上古生界储层演化特征

随着地质历史的演变、构造作用的更替和成岩作用的演化，上古生界碎屑岩储层的演化特征主要体现在孔隙的时空演化上。

1.成岩作用阶段的划分

中国石油天然气总公司1991年审定的碎屑成岩阶段划分规范，选用的划分成岩阶段的几个参数为：古地温、有机质成熟度和自生矿物的演变程度。通过对阳泉、义和庄、平顶山、周口等地的古地温、镜质体反射率（R_o）和I/S中I的含量，发现华北地区石炭-二叠系地层大部分处于晚成岩A期，少数进入晚成岩B—C期。以苏桥地区成岩程度最低，义和庄、东濮、淮南、平顶山全部转变为伊利石，上限温度为137℃。山西阳泉、河南太康成岩程度最高，可在晚成岩C期（表3-3-7）。

表3-3-7 华北地区石炭-二叠系砂岩成岩阶段划分

2.砂岩孔隙的时空演化

鄂尔多斯盆地上古生界砂岩孔隙的时空演化比较特征：

（1）早成岩及晚成岩A期酸性成岩环境下的孔隙演化：埋深在2939.5m以上，相应的时期为海西期—印支期，表现在原生孔隙定型，次生孔隙发育极盛。

（2）晚成岩B期深埋碱性成岩环境下的孔隙演化：古埋深为2939.5～3884.0m，需晚成岩B期，中侏罗世—现今。在碱性环境控制下的各种含铁碳酸盐交代作用，对原生孔隙基本没有影响，使之仍然保持定型状态为0.7%，而对次生孔隙却损失了1.7%，还保存3.1%（据长庆油田）。这一时期为原生孔隙继续定型，次生孔隙保存，微裂缝发育时期（表3-3-8）。

华北地区，由于构造沉降作用和热演化等与鄂尔多斯盆地有较大的差异，表现出的孔隙时空演化有明显的差别。

（1）印支运动末期

沁水盆地、南华北盆地太康隆起及济源等地热演化度高，R_o值在1.43%～2.7%之间，相应温度在140℃以上，相当于晚成岩B—C期水平，次生孔隙减少，裂缝发育。而在渤海湾盆地演化程度低，R_o值在0.6%～1.3%之间，多数地区在0.8%以下，属早成岩—晚成岩A期。

（2）燕山运动时期

临清坳陷、济源凹陷及阜阳凹陷等地侏罗-白垩系地层沉积较厚，古生界地层埋深加大，热演化加深，R_o值增高，孔隙演化可能达到晚成岩B期甚至更高。这个时期也出现一些古隆起，上古生界地层遭受不同程度的剥蚀，如沧县隆起东部、武城凸起附近，冀中背斜、陈家庄凸起、埕宁隆起、鲁西隆起、内黄隆起等。与这些凸起过渡的古斜坡地带则是受大气水等的淋滤改造，次生孔隙发育。如苏桥、文安斜坡等。

（3）喜马拉雅运动时期

由于差异升降运动强烈，孔隙演化更为复杂。

从对苏桥和义和庄各地取心井的实测孔隙度资料的统计表明，孔隙度变化与砂岩现今埋深的关系不大，而与不整合面关系十分密切。在不整合面下50～100m之间，其孔隙度一般为20%；在不整合面下100～200m之间，其孔隙度一般为15%～20%；距不整合面200m以下，砂岩的孔隙度一般都在10%左右。在孔隙度与深度的关系曲线上，显示出孔隙度由上向下急剧变小的指数曲线（图3-3-8）。

表3-3-8 鄂尔多斯地区下古生界奥陶系碳酸盐岩的储层分类表

图3-3-8a 义和庄地区二叠系砂岩孔隙分布图

图3-3-8b 苏桥地区二叠系砂岩孔隙分布图

孔隙度的变化与上覆地层的时代也有一定关系，石炭-二叠系地层之上残留有中生界地层，则其孔隙度较小，一般为10%～15%，而且曲线变化平直；而与第三系直接接触的各井的孔隙度一般均较大，其变化幅度也较大。

在平面上，石炭-二叠系的孔隙度与古构造关系十分密切。在苏桥地区，所作出的上石盒子组下段声波时差等值线图（图3-3-9）表明，整个地区按声波时差大小可分为三个带：东部带的声波大于260μm/s，是时差值最大的地区，它位于整个潜山的最高部位；西部带的声波时差也大于260μm/s，为石盒子组上倾尖灭带；中部带属于相对下凹地区，其上覆有中生代地层，其声波时差值较小，小于240μm/s。以上这些表明，古构造对砂岩孔隙度具明显的控制作用。

图3-3-9 苏桥地区上二叠统上石盒子组下段声波时差等值线图

在义各庄地区，同一构造不同部位砂岩的储集性也有差别。通过义古76井—义古72井剖面孔隙度的变化则反映出这种差别，位于构造高处的义古72井，其上中生界已全部剥蚀，上石盒子组孔隙度略高（15%），而其他各井相对略低。

同样，在苏-3、苏-20井的剖面上，苏20井的孔隙度为15%～20%，而下降盘的苏3井，孔隙度也略小（15%左右）。

综上所述，石炭-二叠系砂岩孔隙度在垂向上及平面上都有较为明显的分带性，而这种分带性与离剥蚀的远近有着密切关系，离剥蚀面越远，砂岩的孔隙度愈小，表明后生淋滤溶解作用对次生孔隙的分布起着主要控制作用。