鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部盒8段储层特征研究毕业设计

1、 本科毕业设计论文题 目 ： 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部 盒8段储层特征研究 学生姓名 ： 院 （系）： 地球科学与工程学院 专业班级 ： 指导教师 ： 完成时间 ： 年 月 日 鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部盒8段储层特征研究摘 要：通过常规薄片、铸体薄片、扫描电镜、压汞资料、岩心分析物性数据以及试气资料，对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部盒8段致密砂岩储层特征和分布规律进行了综合研究，结合研究区岩石学特征，成岩作用以及储层特征，探讨了研究区致密砂岩气的分布特征和储层评价。研究表明，鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部盒8段致密砂岩储层以石英砂岩为主，岩屑石英砂岩次之，少量岩屑砂岩。岩屑以变质岩岩屑为主，其次为火成岩岩

2、屑，少量沉积岩岩屑。填隙物主要以硅质、伊利石、高岭石和碳酸盐胶结物为主，而碳酸盐胶结物以成岩晚期形成的铁方解石为主。研究区上古生界主要储集层段经历的成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用、重结晶作用和溶蚀溶解作用等。其中压实作用和胶结作用是储层致密化的主要原因，而溶蚀溶解作用对储层物性具有建设性作用。研究区盒8段储层以次生溶孔和晶间微孔为主，其次为原生粒间孔隙和微裂缝。研究区砂岩储层孔隙结构特征表现为吼道以粒间缝隙喉道、片状或弯曲状喉道为主，孔喉分选性较差，以偏小孔和微孔为主，储层物性较差，孔隙度和渗透率峰值分别为6%9%和0.10.310-3m2。对致密砂岩储层评价显示研究区共存在4类储层。该

3、研究对上古生界天然气勘探可以提供基础地质信息，为相似地区的致密砂岩储层评价提供参考。关键词：鄂尔多斯盆地；伊陕斜坡西部；盒8段；储层特征；致密砂岩Study on reservoir characteristics of He 8 member of Shihezi Formation in western Yishan slope, Ordos basinAbstract：Based on the conventional thin sections, casting thin sections, scanning electron microscopy (SEM), mercury inj

4、ection data, physical property analysis and testing data, this paper study comprehensively the characteristics and distribution of tight sandstone reservoir of He 8 member in western Yishan slope. Combined with petrology characteristics, diagenesis and reservoir characteristics, the study further di

5、scusses the distribution characteristics of tight sandstone and reservoir evaluation. Studies show that tight sandstone type is mainly quartz sandstone, followed by lithic quartz sandstone and lithic sandstone. Lithic components are dominantly by metamorphic rock debris, secondly igneous rock debris

6、, and a small amount of sedimentary rock debris. The cements are mainly of secondary quartz growth, illite, kaolinite and and carbonate cements. The carbonate cements formed in the late diagenesis. Diagenesis of He 8 reservoirs in the study area experience compaction, cementation, recrystallization

7、and dissolution. The compaction and cementation are the main reasons for the tight reservoir, and dissolution has a constructive role on reservoir physical property. The pore types are dominantly dissolution pores and minor intercrystal pores, secondly consist of intergranular pores and micro-cracks

8、, Sandstone reservoir throat consist by intergranular crack throat, flake or bent throat. The characteristics of pore-throat sorting is poor, with slant holes and microporous. fine throat. The reservoir properties are poor with porosity and permeability range dominant from 6%9% and 0.10.310-3m2, res

9、pectively. The He 8 tight sandstone reservoir evaluation shows that there are 4 types of reservoir. It provides basic geological information, and it is significant to natural gas exploration and evaluating tight sandstone reservoir for similar areas. Keywords: Ordos basin；west of Yishan slope；He 8 m

10、ember；reservoir characteristics; tight sandstone 目 录1 前言11.1 课题的意义11.2 研究现状21.3 研究内容31.4 技术路线图及研究思路32 区域地质概况52.1 盆地构造分区52.2 盆地演化72.3 地层82.4 研究区油气地质特征83 岩石学与成岩作用特征103.1 岩石学特征103.1.1 碎屑组分特征103.1.2 填隙物组分特征123.2 成岩作用特征153.2.1 储集岩结构特征153.2.2 砂岩结构特征163.2.3 成岩作用类型163.2.4 成岩阶段划分224 储层特征与成岩演化254.1储层物性特征254.2

11、 孔隙类型264.2.1 原生粒间孔隙294.2.2 次生溶孔294.2.3 晶间孔304.2.4 收缩缝304.2.5 微裂隙304.3 储层孔隙结构324.3.1 喉道形态及大小324.3.2 压汞曲线特征324.4 储集性能与孔隙结构参数关系334.5 孔隙结构评价345 致密砂岩储层评价365.1 致密砂岩储层的特征365.2 致密砂岩储层与常规储层特征对比365.3 致密砂岩储层评价37结 论38参考文献39致 谢411 前言1.1 课题的意义 致密砂岩气作为一种非常规天然气，具有潜在的资源前景，可以有效弥补常规天然气储量的递减，在天然气的勘探开发中已成为国内外众多学者研究的热点和前

12、沿问题。自上世纪70年代以来，全球已发现或推测发育致密气的盆地达到70余个资源量约210万亿方，2008年产量达到4320亿方，占世界天然气总产量的七分之一，已成为天然气勘探开发的重要领域。北美地区天然气勘探开发的实践表明，致密气、煤层气、页岩气对常规气生产的梯次接替是保障美国天然气供应，减缓对外依存的核心战略。其中致密气作为首个接替领域地位举足轻重。我国致密气分布广泛，在我国中西部盆地中生界地层中，发育有大量低渗透致密含气砂岩， 如四川、鄂尔多斯、吐哈、松辽、准噶尔南部、塔里木西南、楚雄和东海等盆地和地区皆有分布，在这些低渗透致密含气砂岩中蕴藏着丰富的天然气资源，资源潜力巨大。随着勘探程度逐

