方朝剛，周效華，王升陽，李鳳杰（ 南京地質礦產研究所，南京 006） （ 中煤平朔集團有限公司，朔州 06006）

（3 成都理工大學沉積地質研究院，成都 610059）

鄂爾多斯盆地位于我國西北部，總面積約25×104km2，油氣資源與礦產資源十分豐富，是我國重要的能源寶庫［1－4］。按沉積旋回延長組自上而下可分為10個油層組（長1至長10），其沉積特征反映了湖盆形成、發(fā)展和消亡的演化全過程。延長組從長10亞期開始圍繞湖盆中心發(fā)育一系列環(huán)帶狀三角洲群體，長9、長7、長4＋5亞期是湖盆演化中的三大湖侵期，相應發(fā)育3套重要烴源巖［5－7］，尤其是長7亞期，湖平面達到鼎盛期，沉積了盆地中生界最好的烴源巖［5－8］。長2亞期為湖退期沉積，湖盆水位變淺，面積收縮，湖盆邊緣發(fā)育的三角洲連成一片，形成逐步向湖盆中心推進三角洲沉積體系。前人對研究區(qū)長2油層組儲集層未作過系統(tǒng)研究，只是對其周邊地區(qū)的長2 油層組儲層特征做過一些研究［9－14］。

近年來隨著勘探開發(fā)的進一步深入，研究區(qū)在該時期儲集性能的研究越來越受到重視，因此對于研究區(qū)長2油層組優(yōu)質儲集層的分布及控制因素的認識顯得尤為重要。長2油層組在縱向上表現(xiàn)為具明顯的旋回性地層。本文采用電性特征標志、沉積旋回和巖性厚度對比等綜合方法，結合研究區(qū)實際情況分為3個油層段，6個油層亞段。長2 油層組埋藏深度為1085～1900m，由于盆地沉降作用的長期影響，地層原始孔隙度在受到地層壓力的擠壓和成巖作用的改造的雙重作用下而變小。

1 沉積微相及其特征

吳起地區(qū)位于鄂爾多斯盆中西部，受控于中部一級構造單元陜北斜坡（圖1）。結合長2油層組沉積時期盆地抬升，湖盆面積縮小的沉積背景，在對研究區(qū)200余口探井剖面資料（包括測井綜合圖、試油資料圖和分層數(shù)據(jù)表等）詳細分析及部分取芯井段巖心記錄與觀察的基礎上，通過對巖石學特征、古生物、沉積構造、測井資料解釋及分析化驗等資料進行綜合分析，以相標志和沉積特征的識別為主要依據(jù)，認為研究區(qū)長2 油層組主要為三角洲平原亞相沉積，進一步可細分為分流河道微相、天然堤微相、決口扇微相和分流間洼地微相。

1．1 分流河道微相

研究區(qū)內分流河道以北東方向流動為主，沉積物以灰白色細－中砂巖、灰白色細砂巖夾灰黑色泥巖為主，普遍發(fā)育塊狀層理（圖2－a）、板狀交錯層理、平行層理（圖2－b），底沖刷構造（圖2－c），在沖刷面上常有泥礫等滯留充填沉積，厚度變化較大，最厚可達50m，最薄5m。測井曲線具有箱型、齒化鐘形、齒化箱型－鐘形、疊加鐘形等組合形態(tài)（圖3），反映河流受季節(jié)流量的影響，引起粗細不同的變化或間歇性沉積的疊加特征。

圖1 鄂爾多斯盆地吳起研究區(qū)位置和主要井位分布圖Fig．1 Location of the studied Wuqi area，Ordos basin and distribution of the main wells

圖2 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長2油層組沉積構造（巖芯照片）Fig．2 Sedimentary structures of the Chang 2oil－bearing beds of upper Triassic Yanchang Formation in Wuqi area，Ordos basin（photos of bore cores）

圖3 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)G48井上三疊統(tǒng)延長組長2油層組綜合柱狀圖Fig．3 Comprehensive column of sedimentary facies of the Chang 2oil－bearing beds of upper Triassic Yangchang Formation for the well G 48in Wuqi area，Ordos basion

1．2 天然堤微相

位于分流河道兩側的邊部，向河道一側較陡，向外一側較緩，為洪水期攜帶泥砂的洪水漫出淤積而成。沉積物較細，以細砂、粉砂和泥質沉積為主，發(fā)育小型交錯層理、沙紋層理（圖2－d）和水平層理（圖2－e），并可見植物碎片和生物潛穴構造。測井曲線上表現(xiàn)為低幅的平直或微齒化的曲線（圖3）。大河道的天然堤厚度一般小于10m，小河道天然堤厚度一般小于5m。

