任文强
延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西 延安 717600
摘要：碎屑岩储层次生孔隙的成因是近年来地学界关注的重要问题之一，砂岩储层及相应成岩作用研究的最重要突破是在砂岩中发现了大量次生孔隙。现已证实至少有砂岩油气储集空间是在成岩过程中形成的。国内外地质学家对此做了大量的工作，包括在实验室的模拟和在油田勘探实践中提出的许多新观点。
关键词：鄂尔多斯盆地；三叠系延长组次生孔隙；形成机制；
前言
次生孔隙是砂岩孔隙最为重要的组成部分，在一些相对深埋藏地层中，砂岩的储集空间。依赖于次生孔隙，在我国重要天然气储层和产层的鄂尔多斯盆地上古生界地层中，按地层从新到老，上石盒子组、下石盒子组、山西组到太原组，次生孔隙在砂岩储集空间的比例从44％增加到97％，下部太原组砂岩的储集空间已几乎全由次生孔隙构成。已有的研究表明，这些次生孔隙主要由骨架颗粒溶解形成，长石等铝硅酸盐是最为常见的易溶骨架颗粒，很多砂岩中次生孔隙的形成都是长石等铝硅酸盐溶解的结果．
一、概述
鄂尔多斯盆地三叠系延长组，上古生界上部和四川盆地三叠系须河组上部等，因而大量次孔隙都是在该成岩阶段形成的。根据前边的讨论，砂岩埋藏前组成可造成长石等铝硅酸盐矿物不同的溶解方式：(1)如果砂岩骨架颗粒中缺乏钾长石但又存在较多的含膨胀层的粘土矿物时，则长石在该阶段的溶解将是非常有限的，与之有关的次生孔隙也是有限的，因为在这种情况下，酸性斜长石的溶解受到蒙脱石伊利石化反应的缓冲而难以溶解，而偏基性的斜长石在同生到埋藏成岩作用初期(实际上还包括风化作用阶段)就已大量溶解，且其次生孔隙难以在以后的埋藏成岩过程中保存；(2)如果砂岩骨架颗粒中缺乏钾长石，但含膨胀层的粘土矿物数量较少，则该阶段形成的次生孔隙主要由酸性斜长石溶解提供，与酸性斜长石溶解有关的次生孔隙通常都能较好保存；(3)如果砂岩骨架颗粒中存在较多的钾长石，同时又存在较多的含膨胀层的粘土矿物，则该阶段形成的次生孔隙主要由钾长石溶解提供，地层中会存在斜长石的钾长石化或自生钾长石的沉淀，与钾长石溶解有关的次生孔隙通常都能较好保存。
二、鄂尔多斯盆地三叠系延长组次生孔隙形成机制
1.鄂尔多斯盆地延长组的深埋藏砂岩在这方面具有得天独厚的条件：(1)地层中缺乏足够的同期火山物质，使得反应不能按方式发生；(2)作为陆相沉相地层的延长组砂岩在同生到埋藏成岩阶段初期受流体影响会造成钾长石的稳定和保存；(3)作为受煤系地层酸性流体影响的太原组砂岩会在同生到埋藏成岩作用的前期造成不稳定长石(斜长石)的溶解并形成高岭石，为120～140℃以后高岭石的伊利石化提供物质基础。此时，成岩系统彼此依赖的伴生反应，即为它们加和反应。该反应不存在离子的带进带出，高岭石向伊利石的转化可以仅仅依赖于本地来源的钾，早成岩阶段储层的H+离子在晚成岩阶段通过高岭石的伊利石化释放在成岩流体中。
2.延长组砂岩岩石物性的纵向变化。鄂尔多斯盆地的储层砂岩样品的孔隙度和渗透率统计结果说明，靠近不整合面的上部油层有更高的孔隙度和渗透率，同时从靠近不整合面的上部油层到逐渐远离不整合面的下部油层，孔隙度和渗透率有逐渐降低的总体趋势由于渗透率和孔隙度之间的指数函数关系，因而渗透率之间的这种差值更大。
当然，控制岩石孔隙度和渗透率变化的因素很多，尤其是沉积因素，如延长组三角洲发育最为完善的时期，因而其物性略好于其上部的，后边有关孔隙类型纵向变化趋势的讨论将证明岩石物性的这种变化主要是暴露期间大气淡水作用的结果。铸体薄片分析说明，靠近不整合面上部油层孔隙度的增加主要是由于次生孔隙的增加造成的，其中主要是长石溶解形成的次生孔隙，其次是岩屑溶解形成的次生孔隙，同时也包括了与长石溶解有关的自生高岭石的晶间孔隙，说明靠近不整合面的上部油层具更强的长石等骨架颗粒溶解作用，与下部的油层相比，上部油层更远离作为主要烃源岩提供有机酸的油酸的溶解作用来进行解释，溶解机制应与暴露时间间隔中大气水的溶解作用自生高岭石含量及面孔率、长石溶蚀次生孔隙的纵向变化特征延长组砂岩中自生高岭石的纵向变化近地表条件下大气淡水作用的一个重要结果是长石的溶解及伴生的高岭石的沉淀埋藏成岩过程中有机酸对长石的溶解作用来解释，不整合面附近高岭石的形成机制同样是印支期暴露时间间隔中大气水对长石溶解作用的结果.
