碎屑岩孔隙类型

碎屑岩的结构和孔隙结构是什么？~

碎屑岩的结构组分包括碎屑颗粒、填隙物和孔隙。因此碎屑岩的结构就应包括碎屑颗粒的结构、杂基、胶结物和孔隙结构，以及它们之间的关系等诸方面的特征。
碎屑岩的成因十分复杂，这些成因特点常常会在沉积岩的结构上有所反映。因此，结构在沉积岩的研究中除可作为鉴别、描述、分类命名的依据以外，同时也是沉积成因分析的重要标志。
碎屑沉积的原始结构中可以存在大量的粒间孔隙，如天然砂的孔隙度可为35～40%，这一特点也是碎屑岩在结构上与结晶岩的重要区别。在结晶岩中很少，甚至完全没有孔隙。碎屑颗粒的粒间孔隙可能被杂基所充填，也可由于粒间水的循环和沉淀，形成大量胶结物，从而减少甚至最终填满孔隙。这些填隙作用除部分出现在沉积—同生期外，大部分发生在碎屑沉积物固结成岩过程中。
碎屑岩的孔隙是碎屑岩中油气的主要储集空间。而孔隙的存在及其形成、发育特点，除与组分的类型和性质有关外，主要依赖于碎屑颗粒的形状、大小、分选性及填集方式。因此碎屑岩的结构分析是储集层地质研究中必不可少的部分。

按照孔隙成因、产状及几何形态等分类，本区延长组碎屑岩孔隙类型包括原生孔隙、次生孔隙及裂缝三大类（表6-7）。
1.原生孔隙
原生孔隙是岩石在沉积过程中形成的孔隙。严格地讲，它是在沉积形成之后没有遭受过溶蚀或胶结等重大成岩作用的改造的孔隙。但是，人们在生产和科研中常常把岩石沉积形成之后经过机械压实和胶结等作用改造后而形成的减小了的残余粒间孔隙，也归为原生孔隙（刘宝珺等，1992；郑荣才，1996；裘怿楠等，1997；王允诚，1999）。因此，原生孔隙主要包括原生粒间孔隙、残留粒间孔隙及杂基内微孔隙3类。研究表明，富县地区延长组中原生孔隙主要发育残留粒间孔隙和杂基内微孔隙两种。
1）残余粒间孔隙：沉积期形成并受机械压实和化学胶结作用改造充填，但未完全填塞的原生粒间孔隙，它是富县地区延长组储层的主要孔隙类型之一（图版Ⅳ-5，Ⅳ-6，Ⅵ-3—Ⅵ-8，Ⅶ-3，Ⅶ-6，Ⅶ-7，Ⅷ-7，Ⅷ-8）。该类孔隙呈三角形和不规则多边形，包括早期绿泥石包膜或包壳胶结后的残余粒间孔隙、石英和长石次生加大后的残余粒间孔隙、浊沸石或粘土矿物充填胶结后的残余粒间孔隙等。前两类孔径较大，为0.06～0.10 mm，最大可达0.02 mm，面孔率较高（6%～8%）；后者孔径较小，面孔率低。
表6-7 富县地区延长组砂岩孔隙分类表