13、渐加深，低渗透致密砂岩中的油气资源在我国油气资源中的比例还将不断扩大，但是由于我国对这类气藏的开采技术不成熟，单井控制的储量和可采储量小，且供气范围小，产量低而递减快，其中大部分处于低产低效的状态1，故开发好这类气藏对石油工业的持续稳定发展具有十分重要的意义。如何经济有效地开发好低渗致密气田，不但关系到我国天然气工业快速发展急需解决的重大课题，更是我国21世纪能源得以持续发展的战略问题。致密砂岩气藏是指孔隙度低(12%)、渗透率比较低(0.1103 m2)、含气饱和度低(60%)、含水饱和度高(40%)、天然气在其中流动速度较为缓慢的砂岩储层中的天然气藏2。致密砂岩气藏储量丰富，在世界天然气产

14、量中所占比例逐年提高。据估算，目前世界上现今技术可开采的致密砂岩气储量为(10.524)1012m3，居非常规天然气之首3。有关致密砂岩气藏储层致密化成因机理是最为关键的问题之一。世界上大多数砂岩储层的性质与沉积时相比相差甚远，除了沉积环境的控制之外，成岩作用对储层性质的改造也是非常明显的4。储层成岩作用和物性演化是一个十分复杂的过程，受多种因素控制，如矿物组成、沉积相、构造演化、流体组成和演化以及成岩环境。成岩作用对储层性质的改造基本上是在埋藏过程中，碎屑颗粒在物理和化学条件不断变化的情况下造成碎屑稳定性的变化，其是影响储层致密化的关键因素。控制储层物性的成岩作用主要有压实程度、胶结作用和溶

15、蚀溶解作用。鄂尔多斯盆地天然气资源十分丰富，具有上油、下气的油气分布格局，目前发现的油气储量基本上都分布在陕北斜坡。自20世纪50年代以来已先后在多个地区和层系发现了天然气。然而，随着上古生界天然气勘探程度的不断提高，其勘探的难度也日益增大。鄂尔多斯盆地苏里格气田西部位于伊陕斜坡的西北部，南起陕西省定边县，北至内蒙古敖包加汗，西抵布拉格苏木，东到嘎鲁图。该地区地质储量可观，但由于沉积相和成岩作用的影响，储集砂体平面展布复杂，低孔、低渗，非均质性严重 ，储层砂体规模小，有效储层横向连续性差，气层连通性差，气井单井控制储量小，产能低，产量和压力下降快，压力恢复慢，难以稳产。苏平1井的实钻结果表明盒

16、8段单个气层在横向甩开几百米甚至几十米的情况下，储层物性就会发生很大的变化，砂体变薄，甚至尖灭。因此开展苏里格西部盒8储层成岩作用及微观孔隙结构研究，探讨沉积环境、成岩作用等因素对储层发育和储集性能的控制，将为该区下一步的勘探决策提供依据6。研究区鄂尔多斯盆地苏里格西部是近几年天然气储量增长的有利目标区，然而储层非均质性强，储层致密，单井产量和含气规模的进一步扩大受到制约，同时低渗致密砂岩储层控制因素等研究还缺乏深入认识，因而影响该区上古生界天然气勘探的进一步深化7。为此，有必要开展研究区致密砂岩储层成岩作用及微观孔隙结构研究，进而探讨成岩作用等因素对储层发育和储集性能的控制，进行致密砂岩储层

17、评价，以便为该区下一步的勘探决策提供依据8。本文拟对苏里格气田西部致密储层的基本特征进行总结描述，开展岩石学、成岩作用、成岩序列、成岩演化与孔隙结构的研究，结合致密气层测井识别，确定致密砂岩储层特征，进一步对致密砂岩储层进行评价9。1.2 研究现状目前，油气勘探中储层研究的热点是深部储层、致密砂岩储层、碳酸盐岩储层和火山岩储层的评价与预测。对于致密砂岩储层的研究，最早是在20世纪20年代末于美国圣胡安盆地发现了致密砂岩气藏开始。一般致密储层，气层没有自然产能，必须经过压裂改造才能获得工业气流。致密砂岩气藏储层评价一直是国内外普遍关注的地质难题，欧美国家通过进行深入的基础地质研究和多学科立体攻关

18、，取得了显著效果。我国已发现的天然气藏中，储层物性一般较差，大多属于中、低渗透储层，而且低渗透和特低渗透储层占很大比例。目前，对于中高孔隙度的常规储层已经形成了较为成熟的地质、测井、地球物理解释和评价方法，而低孔低渗透复杂致密砂岩储层评价面临诸多难题。目前国外致密砂岩气藏研究及勘探侧重点在深盆气藏，主要是利用钻井、测井资料分析致密砂岩储层的岩石物理特征；利用三维地震数据，研究古沉积相，确定致密砂体分布范围；再通过分析气水配置关系，进行深盆气藏识别。国内也开展了致密砂岩储层的研究，如我国川西、塔里木盆地以及鄂尔多斯盆地的一些大中型致密砂岩气藏。我国对致密气藏的勘探主要依赖于对有利古构造、古圈闭及

