川東五百梯長興組臺緣生物礁儲層沉積學特征

鄭 博，鄭榮才，2，周 剛，文華國，2

（1.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院；2.成都理工大學“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室）

川東五百梯長興組臺緣生物礁儲層沉積學特征

鄭 博1，鄭榮才1，2，周 剛1，文華國1，2

（1.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院；2.成都理工大學“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室）

川東五百梯地區(qū)長興組發(fā)育臺內(nèi)海槽、臺地前緣緩斜坡、臺地邊緣生物礁灘和開闊臺地4個相帶，其中環(huán)海槽發(fā)育的臺地邊緣相帶貫穿整個川東地區(qū)并綿延數(shù)百公里，是尋找生物礁灘型氣藏最有利的相帶。以五百梯地區(qū)長興組臺地邊緣生物礁灘為例，可將其劃分為礁基、礁核、礁頂、礁前和礁后等諸亞相，其中最有利儲層發(fā)育的亞相為礁核和礁頂亞相，儲集巖主要為礁灘相白云巖及晶粒白云巖。在地震剖面中利用丘狀雜亂反射和氣煙囪效應可對礁相儲層進行有效預測，白云巖化和溶蝕作用是控制礁型氣藏形成的關(guān)鍵因素，也是形成優(yōu)質(zhì)礁相儲層的基礎(chǔ)，而裂縫則大大提高了儲層的孔、滲性。

臺地邊緣；生物礁；儲層特征；埋藏白云巖化；上二疊統(tǒng)長興組；川東地區(qū)

生物礁是在造礁生物作用下形成的原地碳酸鹽巖隆起。因其具有高孔、高滲特征而容易成為良好油氣儲層。據(jù)M.T.哈爾布特等統(tǒng)計，世界313個大型碳酸鹽巖油氣田探明可采油氣總量為1 434.5×108t[1］，其中油占 52%，即 750.1×108t，氣占 48%，即684.4×108t油當量。川東地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組礁灘相是油氣勘探獲得重大突破的地區(qū)之一，已發(fā)現(xiàn)一系列礁灘相氣田，勘探的核心內(nèi)容之一是尋找優(yōu)質(zhì)礁灘相儲層，因此，有關(guān)長興組礁相儲層的沉積學特征受到石油地質(zhì)工作者的高度重視[1-12］。為了更好地了解川東地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組生物礁儲層特征，筆者以五百梯地區(qū)長興組生物礁為例，利用巖心描述、鑄體薄片鑒定、物性、壓汞、X-衍射、電子探針等分析資料，探討了川東地區(qū)生物礁儲層的沉積學特征，為該區(qū)生物礁儲層預測和油氣勘探開發(fā)提供了依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

五百梯含氣構(gòu)造帶位于四川盆地東部開江縣、開縣境內(nèi)，呈北東—南西向帶狀展布，區(qū)域上屬于川東弧形褶皺構(gòu)造帶的東北段，面積近1.0×104km2（圖 1）。已有勘探開發(fā)資料和前人研究成果表明，開江—梁平臺內(nèi)海槽形成于晚二疊世長興期早時，充填和消亡于早三疊世飛仙關(guān)期晚時。其成因與峨嵋“地裂運動”期間位于南秦嶺的勉略—紫陽洋盆三叉裂谷系中向南東方向揚子板塊延伸的南支裂陷作用有關(guān)，具有“坳拉槽”性質(zhì)[2］。其不僅控制了以普光、黃龍場、五百梯為代表的上二疊統(tǒng)長興組礁灘相地層的分布，對環(huán)“開江—梁平臺內(nèi)海槽”廣泛發(fā)育長興組礁灘相油氣藏，乃至對下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞灘相氣藏的分布也有直接的控制作用[3-4］。

圖1 四川東部長興組沉積相展布圖Fig.1 Sedimentary facies distribution of Changxing Formation in eastern Sichuan