1．3 決口扇微相

洪水期河水沖決天然堤，部分水流由決口處流向河漫灘，砂、泥質在決口處形成的扇狀沉積體，位于河床外側，與天然堤共生。其沉積物主要為細砂巖、粉砂巖，粒度比天然堤沉積物稍粗。具有小型交錯層理、波狀層理和水平層理，沖刷充填構造常見（圖2－f）。測井曲線上表現(xiàn)為平直曲線背景中出現(xiàn)的指狀或齒狀指狀曲線（圖3）。

1．4 分流河道間洼地微相

分流河道間洼地為洪水漫溢天然堤在分支河道間的沉積，巖性為泥巖、粉砂質泥巖夾薄層粉、細砂巖?？梢娝綄永?、波狀層理、沙紋層理。自然電位曲線形態(tài)呈現(xiàn)低幅齒化或近平直基線（圖3）。

2 儲集層特征

2．1 巖石類型

吳起地區(qū)長2油層組儲集層的巖石學特征以灰白色、淺灰色長石巖屑砂巖為主，其次發(fā)育巖屑長石砂巖和長石砂巖，含少量的巖屑砂巖（圖4）。砂巖粒度以中粒、細－中粒為主，多呈次圓－次棱角狀，分選性中等，具有顆粒支撐和孔隙式膠結為主的特點。水動力相對較強，雜基含量相對較少，原始粒間孔較發(fā)育，是形成該區(qū)儲集層以發(fā)育粒間孔為主的孔隙特征的物質基礎，主要表現(xiàn)為礦物成熟度低，結構成熟度中等，這與物源區(qū)母巖特征、風化程度較低和搬運距離較近有關。

圖4 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)長2油層組砂巖分類圖［15］Fig．4 Classification of sandstones of the Chang 2oilbearing beds of Yanchang Formation in Wuqi area，Ordos basin

吳起地區(qū)長2 油層組砂巖組分中石英含量27．2%～36．3%，平均31．3%，表面潔凈，以正常消光為主，部分石英有次生加大現(xiàn)象；長石含量為31．2%～49．8%，平均43．5%，以鉀長石為主，斜長石次之（圖6－a）；巖屑含量10．3%～25．5%，平均17．9%，巖屑成分主要為高級變質巖、石英巖、片巖、板巖、千枚巖、變質砂巖為主，巖漿巖（圖4－b）、隱晶巖等火成巖屑次之（圖6－b）。

2．2 填隙物特征

吳起地區(qū)長2 油層組填隙物含量為6．2%～11．5%，平均含量8．86%，填隙物主要為粘土質雜基，其次為灰泥雜基和碳酸鹽膠結物。粘土質中可見雜基重結晶（圖6－c）和自生的高嶺石、自生和蝕變綠泥石，此外局部層段可見含量2%～10%的硅質膠結物形成石英的次生加大（圖6－d），偶見2%的鐵質填隙物和5%的濁沸石膠結物（圖6－e）。

2．3 儲集層孔隙結構特征

通過對吳起地區(qū)長2油層組巖石薄片和鑄體薄片進行觀察，認為儲集層砂巖孔隙類型有殘余粒間孔（圖6－f）（包括粒間溶孔）、長石溶孔、巖屑溶孔（圖6－g）、雜基溶孔、晶間孔等。其中粒間孔、長石溶孔是其最主要儲集空間，分別占孔隙的52%和30%。此外，雜基溶孔、巖屑溶孔也有分布，分別為1．7%和8．3%，但由于孔隙較小，連通性較差，對儲集層影響不大。面孔率一般為3．8%～6．8%，平均面孔率約5%，平均孔徑為27 μm，平均喉道直徑為0．57μm。

2．4 儲集層毛管壓力特征

據(jù)吳起地區(qū)長2油層組儲集層4個樣品的統(tǒng)計結果，孔隙結構在縱向上表現(xiàn)較好。排驅壓力范圍值為（0．0121～1．3936）MPa，均值0．1236 MPa；中值壓力（0．3756～23．27）MPa，均值3．9854 MPa；喉道中值半徑（0．0611～0．7094）μm，均值0．3234 μm；分選系數(shù)1．2378～3．103，均值1．9233，分選性中等；歪度系數(shù)－0．2556～1．9561，均值0．8310，總體表現(xiàn)為負偏；孔隙結構的分選中等，喉道分布略顯粗歪度為主，排驅壓力總體較低，最大進汞飽和度較高（圖5）。

