马世东 张东阁 徐鹏程 邵杰

（长庆实业集团有限公司，陕西西安 710018）

鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地，又称陕甘宁盆地。五蛟采油作业区位于甘肃省华池县五蛟乡，管护矿权面积96.7km2，研究区勘探始于20 世纪70 年代，目的层为侏罗系，兼探三叠系。目前开发层位为延9、延10、富县等侏罗系为目前主力产油层。随着页岩油、致密油等非常规油气成藏理论的进步，长7 等三叠系致密油藏为下一步接替油藏类型，而储层特征不清楚是制约该类油藏选区的主要地质问题，因此通过该区储层特征的系统研究，为工区进一步筛选有利目标区奠定基础。

1 鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期沉积背景及演化特征

鄂尔多斯盆地在晚三叠世延长期发育大型坳陷湖盆沉积，经历了从形成到鼎盛到萎缩消亡的完整演化过程。按露头岩心含油气特征及电性曲线特征将延长组自下而上划分为五段十个油层组，每个油层组进一步细分为2-3 个小层。从延长组沉积地层发育特征上可以明显地分析出湖盆主要经历了发生、发展、鼎盛、萎缩到消亡的演化阶段。湖盆初始期的长10 期为湖盆初始发育阶段，长9 期经历了一次小规模的湖侵作用，局部发育油页岩；长8 期水浅坡缓，发育浅水三角洲进积沉积；长7 期盆地快速沉降，湖水深度及范围最大，深湖相泥页岩发育，为中生界主力烃源岩层；长6 期湖盆逐渐退缩，三角洲沉积发育；长4+5 期进一步湖退，期间发育一次小型湖侵作用；长3、长2 期主要为湖盆萎缩发展阶段，三角洲规模较小；长1 期，大部分地区平原沼泽化，延长期湖盆消亡。三叠纪末，受晚印支运动影响盆地整体上升侵蚀，延长组顶部地层被河流强烈剥蚀，形成了古河、斜坡、河间丘、高地等广泛发育的前侏罗纪古地貌特征[1]。

2 长7 沉积特征及砂体分布

2.1 长7 沉积环境

在区域沉积演化背景分析基础上，依据露头、岩心、测井等资料进行沉积相划分，结果表明研究区长7 主要为半深湖-深湖相沉积环境，发育浊积沉积，主要为浊积水道及浊积扇砂体发育。火焰构造及重荷模（沟模）等典型浊积沉积构造，反映了半深湖-深湖相浊积沉积特征。

2.2 长7 砂体展布特征

根据生产需要，长7 又细分为三个小层，自下而上为长73、长72、长71。长73期为盆地最大湖泛期，物源来自西南方向[2]，发育浊积沉积砂体，砂体不发育，只在局部零星发育，且规模小，砂厚平均5-15m。长72期仍以半深湖-深湖亚相沉积环境为主；区内发育多条浊积水道，呈北东-南西向展布；砂厚平均5-15m；其中在研究区中南部一带砂体相对最为发育，砂厚平均达15m 以上。长71 期仍以半深湖-深湖亚相沉积环境为主；区内浊积水道及浊积扇发育；砂体发育规模大，砂厚平均5-15m，其中研究区中部砂厚平均达15m 以上。目前所发现的长7 油藏均发育在主砂体带上，成藏受控于沉积特征明显。

图1 五蛟地区延长组长72 砂体图

3 储层特征

3.1 储层岩石学特征

图2 五蛟地区延长组长71 砂体图

五蛟地区三叠系延长组长7 岩石类型主要为长石岩屑砂岩岩屑和长石砂岩，长石砂岩和岩屑砂岩含量较少（图3）。

图3 五蛟西延长组长7 岩石类型三角图（样品86 个）

工区长7 储层填隙物主要成份有水云母、铁白云石、铁方解石、硅质等；其中水云母最为发育，含量高达11.19%，铁白云石次之，含量2.35%。原因主要是成岩作用差异导致填隙物组分含量不同，是造成储层平面上物性差异的主要因素，最终造成了不同位置油其富集差异。

3.2 主要成岩作用

3.2.1 压实作用

五蛟地区长7 沉积物粒度细，云母及塑性岩屑含量高，压实作用使颗粒定向分布、塑性变形、紧密排列、凹凸接触，压实作用较强，使早期地层原始孔隙度快速降低，是造成储层物性变差的主要因素之一。

3.2.2 胶结作用

研究区长7 处于半深湖-深湖沉积环境，随水深增加，杂基含量增多，伊利石是泥质杂基中最主要的组成矿物,后期也可由高岭石蒙皂石转化。全区伊利石总量较高，堵塞喉道，是造成储层孔隙度减小的主要原因之一。全区碳酸盐含量也较高（3.6%） ,碳酸盐含量高值区多位于砂体侧翼。胶结作用使陇东地区长7 原始孔隙损失达14.6%。

3.2.3 溶蚀作用

长7 长石溶蚀普遍发育，占总面孔率的66.7%，主要是长石和岩屑在酸性流体作用下发生溶蚀，形成溶蚀孔隙。溶蚀作用增加了孔隙含量及联通程度，进而增加了渗透率。溶孔发育区储层物性明显较好。统计表明，长7 溶蚀作用使孔隙增加7.5%。

3.2.4 裂缝

后期构造作用导致盆地内部裂缝较为发育，主要是节理缝。局部岩心及薄片中发现长7 砂岩微裂缝特别发育，裂缝可以有效地提高储层的渗流能力。7 砂岩储层天然裂缝较为发育（包括微裂缝、高角度裂缝、高导缝、垂直裂缝等），统计表明，储层每10 米发育天然裂缝约2.3 条。

