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低渗砂岩是指渗透率位于50×lO<-3>um<2>～0.1×10<-3>um<2>之间的砂岩，这类砂岩储层在我国分布十分广泛，全国各大盆地、各大油区均有分布，且其蕴藏的油气资源丰富、油质好。
由于低渗砂岩不仅渗透率低、而且非均质性强，给勘探开发均造成了较高的难度，开展低渗砂岩成因机理研究，主要目的是预测有利储层即孔渗性相对较好的砂岩分布区域，为油气勘探服务。
研究低渗砂岩的成因机理，主要采用宏观与微观相结合、静态与动态相结合的方法。
宏观上，主要包括以下几个方面：一、低渗砂岩沉积时的地质构造背景，诸如物源方向、物源性质以及低渗砂岩的下伏地层性质、接触关系等；二、低渗砂岩的沉积相特征；三、低渗砂岩的空间展布，包括纵向叠置关系、单层厚度以及平面上的分布等
微观上，主要从碎屑颗粒、填隙物和孔隙结构等方面进行研究，一、碎屑颗粒方面包括：1.颗粒的成分构成特点；2.颗粒的粒度特征；3.颗粒间的接触关系等。二、填隙物方面：1.填隙物的成分、含量组成；2.填隙物在孔隙或喉道或颗粒表面上的分布特征；3、填隙物在平面分布上的构成差异。三、孔隙结构方面：1、孔隙的几何形状、大小分布；2、孔隙的成因；3.不同类型孔隙在平面上的分布特征。
静态方面，1.建立低渗砂岩各个微观因素与孔隙度、渗透率之间的关系：2.建立低渗砂岩相带、砂岩厚度等与孔隙度、渗透率的关系；3.建立不同物源性质与低渗砂岩的物性的关系。
动态方面，1.不同填隙物的充填时间，成岩序列；2.自生矿物的形成条件、成因分析；3.烃源岩演化与低渗砂岩孔隙演化的关系；4.有利储层的形成机制及展布。
主要采样下列方法手段：1.利用标准测井与取芯井段建立岩电关系，制作岩电关系量版，通过岩电关系量版，恢复各井的岩性组成，统计不同岩性的厚度、百分含量，编制各种岩性等厚图，低渗砂岩百分含量图；2.利用测井曲线进行测井相分析、高分辨率层序地层分析、结合岩性组成、沉积构造等编制沉积相平面展布图；3.对物源露头、钻井岩心等样品进行测试分析，包括铸体图像分析、X-衍射分析、阴极发光、电子探针、扫描电镜等分析以及流体包裹体分析，从而得出了本区低渗砂岩的综合分析结果，取得了许多成果认识，特别是具有创新性的几点认识。
我们知道，不同地区低渗砂岩的成因不尽相同，各个盆地都有其独特的成因主控因素，但归结起来，低渗砂岩主要有三种成因机理，一是沉积成因，低渗受沉积所控制，埋藏浅、成岩弱，粒度细、泥质含量高、分选差，以原生孔为主，这种成因的低渗砂岩在我国第三系、白垩系均有分布，如松辽盆地白垩系登娄库组砂岩，为冲积扇一扇三角洲沉积、分选差、铁泥质含量高，岩石致密，孔隙度一般小于 7％，渗透率低；二是成岩成因，低渗受成岩作用控制，压实作用、自生矿物充填、胶结作用、重结晶和次生加大作用减少孔渗，溶蚀和交代作用不发育，这种成因的低渗砂岩分布最为广泛，但其成岩作用差异较大，有些是压实作用成主导因素，碎屑颗粒之间以压溶缝合接触，缺乏胶结物和溶蚀孔隙，有些则主要是胶结作用所控制，如江陵凹陷白垩系渔洋组，砂岩低渗是由于硬石膏的胶结，由于硬石膏随埋深增加，其稳定性增强，缺乏次生孔隙，岩层致密，有些则是高岭石等粘土矿物的发育，堵塞喉道，造成低渗，如鄂尔多斯盆地；三是裂缝改造成因，致密非储层，脆性强受构造外力作用形成裂缝，改造成低渗储层，这类储层埋藏往往较深，在松辽盆地和四川盆地均有发育，目前尚无有效研究技术方法，低渗也可能是沉积成岩综合作用造成的。
