唐杰 彭先鋒 戴亞婷(成都理工大學(xué) 能源學(xué)院,四川 成都 610059)
鄂爾多斯盆地是穩(wěn)定沉降、構(gòu)造變形弱、持續(xù)坳陷遷移、多旋回演化的大型克拉通邊緣盆地,總體為東緩西陡、南北走向的不對(duì)稱箕狀向斜[1]。盆地內(nèi)可劃分為6個(gè)構(gòu)造單元(李克勤,1990),蘇里格氣田構(gòu)造上位于盆地內(nèi)陜北斜坡的西北側(cè)(圖1)[2]。
946片薄片鑒定結(jié)果表明:盒8砂巖主要由石英、長石和巖屑組成,以巖屑砂巖、巖屑石英砂巖、長石巖屑砂巖和石英砂巖為主。巖屑含量較高,主要為花崗巖、石英片巖、石英巖、千枚巖、泥巖及黑云母等,分選中等—較差,細(xì)砂磨圓一般較差,中砂以上磨圓較好,部分砂巖雜基含量較高。
盒8砂巖顆粒接觸緊密,主要為線接觸-凹凸接觸甚至縫合線接觸,云母、千枚巖及泥巖巖屑等塑性碎屑強(qiáng)烈撓曲變形,石英次生加大強(qiáng)烈,粒間孔隙多被毛發(fā)狀或片絲狀伊利石充填膠結(jié),同時(shí)砂巖粘土礦物X射線衍射分析顯示:盒8砂巖伊利石含量較高,伊/蒙混層礦物間層比小于15%,目前已進(jìn)入晚成巖階段。
盒8砂巖的發(fā)育受到原始沉積環(huán)境、后期成巖作用和不整合面的共同影響。沉積環(huán)境決定了砂體展布、砂體結(jié)構(gòu)和砂體性質(zhì),主河道及心灘沉砂體連續(xù)疊置,砂巖中塑性巖屑及泥質(zhì)雜基含量少,原始物性好。后期成巖作用控制原生粒間孔隙的保存和次生溶孔的形成,破裂作用能有效提高儲(chǔ)層滲透率,促進(jìn)溶蝕作用進(jìn)行。石盒子組和山西組之間不整合面為區(qū)域有機(jī)酸熱液運(yùn)移通道,盒8砂巖受有機(jī)酸熱液的改造強(qiáng)烈,不整合面控制儲(chǔ)層次生溶孔的發(fā)育情況。
盒8砂巖的河流沉積相控制砂體的宏觀展布和原始物性:主河道、心灘及河床下部水動(dòng)力強(qiáng),塑性巖屑含量低,物性條件好,早期孔隙流體主要匯聚空間;河道上部砂體中泥巖、千枚巖及云母等塑性巖屑含量高,物性差。對(duì)孔滲分析、X-衍射分析樣品(排除泥質(zhì)雜基的影響,樣品粘土含量小于5%)統(tǒng)計(jì)表明:綠泥石、高嶺石含量與孔隙度均無相關(guān)關(guān)系,綠泥石和高嶺石總含量與孔隙度呈明顯正相關(guān),伊利石含量與滲透率呈負(fù)相關(guān)。
盒8砂巖機(jī)械壓實(shí)-壓溶作用發(fā)生在早成巖階段并可持續(xù)到晚成巖階段,顆粒主要呈線接觸-凹凸接觸(圖2A)。盒8砂巖在成巖早期經(jīng)歷了強(qiáng)烈的壓實(shí)-壓溶作用,導(dǎo)致儲(chǔ)層快速致密化,特別是雜基含量、泥巖、千枚巖及云母等塑性碎屑含量較高的砂巖,早期的壓實(shí)-壓溶作用將其儲(chǔ)集性能破壞殆盡。
盒8砂巖富含火山巖巖屑及黑云母,水解后提供大量Fe2+、Mg2+,偏堿性的孔隙流體環(huán)境有利于綠泥石環(huán)邊包殼的形成。盒8砂巖綠泥石多呈薄膜狀覆蓋于碎屑顆粒周圍,薄膜厚度一般介于5-20μm(圖2B)。綠泥石早期環(huán)邊膠結(jié)作用發(fā)育的砂巖中的原生孔隙相對(duì)發(fā)育,也表明綠泥石膠結(jié)作用對(duì)原生孔隙的保存具有重要的建設(shè)性意義[3]。
圖2 蘇里格氣田石盒子組盒8段砂巖儲(chǔ)層顯微照片
石盒子組-山西組間不整合面是區(qū)域有機(jī)酸熱液的運(yùn)移通道并控制其運(yùn)移方向,使石盒子組砂巖比垂向上距有機(jī)酸熱液更近的山西組砂巖更強(qiáng)烈的受有機(jī)酸熱液改造,盒8砂巖儲(chǔ)層改造較好,次生溶孔特別發(fā)育。
盒8砂巖沉積之后河道砂體中上部由于泥巖、板巖、千枚巖及云母等塑性碎屑含量較高,導(dǎo)致壓實(shí)變形強(qiáng)烈,原生粒間孔隙幾乎損失殆盡。河道砂體下部(特別是底部沖刷面附近),碎屑顆粒粒度較大,塑性巖屑含量較低,壓實(shí)作用很難徹底進(jìn)行,部分原生粒間孔隙得以保存。
盒8砂巖先后經(jīng)歷了至少兩期溶蝕作用,第一期為早成巖階段A期大氣淡水的淋濾作用,以大量次生高嶺石晶體雜亂充填次生溶孔為特征,第二期為早成巖階段B期有機(jī)熱液對(duì)盒8砂巖儲(chǔ)層進(jìn)一步溶蝕改造并決定儲(chǔ)層的主要特征。
盒8砂巖儲(chǔ)層地層壓力為38MPa,覆壓25MPa、40MPa條件下孔滲統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示:盒8砂巖65%以上的儲(chǔ)層孔隙度介于6%-12%,但75%以上的樣品滲透率小于0.1×10-3μm2,總體屬于(特)低孔-(超)低滲型儲(chǔ)層。盒8砂巖孔滲相關(guān)系數(shù)小于0.7,表明儲(chǔ)集空間雖然主要依賴于基質(zhì)孔隙,但裂縫有較大的貢獻(xiàn),這與鑄體薄片分析結(jié)果相吻合,說明盒8砂巖主要為孔隙型及裂縫-孔隙型儲(chǔ)層。
盒8砂巖經(jīng)歷了壓實(shí)-壓溶、膠結(jié)、溶蝕、交代、破裂及自生礦物充填等成巖作用,其中早期綠泥石環(huán)邊膠結(jié)作用、大氣淡水淋濾和有機(jī)酸熱液的溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層的保護(hù)和改造起到了建設(shè)性作用。
[1]王曉彬.鄂爾多斯盆地榆林南山2致密砂巖儲(chǔ)層與產(chǎn)能特征研究[D].成都理工大學(xué),2008.
[2]李鳳杰,王多云,徐旭輝.鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)三疊系延長組儲(chǔ)層特征及影響因素分析[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2005,27(4):365-370.
[3]費(fèi)世祥,馮強(qiáng)漢,安志偉,等.蘇里格氣田中區(qū)下石盒子組盒8段沉積相研究[J].天然氣勘探與開發(fā),2013,36(2):17-22.