19、后期构造演化的控制的研究。但对深盆气藏的成藏机理及成藏模式的认识还不够深入，缺乏理论指导。致密砂岩储层的成因机理对致密气藏成藏机理的深入研究具有重要意义。研究认为，储层性质由常规变为非常规(致密)的主要原因是由成岩作用所造成的，已有许多文献报导了成岩作用对储层性质的影响5。这些研究主要集中在致密储层岩石学、成岩作用类型、成岩演化序列、孔隙结构、成岩流体演化与储层致密成因机理以及次生孔隙成因等方面，也有一定的成岩模拟研究。1.3 研究内容研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部，研究层位为上古生界二叠系盒八段。通过文献调研及资料收集，包括：收集以往有关研究区及目的层的相关研究资料和数据，绘制图件；通过

20、薄片鉴定、扫描电镜(SEM)观察、铸体薄片分析、压汞资料等，结合试气资料，综合前人成果，选取典型井解剖，宏观和微观结合、点面结合；在前人研究的基础上，确立以下主要内容：通过文献调研及资料收集，在前人研究的基础上，确立以下主要内容：1、研究区地质背景包括盆地发育的构造背景、构造单元划分、地层发育情况和盆地演化、改造。2、储层岩石学及成岩作用特征主要从储层岩石学特征包括碎屑组成、胶结物、黏土矿物和自生矿物分布以及成岩作用类型、成岩共生序列方面展开。3、储层特征及成岩演化 主要从储层物性分布、孔隙类型、孔隙结构、成岩作用与储层孔隙演化关系方面展开。4、储层评价通过以上分析，主要从岩石学特征、物性特征

21、、压汞曲线特征等方面进行研究区储层分类评价。1.4 技术路线图及研究思路 论文完成过程中查阅、收集有关致密砂岩储层及常规储层研究的相关文献，整理研究区关于致密砂岩储层的相关分析化验数据、测井、试气等资料，在总结前人的研究成果基础上，通过常规薄片鉴定、扫描电镜观察、铸体薄片分析、岩心物性统计分析、压汞资料分析、岩心裂缝观察等方法，对研究区盒8段储层的岩石学特征、成岩作用、孔隙结构、储层物性及演化进行了研究，根据所给数据绘制相关地质图件，对鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部盒8段致密砂岩储层特征和分布规律进行了综合研究，结合研究区岩石学特征，成岩作用以及储层特征，探讨了研究区致密砂岩气的分布特征和储层评价。

22、本研究采用如下技术路线(图1-1)，并完成了如表1-1所列的主要工作量。 资料收集，岩心测试常规薄片扫描电镜铸体薄片物性分析压汞资料岩心裂缝岩石与成岩作用特征征孔隙结构，储层物性及演化 储层评价 图1-1 技术路线图表1-1 主要完成的工作量统计表收集资料，处理数据收集研究区90口井资料压汞资料10口井处理砂岩薄片417个扫描电镜15口井岩心分析19口井处理5605个样品岩心裂缝5口井绘制的主要图件平面图 7幅表格 8幅柱状图 8幅2 区域地质概况2.1 盆地构造分区鄂尔多斯盆地位于中国中部地区，横跨陕、甘、宁、蒙、晋5省区，是中国内陆第二大沉积盆地，面积约25104km2。构造上隶属华北地台

23、西部，是一个稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的旋迴克拉通盆地10。现今构造面貌为一南北翘起，东翼缓而长，西翼短而陡的不对称向斜，坡降一般为6m/km。依据现今构造特征，盆地内划分为六个构造单元（如图2-1），即伊盟隆起，面积4.3104km2；渭北隆起，面积1.8104km2；天环坳陷，面积3.2104km2；伊陕斜坡，面积10.9104km2；西缘逆冲带，面积2.5104km2；晋西挠褶带，面积2.3104km2；伊陕斜坡是面积最大的构造单元，天然气资源丰富，在该构造单元上已找到了靖边气田、榆林气田等多个大气田（如图2-1）。图21 鄂尔多斯盆地构造区划图（1）伊盟隆起位于盆地北部，北以黄河断裂

24、与河套地堑分界。古生代以来该区基本上处于隆起状态，各时代地层在隆起上变薄或缺失。基底埋藏浅，沉积盖层厚1000-3000m。区域构造轮廓呈现东北抬升，向西南倾斜的平缓斜坡11。（2）渭北隆起南以渭河断陷北缘断裂为界，北与天环坳陷、庆阳单斜和延安单斜相邻，大致在龙门-长武南-黄陵-黄龙一线，西与西缘褶皱冲断带相接，东以黄河为界。渭北断隆区总体呈N倾S翘态势。组成地层有太古界涑水群、元古界、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系和白垩系下统等，第四系广泛覆于其上。各时代地层的出露自东南向西北依次变新12。（3）西缘褶皱冲断带北起内蒙古磴口，经桌子山、贺兰山北-中段、银川平原、横山堡-马家滩

25、地区、青龙山、平凉，南达陕西千阳一带，西以贺兰山西麓断裂和青铜峡一固原断裂为界，东以桌子山东麓断裂及马家滩-柳条井、惠安堡-沙井子、青龙山-平凉等3条断裂的南端终点连线为界，大致在桌子山东麓-铁克苏庙-大水坑-沙井子-龙门一线。南北长约640km，东西宽约50-120km。跨越内蒙古、宁、甘、陕4省区。该带结晶基底与华北地台基本一致，为太古界和早元古界中深变质岩系。中元古代以后长期处于坳陷状态，其地层序列与鄂尔多斯盆地主体雷同，但沉积建造类型和沉降幅度有一定差异。构造活动和构造变形十分强烈，多处见有岩浆侵入活动。构造运动多期，形变样式复杂多样，燕山运动塑造了本区以挤压和压扭为特征的基本构造型式