圖5 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)長2油層組進汞曲線圖Fig．5 Intrusive mercury curves of the Chang 2 oil－bearingbeds of Yanchang Formation in Wuqi area，Ordos basin

2．5 儲集層物性特征

據(jù)吳起地區(qū)長2油層組儲集層560塊樣品的統(tǒng)計結果，長2油層組儲集層物性中等。統(tǒng)計結果顯示孔隙度值集中在12%～14%，占總統(tǒng)計樣本的85．3%。地層最大孔隙度值為24．65%，最小孔隙度值為2．52%，目前技術下孔隙度6%以下，滲透率0．07以下的儲集層難以開采，作為無效儲集層，不參與統(tǒng)計，有效儲集層平均孔隙度為13．45%，可見長2油層組儲集層的孔隙性較好。其滲透率值主要集中在（1～6）×10－3μm2以下，占總統(tǒng)計樣本的75．4%。長2油層組地層整體滲透率較低，最大滲透率值為36．69×10－3μm2。長2油層組地層的平均滲透率值為5．33×10－3μm2。根據(jù)2005年4月頒布的石油天然氣儲量計算的規(guī)范，碎屑巖油藏孔隙度在10%～15%之間為低孔，其滲透率在（5～50）mD 之間為低滲，故研究區(qū)長2油層組為典型的低孔低滲油藏。其各個小層孔隙度和滲透率的平均值變化不大（圖7），對長，長，長，長，長，長23六個小層統(tǒng)計結果發(fā)現(xiàn)，長的儲集物性最好，各個小層間的儲集層非均質性弱。

圖6 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)長2油層組膠結物類型、孔隙類型及成巖作用對儲層的影響（薄片照片）Fig．6 Influences of cement types，porosity types and diagenesis of the Chang 2oil－bearing bed of Yanchang Formation in Wuqi area，Ordos basin（photos of thin sections）

圖7 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)長2各油層亞段孔隙度和滲透率對比圖Fig．7 Correlation diagrams of porosity and permeability of the Chang 2sub－oil－bearing bed of Yanchang Formation in Wuqi area，Ordos Basion

3 優(yōu)質儲集層控制因素

沉積相從平面展布上控制著儲集層物性的分布特點，是其儲集層物性的控制基礎，如三角洲平原亞相中的分流河道微相是儲集層發(fā)育的有利相帶，但要形成優(yōu)質有效儲集層，它還受成巖作用等因素影響［16］。

3．1 沉積微相對儲集性的影響

油氣的聚集與沉積相的展布規(guī)律有密切關系，沉積砂體主體部位往往是油氣聚集的有利地帶。三角洲平原亞相是吳起地區(qū)長2油層組儲集層的主要沉積環(huán)境，由于水動力強，顆粒的分選性和磨圓度好，原始粒間孔隙發(fā)育，易形成有利儲集層。吳起地區(qū)長2油層組水下分流河道砂體面孔率大于9%，有的甚至能達到20%（如G48井）。而三角洲平原亞相的分流間洼地微相、天然堤微相和決口扇微相由于水動力不足，黏土礦物含量高，連通性差，不易形成良好的儲集空間。這一特征表明，沉積微相對于儲集層的孔隙度和滲透率具有明顯的控制作用，是形成儲集層的重要基礎。

3．2 成巖作用

儲集層的分布受控于沉積，但有效的優(yōu)質儲集體，往往要看后期成巖作用對儲集性能的改造。通過對取芯井的薄片分析，長2油層組儲集層經(jīng)歷了多種后期成巖作用，對儲集層具有建設性的成巖作用有早期綠泥石膠結抗壓實作用、溶蝕作用和長石交代形成自生高嶺石的作用，而破壞性的作用主要為壓實作用、成巖早期的方解石連晶或嵌晶的膠結作用和石英的次生加大作用，其次為壓溶作用、成巖晚期的膠結作用、方解石交代黑云母和自生礦物的形成作用。

3．2．1 建設性成巖作用

（1）成巖早期綠泥石膠結作用

早期綠泥石膠結作用（圖6－h(huán)）對儲集層的孔隙有特殊的影響，雖然其形成可以減少原生孔隙的空間，但形成的包膜厚度很小，對原生孔隙破壞很有限。相反，由于這種包膜可以阻止石英次生加大的形成，從而阻止了原生粒間孔的充填；有效增加了顆粒的抗壓強度，阻止了巖石因進一步壓實作用造成的原生粒間孔的減??；有效保護了長石等顆粒粒內溶孔（包括鑄?？祝┍粔簩嵑秃笃诔涮钭饔玫钠茐?，早期綠泥石膠結作用的存在對于儲集層孔隙具有建設性作用［17］。

