2013年年底,长庆油田油气产量突破5000万吨(油气当量),鄂尔多斯盆地已成为我国陆上油气产量第一大盆地,其中非常规资源是其稳产的最实际和有效的资源接替领域。近年来,国内外的致密油勘探取得了巨大突破,鄂尔多斯盆地延长组致密油勘探也取得了稳步进展,在姬塬地区发现了我国首个亿吨级的大型致密油田——新安边油田。在致密油勘探开发研究中,储层是其最核心的部分。本文以鄂尔多斯盆地姬塬西部延长组长8油层组为研究对象,在岩芯观察描述基础上,通过铸体薄片鉴定、扫描电镜观察、能谱分析、压汞分析、X衍射分析及碳氧同位素分析等室内分析手段,查明了研究区长8致密储层的沉积、成岩作用、物性等基本特征。在此基础上,利用高温高压流体—岩石相互作用模拟仪,依据研究区长8储层形成的地质条件,建立了致密储层与流体相互作用模拟实验方法,模拟了不同温度、压力、时间条件下,酸性流体对致密储层的矿物成份、孔隙类型、面孔率等方面的影响。最后,结合成岩演化史、孔隙度演化史、埋藏史及油气充注史“四史”分析进一步明确了研究区长8致密储层的致密原因及其产生的机理,回溯了致密储层致密化过程,建立了储层致密化过程演化模式。研究后得到以下结论:(1)姬塬西部长8储层主要发育近源三角洲平原相沉积,岩性以细粒岩屑长石砂岩及长石岩屑砂岩为主,物性及孔隙结构较差,非均质性较强,属于典型的低孔低渗致密储层。长8储层主要经历了机械压实、压溶、碳酸盐胶结、硅质胶结、黏土矿物胶结和溶蚀作用改造等成岩作用,目前处于中成岩A期晚期成岩阶段,典型的成岩序列为机械压实—绿泥石粘土膜—早期泥晶方解石沉淀—自生伊利石—石英次生加大—长石颗粒溶蚀—自生高岭石—自生石英形成—中期(含)铁方解石沉淀—烃类侵位。(2)姬塬西部长8储层致密化的沉积因素主要为近物源薄层砂体间断沉积。近物源浅水三角洲沉积的高长石低石英高岩屑、砂泥比较低的薄层细粒砂体空间上呈退积型不连续展布,非均质性较强,塑形岩屑含量较高,分选性较差,后期成岩改造下易形成孤立的、分布面积较小、彼此连通性较差、物性较低的单一圈闭。(3)姬塬西部长8储层致密化的成岩因素包括3点:①强压实作用:薄层细粒砂体塑性岩屑含量较高、长期深埋于前陆盆地前渊地区、较高的古地温场环境以及油气充注相对滞后造成储层经历强烈压实作用,其孔隙度损失率达50.59%;②中期方解石通透式胶结:泥岩转化作用及脱水作用中大量离子的生成、燕山期强构造活动伴生的断层及裂缝的发育以及低矿化度地层水较好的流动性为方解石胶结物的发育提供了物质基础及离子交换通道,且未见碳酸盐矿物溶蚀现象;③黏土矿物胶结:绿泥石粘土膜欠发育导致Ⅱ-Ⅲ级石英次生加大发育、大量自生高岭石充填均占据了部分储集空间。(4)姬塬西部长8储层整体致密背景下的溶蚀改造也应属于储层“致密化”进程的一部分,只不过对储层“致密化”起到了“不利”影响。储层流体-岩石相互作用模拟实验可见:①长石、方解石的溶蚀及部分新生矿物的沉淀;②随反应时间增加,平均溶蚀率呈明显递增,面孔率也有一定增加;③随温、压、时间增加,长石溶蚀率均呈线性增加;④随温、压增高,方解石溶蚀率逐渐增高并趋于稳定;而随时间增加,其溶蚀率变化较复杂,溶解初期一般高于长石,随时间增加溶蚀率降低并逐渐小于长石。综合认为研究区砂岩成分成熟度较低、长7与长8源储压力差的存在、生排烃高峰期较高的古地温场及成岩晚期断裂及裂缝的发育是研究区溶蚀作用发生的有利条件,使得在整体致密背景下发育“甜点”。(5)综合成岩演化史、孔隙度演化史、埋藏史及油气充注史“四史”分析,认为研究区储层致密化过程包括4个阶段:①同生期及早成岩A期(230Ma~165Ma),经历早期埋藏压实作用及胶结物充填作用;②早成岩B期(165Ma~135Ma),继续接受压实与早期胶结作用,溶蚀作用产生少量溶蚀孔,该阶段末,储层尚未完全致密,孔隙度演变为13.39%,对应渗透率为1.23×10-3μm2,仍具有渗透能力;③中成岩A期早期(135Ma~120Ma),溶蚀作用产生大量次生孔隙,该阶段储层物性有所改善,孔隙度演变为16.61%,对应渗透率为3.88×10-3μm2;④中成岩A期晚期(120Ma~0Ma),强烈自生高岭石、自生石英及晚期碳酸盐等充填,相反晚期构造破裂对储层有一定改善作用,该阶段一直持续至现今,孔隙度演变为8.24%,对应渗透率为0.21×10-3μm2,储层完全致密。(6)早白垩世末(约100Ma)储层埋深最大时期,对应有机质大规模持续生排烃期,是研究区一次最重要的成藏期,此时储层孔隙度低于10%,已经致密,证明姬塬西部长8储层成岩—成藏关系为储层先致密后成藏,属于典型的深盆气。