鄂爾多斯盆地西南部長6儲層巖石學特征

李凱強，張景軍,李靜偉，張 娜

(東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318)

鄂爾多斯盆地西南部長6儲層巖石學特征

李凱強，張景軍,李靜偉，張 娜

(東北石油大學 地球科學學院，黑龍江 大慶 163318)

利用巖心、巖石薄片、鑄體薄片，掃描電鏡和X衍射觀察分析數據，結合前人研究成果，對鄂爾多斯盆地西南部長6砂巖儲層巖石學特征進行研究，并對不同區塊的巖石學特征進行對比分析。結果表明：該區巖石以巖屑長石砂巖和長石砂巖為主；石英、長石含量較高，巖屑、填隙物含量較低，成分成熟度較低；巖屑以變質巖巖屑為主，塑性巖屑含量較高，剛塑性巖屑相對含量變化具有明顯的方向性；分選性中—好，顆粒以次棱角為主，結構成熟度相對較高，各小區塊巖石學特征有所差別;物源和沉積環境的不同是該區域巖石學特征的重要影響因素。

長6儲層；巖石學特征；西南部；鄂爾多斯盆地

目前我國油氣勘探現狀為東部勘探程度較高、常規儲層研究較多，西部勘探程度較低、非常規致密儲層研究較少，勘探重點由東部向西部轉移[1-2]。鄂爾多斯盆地是我國西部的重要油氣富集盆地，是近年來勘探開發的熱點地區，盆地內發育有重要的含油層系——延長組地層，長6儲層是其重要的油氣儲層和主力產油層，也是盆地重要的勘探目的層，近年來吸引了許多學者對其開展分析研究[3-4]。但大多數研究只局限于個別區域，且僅對巖石學特征進行寬泛描述，未進行深入分析。鐘大康等對隴東地區延長組儲層巖石學特征進行了整體研究，而未對長6儲層進行重點分析[5-7]。針對目前國內學者對盆地西南部長6儲層巖石學特征的針對性研究較少的現狀，本文在總結大量前人研究成果的基礎上，結合719口井6 984塊巖石薄片觀察分析資料，采用多種分析研究方法，對此區域長6儲層巖石學特征進行了較深入的分析研究，并對與其密切相關的孔隙度演化進行了簡要分析。從整體上對研究區長6儲層巖石學特征進行針對性研究，并對不同區塊進行對比分析，對于認識研究區長6儲層巖石學特征及平面變化規律、儲層物性特征及影響因素有重要意義，也可為后期有效儲層預測、進一步勘探開發發揮積極作用。

1 區域概況

鄂爾多斯盆地是一個大型多旋回克拉通盆地，由伊盟隆起、西緣沖斷構造帶、陜北斜坡、天環坳陷、晉西撓褶帶、渭北隆起等構造單元構成，周邊被活動的褶皺山系和地塹系環繞，內部構造簡單、地層平緩[3,8]。研究區位于盆地西南部，北以靖邊—定邊為界，南至正寧—寧縣、西達大水坑—環縣—慶陽一線，東至雙城—延安—羅山府一帶，受控于天環凹陷和陜北斜坡兩個地質構造單元，地勢平緩，面積約5×104km2，可分為姬嫄、安塞、合水三大區塊。研究區長6儲層埋深為2 000～2 700m，儲層巖石以灰綠色、灰黑色細粒砂巖為主，成巖作用處于晚成巖A期，孔隙度較低、滲透率極低，為典型的致密儲層；目前該區域已發現姬嫄、安塞、華慶等油田，油氣勘探潛力巨大。

2 儲層巖石學特征

2.1巖石分類及分布特征

對6 984塊薄片鑒定結果進行統計分析，認為研究區巖石類型以巖屑長石砂巖和長石砂巖為主，其次為長石巖屑砂巖，巖屑砂巖含量較低，巖屑石英砂巖和長石石英砂巖含量極低，統計過程中未發現石英砂巖。姬嫄區塊巖屑長石砂巖高與長石砂巖、長石巖屑砂巖含量也較高，除石英砂巖外其余類型巖石均存在；安塞區塊長石砂巖高與巖屑長石砂巖，二者之和占樣品總數的96.51%；合水區塊巖屑長石砂巖含量研究區最高，其余類型砂巖均較低(圖1)。

2.2碎屑成分特征及影響因素

2.2.1碎屑成分總體特征

研究區石英、長石、巖屑、填隙物相對含量平均值分別為33.82%、34.16%、21.38%、10.64%，成分成熟度Q/(F+R)值為0.71。石英、長石含量相近，巖屑含量不高但種類較多，以白云巖、千枚巖、噴發巖、石英巖和高變巖為主，片巖、變質砂巖含量較低，花崗巖、粉砂巖、泥巖含量極低，巖屑可分為巖漿巖巖屑、變質巖巖屑和沉積巖巖屑、其他巖屑、云母；從抗風化壓實能力強弱的角度也可分為剛性巖屑和塑性巖屑，該區塑性巖屑含量高于剛性巖屑，含量較高的塑性巖屑是該區域原生孔隙遭到破壞的重要原因。填隙物含量較低，填隙物以膠結物為主，雜基主要為極少量的網狀粘土和凝灰質，膠結物主要為綠泥石、伊利石和高嶺石等粘土礦物膠結，碳酸鹽巖膠結物也較多，其次為硅質膠結。

