周 冕，時保宏

(1.西安石油大學(xué)，陜西 西安710065;2.延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西 靖邊718500)

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于陜西省榆林市靖邊縣西南部，東與楊米澗鄉(xiāng)、新城鄉(xiāng)接壤，西邊緊靠定邊縣界，西南則緊挨吳旗縣界，區(qū)域面積約1 367 km2。構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地伊陜北斜坡的中部，區(qū)域構(gòu)造形態(tài)為寬緩的西傾單斜，傾角不足1°，斜坡上構(gòu)造活動十分微弱，由于差異壓實作用，局部發(fā)育一些小型鼻狀隆起。巖性主要為灰白色中、細(xì)粒長石或巖屑長石砂巖夾少量粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖，地層厚度37.1～62.5 m，平均50.1 m。本區(qū)延9油層組屬曲流河沉積，發(fā)育河道(河床滯留、邊灘)、決口扇、天然堤及河漫灘等亞相類型，河道展布為近北—南方向。本文研究了中山澗油區(qū)延9油層組砂巖的巖石學(xué)特征、成巖作用及成巖序列，目的在于揭示儲層的埋藏－成巖－物性演化規(guī)律，為該類油氣藏的勘探與開發(fā)實踐提供理論依據(jù)。

2 儲層巖石學(xué)特征

根據(jù)5口井20塊巖石薄片鑒定結(jié)果，延安組延9油層組主要為次巖屑長石砂巖(圖1)，砂巖成分中碎屑顆粒約占總量的82% ～89.5%，平均87.18%。主要以石英為主。石英含量變化較大，占碎屑總量的 32.0% ～66.0%，平均51.38%;其次為長石，含量變化在 12.0% ～31.0%，平均22.75%;再次為巖屑，含量 7.5% ～ 26.5% ，平均 13.05% ，巖屑主要是變質(zhì)巖巖屑，其次含有少量火成巖巖屑;其它的平均約占 12.83%。填隙物含量 10.5% ～18.0%，平均12.8%。填隙物中一般雜基含量明顯大于膠結(jié)物。雜基主要有:高嶺石和水云母;而膠結(jié)物類型則較多，主要有以下幾類:鐵白云石、硅質(zhì)、菱鐵礦、方解石、白云石、黃鐵礦和綠泥石膜。砂巖結(jié)構(gòu)較致密，大多數(shù)碎屑粒度以粗～中粒、中粒、粗粒為主，其次為細(xì)礫級，細(xì)－中粒。分選好，碎屑顆粒主要呈次棱角～次圓狀。碎屑普遍呈顆粒支撐，顆粒間多為點－線接觸。膠結(jié)類型均為孔隙膠結(jié)。

圖1 延安組延9砂巖分類三角圖

3 成巖作用類型

本區(qū)延安組延9儲層和延長組儲層一樣處于晚期成巖階段的A期，延9要弱于延長組。在這種強度的成巖作用控制下，孔隙演化達(dá)到了原生粒間孔所剩無幾，次生溶蝕孔經(jīng)歷了高峰發(fā)育期現(xiàn)已開始減少，并有裂縫產(chǎn)生。本區(qū)儲層成巖作用較強烈、類型復(fù)雜。主要成巖作用有:壓實壓溶作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用、充填與交代作用等。

3.1 壓實壓溶作用

壓實作用是本區(qū)儲層原生孔隙減少的最主要原因之一，其在本區(qū)主要表現(xiàn)為:剛性顆粒發(fā)生破裂、塑性顆粒發(fā)生變形、碎屑顆粒接觸更加緊密(圖2、3)。最直觀的現(xiàn)象是砂巖中云母碎片的塑性形變(圖2)，碎屑顆粒的線接觸和凹凸接觸;最為普遍的現(xiàn)象是原始孔隙度的大幅度減少。

壓溶作用在本區(qū)內(nèi)不太常見，壓溶作用不明顯，顯微鏡下壓溶作用偶爾可見。

壓溶作用使顆粒間的接觸更為緊密，常形成線接觸，進一步的壓溶，可出現(xiàn)向凹凸接觸和縫合線接觸的轉(zhuǎn)變。壓溶作用對砂巖儲集性能的影響不大。

圖2 壓實致密結(jié)構(gòu)，云母壓實形變，少量粒間孔零星分布(靖探76井，長61)