（2）溶蝕作用

通過對吳起地區(qū)長2油層組儲集層砂體的鑄體薄片觀察發(fā)現(xiàn)，溶蝕作用主要表現(xiàn)有碎屑顆粒的溶蝕和填隙物的溶蝕兩種。由于吳起地區(qū)長2油層組儲集層在大氣水和富含有機酸的地下水的共同作用下，長石溶孔、粒間溶孔這兩種空隙特別發(fā)育，占總空隙的80%，為儲集層提供了大量的儲集空間。在晚成巖期有機酸溶蝕作用下，溶蝕作用可為儲集層提供7%～8%的次生孔隙。

（3）交代作用

吳起地區(qū)長2油層組儲集層建設性交代作用主要變現(xiàn)為兩個方面，一是黑云母的綠泥石化（圖6－i），它為綠泥石包膜的形成提供了大量的物質來源；二是長石的高嶺石化，長石被高嶺石交代形成自生高嶺石過程中，由于高嶺石體積小于被交代的長石體積，形成發(fā)育的晶間孔而使總孔隙度增加。因此，這兩方面都對儲集層儲集性能具有建設性作用。

3．2．2 破壞性成巖作用

（1）壓實和壓溶作用

由于吳起地區(qū)長2油層組的儲集層中主要的儲集空間為（殘余）原生粒間孔，因此壓實作用的強弱對原生粒間孔保存的多少有重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，壓實作用可以造成原生孔隙的損失達到30%左右。在研究區(qū)壓溶作用主要表現(xiàn)為顆粒的凹凸和縫合線狀接觸、石英的溶蝕和次生加大而形成，由于薄片中這兩種現(xiàn)象均不太發(fā)育，因此壓溶作用對研究區(qū)儲集層的破壞較有限。

（2）膠結作用

無論是何種物質的膠結，均表現(xiàn)為孔隙之間物質的充填，因此對孔隙均有不同程度的減少作用。在研究區(qū)的儲集層中，成巖早期的方解石連晶或嵌晶的膠結作用（圖6－j）對孔隙度的減小較為明顯，其次為石英的次生加大作用，兩者可造成孔隙度減少10%左右。而成巖晚期的含鐵碳酸鹽礦物、自生粘土礦物、濁沸石，自生石英的沉淀由于發(fā)育有限，因此對孔隙的減少也有限。

（3）交代作用

吳起地區(qū)長2油層組儲集層破壞性的交代作用主要變現(xiàn)為兩個方面，一個是黑云母的鈣化（圖6－k）；另外一個是長石的鈣化（圖6－l），兩者在成巖過程中由于發(fā)生方解石交代，碳酸鹽礦物在后期不易發(fā)育溶蝕，對孔隙發(fā)育不利，因此這兩方面都對儲集層儲集性能具有破壞性作用。

4 油層特征與優(yōu)質儲集層分布規(guī)律

4．1 油層特征

吳起地區(qū)長2油層組油藏主要分布于分流河道砂體帶上，已經(jīng)建產的油田以中部紅柳溝地區(qū)為例（圖1），該地區(qū)油層主要分布于北東向分流河道砂體帶上。以G12井－ZJ13井油藏剖面為例（圖8），測井解釋油氣顯示層位2層，包括長油層亞段G11井，油水層1層3．8m，并在G11井獲得油1．60t／d、水33．70t／d的試油。長油層亞段的G11井油水層1層4．2m，試油為油4．93t／d、水28．70t／d，X85井油水層3 層10．2m，試油為油0．68t／d、水7．90t／d。該剖面油藏位于起伏構造的鼻隆位置，油層沿分流河道砂體呈長條狀分布，橫向連通性好，砂體厚度10～15m，油藏受底水的驅動作用明顯。

4．2 優(yōu)質儲集層分布規(guī)律

吳起地區(qū)長2油層組位于盆地的中西部，發(fā)育曲流河三角洲平原亞相，該亞相中主要發(fā)育分流河道、分流間洼地、天然堤和決口扇4種微相。三角洲平原亞相的分流河道砂體是主要的儲集層砂體。優(yōu)質儲集層的儲集空間主要為粒間孔和粒內溶孔，孔候組合為粗孔或中孔－細孔。形成優(yōu)質儲集層必須滿足以下3個條件：（1）分流河道微相主體砂體；（2）壓實作用和膠結作用較弱，綠泥石薄膜較發(fā)育，保護孔隙，增加抗壓能力，對孔隙起破壞性作用的碳酸鹽膠結物不發(fā)育；（3）不穩(wěn)定的長石顆粒和一些巖屑組分發(fā)生溶蝕，發(fā)育次生孔隙。