2.2.2不同區塊碎屑成分特征

研究區不同區塊巖石碎屑成分具有不同的特征。

表1 研究區剛、塑性巖屑含量分區統計表

區塊剛性巖屑含量/%塑性巖屑含量/%白云巖灰巖花崗巖隱晶巖高變巖石英巖變質砂巖燧石粉砂巖總計泥巖噴發巖片巖千枚巖板巖云母總計姬嫄安塞合水2.930.433.870.370.030.660.210.280.011.360.960.992.302.860.401.681.552.370.900.750.730.590.350.710.290.120.0110.635.789.750.310.110.071.842.072.460.700.700.842.201.953.701.290.961.207.066.384.6813.4012.1712.95

(1)姬嫄區塊石英、長石含量較高且差異不大，巖屑含量研究區最高而填隙物含量最低，成分成熟度為0.57；巖屑以變質巖巖屑為主，剛塑性巖屑含量比值為0.55，白云巖、高變巖千枚巖巖屑含量較高，花崗巖、粉砂巖、泥巖含量較低，云母含量最高(表1)；區塊東部主要為綠泥石膠結，西部為高嶺石膠結。

(2)安塞區塊石英和巖屑含量研究區最低，長石含量最高，填隙物含量中等，成分成熟度為0.45；巖屑以變質巖巖屑為主，幾乎不含沉積巖巖屑，剛塑性巖屑含量比值為0.48，高變巖、噴發巖、千枚巖巖屑含量較高，泥巖、粉砂巖、灰巖、花崗巖含量較低；全區塊以綠泥石膠結為主。

(3)合水區塊石英和填隙物含量研究區最高，長石含量最低，巖屑含量中等，成分成熟度1.13；巖屑以變質巖巖屑為主，巖漿巖、沉積巖巖屑含量研究區最高。剛塑性巖屑比為0.74，噴發巖、石英巖、千枚巖、白云巖巖屑含量較高，高變巖、灰巖含量較低，幾乎不含粉砂巖、花崗巖、泥巖巖屑；云母含量研究區最低；區塊西南部主要為伊利石膠結，東北部主要為綠泥石膠結。

2.2.3物源對不同區塊碎屑成分的影響

鄂爾多斯盆地晚三疊世延長組沉積具有時間上的繼承性和物源上的多向性[4]。不同物源區提供的母巖類型不同，進而導致沉積區巖石碎屑組分產生較大差異[9]。朱宗良，楊華等認為該區在不同的地質時期具有不同的物源方向[4,10]。羅靜蘭，朱筱敏等認為長6期區存在東北、西南、南、北等多個物源方向[9,11]。在對研究區剛塑性巖屑相對含量分析過程中發現其變化具有明顯的方向性(圖2)。由此認為該區長6期該存在東北、西南、南三個物源方向，且東北向為主要物源方向。物源不同是三個區塊的剛塑性巖屑相對含量變化出現明顯方向性的原因。而物源區母巖類型的不同是三個區塊巖石碎屑組分存在差異的重要原因。

2.3巖石結構特征及影響因素

2.3.1研究區整體巖石結構特征

研究區長6儲層砂巖顆粒粒度整體較細，以細砂巖為主，占統計樣品總數的89.50%，其次為中砂巖和粉砂巖，粗砂巖含量僅占0.06%；磨圓度主要為次棱角狀，棱—次棱、次棱—次圓、次棱角的占樣品總數的99.24%；分選以中和好為主，占統計樣品數的82.46%，分選性差的占11.29%；整體而言結構成熟度較高。縱向上自長63至長61砂巖粒度逐漸變細。

2.3.2不同區塊巖石結構特征

(1)姬嫄區塊細-粉砂巖占樣品總數的95.72%，磨圓度為次棱角狀的占樣品總數的88.81%，中等以上分選級別占樣品總數的90.52%，各項特征參數均屬中等(表2)。

(2)安塞區塊細-粉砂巖占樣品總數的86.05%，中-粗砂巖占13.95%，整體粒度較粗；磨圓度為次棱角狀的占樣品總數的85.54%，次圓的占8.14%，磨圓度最好。中等以上分選級別占樣品總數的93.56%，分選性最好。

(3)合水區塊細-粉砂巖占樣品總數的96.22%，顆粒最細；磨圓度為次棱角狀的占樣品總數的94.38%，次圓狀的為2.25%，磨圓度最差。中等以上分選級別占樣品總數的57.26%，分選性差的占24.34%，分選性最差。