2 生物礁特征

2.1 礁沉積相特征

五百梯地區(qū)長興組中上部臺地邊緣生物礁廣泛發(fā)育，礁體位于臺地與盆地之間的過渡帶上，呈丘狀和長垣狀，沿臺地邊緣成群成帶分布，垂向上與臺地邊緣淺灘密切共生或以臺地邊緣淺灘為生長基座。礁的形態(tài)特征和發(fā)育規(guī)模取決于海水能量、斜坡坡度、造礁生物繁殖能力和數(shù)量，以及暴露于大氣的頻率及其形成后的海底膠結(jié)作用。區(qū)域上已有的生物礁相研究成果[1-14］表明，五百梯地區(qū)生物礁類型屬于臺地邊緣生物礁（圖1）。生物礁主要發(fā)育于長興組中、上部，按沉積相特征和產(chǎn)出位置，可劃分為礁基、礁核、礁頂、礁前和礁后等諸亞相（圖2）。垂向上具2個以上成礁旋回，優(yōu)質(zhì)礁相儲層多發(fā)育于每一礁旋回的中、上部，礁旋回頂部常被淺灘和潮坪相沉積覆蓋（圖2）。造礁生物主要為串管海綿，水螅、苔蘚蟲次之，其中串管海綿主要有柱狀海綿類、串珠狀海綿類、囊狀海綿3類。附礁生物眾多，有腕足、瓣鰓、海百合、腹足、有孔蟲及蜓等類型。礁內(nèi)孔、洞多被砂屑及生物屑充填，部分充填泥晶和亮晶膠結(jié)物。

2.1.1 礁基亞相

礁基位于生物礁底部，主要由淺灘相砂屑、生物碎屑灰?guī)r構(gòu)成，是生物礁生長發(fā)育的基墊。

2.1.2 礁核亞相

（1）骨架礁微相

圖2 臺地邊緣生物礁相剖面結(jié)構(gòu)（天東2井）Fig.2 The profile structure of platform margin reef

巖性為亮晶海綿骨架礁灰?guī)r（圖版Ⅰ-1），由原地生長堆積的海綿和少量水螅、苔蘚蟲等造礁生物相互纏繞叢生搭架組成抗浪骨架，含量一般為50%～60%，最多可達80%。造礁生物主要為硬體的房室海綿，多呈塊狀和柱狀。骨架孔中灰泥充填物較少，而多世代膠結(jié)作用形成的櫛殼結(jié)構(gòu)非常發(fā)育，或被連晶方解石充填，反映這種以海綿為主的骨架礁灰?guī)r（或白云巖）形成于水動力條件很強的沉積環(huán)境。海底膠結(jié)作用極發(fā)育，巖石局部孔、洞較發(fā)育且含量為20%～30%，部分孔、洞中充填有瀝青，屬于最有利儲層發(fā)育的微相。

（2）障積礁微相

由原地叢生狀海綿和苔蘚蟲等造礁生物捕集灰泥和生物碎屑組成，巖石類型為淺灰色塊狀海綿礁灰?guī)r，夾淺灰色亮晶砂屑、生物屑灰?guī)r（圖版Ⅰ-2）。造礁生物含量在20%～30%，且多呈串珠狀、囊狀和柱狀，灰泥含量高達50%，反映水體相對較深和水動力較弱的低能沉積環(huán)境。巖石中孔洞局部較發(fā)育，含量為10%左右，大部分被方解石晶體充填，屬于較有利儲層發(fā)育的微相。

（3）黏結(jié)礁微相

巖性為藍綠藻－海綿黏結(jié)礁灰?guī)r（或白云巖）（圖版Ⅰ-3），由造礁生物海綿與藍綠藻呈原地披覆狀相互黏結(jié)生長而形成層狀或塊狀的抗浪礁塊體，其間充填泥晶方解石、生物碎屑等（圖版Ⅰ-4）。主要造礁生物仍為硬體的房室海綿，其含量一般為30%～40%，附礁生物含量為10%～20%，充填物含量為40%～60%，反映中等—較強水動力條件的沉積環(huán)境。往往保存有較多的生物體腔孔和黏結(jié)格架孔，孔、洞非常發(fā)育，其間充填方解石晶體，也屬于有利儲層發(fā)育的微相。

需要指出的是，長興組礁相儲層多為經(jīng)埋藏白云巖化改造而成的各類礁白云巖[5］，白云巖由細—中、粗晶白云石組成（圖版Ⅰ-5、圖版Ⅰ-6、圖版Ⅰ-7、圖版Ⅰ-8），往往具有殘余生物礁結(jié)構(gòu)，發(fā)育有非常好的晶間孔和晶間溶孔，局部發(fā)育有超大溶洞，各類孔、洞被方解石或碳化瀝青不完全充填，部分孔、洞呈未充填狀。因此，此類礁相白云巖儲集空間非常發(fā)育，是最有利的儲集巖類。

