烴類充注與較復雜的多期成巖作用過程，應是邊充注邊致密。高塑性巖屑砂巖和鈣質膠結砂巖的成巖-烴類充注演化過程相對簡單,高塑性巖屑砂巖經歷早成巖階段壓實作用后，部分成為致密儲層,而鈣質膠結砂巖經歷中成巖階段A期后基本成為致密儲層。

2) 不同砂巖類型由主要成巖作用造成的孔隙喪失率不同。石英砂巖和巖屑石英砂巖的孔隙喪失率主要由壓實作用和膠結作用造成(分別為14.5%和11.8%,13.2%和10.6%);高塑性巖屑砂巖的孔隙喪失率主要由壓實作用造成(高達22.4%);鈣質膠結砂巖的孔隙喪失率主要由膠結作用造成(高達25.0%)。

3) 差異性成巖演化過程導致了各砂巖儲層孔隙發育狀況與孔隙結構的不同,直接影響了各砂巖儲層的孔隙結構與儲集性能。以石英砂巖的面孔率最高,各類孔隙最發育,孔隙結構較好,滲流能力與儲集性能較好;巖屑石英砂巖次之;高塑性巖屑砂巖的孔隙發育與孔隙結構較差,儲集性能有限;鈣質膠結砂巖孔隙結構特征最差,基本為非儲層。

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(編輯雷雁林)