伊盟隆起地区上古生界二叠系盒8段储层研究

杨 博 （西北大学地质学系，大陆动力学国家重点实验室，陕西 西安710069）

1 区域地质背景

鄂尔多斯盆地地处我国沉积盆地分布中带，同时受其东滨太平洋构造域和其西南特提斯-喜马拉雅构造域地壳运动的影响，是一个稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的多旋回克拉通叠加盆地［1］。伊盟隆起地区位于鄂尔多斯盆地北部，西部与秦祁活动带相接，北部与阴山活动带相邻。伊盟隆起的构造格局呈北高南低、东高西低的特点，整体表现为一西南倾向大型单斜构造，其基底隆起高，沉积盖层薄，一般小于千米，顶部仅数百米，甚至局部出露变质岩［2］。

2 储层特征

2.1 岩石学特征

1）岩石类型 铸体薄片分析表明，伊盟隆起地区盒8段储层的碎屑组分主要以石英为主，平均占碎屑总量的75%以上；岩屑成分有火成岩岩屑、变质岩岩屑和沉积岩岩屑，但以变质岩岩屑为主，平均占碎屑总量的18.58%，火成岩岩屑和沉积岩岩屑含量较少；长石含量较少，仅占碎屑总量的0.30%。储层岩性主要为中-粗粒石英砂岩和岩屑砂岩，磨圆度较好，分选中等。

图1 （铁）方解石胶结物

图2 硅质（石英加大）胶结物

2）填隙物组合特征 填隙物总体含量不高，主要为粘土矿物、方解石和铁方解石、自生石英，还有一定量水云母和绢云母。胶结类型以孔隙式为主，次为孔隙-基底式胶结。接触关系为点-线-凹凸接触。碳酸盐岩胶结物有方解石、铁方解石等，多充填粒间孔隙或胶结交代颗粒和粘土矿物；硅质主要包括石英次生加大和自生石英，硅质胶结在石盒子组普遍发育，石英次生加大边较宽，多为Ⅱ-Ⅲ级，甚至缝合线接触。不论是粘土矿物的胶结与充填，还是方解石、铁方解石和硅质 （石英加大）等胶结物的充填 （见图1和图2），其含量越多，对储层的孔渗性越不利［3］。

3）粘土矿物分析 粘土矿物对储层的储集物性影响很大，它不仅减少了孔隙空间，而且对于喉道的影响更为明显，可使孔隙喉道变得迂回曲折，甚至堵塞喉道，但粘土矿物类型及产状不同，对储层物性的影响程度不同［4］。伊盟隆起地区盒8段储层填隙物中粘土矿物主要有绿泥石和伊利石，其次为伊／蒙混层和高岭石：①绿泥石。绿泥石在伊盟隆起地区盒8段储层中普遍存在，含量相对较高（5%～62%，平均39.8%），多以薄膜状、叶片状充填于粒间或附着在岩石颗粒表面上（见图3）。②伊利石。该研究区盒8段储层中伊利石平均含量为32.7%，伊利石含量很高的层位中高岭石、绿泥石的含量较少，大量发育的伊利石可以降低渗透率。③ 伊／蒙混层粘土矿物。该研究区伊-蒙混层粘土的平均含量为19.2%，并且随深度的增加含量减少。④高岭石。该研究区高岭石含量一般为1%～15%，平均8.2%。主要有2种类型，一种是火山碎屑的蚀变产物，经过漫长成岩期的调整，结晶良好，晶体呈蠕虫状、手风琴状和书页状，在其晶间残存较多的黄褐色火山灰和硅化玻屑；另一种是孔隙中直接沉淀析出的高岭石，其晶形较好，呈典型的假六方片状。在扫描电镜下，最常见的是充填于孔隙中形态呈蠕虫状和书页状集合体的高岭石 （见图4）。值得说明的是，虽然高岭石虽然充填孔隙，占据了孔隙的部分和大部分空间，但由于高岭石晶形较好，因而保留了良好的晶间孔，所以高岭石晶间孔也是目的层的储集空间之一。

图3 粒间充填绿泥石

图4 高岭石集合体

2.2 孔隙特征

1）孔隙类型 根据岩石薄片、铸体薄片和扫描电镜分析，认为伊盟隆起地区盒8段储层主要发育下列孔隙类型：①粒间孔隙 （剩余粒间孔隙）。发育于碎屑颗粒之间或云母片间的孔隙空间，由于砂岩经历了较强的成岩作用改造，颗粒之间尚未被填隙物完全充填而剩余的孔隙为剩余粒间孔隙。②溶蚀孔隙。岩石中的碳酸盐岩、铝硅酸盐岩等其他易溶组分在酸性孔隙水的作用下，部分或全部发生溶蚀后形成的孔隙。常见有粒间溶孔和粒内溶孔、胶结物溶孔等。③晶间孔隙。硅质胶结作用形成石英次生加大边的晶间孔隙或晶间缝。粘土矿物的重结晶也致使粘土矿物晶体之间发育许多微晶间孔隙。伊盟隆起地区盒8段储层中的石英次生加大非常普遍，由次生加大的石英晶面所围成的孔隙即晶间孔隙。④裂缝。伊盟隆起地区盒8段储层中常发育裂缝，裂缝的存在可以使孤立的孔隙连通起来，从而改善储层的渗滤能力［5］。