2.1.3 礁坪亞相

礁坪是指低潮時部分或全部出露的由死亡的生物礁巖組成的寬曠平地，水深1～2 m，沉積物主要來自前方被波浪打碎的礁屑，但可含有豐富的原地固著生長的造礁生物，以及各種生物碎屑。

2.1.4 礁前亞相

礁前亞相主要是指臺緣礁面向盆地方向的斜坡位置，主要為礁前塌積組成，巖性為灰色塊狀礁角礫灰?guī)r夾礁灰?guī)r，局部白云石化。

2.1.5 礁后亞相

礁后指受到臺地邊緣生物障蔽保護的低能環(huán)境，由潮坪和瀉湖微相組成，巖性為泥晶灰?guī)r、含生物屑藻屑灰?guī)r，殘余生屑粉—細晶白云巖，有時含泥質(zhì)。

2.2 生物礁相分布與儲層關(guān)系

以五百梯地區(qū)天東1井、天東2井、天東74井、天東72井、天東64井對比剖面為例（圖3）。長興期在靠近開江—梁平臺內(nèi)海槽區(qū)臺地邊緣帶的天東2井、天東74井、天東72井形成較大規(guī)模的海侵并進型礁，其中以天東2井縱向上的微相類型最豐富，包括礁前塌積、礁坪、礁核和礁基。長興末期，受海退引發(fā)的暴露強烈剝蝕作用影響，上覆的淺水或蒸發(fā)相沉積物無一殘留。天東1井一線則是向盆地過渡的前緣斜坡相，巖性主要為泥—微晶灰?guī)r，而天東64井過渡為開闊臺地相，巖性主要為微晶灰?guī)r夾顆粒灰?guī)r，局部白云石化，此兩相帶儲層都不發(fā)育。

根據(jù)五百梯地區(qū)長興組儲層縱、橫向分布與沉積相關(guān)系可以看出：大部分儲層發(fā)育于長興組中、上部臺地邊緣生物礁和淺灘相的白云巖中，儲層厚度與白云巖厚度呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。通過儲層與沉積相縱、橫向的對比，可見除少部分儲層發(fā)育于前緣斜坡或開闊臺地相外，大部分儲層發(fā)育在臺地邊緣生物礁和淺灘組合的巖隆帶核心部位。

2.3 生物礁沉積模式

生物礁的形成和發(fā)展與成礁期古構(gòu)造（特別是同生斷裂）及古地理格架有密切的制約關(guān)系[6］。結(jié)合研究區(qū)長興組生物礁時空展布特點及其與古構(gòu)造、古地理的制約關(guān)系，以及對隱伏礁體及礁型油氣藏的預測，提出長興組生物礁沉積模式（圖4）。階梯式斷陷使臺地邊緣逐步后退，發(fā)育多條成熟的臺緣堤礁或鏈狀堤礁帶，在臺緣隆起后方發(fā)育不成熟或半成熟的臺內(nèi)點礁。晚二疊世沉積前，川黔運動或峨眉地裂運動使臺地邊緣的某些基底斷裂（齊躍山及方斗山斷裂）處于持續(xù)活動狀態(tài)，臺地內(nèi)部也可能存在由次級斷裂造成的局部隆起，它們對川東—鄂西的古地理格架起了重要控制作用。

晚二疊世早期，該區(qū)為一陸緣碳酸鹽緩坡，水體介質(zhì)條件及生物（造礁及附礁生物）的分異度均不具備成礁條件。長興組初期，海水向陸侵進，盆地的相對沉陷使臺地邊緣變陡，適宜的介質(zhì)條件及繁殖的造礁生物與附礁生物使臺地邊緣的個別地段發(fā)育不成熟的點礁，它們與礁間的碎屑灘組成陸棚的鑲邊。隨著盆地下陷，海水向陸侵進（P22c），臺地邊緣逐漸后移，形成新的臺緣鑲邊。而在老的臺地邊緣，由于相對海平面上升，部分點礁將被淹沒而死

亡（如彭水）；而另外一些點礁（如利川吳家灣）則因條件有利而得以繼續(xù)向上營造。臺地邊緣礁體迎著風浪生長，抗浪能力強，養(yǎng)料豐富，能形成堅固的格架；加之發(fā)育時間長，故多發(fā)育為成熟的堤礁或鏈狀堤礁。由于海水向陸侵進，臺地邊緣后退，在老的臺緣后方的合適地帶（如同生斷裂活動）又將形成新的臺地邊緣。在新的臺地邊緣上的合適地段（如豐都太運），上述演化過程由臺緣點礁到臺緣堤礁重復出現(xiàn)。

