姬塬-华庆地区长8油层组砂岩储层中粘土矿物对储集层产能的影响

摘要

鄂尔多斯盆地姬塬-华庆地区是石油的主要产出区域，其中延长组第8 油层组是主要的产油层位，然而该层位储层具有低孔、低渗的特征。通过对长8 油层组砂岩储层中粘土矿物的系统研究，详细探讨其对储层特征及产能的影响，其结果对油田以后的勘探和开发具有重要的意义。
　　 本文通过应用X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、偏光显微镜、阴极发光、压汞、常规物性分析等手段，对姬塬-华庆地区长8油层组储层砂岩的岩石学特征、储层物性、孔隙结构和粘土矿物的分布、组合类型及赋存状态进行综合分析。研究结果表明，该区的岩石类型主要以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主，岩石的成分成熟度比较低，Q1/(F1+R1)指数均在0.8以下，岩石的结构成熟度相对比较好，岩石粒度主要以细砂岩和中砂岩为主，碎屑颗粒的分选性为中和好，圆度以次棱角状为主。岩石学的这些特征是该研究区自生粘土矿物成岩作用的物质基础，也是砂岩储集层物性及产能好坏的一个基本条件。姬塬-华庆地区长8油层组砂岩储层中可识别的粘土矿物主要是伊利石、绿泥石和高岭石三种。伊利石和绿泥石是该区含量最多的矿物，其中伊利石主要以纤维状、毛发状、片状和颗粒包膜等赋存状态存在，在全区均有分布；绿泥石主要以孔隙衬里方式存在，在华庆地区分布比较多；高岭石主要以孔隙充填方式存在，主要集中分布在姬塬地区；在层位上，三者都表现为在长8油层组上段（长81）的分布比下段（长82）多。此外，研究区砂岩储层的孔隙特征为：姬塬地区岩心面孔率比华庆地区的好，长8油层组下段（长82）的岩心面孔率比上段（长81）的好。孔隙类型主要以原生粒间孔和次生溶蚀孔隙为主，姬塬地区的原生粒间孔和次生溶蚀孔隙相对比华庆地区发育，而华庆地区的微裂缝比较发育。长8油层组上段（长81）的次生孔隙相对比较发育，而长8油层组下段（长82）的粒间孔隙比较好。
　　 粘土矿物的分布与赋存状态特征主要受沉积和成岩两个过程的控制。该研究区储层砂岩中的伊利石主要以杂基形式存在，而部分自生伊利石是在碱性地层流体的条件下由长石蚀变形成，其与孔隙度和渗透率的关系为负相关关系，因此储层砂岩中大量伊利石的存在对储层孔隙性及渗透率都存在较大的破坏性影响。由单井分析可知，只要是伊利石含量比较高的层段，试油和测井解释结果均为水层或致密层，同时由敏感性实验资料分析可知，砂岩储层中的伊利石对外来流体具有一定的速敏和水敏性，由此可知，该研究区储层砂岩中的伊利石对产能具有很大的负面影响。自生绿泥石主要是在早成岩阶段的富铁、镁等条件下（如三角洲沉积环境、富基性火山岩屑）生成，其在储层中的大量存在尤其是在晚成岩期的继续性生长，抵抗了上覆岩石的压实作用，并控制次生石英加大，从而保护了那些次生溶蚀孔隙和原生粒间孔，使得储层物性变好。自生绿泥石与孔隙度和渗透率的关系都表现为正相关关系，所以其对储层物性的保护具有积极的作用，但由于其主要沿着孔隙壁生长，从而使孔隙半径缩小，使孔隙结构变差。其次，绿泥石含量比较多的层段，试油和测井解释结论大多为油层或含水油层，单井产能也比较好，如黄55井日产油16.15t，但在开发过程中需注意绿泥石对外来酸性流体的敏感性造成的储层伤害。而自生高岭石的生成主要与铝硅酸盐在酸性流体条件下的溶解作用有关，是长石溶解的主要次生矿物。砂岩储层中高岭石比较发育的层段，储集层次生孔隙都一般比较发育，但由于其主要以孔隙充填方式存在，从而使中值半径变小，但孔喉分布均匀程度变好。其次，在高岭石含量比较高的井段，尤其是和伊利石组合的井段，储层物性比较差，试油和测井解释结论为干层，但是在高岭石和绿泥石组合的井段，其中伊利石含量也比较低，该井段储层物性就比较好，单井产能也比较好。此外，由于高岭石对外来流体的多重敏感性使储集层的产能会有所降低。