苏里格5区储层控制因素和砂体结构特征

2022-09-11

鄂尔多斯盆地属华北陆块西端的次级构造单元, 它的演化过程, 主要受北侧的“古中亚洋盆”、南缘和西南缘的秦祁海槽及其派生的贺兰坳拉槽的扩张、俯冲、消减作用的控制。苏里格5区位于鄂尔多斯盆地的中部, 该区石盒子组砂体分布集中性较强, 即发育砂体的地方, 砂体规模大, 单砂层厚度大, 而在泥质出现区域, 砂体不发育, 规模小, 单层厚度较薄, 在自然伽玛曲线有时很难反映。因此, 该区砂体两极分化的特征比较显着, 这对储集砂体的发育极为有利。

1 岩石学特征

苏里格5区薄片鉴定结果表明, 石盒子组碎屑岩主要由石英、长石和岩屑三部分组成, 以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩、长石岩屑砂岩和石英砂岩为主。该套储集砂岩以较高的岩屑含量为特征, 岩屑类型主要为花岗岩、石英片岩、石英岩、千枚岩、泥岩及黑云母等, 分选中等—较差, 细砂磨圆一般较差, 而中砂以上颗粒磨圆较好, 部分砂岩杂基含量较高。高岭石含量普遍较高且可见颗粒轮廓, 原始沉积岩具有较高的长石含量, 在后期成岩改造过程中发生蚀变。原始砂岩主要为长石砂岩、长石石英砂岩、岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩及岩屑砂岩, 这一岩性组合与近物源的河流沉积环境相吻合。

2 储层控制因素

2.1 压实-压溶作用

石盒子组砂岩中泥岩、千枚岩及黑云母等塑性岩屑发生强烈挠曲变形甚至挤入到粒间孔隙中, 形成假杂基, 部分刚性碎屑颗粒受挤压应力作用发生破碎, 在颗粒表面发育压裂纹, 同时在硅质碎屑接触位置常发育石英次生加大。

2.2 胶结作用

石盒子组砂岩的胶结作用主要包括绿泥石环边胶结作用、硅质胶结作用、钙质胶结作用和粘土矿物的胶结作用, 其中绿泥石环边胶结作用对储层建设性作用。

2.3 交代作用

石盒子组砂岩以方解石交代长石和硅质碎屑为主, 残余长石碎屑常有部分包裹体残余, 颜色杂乱, 方解石交代作用保留了长石碎屑轮廓, 但其内部呈现出明暗相间的特征。石英的溶蚀一般需要较强的碱性流体环境, 因此方解石交代硅质颗粒常在硅质碎屑颗粒上形成港湾状的钙斑。

2.4 破裂作用

压实作用形成的压裂纹通常较为平直, 一般呈闭合状态;构造破裂作用形成的微裂缝一般不规则, 可连续切穿多个颗粒, 或者沿颗粒边缘发育形成粒缘缝[1]。扫描电镜照片见裂缝切穿高岭石充填的铸模孔, 表明裂缝在长石的溶蚀作用之后形成。研究区域多旋回、异方位的构造运动有利于破裂作用, 现今的鼻状构造和次级小背斜有利于这些微裂缝保持开启。

2.5 溶蚀作用

早成岩阶段A期总体属于开放的成岩流体环境, 大气淡水对长石及安山岩、花岗岩岩屑等易溶组分进行淋滤, 产生了大量杂乱的高岭石, 其次生溶孔通常以晶间孔化为特征。在早成岩阶段B期有机热液的溶蚀作用对大气淡水淋滤后的易溶碎屑进行叠加改造, 这一阶段通常形成干净、规则的自生高岭石和自生石英晶体, 多形成粗大的溶孔。大气水淋滤作用和有机酸热液的溶蚀作用都形成了不同数量的次生孔隙, 改善储层物性, 对储层的改造具有建设意义。