圖4 川東地區(qū)生物礁形成模式Fig.4 Formation model of reef in eastern Sichuan

長興組末期，由于相對海平面的持續(xù)上升，臺地邊緣礁體被淹沒而停止發(fā)育，但適合成礁的海水可漫過臺地邊緣隆起進入臺地內(nèi)部，在某些微地貌隆起上也可以成礁。但由于發(fā)育時間短，成礁層位高，且成礁物質(zhì)分散在廣闊的陸棚瀉湖內(nèi)，因而只能形成不成熟或半成熟的臺內(nèi)點礁。

3 生物礁儲層特征

3.1 孔隙發(fā)育特征

五百梯地區(qū)長興組臺地邊緣生物礁以礁灰?guī)r、礁白云巖、顆粒白云巖為有利儲集巖類。儲層孔隙類型豐富，主要包括粒間孔、晶間孔、晶間溶孔、粒內(nèi)溶孔和鑄模孔。

3.1.1 原生孔隙

該類孔隙包括原生骨架孔和粒間孔，是生物礁或灘在原地生長堆積時形成的堅固骨架之間的孔隙和顆粒間孔隙（圖版Ⅰ-5）。研究區(qū)生物礁巖主要由海綿（含少量苔蘚蟲和紅藻）與附礁生物及充填物組成，因而原生孔隙主要發(fā)育在高能環(huán)境下形成的海綿、骨屑、藻屑灰?guī)r中。原生礁骨架孔、粒間孔和生物體腔孔非常發(fā)育，但由于成巖膠結(jié)作用和充填作用，原生孔隙已大多被充填堵塞，致使這類孔隙遭受嚴重破壞而逐漸喪失。

3.1.2 粒間溶孔

該類孔隙主要發(fā)育在強烈白云巖化的礁白云巖和顆粒白云巖中，進一步的溶蝕作用可形成大量晶間溶孔。

3.1.3 粒內(nèi)溶孔

該類孔隙主要分布于部分生物碎屑、海綿、藻屑中，形態(tài)不規(guī)則，大小不等，孔徑大小一般為1～15 mm，是常見的孔隙類型。粒內(nèi)溶孔可由早期大氣淡水對海綿和生物碎屑進行不完全溶蝕而形成，也可在中成巖期顆粒白云巖化后由于有機酸成熟發(fā)生溶蝕形成粒內(nèi)晶間溶孔。晚期粒內(nèi)孔部分被鐵方解石和瀝青充填，導致粒內(nèi)溶孔大大減少（圖版Ⅰ-5）。

3.1.4 鑄?？?/p>

該類孔隙由礁灘復合體中的各種生物被選擇性溶蝕而形成，溶蝕程度極不相同，這與原始組分有關(guān)。一般螺殼、瓣鰓、海百合易被溶蝕，當顆粒全部被溶蝕掉時即形成鑄模孔，而有孔蟲、腕足等基本不發(fā)生溶蝕。鑄?？自陂L興組礁儲集巖中占重要地位，是除白云石晶間孔和晶間溶孔之外的主要孔隙類型。不同的巖石中，鑄?？椎臄?shù)量不同，通常為0～8%。該類孔隙對儲層的貢獻較大。

3.1.5 晶間孔、晶間溶孔和超大溶孔

該類孔隙主要發(fā)育在顆粒和粉—細晶白云巖中，是最重要的儲集空間，其中晶間孔呈規(guī)則的多面體狀，以中、小孔為主（圖版Ⅰ-6）。但伴有溶蝕作用的則形成擴大的晶間溶孔或超大溶孔（圖版Ⅰ-7），多為中孔和大孔，部分為溶洞，孔徑為2～10 mm，面孔率為5%～18%。

3.1.6 破裂縫和溶縫

按照成因可分為壓溶縫合線縫、成巖破裂縫、構(gòu)造破裂縫和沿裂縫發(fā)育的溶縫（圖版Ⅰ-8）。其中，壓溶縫合線縫多呈鋸齒狀分布，縫合線內(nèi)充填壓溶殘余的有機質(zhì)和泥質(zhì)；成巖破裂縫表現(xiàn)為切割顆?；蛄＞壍牟灰?guī)則網(wǎng)狀裂縫，裂縫較細；構(gòu)造裂縫較平直，縫內(nèi)往往充填有晚期次生礦物，如鐵方解石、石英、螢石、黃鐵礦等；溶縫大多數(shù)是在各類破裂縫的基礎(chǔ)上溶蝕發(fā)展而成，其中成巖破裂縫易被溶蝕而形成不規(guī)則狀的“串珠狀”溶孔，后期被充填。

