1.中联煤层气有限责任公司 北京 100016；2.中石化新星石油有限责任公司 北京 100083
摘要：为了解影响松辽盆地朝长地区扶杨油层储层性质的主要因素，结合对研究区样品进行的薄片鉴定，阴极发光，扫描电镜和铸体薄片观察，对该地区的岩石学特征、成岩作用进行了系统研究。研究结果表明朝长地区扶杨油层储集空间主要是原生孔隙、混合孔隙和次生孔隙三种类型，后期形成的微裂缝在改造储层物性方面起到了重要的作用。成岩作用主要包括机械压实和压溶作用，化学胶结作用和溶蚀作用。确定成岩阶段处于晚成岩A1和A2期。
关键词：朝长地区；扶杨油层；储层特征；成岩作用；成岩序列
引言
本文的研究范围为松辽盆地的朝长地区，朝长地区的勘探潜力巨大，主要勘探目的层为扶余油层和杨大城子油层。本文对研究区内扶杨油层砂岩储层的岩石特征、微观储层特征和控制因素等方面进行阐述，分析该地区的成岩作用类型。
1 地质背景
朝长地区位于黑龙江省境内的松花江以北，肇州丰乐以南东起四站，西至肇源一带。在区域构造上，朝长地区位于松辽盆地中央坳陷区的三肇凹陷和东南隆起区的宾县一王府凹陷之间，属于中央坳陷区朝阳沟阶地和东南隆起区长春岭背斜带两个二级构造单元。朝阳沟一长春岭阶地之间以东大沟向斜相接，总体构造地貌是一个由东南向西北倾没的斜坡。
图1 研究区区域位置图
2 储层特征
2.1 储层岩石学特征
根据154口井的3298个薄片鉴定和统计结果表明，朝长地区扶杨油层是一套粒级较细、结构成熟度较高的砂岩。分选程度以中等为主，磨圆度从次尖到次圆为主，接触方式主要是接触-孔隙方式，颗粒支撑为主。扶杨储层中的粘土矿物很发育。储层的胶结物类型多样，以硅质胶结物、碳酸盐胶结物，其次是自生粘土矿物、硬石膏和黄铁矿等。
2-1 长春岭背斜带扶余油层F1层岩石成分2-2 长春岭背斜带扶余油层F2层岩石成分2-3 长春岭背斜带杨大城子油层组岩石成分
图2 朝长地区扶杨油层砂岩类型图
2.2 储层孔渗特征
朝长地区扶杨油层在早成岩阶段早期由于机械压实作同导致原生孔隙减少，经历过两次压实作用，钙质胶结物和泥质杂基又对储层中的部分孔隙进行了充填，所以储层中大部分的原生粒间孔隙消失，常形成孤立状的残余原生粒间孔隙，连通性较差。
朝长地区扶杨油层可见的次生孔隙主要包括长石被溶蚀形成的铸模孔，方解石胶结物、杂基和碎屑颗粒溶蚀形成的粒内孔隙和微裂缝等。混合孔隙主要是碳酸盐矿物、长石、岩屑、团粒等溶解和残余原生孔隙一起形成，溶解这些矿物的主要溶剂是碳酸。
2.3 储层物性
研究区泉三、四段砂岩储层以低孔低渗为特征。油气层渗透率的分布范围从特低渗到中渗分布，这是因为背景储层的孔隙度已经达到中等水平而渗透率则滞后在低等水平上。
图4 扶杨油层孔隙度和渗透率分布图
2.4 填隙物特征
根据岩石薄片鉴定报告数据显示，填隙物中泥质含量如表1。报告中的泥质含量并不是杂基的含量，实际上杂基的含量小于泥质含量。朝长地区砂岩的结构成熟度较高，可以反映受水动力反复筛选的分流河道沉积的特征。
不同埋藏深度条件下形成的粘土矿物不同，浅埋藏条件下，高岭石和蒙脱石为主要的粘土矿物；而深埋藏条件下，这些矿物消失而转化成伊利石和绿泥石。地质时代的新老同样可是影响粘土矿物在粘土岩中的分布。
表1 朝长地区砂岩的泥质含量（%）
朝长地区扶杨储层中的粘土矿物很发育。其中蒙脱石的含量最低，绝大部分样品蒙脱石含量为0。高岭石的含量也较低，仅高于蒙脱石，稳定性有一定深度范围。在各个层位，绿泥石含量次于伊利石。伊/蒙混层矿物和绿/蒙混层矿物的含量较低。
表2 扶杨油层各种粘土矿物的相对含量（%）
3 成岩作用类型
与大庆油田朝长地区扶杨油层有关的主要成岩作用包括：机械压实作用，它使岩石的孔隙度降低，储集空间减少；化学压实作用，胶结物充填孔隙，也使得岩石的孔隙度降低，储集空间减少，使岩石固结成岩；溶解作用，包括碎屑颗粒、基质、自生矿物的溶蚀，结果是使得岩石的孔隙度增加。
3.1 压实作用
在朝阳沟阶地和长春岭背斜带的研究区范围内，扶余和杨大城子油层岩性颗粒排列比较紧密，在杂基支撑结构中长形颗粒常产生压实定向组构。胶结类型随着深度的增加从薄膜-再生到孔隙式，最后是接触式，说明经历了中等程度的压实作用。研究区曾经埋藏较深，经历过强烈的压实作用，但是随着后期构造抬升并遭受剥蚀，最终的埋深较浅。所以胶结类型仍然是以孔隙式为主，保存了较好的物性条件。
3.2 溶蚀作用
