巴一段储集层岩性主要为含砾砂岩、长石砂岩及岩屑砂岩等。砂岩粒径大多在0.25~0.5 mm之间, 碎屑颗粒分选整体为中等-好, 部分较差, 颗粒磨圆多呈次棱角状, 以点-线及点接触为主; 砾岩粒径主要在2~10 mm之间, 最大23 mm。岩石中岩屑成分以喷出岩和变质岩为主, 泥质颗粒较少见。填隙物主要为云灰质, 成分多为平均含量约13.4%的微晶方解石和平均含量约12%的微晶铁白云石, 泥质杂基少见。

巴二段储集层岩性主要为长石岩屑、岩屑长石和岩屑砂岩及小部分碳酸盐岩。砂岩粒径大多为0.25~1 mm, 部分呈不等粒结构, 成分主要为中酸性喷出岩、千枚岩、片麻岩、粉砂岩等易压实的塑性颗粒, 碎屑颗粒呈点-线接触, 中酸性喷出岩、花岗岩、千枚岩及变质石英岩为岩屑的主要成分。砾岩粒径的分布范围为2~10 mm, 最大20 mm。

填隙物主要为白云质, 白云质以呈微晶结构的铁白云石为主, 局部见较多具隐晶质鳞片结构泥质杂基的泥质, 白云质和泥质含量在14%左右。

粒间孔主要发育在巴二段, 巴一段有少量分布, 主要是石英颗粒边缘被溶蚀, 这类孔隙类型主要是在局部原生孔隙基础上溶蚀扩大形成, 特点是孔隙较大, 连通性较好(图1a)。

图1

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	图1 巴音戈壁组粒间、粒内溶蚀孔和构造缝图板

粒内孔主要发育在巴一段, 巴二段有少量发育。该区粒内溶蚀孔可分为两种成因, 一是石英颗粒内部被溶蚀, 二是石英质岩屑被溶蚀而形成溶蚀孔。粒内溶蚀孔多为筛状、蜂窝状, 多属分散的、较孤立的连通性较差的一类孔隙(图1b)。

裂缝主要发育于巴一段, 巴二段有少量发育。裂缝可分为两类, 一类为构造缝, 另一类为成岩溶蚀缝。构造缝主要发育于碳酸盐含量较高的地区(图1c)。

储集层孔隙结构的优劣直接影响储集岩的储集和渗透性能^[8], 是储集层评价的重要研究内容之一。明确储集层孔隙结构, 对油气运移和富集规律研究也具有重要意义^[9]。乌力吉构造带孔隙结构压汞曲线主要表现为中细歪度、细歪度到极细歪度。中细歪度毛管压力曲线平坦段不够明显(图2a), 孔隙度最小9%, 最大15%; 渗透率为0.11~10 mD; 孔喉大小、分选中等, 孔喉半径较分散, 多在0.11~0.35 μ m之间, 最大4.59 μ m; 排驱压力为0.5~1 MPa; 岩石基质孔隙度与渗透率值较低, 巴二段多为该类孔隙结构。细歪度细孔喉型毛管压力曲线平台较长(图2b), 岩石基质孔隙度通常小于9%, 且渗透率小于1 mD; 饱和度中值压力10~50 MPa, 孔喉半径相对集中, 且较小, 基本分布于0.006~0.08 μ m之间, 排驱压力大于1.5 MPa, 基本属较致密的基质岩块范围, 巴二段局部和巴一段储集层多为这类孔隙结构特征。极细歪度、极细孔喉型曲线平台短或基本无平台特征(图2c), 岩石基质孔隙度通常小于5%, 且渗透率小于0.1 mD; 饱和度中值压力10~50 MPa, 孔喉半径相对集中且较小, 常分布于0.006~0.04 μ m之间, 排驱压力大于5 MPa, 属致密的基质岩块范围, 巴一段发育有这类孔隙结构特征。

图2

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	图2 查干凹陷乌力吉构造带巴音戈壁组储集层孔隙结构特征(压汞)

乌力吉构造带紧临毛敦凸起, 具有近物源、快速堆积的特点, 加之巴音戈壁组地层埋藏相对较深, 使储集层物性整体较差。

巴一段孔隙度以砂砾岩最好, 分布在0.3%~7%之间, 平均孔隙度3.2%, 灰质砾岩最差, 平均孔隙度仅1.1%; 渗透率则以大理岩最好, 分布在0.035~117 mD之间, 平均为3.36 mD, 以细砂岩、粉砂岩渗透率最差, 平均为0.029 mD。巴一段各岩性孔隙度大小依次为砂砾岩> 细砂岩> 大理岩> 灰质砾岩, 渗透率大小依次为大理岩> 灰质砾岩> 砂砾岩> 细砂岩。