3.2 物性特征

五百梯地區(qū)長興組礁相儲層孔隙度平均為2.65%，滲透率平均為8.0 mD，而礁白云巖大多屬于中孔、中—高滲型儲層（表1）?？紫抖扰c滲透率具弱正相關(guān)性（圖5），相關(guān)系數(shù)僅為0.28。在同一孔隙度范圍內(nèi)，滲透率的變化為2～3個數(shù)量級，說明裂縫對改善儲層的滲流能力起關(guān)鍵作用。五百梯長興組生物礁儲層總體上屬于低孔、低滲型儲層，部分屬于低孔、中滲型。

表1 五百梯地區(qū)生物礁儲層孔、滲分布Table 1 Distribution of porosity and permeability of reef in Wubaiti area

圖5 五百梯地區(qū)生物礁孔、滲相關(guān)圖Fig.5 Correlation diagram of porosity and permeability of reef in Wubaiti area

3.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

3.3.1 喉道形態(tài)特征

長興組生物礁儲層喉道以孔隙縮小型、縮頸型、管狀喉道型與片狀喉道型為主，基本未見點狀喉道。 最大連通孔喉半徑（Rc10）為 0.08～44.91 μm，平均為 10.407 4 μm；中值孔喉半徑（Rc50）為 0.005 4～15.46 4 μm，平均為 1.303 1 μm。 其中，Rc50＜0.10 μm的微喉樣品占 50.9%，0.10 μm＜Rc50＜0.5 μm 的細喉樣品占 25.5%，0.5 μm ＜Rc50＜2 μm 的中喉樣品占5.9%，Rc50＞2 μm 的粗喉樣品占 17.6%，產(chǎn)出規(guī)模上多以微喉為主，次為細、粗喉，少量中喉。

3.3.2 孔喉組合關(guān)系

五百梯長興組生物礁儲層的儲集空間是由多種類型的孔隙組合而成，但往往以其中一種或幾種孔隙占主導地位。從鑄體薄片資料來看，巖石的各種溶孔雖然較發(fā)育，但孔隙之間的連通性仍然較差，其孔喉關(guān)系以小—中孔、微喉組合為主，小孔、細喉型組合與小孔、粗喉型組合次之，少部分為中—小孔、中喉組合以及微孔、中喉型組合。

3.3.3 毛管壓力曲線特征

飽和度中值壓力為0.02～12.67 MPa，平均為1.19MPa；進汞率為55.39%～85.83%，平均為75.26%；退汞率為 34.47%～80.44%，平均為 63.31%（圖 6）。毛管壓力曲線以陡斜式為主，平直段短，表明孔喉分選為較差—中等，以小孔喉為主?？傮w反映出飽和度中值壓力較大、退汞壓力小、退汞率較高、孔喉較小且均值較高的特點。

圖6 儲層毛管壓力曲線特征Fig.6 The capillary pressure curves of reservoir

4 生物礁儲層的識別和主控因素

4.1 生物礁儲層的地震識別

由于來自生物礁的地球物理參數(shù)，諸如振幅、頻率、波形、速度、連續(xù)性等，都有可能與圍巖不同，從而導致生物礁地震反射的特殊性。生物礁的地震反射特征可歸納為反射外形、內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、底部反射和邊界反射特征等方面。在一些大型的生物礁油氣田，礁體上方有時伴生的雜亂反射現(xiàn)象，稱之為氣煙囪效應。五百梯長興組氣藏是礁灘體組合的獨立巖性氣藏，礁灘相儲層與周圍地層巖性結(jié)構(gòu)差異大，在構(gòu)造應力場中形成力學尖點。在品質(zhì)好的常規(guī)地震剖面上，某些部位反射波突然出現(xiàn)丘狀雜亂反射，振幅大幅度減弱，形成了地震模糊帶，從而產(chǎn)生特殊的氣煙囪效應（圖7）。

圖7 長興組生物礁灘相儲層地震識別模式Fig.7 Seismic facies pattern of reef flat reservoir of Changxing Formation