圖3 顆粒拉長延伸狀，貼面接觸，形成致密結(jié)構(gòu)(靖探562井，長81)

3.2 膠結(jié)作用

膠結(jié)作用是另一類破壞性成巖作用，對原生孔隙的破壞很大。據(jù)薄片、鑄體片觀察，膠結(jié)作用在本區(qū)十分發(fā)育，膠結(jié)物含量最高可達(dá)35.5%。本區(qū)的膠結(jié)作用可分為硅質(zhì)膠結(jié)作用、碳酸鹽膠結(jié)作用和粘土膠結(jié)作用。

1)硅質(zhì)膠結(jié):石英次生加大是孔隙水中溶解的SiO2在碎屑石英表面上共軸增生形成的，早期次生加大石英形成于壓實之前或同期，石英次生加大邊主要受控于可生長空間大小的限制，可環(huán)繞整個碎屑石英，也可僅分布于石英顆粒的局部，呈加大邊或充填于孔隙中。

2)碳酸鹽膠結(jié):本區(qū)碳酸鹽膠結(jié)物有方解石、含鐵方解石和鐵白云石膠結(jié)3種，其中以鐵白云石膠結(jié)物為主(圖4、5)。方解石膠結(jié)物可分為早晚兩期，其中早期方解石膠結(jié)物不如晚期鐵方解石膠結(jié)物常見。在早期方解石膠結(jié)的碎屑顆粒中，只有極少量的碎屑石英邊部發(fā)育次生加大邊。晚期方解石膠結(jié)比較常見，以孔隙充填為特征，呈不規(guī)則狀分布在碎屑顆粒之間。晚期方解石是典型的埋藏成巖過程的產(chǎn)物，形成在次生加大之后。

3.3 溶蝕作用

溶蝕作用形成了各種類型的次生孔隙，對改善本區(qū)儲層物性起著非常重要的作用，所以又稱為建設(shè)性成巖作用。溶蝕作用可表現(xiàn)為對碎屑顆粒以及對填隙物的溶蝕作用。本區(qū)內(nèi)砂巖次生溶蝕孔隙發(fā)育，以粒間溶孔為主(圖 6、7)。

圖4 方解石斑狀膠結(jié)(靖探76井，延91)

圖5 方解石膠結(jié)、交代形成的致密結(jié)構(gòu)(靖探70井，長61)

圖6 粒間溶孔、長石普遍壓實破碎，并溶蝕，粘土雜基被溶(靖探156井，延92)

圖7 濁沸石溶蝕中等，形成較多次生孔隙(靖探70井，長61)

3.4 充填與交代作用

(1)本區(qū)碳酸鹽礦物常見方解石，其含量平均4.4%，局部含量更高些，最高達(dá)35%。方解石呈細(xì)晶或中～粗晶，微含鐵，部分交代碎屑顆粒，常與粘土充填相伴生，以孔隙充填為特征，呈不規(guī)則狀分布在軟組織變形巖屑之間，使砂巖孔隙消失(圖8)。

(2)自生高嶺石的充填作用

砂巖碎屑顆粒間的溶蝕孔內(nèi)常見自生高嶺石充填，粉晶級的高嶺石呈典型的書頁狀晶形，因而保留了良好的晶間隙，是儲層重要的儲集空間組成部分(圖9)。

圖8 方解石充填孔隙，交代顆粒(靖探562井，長81)

圖9 高嶺石、伊利石充填孔隙，粒間孔分布不均(靖探396井，延91)

4 成巖作用對儲層物性的影響

本區(qū)碎屑巖儲集巖是典型的低～特低孔、低～特低滲儲集巖，其成巖作用類型非常復(fù)雜，在埋藏成巖過程中各種成巖作用對砂巖的原生孔隙或保存或破壞以及次生孔隙的發(fā)育都產(chǎn)生一定的影響。

4.1 壓實作用

壓實作用的強度通常與埋深、地溫及碎屑礦物成分等有關(guān)。本區(qū)地層既發(fā)育機械壓實作用又發(fā)育化學(xué)壓實作用，淺埋藏以機械壓實作用為主，深埋藏則以化學(xué)壓實作用為主。地層埋藏深度在2 519.31～3 020 m間，受壓實強度較強，膠結(jié)物充填狀況及沉積環(huán)境影響均出現(xiàn)非均質(zhì)性。壓實作用導(dǎo)致砂巖顆粒間的緊密排列、位移及再分配，云母類及塑性巖屑發(fā)生膨脹及塑性變形，致使原生粒間孔大量喪失。表現(xiàn)為部分砂巖中碎屑顆粒之間以點～線接觸，部分以線接觸為主，原生粒間孔細(xì)小或消失，同時具有填隙物少的特征。壓溶作用表現(xiàn)為石英邊緣呈現(xiàn)港灣狀溶蝕邊，由此產(chǎn)生的石英的次生加大也導(dǎo)致了一部分孔隙的喪失及滲透率的降低，在一定程度上使儲層物性進一步變差。