26、；喜马拉雅运动时受银川断陷和六盘山弧形构造带的强烈改造，使本区构造形象更加复杂13。（4）晋西挠褶带晋西挠褶带西界位于神木、宜川东，东界为离石断裂。该带中晚元古代、古生代处于相对隆起状态，仅在寒武纪、早奥陶世、晚石炭世及早二叠世有较薄的沉积，中生代侏罗纪末升起与华北地台分离，成为鄂尔多斯盆地的东部边缘。燕山运动使吕梁山上升并向西推挤，加上基底断裂的影响，形成南北走向的晋西挠褶带14。（5）天环坳陷北隔巴音乌素-清水河断裂与乌前-呼和浩特断陷相邻，南界在龙门-长武一线，与渭北断隆相接，西侧为西缘褶皱冲断带，东侧与伊陕单斜区过渡，其界线大致在布伦庙-姬塬-泾川一线，包括乌海、横城、灵盐和陇东等各煤

27、田的一部。从地表而言，天环坳陷指发育在白垩系中的一些走向NNW、呈斜列式展布的向斜。而地下则处于早古生代平凉陆坡与庆阳隆起的过渡部位15。古生代地层在本区明显变薄或缺失某些层位。中生代崆峒山砾岩、芬芳河组和志丹群下部等3套磨拉石建造至该区已经变薄甚至尖灭。天环坳陷的方向、位置及成因与西缘褶皱冲断带关系密切，实际上属于西缘褶皱冲断带前缘外带。它与西缘带相邻，但变形程度相差悬殊，主要是因为天环坳陷具有比较稳固的底盘作依托及其上古生代柔性地层较薄之故。同时，还由于古生代的SN向古隆起阻挡了西部推挤压力向东传递，不仅使其本身变形不剧烈，而且，其以东地区的变形更为弱化16。（6）伊陕斜坡北以巴音乌素-清

28、水河断裂为界与乌前-呼和浩特断陷相邻，南与渭北断隆区相接，西与天环坳陷相邻，东以神木-绥德基底隐伏断裂与晋西挠褶带为界。除北部与乌前-和浩特断陷有断层相隔以外，其它三面均属过渡关系17。岩层呈南北向，是一向西缓倾的单斜构造，倾角1左右，该斜坡占据着盆地中部的广大地区范围。褶皱、断裂不发育，仅有稀疏的鼻状或短轴背、向斜构造和少量隐伏断层及地堑式断裂。伊陕斜坡在晚元古代早期为隆起区，没有接受沉积，仅在寒武世、早奥陶世沉积了海相地层。晚古生代以后开始接受陆相沉积，主要形成于早白垩世。由东向西有三叠系砂泥质含油及含煤沉积，侏罗系含煤沉积和白垩系碎屑沉积，在苏里格地区钻孔见有中、晚石炭统和二叠系含煤沉积

29、，下部为奥陶系灰岩。2.2 盆地演化 钻井、露头和地球物理资料等综合研究表明16，盆地的结晶基底为太古界和下元古界变质岩系，具有镶嵌增生结构。按其构造层发育和沉积古地理环境变化特征，将盆地的地质构造演化划分为五个阶段，即：中晚元古代坳拉谷阶段、早古生代陆表海阶段、晚古生代滨海平原阶段、中生代内陆盆地阶段及新生代周边断陷阶段。中晚元古代，中国大陆自西而东产生了贺兰坳拉谷、秦晋坳拉谷、秦豫坳拉谷等，并在发展中夭折。其中以贺兰坳拉谷最为典型，沉积了厚度大于2000m的长城系、蓟县系和青白口系。鄂尔多斯盆地处于裂谷活动区背景上，在贺兰、秦晋两个坳拉谷夹持的背景上发展演化18。晋宁构造运动使大陆裂谷关闭

30、，形成了鄂尔多斯盆地第一个构造层。早古生代，大华北盆地南为秦岭加里东海槽，北为兴蒙加里东海槽，东西为残存的坳拉谷所夹持，形成北高南低的古构造背景19。鄂尔多斯盆地作为大华北盆地的一部分，在早古生代沉积了4001000m厚的浅海台地相碳酸盐岩，而其南缘和西缘濒临秦祁海槽，属于被动大陆边缘，沉积了厚达4500m的碳酸盐岩、海相碎屑岩，形成向秦祁海槽倾斜的广阔陆架区。奥陶纪末，加里东构造运动使盆地全面抬升，缺失了志留系、泥盆系及下石炭统，沉积中断1亿年以上。下奥陶统马家沟组地层顶部由于长期的风化剥蚀及淋滤作用，风化壳及其溶蚀孔、缝发育，是鄂尔多斯盆地下古生界的主要产层。进入晚古生代，加里东海槽关闭，

31、南北加里东褶皱带形成并镶接于华北地台周缘。鄂尔多斯盆地又进入连续沉积时期，其沉积格局大体与华北地区一致，同属大华北沉积域，发育海陆交互相内陆河湖相沉积体系20。盆地内石炭纪主要发育海陆交互的煤系地层，晚石炭世以盆地中部古隆起为界，东为华北海域，沉积了本溪组；中央古隆起以西地区为祁连海域，沉积了羊虎沟组。二叠纪太原期，华北海域扩大使两海连为一体，形成近海沼泽相的广覆型沉积。二叠纪山西期，鄂尔多斯地区的沉积环境由海相变为陆相，气候由潮湿变为干旱，形成本区多期叠置、大面积带状展布的河流三角洲相砂体沉积。因此，盆地本部广覆型的煤系烃源岩沉积和大面积展布的砂岩储层构成了本区上古生界砂岩岩性气藏广泛发育的

