鄂爾多斯盆地東南部下二疊統山西組儲層的成巖作用及評價

■樊新藝　白燕峰　張　蓓（陜西省煤田地質居一三一隊陜西韓城715400）

鄂爾多斯盆地東南部下二疊統山西組儲層的成巖作用及評價

■樊新藝白燕峰張蓓
（陜西省煤田地質居一三一隊陜西韓城715400）

本文結合薄片鑒定、掃描電鏡等實驗手段，研究了鄂爾多斯盆地東南部下二疊統山西組儲層的成巖作用特征。

山西組儲層經歷的成巖作用較強，主要有壓實作用、膠結作用、溶蝕作用及破裂作用。據鏡下觀察，碎屑顆粒多為點～線或線接觸，有少量縫合線接觸。據薄片觀察，砂巖的膠結物主要有硅質（含石英加大）、鈣質及火山碎屑等。溶蝕作用在山西期氣層組普遍能見到，主要發生在長石和巖屑顆粒中。

鄂爾多斯盆地東南部山西組成巖作用

1　成巖作用類型

該研究區位于鄂爾多斯盆地東南部，研究區石盒子組及山西組主要發育碎屑巖儲集體，碎屑巖的成巖變化實際上是一個碎屑顆粒與變化著的介質物理化學條件之間相互反應的復雜過程。

通過對巖心及巖石薄片的分析鑒定和綜合研究，明確了該區碎屑巖儲層基本為中、粗粒巖屑砂巖或巖屑長石砂巖，他們經歷的成巖作用主要有壓實、膠結、次生礦物充填、交代和溶蝕等多種類型，此外還有顆粒破碎作用，從而使儲層的儲集性能演變成現今情況。下面對各種成巖作用特點及其孔滲型的影響作一概述。

1.1壓實作用

研究區古生界砂巖儲層具有較強的壓實作用，鏡下觀察可見顆粒大多是點~線或著線接觸，合線接觸較少，顆粒的長軸大都是一種定向排列，云母等軟顆粒大多被擠入孔隙中，造成這種現象的原因是由于上覆地層的巨大壓力。

1.2膠結作用

膠結作用是碎屑巖的主要成巖作用之一，對孔隙的破壞作用也較大。據薄片及包體片觀察，砂巖的膠結物主要有硅質（含石英加大）、方解石、火山碎屑、長石、黃鐵礦等。

1.2.1硅質膠結

硅質膠結物包括了沿石英顆粒的邊加大發育的二氧化硅和充填在孔隙中的自生石英，根據顯微鏡的觀察，山西組硅質膠結比較發育，次生加大邊寬約0.05~0.10mm，加大邊較連續，且再生膠結發育，主要特征是石英顆粒的次生加大，山西組的氣層組中石英次生加大膠結比較普遍，石英的次生加大大部分屬于II～III級。硅質的剛性強，對儲層的抗壓實作用比較強，有利于粒間孔的保存。

1.2.2方解石膠結

這類膠結物主要以星散狀分布于粒間，局部呈連晶膠結，常交代長石，有時還膠結石英、石英巖屑和粘土巖屑。這類膠結物可大大降低巖石的孔滲性，特別是連晶式膠結，基本可將孔隙完全堵死，但這類膠結物易于溶解，為后期形成溶蝕孔隙奠定了物質基礎。

1.2.3火山碎屑膠結

薄片中經常可以見到受蝕變的火山物質。中～酸性的碎屑狀火山物質經常硅化后形成微晶、泥晶硅質或者形成細小的長英質的集合體；中基性的火山巖屑大多會蝕變成為綠泥石和水云母。火山塵大都會填隙在粒間從而呈現為假雜基，中～基性的火山塵大多蝕變成含鐵的褐棕色的綠泥石和水云母，酸性的火山塵則會蝕變為無色的泥晶硅質，常常分布于粒間。