4.2 膠結(jié)作用

本區(qū)儲層砂巖早～晚成巖期的硅質(zhì)，鐵白云石，高嶺石等自生礦物是重要的膠結(jié)礦物，這些膠結(jié)物含量的增加，對儲層孔隙發(fā)育起到了重要的封堵作用，導(dǎo)致巖石孔隙度降低。上述三種礦物對儲層孔隙的破壞程度不同，硅質(zhì)和鐵白云石對儲層破壞作用明顯，石英次生加大邊與碎屑石英間以很薄的粘土膜分開，石英的自生加大充填孔隙并堵塞喉道，降低了儲層的孔、滲性能。但高嶺石等自生粘土礦物對儲集層物性的影響既有建設(shè)性的也有破壞性的，粘土膜可以保護殘余粒間孔，但是孔隙式充填的自生粘土礦物常常擠占有效孔隙空間，降低儲集層的物性。

4.3 溶蝕作用

砂巖儲集層的溶蝕作用形成了各種類型的次生孔隙，溶蝕孔隙對改善砂巖儲層的儲集性能起到了建設(shè)性的作用。盡管延9有一定的原生粒間孔發(fā)育，但溶蝕作用形成的次生孔隙在區(qū)內(nèi)仍然占有主要的地位，大多數(shù)砂巖粒間見有溶蝕現(xiàn)象。根據(jù)顯微鏡及掃描電鏡分析，發(fā)現(xiàn)本區(qū)溶蝕作用主要為巖屑發(fā)生溶蝕。顆粒的溶蝕有兩種情況:一種是巖屑等不穩(wěn)定顆粒直接溶解形成溶蝕粒內(nèi)孔，另一種是顆粒先為碳酸鹽礦物或自生濁沸石交代，后來交代物發(fā)生溶解而使顆粒間接被溶，常形成溶蝕粒內(nèi)孔及溶蝕粒間孔。

綜上所述，本區(qū)成巖作用對砂巖儲集層物性的影響既有建設(shè)性也有破壞性。壓實作用、膠結(jié)作用是破壞儲集層孔隙度、降低滲透率的主要因素，而溶蝕作用的發(fā)育則保存了原生粒間孔隙并且產(chǎn)生次生溶蝕孔隙，改善了儲集層的物性。

5 結(jié)語

靖邊中山澗油田侏羅系延安組延9砂巖類型以長石巖屑質(zhì)石英砂巖為主，處于晚期成巖階段的A期，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低，屬三角洲前緣沉積。研究去成巖作用主要有壓實壓溶作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用、充填與交代作用。壓實壓溶作用、膠結(jié)作用對儲層孔隙起著破壞性作用，導(dǎo)致儲層物性變差。而溶蝕作用起著使儲層孔隙增大的作用，增加巖石的次生孔隙，改善孔隙連通性，增強滲流條件，使儲層物性得到改善。

［1］李鳳杰，王多云.鄂爾多斯盆地華池地區(qū)中侏羅統(tǒng)延安組延9油層組河流沉積及演化［J］.古地理學(xué)報.2009.11(3):276 －283.

［2］柳益群，李文厚.陜甘寧盆地東部上三疊統(tǒng)含油長石砂巖的成巖特點及孔隙演化［J］.沉積學(xué)報.1996.14(3):87 －96.

［3］李紅，柳益群，劉林玉.鄂爾多斯盆地西峰油田延長組長81低滲透儲層成巖作用［J］.石油與天然氣地質(zhì).2006.27(2):209－217.

［4］羅靜蘭，張曉莉，Morad S，等.河流－湖泊三角洲相砂巖成巖作用的重建及其對儲層物性演化的影響－以延長油區(qū)侏羅系－上三疊統(tǒng)砂巖為例［J］.中國科學(xué)(D輯).2001.31(12):1006－1016.