3.典型单井剖面延长组砂岩的纵向变化特征。为了避免不同地区孔隙构成差异对孔隙构成纵向变化的影响，笔者选择了一口有代表性钻井的单井剖面来说明延长组砂岩中碎屑长石的含量、高岭石含量、面孔率及次生孔隙的纵向变化显示靠近不整合面的上部油层中存在相当数量的样品具有较低的长石含量、较高的高岭石含量、较大的面孔率和较多的次生孔隙、尤其是由长石溶解形成的次生孔隙。在靠近不整合面附近长石含量的减少与大气淡水的溶解作用有关，并造成高岭石含量的相应增加，曾报道过不整合面之下砂岩储层具有低钾特征（自然伽玛能谱测井显示低钾带），其成因与长石的溶解、高岭石的沉淀和离子的流失有关这类样品铸体薄片的典型镜下特征，长石被溶解并转化成高岭石和次生孔隙，高岭石和碳酸盐矿物的沉淀作用是有限的，这是暴露时间间隔中开放体系溶解作用的结果，作为溶解产物的离子被地表泾流带走，从而有较显著的孔隙净增长储层质量预测模式的必要更改对次生孔隙形成机制的正确理解是建立储层质量预测模式的基础，在进行储层质量预测时，必须正确认识成岩过程中物质的迁移方式包括溶解流体的来源（如是大气淡水还是有机酸）、体系的开放与封闭性（如是近地表的开放条件下还是埋藏成岩过程的封闭条件下）、骨架颗粒易溶组分（ 如长石）含量变化的原因（是物源变化所致还是成岩因素），其溶出物质的迁移方式及其有关的自生高岭石的分布模式（是否与不整合面的存在有关），如果对这些变量的理解发生错误，将导致对次生孔隙形成机制和预测模式的错误建立，最终导致储层质量预测的可靠性降低，如果将延长组砂岩次生孔隙的成因归于埋藏成岩过程中有机酸的溶解作用，那么，这种溶解作用主要取决于埋藏成岩过程中有机酸的运移途径，包括储集层和产生有机酸的烃源层之间相对配置关系、有机酸的运移通道等，及溶解产物的迁移和再沉淀等问题就成为储层质量预测过程中的重要变量。如果将延长组砂岩次生孔隙的成因归于印支期暴露时间间隔中大气淡水的溶解作用，那么暴露时间间隔中的古气候、不整合面的地貌形态、地表泾流的分布方式，风化速率与构造抬升速率的相对关系等问题就成为储层质量预测过程中的重要变量，从而形成完全不同的储层质量预测模式。虽然一部分由钾长石溶解形成的次生孔隙会因其他非建设性成岩作用减少，但由于硅质胶结物和伊利石胶结物的体积计算已经考虑，同时该成岩阶段的压实作用已十分有限，因而由钾长石溶解形成的次生孔隙会较好地保存下来，这是鄂尔多斯盆地太原组和四川盆地三叠系须家河组二段砂岩次生孔隙的主要形成机制。
结束语：碎屑岩成岩过程中地层初始物质中含膨胀层的粘土矿物(如同期火山物质)的数量、系统的开放性与封闭性、流体中额外钾离子的存在与否直接控制了长石的溶解方式和次生孔隙的形成机制。
参考文献：
[1]黄思静，武文慧，刘洁，沈立成，黄成刚．大气水在碎屑岩次生孔隙形成中的作用——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例[J]．地球科学，2018，28(4)：419—424．