鄂尔多斯盆地长北气田山西组二段低孔低渗储层特征及形成机理

长北气田山西组二段主要为三角洲平原分支河道沉积的石英砂岩和岩屑砂岩，其埋藏深度中等（2700~2950m），但物性较差（孔隙度和渗透率平均分别为5.2%，0.7×10-3μm2），属于低孔低渗的致密储层。造成低孔低渗的主要原因是该套砂岩形成于三角洲平原含煤酸性环境，砂岩中原始孔隙水介质呈酸性，碳酸钙处于不饱和状态，难以形成早期碳酸盐胶结，后来埋藏过程中压实作用损失了大量原生孔隙，使得粒间孔隙体积大大减少。同时，酸性成岩环境导致后来压实过程中大规模的石英次生加大，充填砂岩中未被压实损失的残余孔隙，使岩石孔隙度进一步降低。这是造成该地区砂岩低孔低渗致密化的主要原因。显微镜下岩石薄片观察证明了这种长北气田山二段砂岩在埋藏过程中的酸性成岩环境砂岩孔隙中碳酸盐胶结尤其是早期碳酸盐胶结不发育，平均碳酸盐胶结物含量1%~3%，自生高岭石胶结发育，含量达7%~10%，伊利石胶结少，<3%，石英次生加大胶结发育，普遍达Ⅱ—Ⅲ级，平均为5%~10%，个别层段达10%~18%，最多达23%。另一方面，长北气田所处的鄂尔多斯盆地在大地构造上属于比较稳定的构造背景，盆地自上古生界二叠系山西组沉积以来，未经历大规模的构造运动，构造活动弱，地层平缓，褶皱少，断裂不发育，地层埋藏史分析表明山二段沉积后未经历明显的抬升与沉降。地下水尤其是含有机酸或CO2的酸性水不活跃，加之砂岩因压实作用和二氧化硅胶结后原始孔隙度和渗透性差，酸性地下水不能有效地对岩石进行溶蚀改造，不利于孔隙流体中物质的带入与带出；而且岩石中可溶组分（如长石、碳酸盐胶结物）少，长石含量<3%。因此，岩石在后期的埋藏过程中，不能形成大量的溶蚀次生孔隙，这是造成研究区目的层段砂岩低孔低渗的另一个原因。