2.3.3沉積環境對不同區塊巖石結構的影響

鄂爾多斯盆地湖盆自長6期開始由擴張改為收縮，從長63至長61湖盆自北向南逐漸萎縮，面積不斷減小，至長6期末研究區南部合水區塊的大部分為湖泊[4]，導致該地區雜基含量較高，泥質沉積較多，顆粒粒度更細，分選較差；北部姬嫄、安塞區塊主要被辮狀河和曲流河三角洲占據，雜基含量相對較低，沉積物粒度相對要粗，分選較好；研究區長6儲層巖石平面上的粒度變化趨勢、雜基含量和分選級別的差異和縱向上粒度的不同與該區域湖盆的變化趨勢相吻合。

3 巖石學特征與儲層孔滲性的關系

儲層砂巖巖石學特征對儲層孔滲性有較大影響，不同的碎屑成分在成巖演化過程中會發生不同的變化改變儲層的孔滲性[12]。硬度較大的石英和剛性巖屑顆粒在成巖過程中不易受壓變形，而使原生孔隙易于保留(圖3(a))，長石、石灰巖、白云巖等易溶顆粒和膠結物后期受酸性孔隙水溶蝕可產生大量次生孔隙(圖3(b)、(c))；原生孔隙的保留和次生孔隙的增加使儲層孔滲性變好。膠結物的廣泛發育是使儲層孔滲性變差的重要因素，如石英顆粒周圍形成的綠泥石膜，碎屑顆粒間形成的高嶺石膠結等(圖3(d)、(e))；云母、泥巖、板巖等塑性成份容易受壓變形擠占原有孔隙空間，這也是使孔滲性變差的重要原因(圖3(f))。

表2 研究區不同區塊巖石結構特征及相對含量統計表 (%)

表3 儲層巖石顆粒粒度與儲層孔滲性的關系表

對數據的分析統計過程中發現孔隙度與塑性巖屑含量呈負相關關系便是其有力證據(圖4)。巖石顆粒粒級也影響儲層的孔滲性，顆粒較粗的中-細砂巖在成巖過程中更有利于原生孔隙的保存，顆粒間發育的膠結物在后期受溶蝕可形成大量次生孔隙，而粉-細砂巖粒度較細，膠結物發育較少，其形成的儲層孔隙度較低、物性較差。研究區沉積物顆粒相對較粗的姬嫄、安塞區塊，與泥質沉積較多的合水區塊相比，孔滲性相對較好(表3)。

4 結論

1)研究區長6儲層巖石類型主要為巖屑長石砂巖和長石砂巖；石英、長石含量較高，巖屑、填隙物較低，成分成熟度較低，各個小區塊碎屑組分含量有所不同；物源區母巖類型影響著不同區塊的巖屑組成。

2)整體上看，研究區砂巖粒度較細，分選性為中—好，磨圓度類型以次棱角為主，結構成熟度較高；沉積環境對巖石結構有較大影響。

3)研究區存在東北、西南、南三個物源方向，東北向為主要物源方向；湖盆自長6期開始萎縮，區域由北向南及由長63至長61巖石結構變化趨勢與該區域湖盆演化規律相符合。

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(責任編輯 王利君)

Petrologic characteristics of Chang 6 reservoir in southwest of Ordos Basin

LIKaiqiang,ZHANGJingjun,LIJingwei,ZHANGNa

(CollegeofGeosciences,NortheastPetroleumUniversity,HeilongjiangDaqing,163318,China)

Usingcore,rockthinsection,castthinsection,scanningelectronmicroscopeandXdiffractionanalysisdata,combinedwithpreviousresearchresults,westudiedthepetrologicalcharacteristicsoflong6sandstonereservoirinLongdongareaofOrdosBasin.Andthepetrologicalcharacteristicsofdifferentblockswerecomparedandanalyzed.Theresultsshowthatthemainrocktypesofthisareaarelithicfeldspathicsandstonesandfeldsparsandstones.Quartz,feldsparcontentishigh,detritus,interstitialmaterialcontentandcompositionalmaturityarelow.Theinterstitialmaterialismainlyofmetamorphicdetritus,andtheplasticdetrituscontentishigh.Thechangeofrelativecontentofrigid-plasticdebrishasobviousorientation;Sortingismedium-well,particleismainofsep-angular,structurematurityisrelativelyhigh.Petrologicalcharacteristicsofeachcellblockaredifferent.Thedifferenceofprovenanceandsedimentaryenvironmentistheimportantfactorforthepetrologiccharacteristics.

Chang6Reservoir;rockproperty;southwest;OrdosBasin

1673-9469(2016)04-0093-05doi:10.3969/j.issn.1673-9469.2016.04.020

2016-05-29

國家自然科學基金資助項目(41472125)

李凱強(1990-)，男，河南柘城人，碩士，主要從事沉積巖與開發地質方面的研究。

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