32、基础。2.3 地层鄂尔多斯盆地上古生界隶属华北地层区，其地层划分长期以来一直沿用1975年华北地层会议的划分方案，直到2000年，为了使鄂尔多斯地区石炭二叠系地层划分与国际地层划分标准相统一，长庆油田公司勘探开发研究院和西北大学地质系联合攻关，对鄂尔多斯盆地石炭二叠系地层进行了系统划分和对比，建立了本区石炭二叠系地层划分的依据和对比标准21。表2-2为苏里格地区各地层单元的主要岩性特征及其厚度变化。2.4 研究区油气地质特征鄂尔多斯盆地现今划分为伊盟隆起、西缘冲断带、天环坳陷、伊陕斜坡、晋西挠褶带和渭北隆起六个构造单元22。其中伊陕斜坡是油气聚集的主要构造单元，目前发现的90%以上油气储量都分

33、布在该构造单元23。自下而上发育元古界、古生界、中生界和新生界，沉积岩平均厚度6000m。纵向上具有“上油下气”的油气藏分布特点。发育两套含油层系侏罗系延安组碎屑岩、 三叠系延长组碎屑岩； 发育两套含气层系上古生界碎屑岩、下古生界碳酸盐岩。气田分布：鄂尔多斯盆地天然气大规模勘探开始于上世纪八十年代末，目前已发现气田9个。苏里格、乌审旗、神木、米脂等4个探明储量超千亿方大型气田为致密砂岩气田（图2-8），主力气层为上古生界石盒子组、山西组与太原组。其中，苏里格气田为我国目前最大的气田，已探明、基本探明天然气储量2.851012m3。截至2010年底，盆地探明天然气储量3.851012m3，其中致

34、密气探明储量3.141012m3，占总探明储量的82%。最新资源评价结果表明，盆地天然气总资源量15.161012m3，其中致密气10.371012m3，占总资源量的68%。表2-2 苏里格地区地层简表地质分层厚度（m）岩 性 界系统组新生界第四系更新统20-100灰黄色粉砂质黄土，黄褐色、红棕色亚砂土及亚粘土，底部偶见浅肉红色、褐灰色砂砾层。中生界白垩系下统350-500棕红色中粗砂岩与棕红色、浅蓝灰色泥质岩互层，局部地区夹含砾砂岩。侏罗系中统安定组80-110棕红色泥岩为主，下部夹粉、细粒砂岩，上部夹杂色泥灰岩。直罗组300-400上部灰绿色细砂岩、泥质砂岩夹灰绿色泥岩、砂质泥岩；下部灰色

35、泥岩、砂质泥岩夹灰色细砂岩、泥质砂岩。下统延安组220-300深灰色泥岩、砂质泥岩、碳质泥岩与浅灰色、灰白色细中砂岩、泥质砂岩不等厚互层，底部为大套砂岩。三叠系上统延长组790-900深灰色泥岩、砂质泥岩、碳质泥岩与灰色细砂岩、泥质砂岩不等厚互层，局部夹煤线。中统纸坊组210-300灰色、深灰色、棕褐色泥岩、砂质泥岩与灰色、肉红色细中砂岩、泥质砂岩不等厚互层。下统和尚沟组100-130紫红色砂质泥岩与砂岩，自上向下粒度变粗，局部含细砾岩。刘家沟组230-300棕褐色泥质砂岩与粉砂岩互层。上古生界二叠系上统石千峰组260-290上部为棕红色泥岩夹浅肉红色细砂岩；下部为棕红色泥岩夹浅灰色细砂岩。中

36、统石盒子组140-160上部为厚层棕褐色、暗棕色泥岩夹浅灰色细砂岩。120-160下部为浅灰色细砂岩、灰白色中砂岩、含砾粗砂岩夹浅灰色、杂色泥岩。下统山西组80-90厚层深灰色泥岩、灰黑色泥岩夹灰白色中砂岩、细砂岩及薄煤层。太原组25-40顶部为深灰色灰岩夹黑色泥岩，其下为灰黑色泥岩夹灰色细砂岩。石炭系上统本溪组25-45顶部为煤层及灰黑色碳质泥岩，底部为铝土质泥岩。下古生界奥陶系下统马家沟组500-600浅灰色白云岩、深灰色石灰岩、灰色泥质云岩、含泥白云岩；下部夹膏岩层。3 岩石学与成岩作用特征3.1 岩石学特征3.1.1 碎屑组分特征根据鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部400多口探井薄片资料的统计

37、，按照中国石油天然气行业岩石薄片鉴定标准，以石英、长石、岩屑三端元进行岩石类型分类(图3-1)。盒8段储层以石英砂岩为主，占72.6%，岩屑石英砂岩次之，占23.8%，少量岩屑砂岩，占3.6%（表3-1，图3-14）。石英、长石、岩屑相对含量分布范围分别为30.580.0%，平均82.9%、02.7%，平均1.23%，以及3.673.1%，平均9.86%。（图3-2）。岩屑以变质岩岩屑为主，其中石英岩占很高的比例，其次为火成岩岩屑，少量沉积岩岩屑。图3-1 研究区盒8段砂岩碎屑组分三角图表3-1 苏里格气区盒8储层段砂岩类型统计表 岩石类型层位石英砂岩百分比（）岩屑石英砂岩百分比（）岩屑砂岩百