1.3溶蝕作用

溶蝕作用可以分為碎屑顆粒溶蝕和填隙物溶蝕，石英和硅質膠結物也會在一定的條件下發生不同程度的溶蝕。砂巖儲集層的溶蝕作用形成了各種類型的次生孔隙。

溶蝕作用在石盒子、山西期氣層組普遍能見到，主要發生在長石和巖屑顆粒中，溶蝕作用的結果，常使砂巖產生各種溶蝕孔隙，如溶蝕粒間孔、溶蝕粒內孔及溶蝕晶間孔。粒間溶蝕孔隙分布較廣泛，主要演巖屑的邊緣或裂縫發生溶蝕，使巖屑被溶蝕呈蜂窩狀或殘骸狀等不規則狀。其溶蝕方式主要為選擇性溶蝕和部分溶蝕。

溶蝕作用發育程度在研究區各層組的強弱程度不同。山西組、下石盒子組段見到強烈的碎屑顆粒和膠結物被溶蝕的現象。而本溪組的溶蝕作用則不是太強烈。分析其原因，有可能是各層段泥巖發育，封閉性強，阻礙了砂巖內部流體與外部流體充分交換，抑制了溶蝕作用的進行，可能是其主要原因之一。孔隙分布較均勻、溶蝕孔隙以溶蝕粒間孔隙、溶蝕晶間孔及溶蝕粒間孔隙為主。

1.4破裂作用

破裂作用分為兩種，一是巖石受到構造應力的作用產生各種各樣的裂縫，這種裂縫在后期可以被溶蝕，成為溶蝕縫；另外一種是在應力的作用下使得顆粒發生破裂從而形成的粒裂縫。這兩類破裂縫都可以大大的改善巖石的滲濾能力，當裂縫和裂紋之間相互連通而形成網狀的裂縫后，就能夠顯著的提高儲層的儲滲性能。

2　成巖作用階段劃分

成巖階段的劃分主要根據古地溫特征，巖石結構、構造特征以及孔隙類型，自生礦物的組合、分布以及形成順序，有機質成熟度等指標進行綜合分析。

根據巖石學、古溫度以及有機質成熟度特征，我國的石油行業把碎屑巖的成巖階段劃分為：同生成巖階段、早成巖階段、晚成巖階段和表生成巖階段。早成巖階段又可劃分為早成巖A期和B期，晚成巖階段也可劃分為晚成巖A期、晚成巖B期以及晚成巖C期。

據實驗分析，本區烴源巖的有機質成熟度高（Ro在2.0左右），砂巖的固結程度比較高，碎屑顆粒大都為點～線和線接觸，也有少部分的縫合線狀接觸，砂巖中包括較多的伊利石、高嶺石和伊蒙混層，也可見菱鐵礦和黃鐵礦等自生礦物，石英次生加大邊普遍且比較發育，達II~III級，巖屑的粒內溶蝕現象較發育，孔隙類型主要為次生孔隙，因此，綜合而言，這些砂巖已處于早期成巖階段的B期末~晚期成巖階段A期初。在這種成巖作用控制下，孔隙演化達到了原生粒間孔逐漸減少，次生溶孔開始增加的階段。

3　結論

主要的成巖作用包括壓實作用、膠結作用、溶蝕作用、破裂作用。研究區古生界砂巖儲層的壓實作用較強，據鏡下觀察，碎屑顆粒多為點~線或線接觸，有少量縫合線接觸，顆粒長軸普遍呈定向排列，軟顆粒如云母等，大多被擠入孔隙，造成這種現象的原因于上覆地層的巨大壓力有關。據薄片及包體片觀察，砂巖的膠結物主要有硅質（含石英加大）、方解石、火山碎屑、長石、黃鐵礦等。溶蝕作用在山西期氣層組普遍能見到，主要發生在長石和巖屑顆粒中，溶蝕作用的結果，常使砂巖產生各種溶蝕孔隙，如溶蝕粒間孔、溶蝕粒內孔及溶蝕晶間孔。

[1]李錦華.鄂爾多斯盆地東部上古生界儲層特征[J]石油化工應用第27卷第6期(2008.12)

[2]谷江銳，劉巖等.國外致密砂巖氣藏儲層研究現狀和發展趨勢[J]國外油田工程第25卷第7期(2009.7)

[3]何自新.鄂爾多斯盆地演化與油氣[M].石油工業出版社.2003.

[4]裘亦南，薛叔浩.油氣儲層評價[M].北京:石油工業出版社.1987.

P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-277-1