胡西山，王建華

(延長油田股份有限公司旬邑指揮部，陜西 旬邑 711300)

鄂爾多斯盆地是我國第二大沉積盆地，面積約25×104km2，位于中國大陸中西部，是一個穩(wěn)定沉降凹陷遷移扭動明顯的多旋回沉積型克拉通類含油氣盆地，它具有豐富的油氣煤鈾等多種能源礦產，具有油氣分布廣含油層位多油層厚度大孔隙度和滲透率低等特點，是我國重要的能源基地。鄂爾多斯盆地東南部的彬縣-旬邑地區(qū)勘探程度相對較低，中生界油層埋藏淺，勘探潛力較大。三疊系延長組是其主要的含油層系，油藏類型主要是巖性油藏或構造 -巖性油藏，該類油氣藏的勘探，主要是在低孔低滲背景下尋找有利的儲層砂體即高孔高滲儲層，成巖作用分析在儲層研究中占有很重要的地位。成巖作用不僅影響原生孔隙的存在，還對次生孔隙的產生和發(fā)育有決定性的影響，從而影響儲層的儲集性能非均質性和油氣的運移和聚集 因此，成巖作用研究對后期儲層的勘探和開發(fā)有一定的指導意義。

1 研究區(qū)地質概況

彬縣-旬邑地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部，區(qū)域構造上屬渭北隆起，構造較復雜主要為應力構造和沉積差異壓實構造。延長組沉積演化自下而上經歷了由湖進—鼎盛—湖退的完整沉積旋回，長9期湖盆已經形成，并向鼎盛時期發(fā)展。長9期為辮狀河三角洲前緣沉積，物源主要來源于南部的秦嶺地區(qū)，長9儲層主要發(fā)育于水下分流河道微相。

2 長9儲層巖石學特征

儲層特征及其物性特征是影響油氣田油氣分布的主要因素，也是尋找油氣富集有利區(qū)塊和進行油田開發(fā)研究的一個重要基礎[2]。

長9油層組碎屑顆粒成分統(tǒng)計表明:石英含量為24.55%，長石含量為46.5%，巖屑含量為28.95%。根據(jù)三角圖分類法結合巖心觀察，長9油層組的巖石類型主要為長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖，其次含長石砂巖和巖屑砂巖(見圖1)。

圖1 彬縣-旬邑地區(qū)延長組長9巖石分類圖

長9油層組的整體石英平均含量24.55%，單井石英平均含量在20.0% ～29.21%之間，長石平均含量為 46.5%，平均巖屑含量為28.95%。

本區(qū)主要的膠結物是碳酸鹽巖膠接物，其次為硅質，并且含有少量的白云石、鈉長石等。薄片鑒定表明方解石含量變化大，少者方解石含量1%都不到，含量較多者超過了30%。陰極發(fā)光中，方解石常發(fā)暗橙黃至暗橙紅色光，表明其多為含鐵方解石。白云石和鈉長石偶見，含量一般在1%到2%。硅質膠結物主要以次生加大的形式出現(xiàn)，含量不多，平均不到2%。工區(qū)內膠結類型主要為孔隙式膠結，其次為孔隙-壓接式膠結。

3 長9儲層成巖作用

該區(qū)延長組砂巖儲層所經歷的成巖作用主要有壓實(溶)作用、膠結作用、泥質充填作用、溶蝕作用和交代作用。

3.1 壓實(溶)作用

研究區(qū)內各地層中均存在一定數(shù)量的泥質碎屑、云母等可塑性巖石碎屑，因此壓實現(xiàn)象比較明顯，具體表現(xiàn)在以下四個方面:(1)顆粒發(fā)生壓實定向:常見于雜基支撐的粉砂巖、粉細砂巖中，由于埋深增加，地層壓力增大，使碎屑顆粒長軸近于水平方向定向排列，在鏡下可見巖石紋層層面上有云母和炭屑的定向排列(見圖2)。

圖2 正10井長9，10×10(-)壓實之后，碎屑顆粒近于水平方向定向排列

(2)塑性顆粒壓實變形:主要是云母、泥質巖屑等受壓彎曲、伸長或被硬碎屑嵌入(見圖3)。

圖 3 正 10井長 9，1 600.23 m，10×10(+)云母受擠壓后變形

(3)剛性顆粒壓裂:如石英、長石等剛性礦物，當上覆壓力超過顆?？箟簭姸葧r，顆粒沿其薄弱面破裂，長石一般沿其解理面破裂，石英則產生楔形裂隙等。

(4)碎屑顆粒接觸關系發(fā)生變化:隨埋藏深度增加，顆粒接觸關系漸趨緊密，碎屑顆粒由彼此分離到相互靠近，出現(xiàn)由點接觸到線接觸的特征。

壓實作用是一種很普遍的成巖現(xiàn)象，在研究區(qū)延長組的各個地層中都能看見壓實作用的現(xiàn)象[3]。壓實作用是砂巖原生粒間孔減少的主要原因之一，計算工區(qū)內長9段內因壓實損失的孔隙達23.15%。

