王乾右等不同沉积微相致密储层的成岩响应及其控储机理

　　不同沉积微相致密储层的成岩响应及其控储机理
　　——以鄂尔多斯盆地西部延长组为例
　　王乾右1,2,3，杨威1,2，葛云锦4，宋岩1,2，姜振学1,2，罗群1,2，左如斯5，李耀华6，刘聃7，张帆1,2，王耀华1,2，鲁健康1,2
　　1. 中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249
　　2. 中国石油大学（北京）非常规油气科学技术研究院，北京102249
　　3. 利物浦大学地球，海洋与生态科学系，英国利物浦 L693GP
　　4. 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，西安 710075
　　5. 同济大学海洋地质国家重点实验室，上海 200092
　　6. 中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100083
　　7. 中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊 065000
　　导读
　　构造、沉积、成岩三大作用是储层质量的主要控制因素，而沉积相带对储层具有最原始的影响。笔者通过岩心、薄片、测井、孔渗等资料，识别出了研究区目的层段8类沉积微相，刻画了不同微相在成岩作用、储层物性和孔隙结构方面的差异，并运用相关系数对不同微相致密储层的孔隙进行综合分类评价。该研究结果不仅丰富了非常规油气沉积学的理论内涵，还为致密油气的预测和评价提供了依据。
　　沉积微相是影响陆相致密储层发育最宏观、最原始的地质因素：不同沉积微相在沉积期具有不同的水体能量和孔隙流体性质（pH和Eh），形成的沉积物在原始沉积组构、岩相组合和粒度分布等方面均有差异，并进一步控制了储层的质量演化。
　　为解释致密储层成岩作用对原始沉积环境和沉积微相的响应特征，明确不同沉积体系控制下致密储层成岩蚀变类型及其造成的储集空间特征差异，对鄂尔多斯盆地延长组长8—长6段三角洲前缘—湖相致密储层为对象展开研究。通过岩心、薄片、测井、孔隙度和渗透率、扫描电镜、X射线衍射矿物分析，微米CT和压汞资料，识别了目的层段水下分流河道、水下分流间湾、河口坝、席状砂、滩坝、浅湖泥、半深湖泥和浊积扇8类沉积微相，刻画了不同沉积微相在成岩作用、储层物性和孔隙结构方面的差异。
　　研究结果显示，不同沉积微相储层的成岩响应不同，储层质量差异较大。受沉积水动力、沉积物组成、粒度、分选等原始沉积条件和沉积组构的影响，不同微相储层的压实、溶蚀、自生绿泥石和伊利石胶结作用差异明显，但高岭石和硅质胶结差异不大。
　　水下分流间湾、浅湖泥和半深湖泥储层中粘土和云母等塑性矿物组分含量高（平均粘土矿物含量可达36%~50%），能促进由颗粒滑移和旋转导致的机械颗粒重新排列和颗粒在缝合线处的溶解，增强了储层的延展性，因此受机械和化学压实的影响更大。受表生成岩阶段大气水渗滤作用，以及中成岩阶段生烃作用的影响，河口坝和席状砂储层在大气水和有机酸的侵入下被大量溶解，形成溶蚀孔。而沉积于滨浅湖环境的滩坝砂体，垂向为频繁的砂泥互层，受泥质含量和湖流侵入的影响，发育明显的铁方解石胶结。
　　镜下观察表明（  图1  ），自生绿泥石和伊利石胶结物产状特征具有明显的沉积微相分带性。在强水动力形成的均质、细粒、分选较好的水下分流河道和河口坝微相中，绿泥石和伊利石以颗粒包膜形态产出，粒间孔体积大，平均孔隙度为9.3%~10.9%，平均渗透率为0.3~0.7 mD。在水体较深，分选差的浅湖泥和半深湖泥微相中，绿泥石以孔隙充填形态产出，粒间孔体积小，平均孔隙度为5.7%~6.2%，平均渗透率为0.01~0.12 mD。这种粘土胶结物产状的差异，导致了不同沉积微相储层孔隙结构特征和储层质量的差异。
　　图1 鄂尔多斯盆地西南部延长组长8—长6段不同沉积微相储层的典型成岩作用及其镜下特征
　　（a）长6段水下分流河道，1 839.81 m，石英颗粒破裂，发育绿泥石颗粒包膜和残余粒间孔，孔隙度13.4%，渗透率0.396 mD；（b）长6段水下分流河道，1 834.1 m，压实作用下云母弯曲变形，孔隙度12.3%，渗透率1.221 mD；（c）长6段水下分流河道，2 229.07 m，碎屑颗粒定向排列；（d）长6段水下分流河道，1 774 m，高岭石胶结物，孔隙度14.5%，渗透率1.063 mD；（e）水下分流间湾，2 160.14 m，石英次生加大；（f）长6段水下分流间湾，1 443.51 m，假杂基和微裂缝；（g）长7段水下分流间湾，2 160.14 m，收缩缝；（h）长6段，河口坝，1 840.79 m，长石粒内溶孔，孔隙度14.1%，渗透率0.455 mD；（i）长6段席状砂1 840.46 m，孔隙度14.9%，渗透率0.417 mD，长石铸模孔；（j）长6段滩坝，1 831.76 m，孔隙度12.7%，渗透率0.235 mD，铁方解石胶结物；（k）长6段浅湖泥，1892.8 m，孔隙度7.03%，渗透率0.02 mD，方解石和伊利石充填孔隙；（l）半深湖泥2 126.28 m，孔隙度0.64%，渗透率0.011 mD，伊利石充填孔隙
　　研究分别建立了致密储层孔隙连通性系数E和孔隙结构评价系数A，并将长8—长6段储层孔隙结构分为三类，对不同沉积微相致密储层的孔隙发育进行综合分类评价。水下分流河道和河口坝储层质量最好，席状砂、滩坝和浊积扇次之，浅湖泥和半深湖泥最差。水下分流间湾储层非均质性强，岩性和物性差异大，少部分样品孔隙结构好，具有较好的储集能力。
　　研究结果为致密储层成岩蚀变的相控作用研究提供了示例，有助于明确有利储层的发育机制，并为致密油气甜点区（段）预测和资源评价提供依据。同时研究能进一步细化致密储层的成因类型，以便于进一步研究陆相致密储层的沉积机理、微观特征和演化模式，从而丰富和发展非常规油气沉积学的理论内涵。
　　论文相关信息
　　第一作者：  王乾右硕士，主要从事油气储层地质研究，E-mail: tsianyou@126.com
　　基金项目：  中国石油大学（北京）优秀青年学者科研启动基金项目（2462020QNXZ004）；国家科技重大专项（2016ZX05034001-005，2017ZX05035002-007）；国家留学基金（202009110097）
　　DOI：  10.14027/j.issn.1000-0550.2020.112
　　引用格式：  王乾右,杨威,葛云锦,宋岩,姜振学,罗群,左如斯,李耀华,刘聃,张帆,王耀华,鲁健康.不同沉积微相致密储层的成岩响应及其控储机理——以鄂尔多斯盆地西部延长组为例[J/OL].沉积学报：1-29[2020-12-09]. https://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2020.112