38、分比（）盒872.623.83.6图3-2 伊陕斜坡西部盒8段碎屑含量分布图根据研究区盒8段400多口井石英，长石，岩屑数据统计结果得出研究区盒8储层段砂岩类型平面分布图（图3-3）。砂岩类型平面分布结果显示，盒8上石英砂岩分布较集中，主要在研究区的中西部，东部和南部较分散，岩屑石英砂岩分布分散，从北向南发育石英砂岩，岩屑砂岩主要在北部、东部和南部呈零星分布；砂岩类型平面分布表明储层非均质性强。图3-3 鄂尔多斯伊陕斜坡西部地区盒8砂岩类型饼图3.1.2 填隙物组分特征研究区盒8段填隙物主要以硅质、伊利石、高岭石和碳酸盐胶结物为主，而碳酸盐胶结物以成岩晚期形成的铁方解石为主（图3-4，图3-5

39、）。研究区盒8段填隙物含量分布在各井的变化较大，其中硅质、伊利石和高岭石在各井普遍分布，并且含量较高。（1）粘土充填物该地区盒8段储集砂岩中富含粘土矿物，主要为伊利石、高岭石和绿泥石膜（图3-5，图3-6）。其中大部分高岭石、绿泥石与凝灰质的蚀变有关，高岭石常呈碎屑外形，是碱性长石和火山碎屑的蚀变产物，部分呈杂基形态的高岭石则是火山灰蚀变而成。绿泥石含量相对较少，含量在0.6左右，呈薄膜状胶结，通常抑制石英的次生加大，使得部分原生孔隙得以保存。伊利石除了部分为凝灰质的蚀变产物和微量自生成因外，大部分来自物源区，是真正意义上的粘土杂基。粘土充填物的含量盒8段平均为7.6。 岩屑石英砂岩苏33井，

40、3590.08m，正交偏光，1010 巨粗粒岩屑石英砂岩苏26井，3390.24m，正交偏光，1010石英砂岩苏43井，3580.03m，单偏光，1010石英加大苏37井，3650.12m，正交偏光，1010图3-4 苏里格盒8段砂岩镜下观察照片图3-5 伊陕斜坡西部盒8储层填隙物含量分布图 （2）硅质胶结物硅质胶结是该地区盒8段储集层段普遍存在的胶结物，平均含量为4.3，其形态和产状各式各样，有孔隙式充填、环边加大等（图3-5、图3-6），由于硅质胶结物难以溶解，后期的溶解作用难以产生次生孔隙，对储层的物性影响较大。（3）碳酸盐类胶结物该地区盒8段储集层碳酸盐类胶结物以铁方解石为主，方解石、

41、铁白云石和菱铁矿只是在局部井点零星分布，盒8段铁方解石的平均含量为0.1，大多数铁方解石呈充填粒间孔或交代长石碎屑出现（图3-5，图3-6）。不同井中的自生方解石相差较大，局部井点自生方解石含量可达26左右。石英次生加大，鄂18井， 3605.28m，单偏光，1010自生石英堵塞孔隙，苏34井， SEM，2000铁方解石分布于石英次生加大外侧，鄂8井，3733.26m，正交偏光，1010图3-6 伊陕斜坡地区胶结物与自生矿物及压实作用显微照片（4）凝灰质凝灰质是指胶结物产状的火山灰，盒8段凝灰质平均含量为0.28，凝灰质的保存和溶蚀因岩性不同而存在一定差异。在盒8的部分砂岩中，充填于砂岩粒间孔

42、中的残余火山凝灰质，呈粘土状，棕褐色，波状消光的隐晶质分布于碎屑粒间，扫描电镜下呈皱纹状薄膜和蜂窝状薄膜，经电子探针证实其成分富含SiO2和AL2O329。表明大量的火山灰在成岩过程中向铝硅酸盐转化，并分布于粒间孔中或砂岩的泥质杂基中，根据其镜下观察主要由蒙脱石组成。根据每口井的高岭石，绿泥石，凝灰质，伊利石，方解石胶结，硅质的平均数值绘制出图3-7。鄂尔多斯伊陕斜坡西部地区盒8段64口井412块样品填隙物含量统计表明，盒8上段主要为粘土矿物（伊利石、高岭石、绿泥石）、硅质、碳酸盐胶结物和凝灰质。其中硅质、伊利石和高岭石含量较高，其次为铁方解石，少量的绿泥石和凝灰质。填隙物在北部局部、东北部发

43、育伊利石胶结，中部局部发育绿泥石薄膜，南部主要为伊利石胶结，其次为硅质、高岭石（图3-7）。研究区盒8段砂岩中填隙物以胶结物或杂基填隙或杂基-胶结物混合填隙为主，胶结类型主要为孔隙-接触式、孔隙式和接触式胶结为特征。图3-7 鄂尔多斯伊陕斜坡西部地区盒8段填隙物含量饼图3.2 成岩作用特征沉积物成岩后，在各种物理、化学、生物及地质条件下，会经历不同的成岩后生作用。对砂岩储层而言，影响储集性质最重要的成岩作用是压实作用、胶结作用和溶蚀作用。研究表明，苏里格气田西区上古生界主要储集层段经历的成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用、重结晶作用和溶蚀作用等。3.2.1 储集岩结构特征苏里格西部盒8段储集