研究区山西组一下石盒子组属煤系地层，因而具有煤系地层所特有的一些性质，如沉积时水体呈酸性，原始孔渗性较好。熊琦华、吴胜和，1997年通过对新疆三塘湖盆地侏罗系砂体的原始孔渗性进行恢复，认为煤系储层不同相带的砂体原始孔渗性有一定的差异，但总体上原始孔渗性较好。辫状河、辫状河三角洲的砂体原始孔隙度大于30％，原始渗透率大于1000×10<’-3>um<’2>。冲积扇、河漫溢流相和口决扇相砂体原始孔隙度多小于30％，渗透率多小于500xlO<’-3>um<’2>。
本文做了大量的微观测试分析，共采用了21口井300余块样品，近千个各种测试分析资料，对低渗砂岩有了较全面的系统分析参数。首先分析了二叠系山西组一下石盒子组砂岩物性特征，其渗透率处于lOxlO<’-3>μm<’2>～0.1xlO<’-3>m<’2>之间，为典型的低渗砂岩储层。
论文通过成熟度、重矿物、石英性质结合沉积时的地质背景，研究了物源性质，认为东部物源以变质岩为主，而西部物源则以沉积岩为主，变质岩有利于绿泥石的形成，而沉积岩则更利于高岭石或伊利石的形成。接着研究了砂岩储层碎屑颗粒组成与物性的成因联系，同时研究了沉积相带、砂岩厚度、杂基含量、粒度、石英含量等与物性的相关性。论文分析了研究层自生矿物的各种产出形式，以及自生矿物在空间上的分布特点，认为煤系地层这种偏酸性的沉积水早期使颗粒溶蚀、具有较好的孔渗性，但同时这种酸性水在与不稳定的岩屑接触后，形成大量的高岭石，此时，砂岩仍然保存着较高的孔渗性，但随着压实作用的进行和孔隙水介质的流动，高岭石少量晶体发生移动，在颗粒表面、颗粒间孔隙中或喉道里随处滞留，从而堵塞孔喉，大大降低了渗透性，因此高岭石的大量沉淀是杭锦旗区砂岩低渗的最主要因素。
论文还从铁方解石的平面分布特点出发，结合沉积时的地貌特点以及埋藏史、成烃演化、包裹体测温等资料，分析出铁方解石是造成低渗的另一个重要因素，其过程是：成岩作用晚期干酪根成熟并已转化为烃类，羧酸分解，孔隙水由酸性变为碱性，成烃前期被有机羧酸所络合的金属阳离子相继析出，在适宜的条件下发生相关反应而沉淀，如，络合于有机羧酸中的Fe<’2+>不断析出，与水介质中的CO<,2>结合，CO<,2>与烃类一样，运移时从高势区向低势区运移，即从杭南向杭锦旗东北部运移，因此在杭锦旗东北部结合形成晚期铁方解石的沉淀，进一步堵塞了剩余的部分孔隙，与此同时，伊利石、绿泥石也发生沉淀，杭锦旗砂岩低渗的命运也就不可避免。不过，早期绿泥石的包裹以及烃源岩附近的砂岩在生烃前期的羧酸溶蚀，均为保存原有孔渗或改善砂岩孔渗起到了建设性作用。
在成岩研究方面，探讨了压实作用、胶结作用以及溶蚀作用对低渗的影响，特别对各种自生矿物与低渗的相关性进行了研究，得出了不同自生矿物在砂岩低渗中的作用。
通过包裹体和烃源岩成烃史等研究，恢复了成岩演化过程，对主要自生矿物的形成条件进行了分析，从而指出了有利的成岩作用及其发生的时期和可能的分布范围，预测了有利砂岩储层的成因及分布区域。
论文综合运用了地震、测井以及岩心测试分析资料，深入研究了杭锦旗区块低渗砂岩的特点，包括岩性特点、物性特点以及平面分布上的差异，分析了沉积作用、成岩作用等对砂岩物性的影响，创新性地解释了早期绿泥石包膜有利于保存或改善储层储集性的深层原因，指出高岭石沉淀、晚期绿泥石沉淀以及铁方解石的形成是导致研究区砂岩低渗的三种主导因素，并指出了这三种因素的形成时间、成因以及平面上的可能分布区域，同时指出早期绿泥石包膜的形成和烃源岩成熟早期的羧酸溶蚀作用是改善储层的主导因素，并预测了有利储层的分布区。