吳起油田C9 儲層成巖階段及成巖相特征研究

金紹臣，喬 良，莊騰騰，周寧杰，袁 方，樊 紅，黃少偉

（中國石油長慶油田分公司第九采油廠，寧夏銀川 750006）

鄂爾多斯盆地中生界油藏具有低孔低滲特征，延長組是典型的致密砂巖非常規油藏[1]。儲集層成巖作用與含油氣盆地的勘探開發緊密相關，一直以來在石油地質界備受關注。沉積特征決定了儲層的空間分布和原始物性組成，而儲層的最終孔滲特征由成巖作用控制[2，3]。吳起油田延長組具有良好的油氣勘探開發潛力，前人對研究區儲層的研究主要集中于儲集層、沉積相特征及成藏規律等方面[4-6]。在前人研究的基礎上利用巖心描述、鑄體薄片、物性分析、掃描電鏡等實驗測試分析結果，對鄂爾多斯盆地吳起油田C9 儲集層成巖階段及成巖相進行研究，明確研究區目的層的成巖作用與孔隙演化模式及成巖相分布特征，旨在為下一步油氣勘探潛力提供參考。

1 C9 儲集層成巖階段

碎屑巖成巖階段是指碎屑沉積物沉積后經各種成巖作用改造直至變質作用之前經歷的不同地質史演化階段。成巖作用的演變，隨著沉積盆地的地質條件和歷史變遷有著不同的差異。

1.1 成巖作用特征

通過對本研究區巖心資料的分析及與鄰區進行了對比后得知本區的成巖作用以壓實、膠結、溶蝕作用為主。顯微鏡下主要特征為：（1）碎屑顆粒緊密接觸，變質巖屑及云母類塑性變形、定向性排列，巖石的顆粒為長軸定向、半定向性排列；（2）不同巖石顆粒的接觸關系發生變化，從點接觸變為點-線接觸，孔隙空間被壓縮或喉道變窄；（3）綠泥石膜主要呈櫛殼狀結構垂直于碎屑顆粒表面分布，阻礙了自生石英、長石等的生長，有利于原生粒間孔的保存，形成較發育的自生綠泥石晶間孔隙；（4）碳酸鹽膠結物多具晶粒結構, 以嵌晶式、薄膜式和櫛殼狀充填于原生、次生孔隙之間；（5）溶蝕作用因為溶蝕而使得孔隙空間加大使得儲集層儲集能力變得更好，長石碎屑邊緣被溶蝕呈港灣狀或沿其解理發生輕微溶蝕而形成不連續的微小粒內溶孔。

1.2 成巖階段劃分

不同成巖階段的劃分依據主要是自生礦物的特征、黏土礦物組合及伊/蒙混層的轉化、有機質成熟度指標、巖石的膠結特征及孔隙類型和古溫度等。

研究區壓實作用使得塑性巖屑發生彎曲變形、剛性巖屑碎裂，導致原生孔隙的大幅度減少；黏土礦物、方解石膠結物在某些井位和層段中含量可達15%，并形成連生膠結，造成砂巖的孔隙度損失嚴重；溶蝕作用形成的次生粒內溶孔（包括少量粒間溶孔）增加了研究區面孔率，平均值達到 2.87%，對儲層的孔隙度具有一定的貢獻。通過分析認為，研究區C9 儲集砂巖處于晚成巖階段A期的晚期至B期的早期（見圖1）。

圖1 吳起地區C9 儲層成巖演化序列

2 成巖相分布特征

根據儲集體巖石的填隙物組分特征、次生成巖特征（包括膠結物成分與膠結類型、壓實和溶蝕組構、孔隙類型及分布等）的差異對成巖相進行劃分，成巖相可以分為有利的粒間孔發育相、粒間孔-溶孔發育相、長石溶蝕相；破壞性成巖相帶碳酸鹽膠結、水云母膠結相、綠泥石膠結相等，在填隙物含量低于8%時，為機械壓實相。