圖8 鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)G48井－ZJ13井長2油層組油藏剖面圖Fig．8 Oil reservoir profile from Well G48to ZJ13of the Chang 2interval of Yanchang Formation in Wuqi area，Ordos Basion

5 結 論

鄂爾多斯盆地吳起地區(qū)上三疊統(tǒng)延長組長2油層組儲集層為典型的低孔低滲砂體，發(fā)育三角洲平原亞相。儲集層類型以長石巖屑砂巖為主，填隙物以雜基為主，其中普遍發(fā)育的粘土質是導致研究區(qū)低孔低滲的原因之一。該儲集層平均孔隙度為13．45%，平均滲透率為5．33×10－3μm2，通過對長2油層組各個小段的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，長的儲集物性最好，主要孔隙類型為殘余粒間孔和粒內溶孔，儲集層非均質性弱，毛管排驅壓力總體較低。低孔低滲背景下相對優(yōu)質儲集層的發(fā)育特征主要受到沉積相和后期成巖作用的影響。沉積作用中的沉積相在研究區(qū)的平面展布是控制儲層砂體和物性的基礎，而如果要進一步圈定優(yōu)質儲集層的范圍，一般取決于后期成巖作用對研究區(qū)儲層的改造程度。

［1］楊俊杰．鄂爾多斯盆地構造演化與油氣分布規(guī)律［M］．北京：石油工業(yè)出版社，73－74，86－88．

［2］任紀舜．中國油氣勘探和開發(fā)戰(zhàn)略［A］．中國石油論壇—21世紀中國石油天然氣資源戰(zhàn)略研討會論文［C］．北京：石油工業(yè)出版社，2000．

［3］田在藝，張慶春．中國含油氣沉積盆地論［M］．北京：石油工業(yè)出版社，1996．

［4］趙重遠，劉池洋．華北克拉通中新生代區(qū)域地質構造及含油氣盆地的形成和演化［M］．西北大學出版社，1990，10－21．

［5］張文正，楊華，李善鵬．鄂爾多斯盆地長91湖相優(yōu)質烴源巖成藏意義［J］．石油勘探與開發(fā)，2008，354（5）：557－562．

［6］周進高，姚根順，鄧紅嬰，等．鄂爾多斯盆地延長組長9油層組勘探潛力分析［J］．石油勘探與開發(fā)，2008，35（3）：289－293．

［7］張潤合，鄭興平，徐獻高，等．鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組四、五段泥巖生烴潛力評價［J］．西安石油學院學報：自然科學版，2003，18（2）：10－13．

［8］楊華，張文正．論鄂爾多斯盆地長7段優(yōu)質油源巖在低滲透油氣成藏富集中的主導作用：地質地球化學特征［J］．地球化學，2005，34（2）：147－154．

［9］金祥純．陜北油區(qū)豐富川油田長2油層油氣成藏規(guī)律研究［J］．特種油氣藏，2007，14（1）：45－48．

［10］李杰，王鳳琴，冷丹鳳，等．青平川油田延長組長2沉積微相與油氣分布［J］．西安石油大學學報：自然科學版，2010，25（2）：34－38．

［11］趙虹，黨犇，姚涇利，等．鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)延長組長2低阻油層成因機理［J］．石油實驗地質，2009，31（6）：588－592．

［12］臧成廣，文志剛，刁帆，等．胡尖山油田三疊系延長組長21儲層特征及控制因素［J］．復雜油氣藏，2012，4（4）：10－13．

［13］朱世全，黃思靜，姚鵬，等．姬塬地區(qū)上三疊統(tǒng)長2油層組高嶺石膠結與儲層評價［J］．沉積與特提斯地質，2006，26（001）：88－91．

［14］劉曉娟，林艷波，范正平．鄂爾多斯盆地姬塬地區(qū)長2油層組成巖作用研究［J］．西北大學學報：自然科學版，2011，41（5）：857－862．

［15］曾允孚，夏文杰．沉積巖石學［M］．北京：地質出版社，1986：190－199．

［16］朱如凱，趙霞，劉柳紅，等．四川盆地須家河組沉積體系與有利儲集層分布［J］．石油勘探與開發(fā)，2009，36（1）：46－56．

［17］黃思靜，謝連文，張萌，等．中國三疊系陸相砂巖中自生綠泥石的形成機制及其與儲層孔隙保存的關系［J］．成都理工大學學報（自然科學版），2004，31（3）：273－281．