杨 勃，曾 伟

（1.西南石油大学研究生院，四川成都610500；2.西南石油大学）

1 基本情况

鄂尔多斯盆地苏里格气田是发育于上古生界二叠系碎屑岩系中大型砂岩岩性圈闭气藏［1］。该区地层系统为盆地内正常地层层序，二叠系自下而上可以划分出下统太原组和山西组、中统石盒子组、上统石千峰组三个地层单元。桃2区块山西组和石盒子组均由一套陆相碎屑岩构成，主力含气层段为山1段和盒8 段，储层物性较差，平均孔隙度6.13%。平均渗透率0.28×10-3μm2，研究认为成岩作用控制了储层物性的好坏。

根据大量的铸体薄片观察、阴极发光分析、包裹体检测以及扫描电镜和X-射线衍射分析结果，苏里格气田桃2区块储层经历了多种成岩变化，对储层物性有很大影响。降低孔隙度的成岩作用主要有压实作用、压溶作用和胶结作用，增大孔隙度的成岩作用主要为溶蚀作用（表1）。

2 压实、压溶作用

在桃2区块盒8、山1段储层常见的压实现象有：①片状、长条状矿物顺层分布；②石英、刚性岩屑等刚性颗粒的局部破裂与错位，在阴极射线下常见石英颗粒的压裂缝被石英胶结物重新愈合的现象；③片岩、千枚岩、板岩、泥页岩、喷出岩等塑性颗粒的塑性变形与假杂基化。

表1 储层主要成岩作用及对孔隙度的影响

当沉积物的埋深到达一定程度（一般为1 000～1 500 m），颗粒接触点上的压力超过正常孔隙流体压力2～2.5倍时，就会发生压溶作用。压溶作用主要通过固体-溶液之间的物质平衡来完成，不仅能引起石英颗粒体积的减小，使颗粒接触更加紧密，而且压溶组分SiO2还会作为胶结物沉淀下来，进一步降低孔隙。桃2区盒8、山1段储层常见的压溶现象是石英颗粒的凹凸镶嵌接触和缝合状接触。

由于盒8、山1段储层地质历史时期埋藏深、岩石成熟度低，压实、压溶作用强，是储层物性变差的主要原因之一。

3胶结作用

研究层段储层中常见的胶结物有石英、方解石和高岭石，另有少量的绿泥石、伊利石、白云石和黄铁矿（表2）。

3.1 石英胶结物

石英胶结物是桃2区块盒8、山1 段储层中常见的胶结物之一，也是储层物性较差的主要原因之一。盒8上亚段石英胶结物平均含量3.41%；盒8下亚段平均含量2.78%；山1 段平均含量3.34%（表2）。石英胶结物主要有两期，一期以石英加大的形式出现，另外一期为充填孔隙的自生石英，以前者为主。

（1）第一期石英胶结物。第一期石英胶结物以石英加大边的形式出现。石英加大的强弱程度与沉积物原始组分和结构有关，岩石粒度及石英颗粒、岩屑和杂基含量明显控制了石英加大边的含量（表3）。在中粒及以下粒级岩石中，石英加大很弱，石英加大边平均含量一般小于2%，主要是这类岩石石英颗粒含量低，岩屑和杂基含量高，在早期压实作用下其粒间孔隙基本消失，没有石英加大的空间，也缺少石英加大的晶核。在粗砂岩中，石英加大很强，石英加大边平均含量达5.66%，最大可达16%，造成大部分石英加大边互相焊接、嵌合。

表2 填隙物含量统计

表3 粒度与石英加大边含量关系

石英加大边硅质胶结物来源主要与压溶作用有关，在杂基、早期胶结物含量和粒度大致相近的情况下，石英加大边含量与石英颗粒含量呈正比（图1），石英颗粒越多，石英加大越强，主要是因为石英颗粒含量越多，压溶提供的SiO2就越多，因而石英加大就越强。石英加大边中含有气液两相流体包裹体，包裹体均一温度最小63℃，最大95℃，主要温度范围在70 ～90 ℃之间，如果按古地表温度10 ℃、古地温梯度3 ℃／100 m 计算，则石英加大从1 700 m开始，主要加大边形成深度在2 000～2 500 m，与压溶作用发生的主要深度一致［2-3］。

（2）第二期石英胶结物。第二期石英胶结物以自生石英的形式出现。它可以充填在石英加大后的残余粒间孔中，也可以充填在粒内溶孔和铸模孔中。它既可以呈自形晶散布在孔隙中，也可以呈半自形或它形晶将较小的孔隙充填满。这期石英胶结物含量较低，一般小于2%，个别可大于5%。自生石英硅质胶结物来源可能主要与长石和岩屑的溶蚀作用有关。由于它不仅充填残余粒间孔隙，而且充填各种溶蚀孔隙，表明形成于溶蚀作用之后。

