姬塬地区长2成岩作用研究

2023-02-08

1 基本地质概况

本文的研究区域为姬塬地区长2油层组。姬塬地区位于鄂尔多斯盆地西南部, 面积约24000km2, 横跨天环坳陷和伊陕斜坡两大构造单元, 姬塬等重点地区则位于伊陕斜坡上, 与天环坳陷毗邻。从沉积环境来看, 该区延长统属于中生代延长湖的一部分。

2 成岩作用类型

鄂尔多斯地区延长组储层是典型的低孔低渗储集岩, 其成岩作用类型非常复杂, 在埋藏成岩过程中各种成岩作用对砂岩的原生孔隙的保存和次生孔隙的发育都产生重要影响。成岩作用直接影响着储层微观孔隙结构, 决定了储集砂岩的孔渗条件。

通过对本区储层岩心、铸体薄片以及扫描电镜等资料的分析, 认为该区砂岩储层成岩作用复杂, 成岩现象丰富, 该区储层成岩作用主要有压实、压溶作用、胶结作用、交代作用、溶解溶蚀作用等类型。

3 成岩相划分

通过对研究区20余口井砂岩薄片的镜下观察和扫描电镜分析, 可划分出7种主要优势成岩相: (1) 绿泥石胶结-原生孔隙相、 (2) 绿泥石胶结-颗粒溶蚀—溶蚀扩大原生孔隙相、 (3) (绿泥石) 颗粒溶蚀-高岭石胶结—溶蚀孔隙相、 (4) 颗粒溶蚀-高岭石 (石英) 胶结—溶蚀孔隙相、 (5) 颗粒溶蚀-高岭石 (石英) 胶结-晶间孔—溶蚀孔隙相、 (6) 颗粒溶蚀-方解石胶结—溶蚀孔隙相、 (7) 致密压实—残余原生孔隙相。

4 成岩作用对储层的影响

(1) 压实作用压实作用在任何一个地区对储层都有十分重要的作用, 研究地区因砂岩粒度较细, 成分成熟度低, 因此在早期埋藏阶段压实作用较强, 是造成孔隙减小最重要的因素。同一口井, 随着埋藏深度的增加, 孔隙度明显减小, 在研究区大约有14%的孔隙因压实作用而散失。

(2) 碳酸盐胶结物降低储层的储集性能对储层质量的影响主要是负面的。在相对晚期成岩阶段沉淀的, 且含量较低的碳酸盐胶结物使砂岩孔隙度降低, 储层质量变差;而在岩石中含量很高的碳酸盐胶结物常常构成致密的钙质层。姬塬地区的碳酸盐胶结物以方解石为主, 主要形成于长石溶解以后的成岩时间中, 它们不但占据残余粒间孔隙, 而且占据了长石溶解形成的次生孔隙, 甚至占据高岭石的晶间孔隙。

因此, 岩石中碳酸盐胶结物含量和面孔率之间表现为负相关关系, 相关系数为-0.45, 而且这种负相关性的相关系数显著大于 (绝对值) 全部胶结物与面孔率之间的相关系数, 这说明在各种胶结物中, 造成孔隙度降低的可能主要是碳酸盐的胶结作用, 其它胶结物 (绿泥石、高岭石或硅质等) 对储层的负面影响可能较小, 甚至有可能是正面的。

(3) 绿泥石胶结物对储层的影响长2油层组自生绿泥石含量高, 平均值为1.7%, 自生绿泥石主要作为孔隙衬里或颗粒环边产出, 它们不出现在颗粒接触处, 且以近于等厚的环边为主, 因而其主要的形成时间应在早成岩早期及其以后的时间中。这种产状的绿泥石的存在一般被认为是深埋藏地层中孔隙得以保存的原因之一。

本次研究还发现绿泥石产生主要来源于火山物质的大量溶蚀, 它是火山物质溶蚀的产物, 因此, 绿泥石胶结虽然减小了一定的孔隙空间, 但是它更指示在其胶结发生的同时有更多火山物质溶蚀, 产生了溶蚀孔隙, 即绿泥石胶结是早期火山物质溶蚀孔隙发育的标志。

(4) 高岭石胶结对储层的影响长2油层组高岭石含量较高, 但分布不均, 在显微镜下, 高岭石呈假六方板状, 集合体呈书页状或蠕虫状, 作为粒间或粒内孔隙充填物的形式产出, 并富晶间孔隙。高岭石占据长石溶解形成的次生孔隙表明其沉淀与长石溶解之间的因果关系。无论是钾长石、钠长石还是钙长石, 其、溶解的主要产物均有高岭石。因此, 从成岩演化的角度来说, 高岭石通常是长石溶解和次生孔隙发育的指示矿物, 有学者还从物质守恒的角度计算出, 长石转化成高岭石可以增加12.5%孔隙体积。另外长石的溶蚀产物还有相当一部分被带出, 因此溶蚀产生孔隙还是可观。但长石转化成高岭石的同时常常是晶间孔, 因此, 渗透率的提高相对孔隙度而言较小。

(5) 长石岩屑颗粒的溶蚀是孔隙发育的关键研究长2地层发现有许多所谓的原生孔隙都是沉积时期的火山物质在成岩作用早期发生溶蚀形成的, 也是研究区发现有较多的超大孔隙, 而且颗粒接触关系差异较大的主要原因。成岩作用中后期长石、岩屑颗粒的酸性溶蚀是形成如今溶蚀孔隙的主要原因, 是保证研究区孔隙发育的重要因素。