2）吼道类型 伊盟隆起地区盒8段储层主要发育收缩喉道、片状与弯片状喉道和管束状喉道 （见图5）。

图5 伊盟隆起地区盒8段储层喉道类型

2.3 物性特征

伊盟隆起地区盒8段储层砂岩孔隙度变化范围在3.55%～14.10%，平均为9.13%；渗透率最大为3.55×10-3μm2，最小为0.02×10-3μm2，平均值为0.709×10-3μm2。因此，该储层属于低孔-低渗储层。

3 储层的成岩作用分析

3.1 压实压溶作用

压实作用使碎屑颗粒定向排列，甚至压溶嵌合，随着深度的增加，颗粒间的接触关系变得紧密，出现由点-线-凹凸-缝合线状接触，使得粒间孔隙减小，导致储层的孔渗性进一步降低［6］。

3.2 胶结作用

胶结作用是碎屑岩主要的成岩作用类型。胶结物可以由许多矿物组成，其中大部分是碳酸盐和氧化硅，薄片鉴定表明，该研究区盒8段储层碳酸盐岩胶结物主要为方解石和铁方解石 （见图1）。硅质胶结物在盒8段储层普遍存在 （见图2），石英加大边往往呈环边状包裹碎屑石英颗粒，大部分为连续生长，加大边宽度一般在0.05～0.1μm。此外，还存在粘土矿物胶结，其中粗结晶高岭石比较常见，由于呈现书页状集合体充填，高岭石书页状晶形保留了良好的晶间孔，从而对储层性质具有改善作用［7］。

3.3 交代作用

交代作用可以发生在成岩的各个阶段，其结果可以使原有孔隙被充填，也可以造成次生孔隙。伊盟隆起地区盒8段储层的交代作用主要表现为碳酸盐岩矿物对不稳定组分的交代，也有粘土矿物交代石英颗粒的现象。

3.4 溶蚀溶解作用

溶蚀溶解作用是指碎屑成分和胶结物等矿物完全或部分地溶解并转化为其他稳定矿物的过程。伊盟隆起地区盒8段储层砂岩中常见碎屑组分和胶结物发生不同程度的溶蚀、溶解现象。溶解溶蚀作用在一定程度上能够改善储层的孔渗性［8］。

3.5 构造破裂作用

破裂作用主要的原因是由于构造运动的作用，构造运动使得刚性岩体发生断层、裂缝等，可以在镜下见到裂缝沿颗粒边缘分布的张性裂缝。伊盟隆起地区盒8段储层中发育微裂缝，同时还有不同程度的张性及剪切裂缝。

下石盒子组储层成岩作用较强，不仅经历了强烈的压实压溶作用，同时还发生了各种碳酸盐岩、硅质胶结与交代作用，粘土矿物的自生沉淀作用也对储层的孔渗性起到了破坏作用，能改善储层孔渗性的溶蚀溶解作用和破裂作用比较弱。

4 结 论

（1）伊盟隆起地区盒8段储层岩石类型主要为中-粗粒石英砂岩和岩屑砂岩，岩石的成分成熟度高，结构成熟度中等；盒8段储层的孔隙类型主要为剩余粒间孔隙、溶蚀孔隙、晶间孔隙和裂缝；盒8段储层砂岩储层主要以低孔-低渗为特征。

（2）盒8段储层成岩作用比较强烈，其中压实压溶作用及胶结交代作用对储层孔渗性的影响较大。

［1］王明健，何登发，包洪平，等 .鄂尔多斯盆地伊盟隆起上古生界天然气成藏条件 ［J］.石油勘探与开发，2011，38（1）：30-33.

［2］杨俊杰，裴锡古 .鄂尔多斯盆地 ［M］.北京：石油工业出版社，1996.

［3］方少仙，侯方浩 .石油天然气储层地质学 ［M］.东营：石油大学出版社，1998.

［4］戴金星 .天然气地质研究新进展 ［M］.北京：石油工业出版社，1997.

［5］罗蛰潭，王允诚 .油气储集层的孔隙结构 ［M］.北京：科学出版社，1986.

［6］郑浚茂，庞明 .碎屑储集岩的成岩作用研究 ［M］.北京：中国地质大学出版社，1989.

［7］于兴河 .储层地质学 ［M］.北京：中国地质大学出版社，2002.

［8］姜生玲，张金川，郑兆惠，等 .鄂尔多斯盆地杭锦旗地区两种类型天然气资源量计算 ［J］.石油天然气学报 （江汉石油学院学报），2007，29 （5）：184-187.