2.6 充填作用

自生高岭石主要充填于次生溶孔, 其形成和富集主要与长石的溶蚀作用有关。自生石英晶体自形程度较高, 多呈粒状充填于原生粒间孔隙或较大的次生溶孔中[2]。莓球状绿/蒙集合体一般充填于原生粒间孔隙中。充填于次生溶孔中的自生高岭石, 往往导致一些大型溶孔晶间孔化, 储层物性急剧下降, 对储层物性起破坏作用。

3 储层储集空间分析

石盒子组砂岩储集空间由残余原生粒间孔、次生溶孔、晶间孔和微裂缝组成, 但4种储集空间类型发育程度不同。残余原生粒间孔:绿泥石环边胶结作用使得碎屑骨架抗压实能力会大大增强, 原生粒间孔隙会保存更好。一般说来, 受绿泥石环边薄膜保护的储层原生粒间孔隙含量更高, 孔隙中较少被自生矿物充填, 而缺乏绿泥石环边薄膜保护的储层虽然也会有部分原生粒间孔隙残存下来, 但多被自生矿物占据了相当大一部分空间, 储集性能遭受较大影响。次生溶孔:其中:钾长石由于稳定性较差, 溶蚀较为彻底, 通常形成铸模孔[3];钠长石、安山岩岩屑溶蚀作用很难彻底进行, 通常形成粒内溶孔和粒间溶孔[4];花岗岩岩屑通常由粗大的长石、石英及其它矿物晶粒构成, 其中钾长石遭受溶蚀经常形成较大的铸模孔。晶间孔隙:高岭石、绿泥石及伊利石晶间的晶间孔隙对盒8砂岩储层物性贡献较小, 由于自生矿物的大量充填导致其分隔、微型化, 是导致盒8砂岩储层渗透性变差的重要原因。微裂缝:微裂缝对储层孔隙度贡献有限, 但对提高储层渗透性具有重要作用。部分微裂缝明显具有遭受溶蚀作用改造的特征, 表明微裂缝对成岩流体的沟通、溶蚀作用的有效进行具有极其重要的作用。

4 砂体结构特征

通过对工区钻井测井曲线特征进行分析, 并对岩性进行精细解释, 在此基础上按照砂岩和泥岩的厚度及组合方式, 划分出A、B、C、D四类砂体结构类型 (图1) 。A-连续叠置型砂体, 单砂体厚度>10m, 砂体不发育粉砂岩及以下的夹层, 为最好的砂体结构类型;B-间隔叠置型砂体, 单砂体厚度5-10m, 多个厚度相当的砂体被多套泥、粉砂岩夹层所分隔, 夹层厚度一般<2m, 为较好的砂体结构类型;C-互层型砂体, 单砂体厚度2-5m, 常与厚度与之相当的泥、粉砂岩隔层呈互层状产出, 为较差的砂体结构类型;D-透镜型砂体, 单砂体厚度<2m, 砂体呈透镜状夹持于大套泥、粉砂岩地层中, 为最差的砂体结构类型。

5 结语

5.1 石盒子组砂岩储层属于典型的低孔隙度和超低渗透率的孔隙型及裂缝-孔隙型储层, 储集空间以剩余原生粒间孔和次生粒间孔组合为主, 含少量粒内溶孔和铸模孔。

5.2 石盒子组砂岩砂体划分为连续叠置型、间隔叠置型、互层型及透镜型4种砂体结构类型, 其中, 连续叠置型为最优的砂体结构类型。

摘要：苏里格5区储层发育同时受沉积和成岩作用双重控制, 其中沉积作用不仅控制了砂体的宏观展布特征, 而且在一定程度上控制了后期成岩作用的进行。储层质量受沉积环境、成岩作用和不整合面的综合影响, 其中有利储层发育的微相为主河道和心滩, 成岩早期绿泥石环边胶结作用有利于部分原生孔隙和喉道的保存。结合测井曲线和岩性解释, 按照砂岩和泥岩的厚度及组合方式, 将石盒子组砂岩划分为四类砂体结构类型, 其中A类为最优的砂体结构类型。

关键词：苏里格5区,储层控制因素,砂体结构特征,测井