3.2 膠結作用

研究區(qū)內常見的膠結物有碳酸鹽巖膠結物和硅質膠結物。

3.2.1 碳酸鹽膠結

碳酸鹽膠結物在彬縣一旬邑地區(qū)延長組的碎屑巖中非常普遍，主要呈粒間膠結物、交代物的形式出現(xiàn)。成分上主要以方解石和鐵方解石為主，碳酸巖膠結物對砂巖孔隙起堵塞作用，能使分選良好的砂巖成為低孔低滲的儲集巖。但早期的碳酸巖膠結物充填孔隙后又起到了一定的支撐作用，使砂巖的壓實程度減弱。更重要的是碳酸巖膠結物易溶于酸性孔隙水中，為后來的次生孔隙的產生奠定了物質基礎。但遺憾的是，研究區(qū)內的碳酸巖膠結物的溶蝕現(xiàn)象并不明顯，僅在一些溶蝕縫周圍能看見少量的方解石的溶蝕現(xiàn)象。

從薄片統(tǒng)計結果來看，長9的碳酸鹽膠結作用強，方解石膠結物含量達11.92%。從物性上來看，長9的孔隙度相對比較好，但滲透率最差，其原因可能是大量的方解石膠結物增強了長9的抗壓實性，使長9中保留了相對多的原生粒間孔，但同時由于方解石膠結作用強，占據(jù)了大部分喉道，使長9的滲透率變差，從而形成了長9中相對高的孔隙度與相對較低的滲透率的局面。

3.2.2 硅質膠結

研究區(qū)內的硅質膠結物主要以石英次生加大和在孔隙中以石英晶體的形式產出。硅質膠結物的含量雖然不高(最高為4%)，但石英的次生加大現(xiàn)象卻比較普遍。在所選的60個鑄體薄片中，幾乎都能見到石英的次生加大。因此，硅質膠結物的主要來源應該不是由石英的壓溶提供的。考慮到工區(qū)內延長組的成分成熟度比較低，主要為長石巖屑砂巖或巖屑長石砂巖，長石的含量高達40%左右，且長石溶蝕現(xiàn)象比較普遍。因此，研究區(qū)硅質膠結物可能是由長石的溶蝕高嶺石化而來?？傊?，膠結作用對儲層主要起破壞作用，膠結物大量占據(jù)儲層的儲集空間，是儲層孔隙損失的另一主要原因。

3.3 泥質充填作用

研究區(qū)內主要的泥質充填物有綠泥石和高嶺石及少量的伊利石及伊蒙混層等礦物。綠泥石是該區(qū)延長組儲集層中分布最廣、含量最高的自生粘土礦物。綠泥石大多以孔隙襯墊的形式產出，也有少量“絨球狀”綠泥石以孔隙充填的形式產出。高嶺石、伊利石及伊蒙混層等礦物則主要以孔隙充填的形式產出。泥質充填在整個研究區(qū)內都非常普遍，且主要以綠泥石為主。早期綠泥石薄膜的形成，在石英顆粒表面形成了一層保護膜，阻止了石英的自生加大。

在鏡下，我們幾乎看不到在粘土膜中的石英顆粒有次生加大現(xiàn)象。另外，這種粘土膜的形成，也可以增強砂巖的抗壓實程度，在一定程度上，起到了保護粒間孔的作用。但同時，粘土膜自身要占據(jù)一定的空間，它們的存在也可使原生粒間孔明顯的變小，而且粘土礦物形成時，常常會占據(jù)孔隙喉道，使喉道變細甚至消失，從而降低了砂巖的滲透率，增強了儲層的非均質性。

3.4 溶蝕作用

在研究區(qū)延長組儲集巖中，長石的溶蝕作用是比較普遍的。事實上，長石作為碎屑顆粒，在搬運沉積的時候就已經開始溶蝕了，沉積之后，由于印支運動使延長組整體抬升，接受大氣淡水的淋濾，造成了研究區(qū)內長石溶孔相對較為發(fā)育的事實。長石的溶蝕孔是本區(qū)的主要次生孔隙類型，這類孔隙的存在，對儲層的物性起到了積極有效的改善作用。

3.5 交代作用

在研究區(qū)內，主要的交代作用是方解石對長石的交代。方解石交代長石的現(xiàn)象比較普遍，因為研究區(qū)內曾發(fā)生過強烈的方解石膠結作用，在方解石形成時，孔隙水中富含Ca2+和CO32-離子，而這種溶液具有破壞長石晶格的能力，但交代程度大都比較低，以溶蝕交代長石邊緣為主。個別地方可見方解石交代石英現(xiàn)象，但這種現(xiàn)象不普遍。交代過程中服從體積保持不變定律和質量作用定律，因此，交代作用對儲層的影響不大。

