鄂尔多斯盆地东南部下二叠统山西组储层的成岩作用及评价

■樊新艺　白燕峰　张　蓓（陕西省煤田地质居一三一队陕西韩城715400）

鄂尔多斯盆地东南部下二叠统山西组储层的成岩作用及评价

■樊新艺白燕峰张蓓
（陕西省煤田地质居一三一队陕西韩城715400）

本文结合薄片鉴定、扫描电镜等实验手段，研究了鄂尔多斯盆地东南部下二叠统山西组储层的成岩作用特征。

山西组储层经历的成岩作用较强，主要有压实作用、胶结作用、溶蚀作用及破裂作用。据镜下观察，碎屑颗粒多为点～线或线接触，有少量缝合线接触。据薄片观察，砂岩的胶结物主要有硅质（含石英加大）、钙质及火山碎屑等。溶蚀作用在山西期气层组普遍能见到，主要发生在长石和岩屑颗粒中。

鄂尔多斯盆地东南部山西组成岩作用

1　成岩作用类型

该研究区位于鄂尔多斯盆地东南部，研究区石盒子组及山西组主要发育碎屑岩储集体，碎屑岩的成岩变化实际上是一个碎屑颗粒与变化着的介质物理化学条件之间相互反应的复杂过程。

通过对岩心及岩石薄片的分析鉴定和综合研究，明确了该区碎屑岩储层基本为中、粗粒岩屑砂岩或岩屑长石砂岩，他们经历的成岩作用主要有压实、胶结、次生矿物充填、交代和溶蚀等多种类型，此外还有颗粒破碎作用，从而使储层的储集性能演变成现今情况。下面对各种成岩作用特点及其孔渗型的影响作一概述。

1.1压实作用

研究区古生界砂岩储层具有较强的压实作用，镜下观察可见颗粒大多是点~线或着线接触，合线接触较少，颗粒的长轴大都是一种定向排列，云母等软颗粒大多被挤入孔隙中，造成这种现象的原因是由于上覆地层的巨大压力。

1.2胶结作用

胶结作用是碎屑岩的主要成岩作用之一，对孔隙的破坏作用也较大。据薄片及包体片观察，砂岩的胶结物主要有硅质（含石英加大）、方解石、火山碎屑、长石、黄铁矿等。

1.2.1硅质胶结

硅质胶结物包括了沿石英颗粒的边加大发育的二氧化硅和充填在孔隙中的自生石英，根据显微镜的观察，山西组硅质胶结比较发育，次生加大边宽约0.05~0.10mm，加大边较连续，且再生胶结发育，主要特征是石英颗粒的次生加大，山西组的气层组中石英次生加大胶结比较普遍，石英的次生加大大部分属于II～III级。硅质的刚性强，对储层的抗压实作用比较强，有利于粒间孔的保存。

1.2.2方解石胶结

这类胶结物主要以星散状分布于粒间，局部呈连晶胶结，常交代长石，有时还胶结石英、石英岩屑和粘土岩屑。这类胶结物可大大降低岩石的孔渗性，特别是连晶式胶结，基本可将孔隙完全堵死，但这类胶结物易于溶解，为后期形成溶蚀孔隙奠定了物质基础。

1.2.3火山碎屑胶结

薄片中经常可以见到受蚀变的火山物质。中～酸性的碎屑状火山物质经常硅化后形成微晶、泥晶硅质或者形成细小的长英质的集合体；中基性的火山岩屑大多会蚀变成为绿泥石和水云母。火山尘大都会填隙在粒间从而呈现为假杂基，中～基性的火山尘大多蚀变成含铁的褐棕色的绿泥石和水云母，酸性的火山尘则会蚀变为无色的泥晶硅质，常常分布于粒间。

1.3溶蚀作用

溶蚀作用可以分为碎屑颗粒溶蚀和填隙物溶蚀，石英和硅质胶结物也会在一定的条件下发生不同程度的溶蚀。砂岩储集层的溶蚀作用形成了各种类型的次生孔隙。

溶蚀作用在石盒子、山西期气层组普遍能见到，主要发生在长石和岩屑颗粒中，溶蚀作用的结果，常使砂岩产生各种溶蚀孔隙，如溶蚀粒间孔、溶蚀粒内孔及溶蚀晶间孔。粒间溶蚀孔隙分布较广泛，主要演岩屑的边缘或裂缝发生溶蚀，使岩屑被溶蚀呈蜂窝状或残骸状等不规则状。其溶蚀方式主要为选择性溶蚀和部分溶蚀。

溶蚀作用发育程度在研究区各层组的强弱程度不同。山西组、下石盒子组段见到强烈的碎屑颗粒和胶结物被溶蚀的现象。而本溪组的溶蚀作用则不是太强烈。分析其原因，有可能是各层段泥岩发育，封闭性强，阻碍了砂岩内部流体与外部流体充分交换，抑制了溶蚀作用的进行，可能是其主要原因之一。孔隙分布较均匀、溶蚀孔隙以溶蚀粒间孔隙、溶蚀晶间孔及溶蚀粒间孔隙为主。

1.4破裂作用

破裂作用分为两种，一是岩石受到构造应力的作用产生各种各样的裂缝，这种裂缝在后期可以被溶蚀，成为溶蚀缝；另外一种是在应力的作用下使得颗粒发生破裂从而形成的粒裂缝。这两类破裂缝都可以大大的改善岩石的渗滤能力，当裂缝和裂纹之间相互连通而形成网状的裂缝后，就能够显著的提高储层的储渗性能。

2　成岩作用阶段划分

成岩阶段的划分主要根据古地温特征，岩石结构、构造特征以及孔隙类型，自生矿物的组合、分布以及形成顺序，有机质成熟度等指标进行综合分析。

根据岩石学、古温度以及有机质成熟度特征，我国的石油行业把碎屑岩的成岩阶段划分为：同生成岩阶段、早成岩阶段、晚成岩阶段和表生成岩阶段。早成岩阶段又可划分为早成岩A期和B期，晚成岩阶段也可划分为晚成岩A期、晚成岩B期以及晚成岩C期。

据实验分析，本区烃源岩的有机质成熟度高（Ro在2.0左右），砂岩的固结程度比较高，碎屑颗粒大都为点～线和线接触，也有少部分的缝合线状接触，砂岩中包括较多的伊利石、高岭石和伊蒙混层，也可见菱铁矿和黄铁矿等自生矿物，石英次生加大边普遍且比较发育，达II~III级，岩屑的粒内溶蚀现象较发育，孔隙类型主要为次生孔隙，因此，综合而言，这些砂岩已处于早期成岩阶段的B期末~晚期成岩阶段A期初。在这种成岩作用控制下，孔隙演化达到了原生粒间孔逐渐减少，次生溶孔开始增加的阶段。

3　结论

主要的成岩作用包括压实作用、胶结作用、溶蚀作用、破裂作用。研究区古生界砂岩储层的压实作用较强，据镜下观察，碎屑颗粒多为点~线或线接触，有少量缝合线接触，颗粒长轴普遍呈定向排列，软颗粒如云母等，大多被挤入孔隙，造成这种现象的原因于上覆地层的巨大压力有关。据薄片及包体片观察，砂岩的胶结物主要有硅质（含石英加大）、方解石、火山碎屑、长石、黄铁矿等。溶蚀作用在山西期气层组普遍能见到，主要发生在长石和岩屑颗粒中，溶蚀作用的结果，常使砂岩产生各种溶蚀孔隙，如溶蚀粒间孔、溶蚀粒内孔及溶蚀晶间孔。

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P5[文献码]B

1000-405X（2016）-1-277-1