巴二段储集层岩石类型较多, 孔隙度以细砂岩最好, 分布在1.2%~15.32%之间, 平均孔隙度6.6%; 渗透率也以细砂岩最好, 分布在0.026~162.3 mD之间, 平均为3.4 mD。孔隙度最小的为泥质粉砂岩, 分布在0.3%~0.6%, 平均为0.5%; 渗透率也以泥质粉砂岩最差, 分布在0.028~0.035 mD之间, 平均为0.033 mD。巴二段各岩性孔隙度大小依次为细砂岩> 含砾不等粒砂岩> 砂砾岩> 粉砂岩> 泥质粉砂岩; 渗透率大小依次为细砂岩> 含砾不等粒砂岩> 砂砾岩> 粉砂岩> 泥质粉砂岩。

不同沉积环境在储集层矿物成分、颗粒结构特征、填隙物种类和含量等方面存在差异, 因而具有不同的储集层物性特征^[10]。在较强的水动力条件下, 砂岩相对较粗, 磨圆度与分选性较好, 储集层物性也相对较好。研究发现, 巴二段储集层粒径与孔隙度、渗透率呈明显的正相关关系, 粒度中值越大, 孔隙度与渗透率越大, 物性越好。当粒度中值由50 μ m增大到200 μ m时, 孔隙度由4%增大到10%左右, 渗透率由0.01 mD增大到1 mD左右。根据乌力吉构造带165个物性资料的统计结果, 在扇三角洲沉积环境中, 储集层物性从好到差的顺序为水下分流河道、河口坝、水下天然堤、水道间、席状砂、扇三角洲平原及漫滩沼泽。

4.3.1 压实作用对储集层物性的影响

压实作用对于储集层物性是最具破坏性的成岩作用^[11]。通过对巴二段储集层14口井普通薄片、铸体薄片、扫描电镜及阴极发光共计222块样品的资料统计分析, 机械压实为主要的成岩压实作用。碎屑颗粒之间的接触方式随着埋深的增加, 点接触逐渐变为线接触, 使颗粒间的孔隙迅速减小甚至消失(图4a), 且使原有的孔隙在变小的同时呈孤立状, 连通性变差, 非均质性增强。

图4

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	图4 查干凹陷乌力吉构造带巴音戈壁组成岩作用特征

通常情况下, 机械压实作用主要发生在沉积物埋藏的早期阶段^[12]。研究结果表明, 在乌力吉构造带, 当储集层埋深大于1 800 m时, 机械压实对储集层物性的控制作用已不明显。巴二段大多数砂岩埋深超过2 300 m, 主要表现为线接触, 表明机械压实作用对储集层物性的影响已经很小(图4a)。这是因为在早白垩世, 查干凹陷经历过多期火山活动, 导致较为强烈的胶结作用发生, 使碎屑颗粒移动受阻, 机械压实作用逐渐减弱到消失。当大量的砂岩孔隙被胶结物所充填, 岩石的抗压性随之增强, 易产生各种胶结作用。

4.3.2 胶结作用对储集层物性的影响

胶结作用以碳酸盐及黏土胶结为主(图4b、图4c), 局部可见硅质及长石加大。巴二段碳酸盐胶结物含量中等, 平均为9.04%; 巴一段碳酸盐胶结物含量高, 主要为微晶铁白云石、微晶白云石、微-细晶方解石, 平均含量14.72%。碳酸盐岩类胶结物对孔隙的破坏性非常明显, 使原本连通的颗粒间孔隙, 由于被胶结物所充填而使储集层物性变差, 且具有很强的非均质性。碳酸盐胶结物在成岩早期占据颗粒间孔隙, 但对晚期的溶蚀与溶解作用比较有利。

4.3.3 溶蚀作用对储集层物性的影响

溶蚀作用是碎屑岩储集层中极为常见的建设性成岩作用^[13], 其形成的次生孔隙将成为主要的油气储集空间。查干凹陷巴音戈壁组储集层溶蚀作用普遍, 巴二段主要为碳酸盐胶结物溶蚀, 砂岩成分成熟度偏低、含量较高的长石和岩屑为溶解作用提供大量可溶解组分(图4d、图4e)。综合研究认为, 溶蚀作用是乌力吉构造带巴音戈壁组形成有效储集层的主要因素, 纵向上在深度1 800~3 000 m之间存在一较强溶蚀带(图5), 在该溶蚀带碎屑岩储集层物性发生了显著改善。

图5

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	图5 巴音戈壁组储集层孔隙度与埋深关系

分析研究认为强溶蚀带主要由有机质热演化、黏土矿物转化排酸、深部酸性热流体溶蚀及碱性溶蚀产生。

4.3.4 微裂缝

裂缝主要发育于巴一段, 巴二段少量发育。根据镜下观察, 该区主要发育构造缝、成岩溶蚀缝、收缩缝(图4f)。由于后期成岩作用, 绝大部分微裂缝被方解石充填, 基本没有形成有效缝隙, 仅有部分溶蚀缝、收缩缝在一定程度上对物性有所改善, 但整体上对储集层孔隙结构的改善影响不大。