2.1 成巖相與儲層物性相關性

統計分析表明本區儲層物性與不同成巖相間相關性較好：粒間孔所對應的孔隙度一般大于10.5%，滲透率大于0.4 mD；溶蝕孔相孔隙度8%～10.5%，滲透率0.1 mD～0.4 mD；碳酸鹽膠結相孔隙度6.6%～8.5%，滲透率小于0.1 mD～0.15 mD；水云母膠結相孔隙度6%～8%，滲透率小于0.15 mD。

2.2 不同成巖相分布規律

在薄片分析資料基礎上，結合儲層物性與成巖相相關性分析，C9 儲層不同類型成巖相變化規律如下：

粒間孔發育相：在各個小層都有發育，主要在水下分流河道發育。巖石碎屑成分以長石為主，石英次之，孔隙類型以殘余粒間孔為主，主要發育在分流河道內。粒間孔含量大多＞3%，在中部、北部和東北局部粒間孔含量＞5%。從C92到C91，粒間孔含量整體隨著分流河道范圍萎縮而減少。C92面孔率大于3%的區域在工區北部邊緣一帶。C913小層受沉積作用影響，砂體延伸范圍有所減少，面孔率大于3%的區域進一步縮小，但面孔率大于3%的區域依然局限在膠結作用較差的北部區域。C912小層面孔率大于3%的區域進一步縮小，C911小層面孔率大于3%的區域在北部連片。

溶蝕相：溶蝕相是溶蝕作用比較發育的地方，包括粒間孔-溶孔發育相及長石溶蝕相的統稱，其發育程度同樣受砂巖發育程度控制。溶蝕相在各個小層都有發育，基本呈條帶狀展布特征。在C922小層溶蝕孔大于3%的區域局限在西南方向。C921小層溶蝕孔大于3%的區域位于工區中部、南部一帶。C913小層溶蝕孔大于3%的區域向北繼續擴展，但大于5%的較有利的成巖相以條帶狀、點狀分布，主要位于工區中部。C912小層溶蝕孔大于3%的區域在三角洲前緣砂體端部形成優勢，分布在工區西南角。C911小層溶蝕孔大于3%的區域集中分布在工區西南角一帶。

碳酸鹽膠結相分布范圍局限在研究區北部，水云母膠結相則局限在研究區南部。

平面上C922砂體最為發育，粒間孔及溶蝕孔有利成巖相帶大面積分布，溶蝕孔相主要沿粒間孔相外圍大面積展布，碳酸鹽膠結相主要位于工區北部，水云母膠結相主要位于工區南部；C921發育多條較有利的成巖相，工區西部、中部、東部一帶都發育有粒間孔相，工區由北向南呈條帶狀發育有溶蝕孔相；C913有利的成巖相帶范圍明顯減少，工區大面積分布碳酸鹽膠結相及水云母膠結相，粒間孔相主要發育在工區北部、中部附近，溶蝕孔相南部零星分布；C912時期碳酸鹽膠結相及水云母膠結相分布范圍進一步擴大，粒間孔相只在工區中部、北部零星可見，分布范圍小；C911時期相較于C912時期有利的成巖相帶分布面積明顯擴大，特別是溶蝕孔相在工區西部，延伸距離遠，寬度大，呈條帶狀由東北向西南方向展布，粒間孔相分布范圍也明顯增多。

3 結論

（1）研究區C9 儲層成巖作用以壓實、膠結、溶蝕作用為主，處于晚成巖階段A期的晚期至B期的早期。

（2）成巖相分為有利的粒間孔相、粒間孔-溶孔相、長石溶蝕相；破壞性成巖相碳酸鹽膠結、水云母膠結相、綠泥石膠結相等，儲層物性與不同類型成巖相間相關性較好。

（3）粒間孔發育相在各個小層都有發育，主要分布水下分流河道微相；溶蝕相是溶蝕作用比較發育的地方，其發育程度受砂巖發育程度控制，呈條帶狀展布特征；碳酸鹽膠結相、水云母膠結相分布范圍較局限，主要分布在研究區北部、南部。