五百梯構(gòu)造帶氣藏是較早發(fā)現(xiàn)的生物礁型氣藏，鉆井揭示五百梯氣藏是生物礁型氣藏。在地質(zhì)產(chǎn)狀上，生物礁呈微晶灰?guī)r中規(guī)模不大的疊置透鏡體狀分布，反映五百梯生物礁為規(guī)模較小的丘礁群。因礁體規(guī)模小，利用普通地震資料很難準確判斷礁體分布。為分析五百梯生物礁地震響應特征和儲層預測，20世紀80年代采集過一條寬測線，此次研究在對該條寬測線進行精細處理過程中，發(fā)現(xiàn)了五百梯丘礁群的地震響應具有典型的氣煙囪效應。在瞬時振幅剖面上（圖7），礁相儲層氣煙囪地震響應特征如下：

（1）礁灘體內(nèi)部反射波雜亂，如天東2井生物礁發(fā)育部位與大天2井非生物礁發(fā)育部位進行對比（圖7中的橢圓內(nèi)），生物礁發(fā)育部位反射波明顯中斷和雜亂，而非生物礁發(fā)育部位為連續(xù)地震波組。

（2）二疊系底部通常是連續(xù)穩(wěn)定的反射波組，但在生物礁下方具有很強的反射波組中斷，并且形成一個雜亂反射條帶，氣煙囪效應在礁的下方特別突出（圖7中的方框內(nèi)）。

（3）礁下方有下拉現(xiàn)象，這是斷層或裂縫發(fā)育而造成反射波速度降低的特殊現(xiàn)象。

（4）在品質(zhì)良好的地震剖面上出現(xiàn)地震模糊帶。

結(jié)合密度測井數(shù)據(jù)分析，五百梯丘礁群密度比圍巖密度更大，因此礁體更“硬”，區(qū)域構(gòu)造活動過程中的構(gòu)造應力必然集中，致使礁體內(nèi)部及其附近裂縫發(fā)育和溶蝕強烈，從而產(chǎn)生氣煙囪效應。

4.2 生物礁儲層發(fā)育的主控因素

影響五百梯地區(qū)長興組生物礁儲層的巖性因素較為復雜。但總體來看，沉積作用是基礎(chǔ)，且影響儲層的大致展布；成巖作用是關(guān)鍵，且控制儲層的最終形態(tài)。

4.2.1 沉積微相對儲層發(fā)育的控制

五百梯地區(qū)長興組生物礁儲層的物性分析結(jié)果表明，孔隙度以礁坪、骨架礁和黏結(jié)礁較高，為有利儲層發(fā)育的微相；其余依次為生屑灘和淺水緩坡以及靜水泥，屬相對有利儲層發(fā)育的微相類型；而大部分潮坪、瀉湖、障積礁以及塌積角礫等微相的孔隙度普遍較低，一般不利于儲層發(fā)育。滲透率以塌積角礫、骨架礁和黏結(jié)礁相對較高，其次為淺水緩坡、潮坪、障積礁和生屑灘微相，而靜水泥和瀉湖的滲透率很低或特低，為特低滲儲層或無效儲層。綜合各微相類型的碳酸鹽巖孔、滲性特征，表明骨架礁和黏結(jié)礁為最有利儲層發(fā)育的相帶。

4.2.2 成巖作用對儲層發(fā)育的影響

研究區(qū)礁灘成巖作用有壓實作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、白云巖化作用、溶蝕作用、破裂作用和充填作用，其中對儲層影響最大的主要是膠結(jié)作用、白云巖化作用和溶蝕作用。

（1）膠結(jié)作用

研究區(qū)膠結(jié)作用主要有4種類型：早期多世代環(huán)邊櫛殼狀膠結(jié)作用、等粒狀粉—細晶方解石膠結(jié)作用、粗—巨晶方解石膠結(jié)作用、連晶方解石膠結(jié)作用。早期多世代環(huán)邊櫛殼狀膠結(jié)作用中的第一世代形成時期較早，多呈等厚環(huán)邊的纖維狀方解石膠結(jié)作用，多見于滲流帶，重結(jié)晶后多呈櫛殼狀結(jié)構(gòu)。形成稍晚的第二世代和第三世代分布于第一世代環(huán)邊之上，但晶片明顯細于第一世代。等粒狀粉—細晶方解石與早期等厚環(huán)邊的櫛殼狀膠結(jié)物組成二世代或多世代膠結(jié)結(jié)構(gòu)，為等粒狀粉—細晶方解石膠結(jié)的主要特征。根據(jù)粗—巨晶方解石膠結(jié)作用形成于櫛殼狀膠結(jié)物的白云巖化作用之后，可知粗—巨晶方解石膠結(jié)作用發(fā)生在早成巖階段晚期—中成巖階段早期。連晶方解石膠結(jié)作用以其形成于晶面呈弧形鞍狀的白云石沉淀之后，并與碳質(zhì)瀝青共生為顯著特征，為早成巖階段晚期至晚成巖階段早期深埋藏環(huán)境的產(chǎn)物。