2）杂基内微孔隙：区内延长组中较为常见，一般赋存于伊利石、蒙脱石、绿泥石基质与蚀变火山岩、泥质岩屑中（图版Ⅷ-6），孔径一般小于0.001 mm。在原生孔隙粒间孔隙不发育的低渗透砂岩中，这类孔隙可为储层提供一定数量孔隙度，因而对低渗透砂岩储层而言，它是一类不可忽视的原生孔隙。
2.次生孔隙
次生孔隙主要是在原生孔隙基础上进一步经过成岩演化、尤其是溶蚀作用改造而形成的孔隙。区内延长组砂岩中次生孔隙较为发育，主要是由岩石颗粒、填隙物等发生的多类溶解溶蚀、破裂等作用形成的。
1）粒间溶孔：系由粒间胶结物、杂基及颗粒边缘选择性溶蚀形成的孔隙。区内主要为长石颗粒、方解石胶结物的溶蚀孔隙，孔隙多呈不规则状，边缘为锯齿状或港湾状（图版Ⅳ-1，Ⅶ-7）。孔喉相对较粗大，连通性好，孔隙直径一般为 0.02～0.4 mm，面孔率一般为1%～10%。这类孔隙可大大改善储层物性条件。
2）粒内溶孔：主要是在酸性水介质中，沿长石解理和双晶面选择性溶蚀和由岩屑中不稳定组分溶蚀而成的孔隙，系颗粒本身发生部分溶解形成，或颗粒被交代后交代物局部或全部溶解形成（图版Ⅴ-4，Ⅶ-4，Ⅶ-5）。孔隙大小不等，形态不规则，边缘为锯齿状或港湾状。区内延长组中，此类孔隙直径一般为0.02～0.2 mm，面孔率较低。
（3）胶结物内溶孔：主要包括早期方解石胶结物被溶蚀形成的孔隙（图版Ⅳ-1，Ⅶ-6），以及少量浊沸石溶蚀孔，孔径一般为0.005～0.05 mm。但由于该区延长组储层经历了早、晚两次方解石胶结，同时形成浊沸石和绿泥石等自生矿物，因此该类孔隙在区内不很普遍。
4）晶间微孔：包括晶间孔和晶间溶孔。晶间孔主要包括石英、长石次生加大胶结物形成的晶间孔、自生绿泥石叶片状晶间微孔、伊利石不规则片状及丝缕状晶间网状微孔，以及伊蒙混层矿物晶体间的微孔隙（图版Ⅷ-6），孔径大小为 0.001～0.01 mm，因其孔隙细小且连通性差而意义不大。晶间溶孔是结晶颗粒内部被溶或晶体间被溶而形成的孔隙，主要是方解石、自生石英、长石晶体晶间孔溶蚀扩大改造而成（图版Ⅶ-7），孔隙形态复杂，大小差异明显，一般为0.01～0.03 mm，大者0.1 mm。
3.微裂隙和裂缝
区内延长组砂岩中，可见颗粒因机械压实破裂或沿解理缝裂开形成的裂隙，岩石被挤压或拉张形成的构造缝以及沉积物沉积时形成的层理缝。构造裂缝主要有垂直和斜交两组，其中垂直裂缝较发育（图版Ⅰ-5，Ⅰ-12，Ⅱ-5，Ⅲ-9，Ⅳ-3，Ⅶ-8，Ⅷ-7）；延伸长一般为1.5～15 cm，宽一般小于1 mm，但是区内裂隙、微裂缝数量总体较少且缝较窄，且几乎全被方解石等胶结物所充填，提供的面孔率非常小，对储层改善意义不明显，仅可能对孤立溶孔发育的岩石的渗透率改善有一定贡献。

石岩-二叠系砂岩经过漫长而复杂的成岩作用后，大量的原生孔隙几乎消失殆尽，同时形成了构成砂岩孔隙主体的次生孔隙。根据孔隙的成因及结构，将研究区砂岩的孔隙划分为：原生粒间余孔、次生的粒间溶孔、颗粒溶孔、晶间微孔、超大孔隙及裂缝。

1.粒间余孔

上古生界砂岩原生余孔呈不规则状、多角状、孔隙周边干净，并常见自生石英在内。该类孔隙主要见于高成熟度的太原组、上石盒子组石英砂岩及长石石英砂岩中，一般含量不多，约占孔隙的3%～5%。

2.粒间溶孔

粒间溶孔由方解石、白云石及隐晶粘土等易溶组分溶解形成。此类孔隙在成熟度较高的长石（岩屑）石英砂岩及长石砂岩中较发育。

3.颗粒溶孔

颗粒溶孔是由长石、岩屑等易溶碎屑组分溶解而成。长石常沿解理缝溶解，形成网状、长条状方向性溶孔。

4.晶间微孔

晶间微孔常见于长石石英砂岩及岩屑长石砂岩，此类岩类的孔隙常被结晶程度高、晶体粗大的高岭石等粘土矿充填，这些粘土矿物晶体之间发育了介于5～10m的微孔隙。

5.超大孔隙与裂缝

砂岩受到强烈的溶解作用，颗粒与填隙物同时被溶解掉，从而形成超大孔隙，其孔径一般1mm左右，常见的溶解组分是长石、岩屑等及其周围的碳酸盐胶结物。

碎屑颗粒被压碎后经碳酸盐充填而后溶解产生次生裂隙。裂缝的宽度一般为0.01～0.05mm，占孔隙的1%左右。

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