4 長9儲層成巖作用序列

根據(jù)以上成巖作用的分析，結合各種自生礦物的產出狀況和生成條件，我們對研究區(qū)內延長組的成巖序列進行了分析。

(1)沉積物一沉積下來就在上覆壓力的作用下開始壓實，因此，壓實作用應最早發(fā)生。(2)在鏡下，通?？吹奖徽惩涟念w粒成分單一，也未見有加大現(xiàn)象，因此，早期粘土膜的形成應早于其他成巖作用。(3)長石的溶蝕也發(fā)生的比較早，它為石英的次生加大提供了 SiO2的來源，故長石的溶蝕要早與石英次生加大。另外，長石溶孔內偶見方解石膠結物，可見長石溶蝕應早于方解石膠結。(4)鏡下可見早期方解石膠結物呈微 -粉晶于孔隙中，但含量很少，而后期的方解石膠結物則呈粉晶-中晶及連晶狀，其含量遠遠大于早期方解石膠結物含量。后期方解石膠結物，其陰極發(fā)光較暗，為鐵方解石。因此，方解石的大規(guī)模膠結應出現(xiàn)在晚成巖A期的早期。(5)在掃描電鏡下可以看到長石有加大的趨勢，但加大程度不大，根據(jù)其加大程度及其加大的條件判斷，長石加大現(xiàn)象發(fā)生的較晚，應在進入晚成巖A期后才出現(xiàn)。(6)鏡下可見泥質膠結物被有機質浸染和瀝青包裹自生石英的現(xiàn)象，說明烴類侵位應晚于粘土膜的形成及石英次生加大。烴類侵位應發(fā)生在有機質進入成熟期，開始大量生成油氣的晚成巖A期。

根據(jù)以上分析，彬縣―旬邑地區(qū)延長組成巖序列為:壓實作用→早期粘土膜沉淀作用→長石溶蝕→石英次生加大→晚期方解石膠結→方解石交代長→長石次生加大→烴類侵位。由于各種成巖作用都是一個漫長而復雜的地質過程，在同一時間內，可能發(fā)生著多種成巖作用，因此，它們的早晚只是相對而言的[4]。

5 長9儲層成巖階段的劃分

通過鏡質體反射率及鏡下觀察到的各種現(xiàn)象，認為研究區(qū)內延長組目前處在晚成巖的A期，主要依據(jù)為:(1)各層的鏡質體反射率(Ro)的測試結果表明，延長組長9的鏡質體反射率分布在1.03～1.07之間，有機質已經進入成熟期。(2)在掃描電鏡下，可見粘土礦物主要為薄膜狀和絨球狀的綠泥石還有部分晶形完好的高嶺石及少量纖維狀伊利石。(3)研究區(qū)內長石有加大現(xiàn)象，這表明該區(qū)延長組己經進入晚成巖A期。(4)鏡下可見明顯的長石溶蝕及少量的及巖屑溶蝕現(xiàn)象。(5)顆粒多呈點到線狀接觸，罕見縫合線狀接觸 (6)陰極發(fā)光下見方解石發(fā)光較暗，多呈較暗的橙紅色，說明其含鐵較重。(7)鏡下常見石英I-II級加大，局部為III級加大。

根據(jù)鏡質體反射率及以上現(xiàn)象可以確定目前該區(qū)延長組各地層已經進入晚成巖階段A期。

6 結語

(1)彬縣-旬邑地區(qū)延長組長9儲層為長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖，其次含長石砂巖和巖屑砂巖，主要的膠結物是碳酸鹽巖膠接物，其次為硅質，并且含有少量的白云石、鈉長石等，。膠結類型主要為孔隙式膠結，其次為孔隙 -壓接式膠結。

(2)彬縣-旬邑地區(qū)延長組長9儲層主要的成巖作用有壓實(溶)作用、膠結作用、泥質填充作用、溶蝕作用和交代作用。壓實作用、壓溶作用、膠結作用對儲層孔隙起著破壞性作用，溶解作用起著使儲層孔隙增大的作用。前者為破壞性成巖作用，后者為建設性成巖作用。但壓實作用中的剛性顆粒發(fā)生破裂而產生的微裂縫，對特低滲儲層儲集性能的改善具有積極的意義。

(3)彬縣-旬邑地區(qū)延長組各地層已經進入晚成巖階段A期。

[1]朱國華，陜甘寧盆地西南部上三疊系延長統(tǒng)低滲透砂體和次生孔隙砂體的形成[J].沉積學報.1985:02.

[2]何雨丹，肖立志，毛志強，等.測井評價“三低”油氣藏面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向[J].地球物理學進展.2005，20(2):282-288.

[3]郭睿，儲集層物性下限值確定方法及其補充[J].石油勘探與開發(fā).2004，31(5):140-143.

[4]鄭浚茂，龐明.碎屑儲集巖的成巖作用研究[M].中國地質大學出版社.1989.

[5]彬縣-旬邑地區(qū)延長組下部油層組含油遠景初步評價.延長油田股份有限公司旬邑指揮部.2012.