（2）白云巖化作用

長興組生物礁儲層發(fā)育的巖石類型有泥—粉晶（亮晶）生屑海綿白云巖、生屑疊層藻白云巖、生屑泥晶白云巖、泥晶藻屑白云巖、殘余生屑海綿粉—晶白云巖、亮晶角礫白云巖、細晶白云巖、中—粗晶白云巖等。從上述巖石類型可以看出，成巖期埋藏白云巖化是形成長興組碳酸鹽巖儲層最為普遍和最為重要的成巖作用[9］。最新研究成果進一步證明，長興組成巖期埋藏白云巖化流體來源于飛仙關(guān)組囚禁的海源孔隙鹵水，而且具有多期次白云巖化的特點[3］，可劃分為5個白云巖化期次：①準同生白云巖。它形—半自形泥—微晶結(jié)構(gòu)是準同生期白云巖的典型結(jié)構(gòu)，常具泥質(zhì)條帶、鳥眼、石膏假晶等潮汐成因標志和鈣結(jié)殼暴露成因標志。此類白云巖的成因沒有爭議，所有研究者都用蒸發(fā)泵白云巖化模式加以解釋，即在干旱炎熱的氣候條件下，在礁灘頂部或受障壁島、灘后瀉湖—潮坪環(huán)境，由蒸發(fā)濃縮形成的高鎂鹵水交代灰泥形成的準同生白云巖化作用有關(guān)。②早成巖階段埋藏白云巖化。該期次埋藏白云巖化以原始沉積結(jié)構(gòu)保存較完整和選擇性溶解為主要特點，主要有2種巖石類型：灰質(zhì)粉—細晶礁白云巖，由很臟的它形—半自形粉—細晶白云石組成，礁結(jié)構(gòu)保存完好；粉—細晶礁白云巖，礁結(jié)構(gòu)大部分保存較好，但幾乎不含殘余灰質(zhì)組分。③中成巖階段埋藏白云巖化。以重結(jié)晶為主，巖石類型主要為具不明顯殘余結(jié)構(gòu)的粉—細晶礁白云巖，部分為細—中晶礁白云巖，廣泛發(fā)育晶間孔、晶間溶孔與超大溶孔。④晚成巖階段埋藏白云巖化。以繼續(xù)強烈重結(jié)晶作用為主，巖性主要為中晶和中—粗晶白云巖，白云石晶形好，部分具霧心亮邊結(jié)構(gòu)，常見晶面呈馬鞍狀的粗晶異形白云石，反映熱液成因特征。由強烈重結(jié)晶作用形成的白云石晶間孔和晶間溶孔非常發(fā)育，溶孔中常充填有自生石英晶體和較多的碳化瀝青。⑤晚成巖階段白云巖碎裂化作用。以發(fā)生構(gòu)造碎裂化和局部重結(jié)晶作用為主，也伴隨有強烈的溶蝕和自生石英沉淀。巖石被密集的網(wǎng)狀裂縫分割成大小不均勻的碎塊，導致原始巖石結(jié)構(gòu)完全消失，沿裂縫廣泛發(fā)育的溶蝕孔、洞、縫連通性非常好，內(nèi)充填有自生石英和碳化瀝青，局部硅化。