总之，压实及胶结作用是储层致密的关键因素。填隙物含量高，其中伊利石含量非常高，原生伊利石与水体深度有密切关系；自生伊利石主要由蒙皂石和高岭石转化形成，高岭石的伊利石化有利于长石的溶蚀。

3.3 孔隙类型及成因

五蛟地区长7 储层孔隙度较低。孔隙类型以粒间孔、长石溶孔为主，局部发育少量粒间溶孔、岩屑溶孔、晶间孔及微裂隙（图4）。其中长石溶孔最为发育，面孔率0.62%，粒间孔次之，面孔率0.43%。可以看出，溶蚀孔是工区最主要的孔隙类型，重点分析溶蚀成因机理。

图4 五蛟西延长组长7 孔隙铸体薄片及扫描电镜特征

溶解作用是一种有利的成岩作用类型，能够改善储层物性和联通程度。溶解作用的形成需要具备三个条件：①要有提供溶蚀作用发生的一定量的有机酸；②岩石组分中要有中有一定量的能被酸溶蚀的长石等可溶组分；③原始储层物性不能太致密，具有使酸性流体运移的通道孔隙。长7 段厚层湖相泥页岩在埋深过程中逐渐升温增压，有机质在一定温度压力下逐渐开始发生化学反应，发生脱羧基作用形成有机酸，酸性物质物质溶入地层水中，并运移到砂岩物性较好的孔隙系统中对其中的易溶组分进行溶蚀。研究区砂岩中长石岩屑含量非常丰富，提供了可溶蚀的物质，在酸性环境下，长石等不稳定矿物易发生溶解。

3.4 储层物性特征

五蛟地区延长组长7 储层物性总体上较差，平均孔隙度8.8%，平均渗透率0.13×10-3μm2；孔、渗相关性良好。

统计表明，长7 砂岩孔隙度主要分布在2.5%～12.99%，其中孔隙度小于10%的占78.43%；10%～12%之间的占18.63%，大于12%的占2.94%。渗透率为0.009～0.68×10-3μm2，平均为0.13×10-3μm2，其中小于0.3×10-3μm2的占99.02%，大于0.5×10-3μm2的占0.98%。可以看出，长7 储层总体上以超低渗透-致密储层为主，但局部小范围存在相对高孔、高渗区。

从研究区长71、长72孔隙度、渗透率平面图上可以看出，目前所有已发现的长7 油藏工业油流井基本分布在孔隙度大于8%、渗透率大于0.3×10-3μm2的区域，表现为受相对高孔、高渗控制成藏特征。

3.5 孔喉结构

毛管压力曲线是主要反应孔隙和喉道分布特征的主要方法，不同的曲线特征反映不同的孔喉特征。据研究区及周边相关井压汞测试结果分析显示，主要发育三种不同的类型（图5）。第一种以里79 井为代表，曲线平台明显，启动压力较低，一般1MPa 左右，反映了储层颗粒分选较好、联通性较好，是最有利的储层。第二种以白48 井为代表，曲线平台较好，但启动压力较高，一般在5MPa 左右，反映了储层分选较好，但物性相对较差。第三种以白502 井为代表，曲线平台较短，进汞饱和度较低（50%左右），启动压力较高，一般6.5MPa 左右，反映了储层致密物性差。

图5 五蛟地区长7 储层压汞曲线图

总之，五蛟地区三叠系延长组长7 层段储层孔隙结构总体相对较差，排驱压力较高、中值半径较小、物性条件总体较差。排驱压力一般2.44MPa，中值压力5.64 MPa，中值半径0.09μm。局部段发育物性相对较好的甜点区。

4 长7 储层致密成因分析

4.1 沉积物粒度细泥质含量高导致了后期压实作用强

由于工区长7 以深水沉积为主，沉积物搬运距离远，粒度较细，主要是细砂岩和粉砂岩，同时泥质含量相对较高，在后期压实中抗压实的刚性颗粒相对较少，导致原始孔隙在后期成岩过程中快速降低，物性变差。

4.2 胶结成岩作用导致了储层物性进一步变差

在早期酸性成岩环境中，泥岩沉积物在压实成岩过程中释放出各种离子，这些物质随压实水一起进入砂岩孔隙系统中，使孔隙介质中含丰富的Si、Al、Na、K、Mg、Ca、Fe 等离子，形成方解石硅质等胶结类型。自生伊利石在研究区多呈搭桥状、丝缕状赋存在粒间孔中，集中分布时形成网状对储层吼道减小和渗透率降低起破坏性作用。碳酸盐胶结物的化学性质活泼，物性较脆，对孔隙流体的酸碱性异常敏感，极易发生溶解-沉淀-再溶解-再沉淀过程，是成岩环境酸碱度变化的良好矿物指示计。长7 深水沉积砂岩中碳酸盐主要为中晚期含铁碳酸盐，它们与烃类侵位关系密切，多晚于油气充注事件和长石溶蚀事件，说明溶蚀作用发生在先，当时成岩环境呈酸性，这时碳酸盐胶结物不可能大量沉淀下来。随着有机酸流体不断从高势区（湖盆中部）沿浊积等砂体向低势区（长7 上部）溶蚀运移过程中，酸性孔隙流体中溶质含量不断增加，有机酸不断被消耗，流体性质逐渐由酸性向碱性转变，成岩环境随之又由氧化性向还原性过渡，这时流体中Fe2+和Mg2+离子易与CO2结合，使含亚铁的中晚期碳酸盐胶结物比较容易沉淀下来。晚期含铁碳酸盐胶结物通过占据次生孔隙空间而破坏砂岩孔隙体系，是造成本区砂岩储层物性普遍较低的另一个主要原因。