44、砂岩以中粗粒结构为主，主要粒径区间分布在0.3mm1.0mm范围内。砂岩颗粒分选以中偏差为主，部分样品较好好，圆度主要为次圆次棱角状为主、少量圆棱角状30。碎屑普遍具颗粒支撑，颗粒间多为线接触，点线接触，少量点接触。砂岩中填隙物结构类型以胶结物或杂基填隙或杂基胶结物混合填隙为主，胶结类型主要为孔隙接触式、孔隙式和接触式胶结为特征，表明盒8砂岩沉积期有一个相对稳定的沉积环境，碎屑颗粒有一定分选磨圆，成分成熟度分布不均匀，呈现较高低成熟的分布特征。3.2.2 砂岩结构特征盒8段储集层以粗砂岩和中砂岩为主，其次是细砂岩、粉砂岩（图3-8），大多数砂岩中含泥质。结构成熟度总体偏低，分选中等-较差，颗粒

45、形态为次圆-次棱角状，以次棱角状为主。接触类型以线接触为主，多数样品为颗粒支撑，孔隙式胶结，只有少数呈压嵌-孔隙胶结。图3-8苏里格盒8段储层岩性分布直方图3.2.3 成岩作用类型压实作用：是指沉积物沉积后在上覆水层或沉积层的重荷下，或在构造变形应力作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。在沉积物内部可以发生颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移，受压的颗粒形态将依次由点接触线接触凹凸接触演化到缝合接触。压实作用是储层物性变差的最主要的因素。随着沉积物埋藏深度加大，压实作用强度逐渐加大，杂基含量逐渐减

46、少，颗粒之间由胶结物支撑变为颗粒支撑，胶结类型呈现出由基底式孔隙式接触式无胶结物式的变化趋势；相应地，颗粒接触方式由飘浮状点接触线接触凹凸接触逐渐相缝合线接触演化。 盒8段砂岩颗粒间以线接触为主(图3-9a)，也有凹凸接触，砂岩压实作用整体属于中等-强压实强度，但不同岩性压实强度具有不同的特征，中粒砂岩强于粗粒砂岩，一般情况下，各地区的压实强度在纵向上具有非均质性。胶结作用：是指从孔隙溶液中沉淀出的矿物质将松散的沉积物固结起来的作用，是沉积层中孔隙度和渗透率降低的主要原因之一。本区的胶结作用主要有粘土胶结、硅质胶结和碳酸盐胶结。胶结作用可以发生在成岩作用的各个阶段，尤其是成岩作用晚期，也可发生

47、在表生期。后期形成的胶结物可以取代早期的胶结物，也可以发生胶结物的溶解即去胶结作用，形成次生孔隙。胶结物的生长方式多种多样31。即可以以次生加大形式出现（如二氧化硅在碎屑石英颗粒上形成次生加大边），也可以在不同的底质上沉淀，如碎屑颗粒边缘的粘土衬边胶结，或沉淀于颗粒间的孔隙中，如碳酸盐晶粒的粒间胶结。该区上古生界储集层段胶结物主要有伊利石、高岭石、绿泥石等粘土矿物，次生石英加大和粒间硅质充填物，铁方解石、铁白云石和菱铁矿等碳酸盐矿物。粘土矿物从结构上看，自生粘土矿物可呈薄膜状或栉壳状包围碎屑颗粒，也可呈晶体集合体充填粒间孔隙或岩石缝洞而呈孔隙式胶结（图3-9b）。粘土矿物包括伊利石（图3-9c

48、）、伊/蒙混层和蒙皂石（图3-9d）、高岭石（图3-9e）和绿泥石（图3-9f），各粘土矿物在一定的条件下可以相互转化。(a)颗粒间点、线接触， 苏6井，3390.01m，单偏光，1010(b)绿泥石高岭石充填粒间孔，苏43井， 3592.86m，铸体薄片，单偏光，1010(c)苏59，发丝状伊利石，SEM(d)伊/蒙混层，苏60井， SEM (e)高岭石集合体， 苏53井， SEM (f)绿泥石膜， 苏59井， SEM 图3-9 研究区盒8砂岩显微照片蒙皂石形成于碱性孔隙水条件下，它在成岩过程中必须经过由蒙皂石无序混层有序混层伊利石或绿泥石的转化过程。绿泥石早期以包膜和衬边形式包裹碎屑颗粒，

49、可阻碍石英次生加大的形成，并在一定条件下可转化为伊利石。高岭石一般形成于酸性环境，在酸性孔隙水中是稳定相，但随着介质条件向碱性转变，高岭石的稳定性逐渐变弱。随埋深增加，当增至35004000m，温度达165210时，在介质水中富K+和Al3+时即转化为伊利石，在富Mg2+和Al3+时，则变为绿泥石32。伊利石和绿泥石在酸性孔隙中可转化成高岭石。碳酸盐矿物：薄片染色鉴定结果表明，该地区盒段储集层碳酸盐类胶结物以铁方解石为主，方解石、铁白云石和菱铁矿只是在局部井点零星分布。镜下方解石经染色后呈红色，铁方解石呈浅紫色，在局部层段为主要胶结物类型，是导致局部储层致密化、使物性变差的主要因素。方解石胶结

50、物产状主要有以下几种： 方解石充填于粒间孔中，占据孔隙中心部位，由孔壁向孔隙中心部位胶结物的类型依次是：泥质套膜石英加大边方解石胶结物。 嵌晶状胶结多个颗粒，形成局部碳酸盐胶结物富集即斑块状胶结物，残余孔隙难以保存。 以细小晶体交代长石，在长石的溶蚀孔及微孔内沉淀。方解石胶结物的产状表明其主要形成期在自生粘土矿物胶结和硅质胶结之后。研究区晚期方解石胶结物对储层物性具有明显的控制作用。后期的方解石胶结物主要充填剩余粒间孔隙，使储层的有效孔隙度大大降低；并且由于方解石胶结物形成时代晚，其后储层未受到明显成岩改造，所以方解石胶结物的发育程度是储集物性预测的重要影响因素。 硅质 在成岩作用过程中，当孔