图1 石英加大边含量与石英颗粒含量的关系

研究层段储层中现今无长石，长石均发生了次生变化而消失，长石溶蚀必然产生过量的SiO2而导致自生石英的形成。自生石英中富含气液两相流体包裹体，包裹体均一温度在90 ℃以上，最大可达138 ℃，主要温度范围在100～120 ℃之间，与溶蚀作用发生的温度（深度）范围一致。

3.2 方解石胶结物

方解石胶结物在桃2区块盒8、山1 段普遍存在，含量一般在2%～5%，少数样品含量可达30%，平均含量为3.30%。由于方解石胶结物含量高及其对原生和次生孔隙的充填，其本身又未发生溶蚀作用，是桃2 区块储层物性较差的又一重要原因。方解石胶结物有早、晚两期，早期为无铁方解石，晚期为含铁防方解石，以前者为主。

（1）早期无铁方解石。早期方解石胶结物主要呈孔隙式-基底式胶结，连晶状产出，严重充填粒间孔隙和交代颗粒。主要出现在堤岸相、河道间的中、细粒岩屑砂岩中，这类砂岩常夹于泥岩中或与泥岩紧密相邻，泥岩压实水是钙质胶结物的主要来源，且此类岩石原始粒间孔隙细小，孔隙水交换能力弱，容易造成碳酸盐的过饱和。早期方解石胶结物不常出现，但一旦出现，其含量就很高，一般在15%以上，最大可达30%。大量早期方解石胶结物严重堵塞孔隙，使这类岩石在成岩作用早期就变得很致密，阻止了后期酸性水的流动，因此在成岩作用晚期不仅溶蚀作用很弱，其他成岩作用也很难发生。

（2）晚期含铁方解石。晚期方解石胶结物呈斑块状连晶胶结，充填粒间孔隙和各种溶蚀孔隙，并交代碎屑颗粒、杂基及早期胶结物（如早期方解石、高岭石、石英加大、自生石英等）。晚期方解石胶结物含量较低，一般小于5%，主要出现在中、粗粒河道砂体中。晚期方解石为含铁方解石，混合液染成紫红色。从晚期方解石胶结物充填各种溶蚀孔隙和交代高岭石、石英加大和自生石英来看，其形成时间较晚，在溶蚀作用和自生石英和高岭石胶结作用之后，应该在中成岩B 亚期。晚期方解石胶结物富含气液两相流体包裹体，包裹体均一温主要在130～140℃之间（图2），高于自生石英。

图2 晚期方解石胶结物气液两相包裹体均—温度分布直方图（部分数据来自苏47-48区块）

晚期方解石胶结物的钙质来源也可能与长石、岩屑的溶蚀有关，长石溶蚀可形成次生铸模孔隙和向孔隙水中提供自由离子（Ca，K 和Na），并最终导致晚期方解石胶结物的形成。

3.3 高岭石胶结物

高岭石胶结物含量较高，为主要的胶结物之一，通常半充填在粒间孔和溶蚀孔隙中，把这些大孔隙变成细小的高岭石晶间孔隙，是桃2区块盒8、山1段储层物性较差的主要原因之一。

常见高岭石与自生石英共同充填于粒间孔隙和各种溶蚀孔隙中，通过充填关系来看，高岭石和自生石英两者应是同时进行的，其形成时间应比溶蚀作用稍晚，应在中成岩A 阶段晚期-中成岩B 阶段。在阴极射线下发靛蓝色光。

4 溶蚀作用

溶蚀作用是决定苏里格气田桃2区块储层物性好坏的重要因素之一，它能形成大量次生孔隙，对改善储层物性起到积极作用，桃2区块广泛发育的粒内溶孔、铸模孔和杂基内溶孔就是溶蚀作用的结果。

研究层段被溶组分主要是长石，次为浅变质岩屑、火成岩屑、杂基等。长石均已发生次生溶蚀，只能从所形成的溶模孔形态或残余物上识别出来。

溶蚀作用发生在中成岩A 阶段，该阶段内有机质达到成熟，在有机质成熟过程中会产生大量的酸性水或有机酸，这种酸性水或有机酸随泥岩的压实而进入相邻的砂岩中，使砂岩中的某些组分产生溶蚀，形成大量溶蚀孔。

5 结论

（1）盒8、山1段储层压实、压溶作用强，是储层物性较差的主要原因之一。

（2）储层中石英胶结物、方解石胶结物和高岭石胶结物发育，是储层物性较差的又一重要原因。

（3）与有机酸有关的埋藏溶蚀作用是增大储层孔隙度的主要原因，是形成有效储层的关键。

（4）溶蚀作用与烃类运聚匹配是盒8、山1段岩性气藏形成的重要条件。

［1］ 何自欣，付金华，席胜利，等.苏里格大气田成藏地质特征［J］.石油学报，2003，24（2）：6-24.

［2］ McBride，Earle F.Quartz cement in sandstones：a review［J］.Earth Science Reviews，1989，（26）：69-112.

［3］ MoradS W H.Clay mineral cements in sandstones［J］.International Association of Sedimentoloists Special Publication，2003，（4）：30-42.