朝长地区扶杨油层内的绝大部分混合孔隙和次生孔隙都是由溶蚀作用形成，其中最重要的可溶矿物包括长石颗粒，岩屑和碳酸盐胶结物等，酸性条件下溶蚀作用发育明显。
图5 扶杨油层压实作用和溶蚀作用显微照片
3.3 胶结作用
研究区内扶余和杨大城子储层的胶结物类型以硅质胶结、碳酸盐胶结，其次是自生粘土矿物胶结与转化、硫酸盐胶结和铁质胶结等。
研究区内的硅质胶结物类型主要是石英次生加大，在扶余和杨大城子油层均可见。并和埋藏的深度有关，偶尔可见长石次生加大。这反映了研究区发生了后期构造抬升和上覆地层被剥蚀的过程。朝长地区内主要碳酸盐胶结物是方解石，产状是零散分布或呈嵌晶状溶蚀和交代颗粒。储层中偶见少量硬石膏和重晶石。硬石膏零星分布或者呈嵌晶状充填孔隙。黄铁矿在储层中常呈零星分布。
图6 扶杨油层胶结作用显微照片
4 成岩作用阶段划分与成岩演化
4.1 成岩演化序列
成岩共生序列如图7，在早成岩作用的早期，是以机械压实作用为主，方解石胶结物开始沉淀，蒙脱石、高岭石等粘土矿物还存在，并且蒙脱石有向混层粘土矿物转化的趋势。在早成岩作用的晚期，机械压实作用仍在继续。粘土矿物开始大量转化，形成伊蒙混层和绿蒙混层，蒙脱石的含量几乎为0。在晚成岩阶段的中期，石英次生加大终止。
图8 扶杨油层成岩阶段显微照片
4.2 成岩作用阶段划分
从成岩演化、石英次生加大和碳酸盐胶结顺序三个方面研究朝长地区扶杨储层的成岩阶段情况，认为研究区成岩阶段储层处于晚成岩阶段A1和A2期。主要成岩特征如下：
（1）储层中粘土矿物主要以伊利石、绿泥石、伊蒙混层和绿蒙混层为主，蒙脱石几乎没有，伊利石和绿泥石是从晚成岩阶段开始由蒙脱石和高岭石转化，可得出朝长地区扶杨储层应在晚成岩的A1到A2阶段。
（2）朝长地区扶杨储层的石英颗粒普遍具有次生加大现象，随着埋深的增加，甚至出现了再生胶结现象。石英次生加大级别达到2到3级，常见宽且连续的石英次生加大边和形成良好的大晶面，这也说明储层处于晚成岩阶段。
（3）根据薄片鉴定报告和镜下观察，储层颗粒之间从浅部的点-线接触到深部接近凹凸接触，碳酸盐胶结物呈零散或嵌晶状分布。可推断扶杨储层处在混合孔隙和次生孔隙开始发育的阶段，也就是晚成岩A1和A2阶段。
5 成岩作用对储层物性的影响
影响储层物性的成岩作用包括破坏性成岩作用和建设性成岩作用。扶杨油层中破坏储层性质的成岩作用主要有机械压实，化学压实作用以及胶结作用，建设性成岩作用主要为溶蚀作用。从薄片镜下观察可以发现：颗粒排列比较紧密，在杂基支撑结构中长形颗粒常产生压实定向组构。化学压实作用，也就是胶结作用，硅质胶结物主要是石英次生加大。常见的碳酸盐胶结物是方解石，在储层中常形成嵌晶胶结，也呈晶粒状在孔隙中零散分布。
研究区内最重要的可溶矿物是碳酸盐、长石和岩屑，其中经过溶蚀作用的储层的孔隙发育情况有了明显改善。
6 结论
松辽盆地朝长地区扶杨油层储集空间主要是原生孔隙、混合孔隙和次生孔隙三种类型，其中次生孔隙主要是由长石等颗粒和填隙物的溶蚀孔隙和构造活动形成的微裂隙组成。
朝长地区扶杨油层的成岩作用主要包括机械压实和压溶作用，化学胶结作用和溶蚀作用。其中，压实作用和胶结作用对朝长地区的储层孔隙产生了破坏作用，而溶蚀作用对储层性质的改善起到关键作用。
朝长地区扶杨储层依据石英次生加大程度，粘土矿物的成岩演化过程和颗粒之间的接触关系，以及碳酸盐矿物胶结顺序来确定成岩阶段处于晚成岩A1和A2期。
参考文献：
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[2]邱隆伟，姜在兴，操应长等.泌阳凹陷碱性成岩作用及其对储层的影响[J].中国科学D辑，2001，31（9）：752-759.
作者简介：
刘翰林，男，1988年生，2014年获中国地质大学（北京）硕士学位，现任中联煤层气有限责任公司助理工程师。
基金项目：国家科技重大专项（2011ZX05009-002）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（2011PY0204）
论文作者:刘翰林1,王婷灏2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/25
标签：孔隙论文; 油层论文; 作用论文; 矿物论文; 地区论文; 粘土论文; 碳酸盐论文; 《防护工程》2017年第15期论文;