51、隙流体中SiO2含量达到过饱和而在孔隙中发生沉淀，形成多种形态的硅质胶结物或石英次生加大边。不论是长石的分解溶蚀、石英颗粒的压溶作用，还是粘土矿物的转化，均可提供丰富的SiO233。如钾长石、斜长石等不稳定铝硅酸盐矿物，经酸性孔隙水溶蚀，在形成粒内溶蚀孔隙的同时，释放出SiO2，再如蒙脱石蚀变产生高岭石的同时，也伴随着大量SiO2的生成。硅质胶结是该区盒8段砂岩中最常见的胶结物之一，统计结果显示，硅质在不同井段含量变化很大，各井段平均含量在28，最大可达14.0，盒8段砂岩中硅质胶结物主要有以下表现形式（图3-10）：（1）石英次生加大边是最为普遍的形式，大多数硅质胶结物呈共轴生长以加大边形式

52、出现，占据部分粒间孔隙，石英砂岩中可完全充满粒间孔隙，对砂岩的孔隙度有较大影响。也见有加大边包裹高岭石、鳞片状伊利石或其它微晶粘土，包裹式增生的石英堵塞了部分粘土矿物的晶间孔（图3-10a）。（2）它形充填形式这种现象主要出现在有环边绿泥石沉淀的岩屑石英砂岩中，充填绿泥石剩余孔隙，硅质以它形晶不规则形态充填孔隙。绿泥石薄膜隔挡抑制了硅质与石英砂颗粒的共轴生长（图3-10b）。（3）自形石英晶体形式氧化硅以自形晶体或晶族生长于粒间孔、溶蚀孔内。石英晶体呈自形的六方双锥晶体生长于次生孔中形成典型的自生石英晶体。无论是次生加大的石英还是自生石英，在压实致密的砂岩中通常起到堵塞粒间孔的作用（图3-10

53、c）。照片面l 盒8段硅质分布特征主要有以下几方面：1）.盒8中石英加大边形成较晚，以加大边强烈充填孔隙为特征。加大边常包裹高岭石（图3-10d）、杂基、多以不规则状为主，呈直线边的较少。2）从石英加大边包裹有高岭石及其它粘土矿物关系分析，硅质沉淀于早成岩期中成岩晚期。SiO2早期加大边可能来自富含SiO2的孔隙水，部分加大边SiO2来自石英的压溶，成岩过程中粘土质的转化也提供了硅质的来源。3）硅质胶结物主要是降低砂岩粒间孔、溶蚀孔、晶间孔及其喉道，粒间孔被充填后增加了骨架颗粒强度，砂体固结成岩，抑制了压实作用影响。 交代和蚀变作用泥质（蒙皂石）、长石、火山岩屑、千枚岩屑等蚀变成高岭石，这一成

54、岩蚀在岩屑石英砂岩中最发育。大量岩石学标志记录了长石和泥岩屑变为高岭石的特征，即高岭石交代了长石和泥岩屑，部分被交代碎屑中高岭石晶间包裹有机质残余，也见有隐晶质的高岭石转变为鳞片状或蠕虫状的结晶高岭石等。该类高岭石多形成于较早成岩期，煤系地层的酸性水为主要的流体介质。早期蚀变的高岭石由于发育大量的晶间孔而对储层具有建设性作用。该区砂岩中的泥质杂基常含有火山灰脱玻化转化而成的蒙脱石或由富硅质的非晶质火山灰向隐晶质石英转化。另外，长石的高岭石化现象、蒙脱石经混层向伊利石和绿泥石的转化，高岭石与伊利石、绿泥石的相互转化以及各碳酸盐之间的相互转化也常见。 溶蚀作用砂岩中的碎屑颗粒、填隙物、在一定的成岩

55、环境及物理化学条件下可以发生程度不同的溶蚀作用，形成次生溶蚀孔隙，这些溶孔常常是油气储层的主要储集空间。在同生及早成岩作用阶段，砂岩中的不稳定组分首先发生溶蚀，形成溶蚀孔隙及组构型溶孔，如长石粒内溶孔或早期方解石胶结物溶蚀次生孔等，中-晚成岩阶段，早期的溶孔可为后来的胶结物再充填，或早期的胶结物和基质被晚期自生矿物交代后再溶蚀。因此，砂岩的溶蚀作用可多次发生，其成因复杂，次生溶蚀孔隙的种类各异，使砂岩孔隙结构发生很大的变化。黏土与自生石英充填，苏53，SEM绿泥石膜抑制自生石英，苏60，SEM自生石英充填粒间孔隙，苏157，SEM自生石英与高岭石，苏164，SEM图3-10 苏里格西部盒8段砂岩扫描电镜照片苏里格西部盒8段储层溶蚀作用主要包括：早成岩溶蚀和中成岩期溶蚀（图3-11）。早成岩期溶蚀作用主要是在在含煤地层酸性孔隙水环境下，砂岩发生的溶蚀作用。表现为泥质填隙物普遍发生溶蚀，并伴随有高岭石化和铝硅酸盐的水化、粘土化等。在扫描电镜下泥质杂基填隙物中蚀变高岭石被后来形成和自生的石英包裹，说明蚀变高岭石形成时期较早。本期溶蚀作用水介质呈弱酸性，对碳酸盐不饱和，表现为无铁方解石和铝硅酸盐的弱溶蚀，而长石产生部分溶蚀。