郑家、王庄地区沙三段高岭石矿物特征及对储层物性的影响.pdf

二、沉积学与油气、煤资源勘探开发 郑家、王庄地区沙三段高岭石矿物特征 及对储层物性的影响水 张关龙，陈世悦，鄢继华，袁文芳 (中国石油大学，东营257061) 1 地质概况 高岭石矿物是一种最为简单的l：l层型粘土矿物，常见于中浅层碎屑岩胶结物中。东 营凹陷郑家、王庄地区位于陈家庄凸起南缘西部，构造上处于东营古湖盆的陡岸边缘。在古 近系东营凹陷北岸为一近东西走向的古断剥面，具有坡陡(15。～30。)、沟梁相间的古地 貌特征。该区是一个典型的台地式古冲沟，平面展布宽缓，南北延伸范围较大。由于控制东 营凹陷沉积的陈南基岩断裂在发育过程中次级断层持续活动影响，斜坡上形成了高低不平、 宽窄不一的断阶。在基岩古地形的基础上沉积的古近系由南向北层层超覆，新近系披覆其上， 受基岩古地形继承性控制及差异压实作用影响，形成一个大型的鼻状构造。该区古近系沙三 段碎屑岩储层胶结物类型主要为粘土矿物，而其中主要矿物类型为高岭石。高岭石矿物的成 因及特征对储层物性有较大的影响。对碎屑岩储层中高岭石矿物特征的详细研究，在理论和 实践上将对本区油气层的高效开发起到一定的指导作用。 2储集岩特征 东营凹陷郑家、王庄地区沙三段发育碎屑岩类型较多，主要包括角砾岩、砾岩、含砾砂 岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩及泥质砂岩等。角砾岩和砾岩的主要成分为石英、长 石，偶见花岗片麻岩。砾石粒径大小在2-5mm之间。胶结类型以基底-孑L隙式胶结类型为 主，偶见接触．镶嵌式类型，杂基支撑。偏光显微镜下观察发现该地区发育长石质石英砂岩、 长石岩屑石英砂岩、长石云母质石英砂岩、长石砂岩、杂砂岩、灰质杂砂岩等6种成分砂岩， 其中以长石质石英砂岩、长石砂岩和长石云母质石英砂岩为主。分选一般，磨圆较差。尖棱 角状、棱角一次棱角状，胶结类型以基底．孔隙式为主，接触关系以点接触为主，线接触少 见，孔隙连通性好。可见，该碎屑岩储层成岩作用较弱，结构成熟度和成分成熟度均较低， 反映了沉积物近源的短距离搬运，为后期粘土矿物的形成提供了物质基础。 3高岭石矿物学特征 t．t 通过一系列的前处理，从储层碎屑岩中提纯出粘土矿物微粒(粒径2m)，其中非粘 土矿物成分很少，这样就能满足各种分析测试的要求。其中最为常用的测试方法是x射线 衍射分析、红外光谱分析、扫描电子显微镜分析和透射电子显微镜分析。X射线衍射分析可 以对粘土矿物进行定性和定量的研究，红外光谱分析对研究晶体有序度问题较为有效，扫描 电子显微镜可研究矿物的结晶形态形貌特征和进行成分分析，透射电子显微镜可观察粘土矿 物的单个晶体的形貌形态。 3．1X射线衍射特征 ★国家十五科技攻关项目“济阳坳陷下第三系沉积体系与油气成藏研究”(项目编号200lBA605A09)资助。 210 二、沉积学与油气、煤资源勘探开发 通过对具代表性的八口取心井碎屑岩中粘土矿物的x射线衍射研究表明，沙三段储层 中主要的粘土矿物类型为高岭石矿物，平均相对含量都大于50％。其余为伊／蒙间层矿物 (平均相对含量为35％)、少量的伊利石和绿泥石矿物。 对非定向样品的x射线谱图研究发现，部分样品中高岭石特征衍射峰除(001)一系列 衍射峰外，还有20角为18。～25。之间和35。～40。之间的一系列衍射峰，高岭石结晶 度好，可以称之为高结晶度高岭石；部分样品中高岭石衍射峰除了基面衍射峰外，其它的衍 射峰稀少或分峰很弱，反映其为低结晶度高岭石。故该区发育高结晶度者和低结晶度者两种 类型高岭石。 3．2红外光谱特征 cm-1、3653cml和3620 高岭石的红外光谱图上3696cm～、3669 cm-1附近的4个高频区 OH伸缩振动吸收峰为高岭石的最大的特征。红外光谱研究结果表明，部分样品高岭石具有 3669cm。吸收峰，为高结晶度者，部分样品的3669cm-1吸收峰很弱甚至消失，为低结晶度 者，说明砂岩储层中高岭石类型有低结晶度者和高结晶度者，这与非定向样品的x射线衍 射对本区高岭石有序度的研究结果相吻合。 3．3扫描电镜特征 该区高岭石矿物集合体形态有蠕虫状、书页状、薄板状、扇形和碎片状5种，前4种形