（3）溶蝕作用

溶蝕作用在長興期次發(fā)育，按先后順序可將溶蝕過程劃分為如下幾個階段：①早期溶蝕作用。主要發(fā)生在近地表環(huán)境，礁復合體由于受淡水影響，發(fā)生明顯的選擇性溶蝕作用，礁復合體中各種骨屑的溶蝕程度不同，溶蝕度序次與骨屑殼質(zhì)原始成分密切相關(guān)。其中以海綿的溶蝕程度較強，普遍發(fā)育多孔狀溶蝕孔、洞，其次為螺類及少數(shù)蜒類，其中螺類多形成鑄模孔。棘屑和其它骨屑基本上不受溶蝕的影響。造成選擇性溶蝕的主要原因是大氣淡水對巖石進行選擇性溶蝕的結(jié)果。②中期溶蝕作用。主要發(fā)生在礁復合體早期白云巖化之后的淺—中深埋藏成巖環(huán)境，具有非選擇性溶蝕特征，即對全巖進行溶蝕。該時期的溶蝕作用主要發(fā)生在粉—細晶白云巖中，以形成白云石晶間溶孔為特征，晶間溶孔可相互連通或呈孤立狀，部分可連通形成較大的晶間溶孔，也可見到壓溶縫或破裂縫溶蝕擴大形成的溶縫，溶縫與孔、洞連接，局部形成“炭渣狀溶孔”，此類溶孔多呈未充填狀，是對儲層有利的成巖溶蝕作用階段。③晚期溶蝕作用。主要發(fā)生在礁復合體強烈白云巖化之后的深埋藏成巖環(huán)境。該階段以鑄模孔常常被破壞或者是溶蝕作用切割早期膠結(jié)組構(gòu)，晚期的溶孔、鑄?？准叭芪g縫隙內(nèi)以充填有熱液沉淀的次生礦物為顯著特征，如石英、天青石、鐵方解石和異形白云石。此外，與TSR有關(guān)的溶蝕作用和自然硫也?？梢姷絒15-16］，白云巖中的溶孔、溶縫及溶洞等儲集空間大多被保留下來，常被碳化瀝青半充填。

5 結(jié)論

（1）五百梯生物礁主要以枝狀、叢狀造礁生物海綿捕集灰泥和生物碎屑組成的海綿障積巖為主，原地生長的海綿、水螅和少量苔蘚蟲組成的骨架巖和海綿團塊組成的黏結(jié)巖次之。按沉積相特征和產(chǎn)出位置可劃分為礁基、礁核、礁頂、礁前和礁后等諸亞相，其中最有利儲層發(fā)育的為礁核亞相，又可細分為骨架礁、障積礁、黏結(jié)礁和礁坪灘等微相類型。

（2）儲集巖主要為礁白云巖和晶粒白云巖，灰質(zhì)云巖和膏質(zhì)云巖次之，有效的儲集空間主要是晶間孔和晶間溶孔，其次為超大溶孔和粒內(nèi)溶孔。根據(jù)孔、滲關(guān)系，研究區(qū)儲層屬于低孔、中—低滲儲層。

（3）長興組儲層發(fā)生的強烈的白云巖化造成巖石中白云石的斑狀、塊狀及層狀白云巖化作用。白云巖化越徹底，形成的塊狀、層狀白云巖化對改善孔、滲性往往越有利。因此，白云巖化作用的發(fā)育程度、發(fā)育時期和產(chǎn)出特征無疑控制了儲層的發(fā)育程度和分布。埋藏白云巖化及晚期溶蝕作用對形成有利的儲集空間具有重要貢獻。

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Sedimentary characteristics of platform margin reef reservoir of Upper Permian Changxing Formation in Wubaiti area,eastern Sichuan

ZHENG Bo1， ZHENG Rong-cai1，2， ZHOU Gang1， WEN Hua-guo1，2
（1.Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology， Chengdu 610059， China； 2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

There are four facies belts developed in ChangxingFormation in Wubaiti area,includingintraplatformtrough（deep water basin）,platform slope,platform margin reef flat and open platform.The platform marginal facies of continental shelf around intraplatform trough developed well.It is across entire eastern Sichuan and extends hundreds ofkilometers,and it is the most important facies for seekingreefgas reservoir.The platformmargin reefin Wubaiti area can be divided intofive subfacies,includingreefbase,reefcore,reefcrest,reeffront and reefbehind,amongwhich reef core and reef crest are the most favorable subfacies for the reservoir development.The reservoir rocks are mainly dolomite of reef and shoal facies and grain dolomite.Hummocky disorder reflection and chimney effect in seismic profile can be used to effectively predict reef reservoir.Dolomitization and dissolution are not only the key factors for controllingthe formingofreefgas reservoir,but alsothe basis for forminghigh qualityreefreservoir.The fracture raises the porosityand permeabilityofreservoir.

platformmargin； reef； reservoircharacteristics； burieddolomitization； UpperPermianChangxingFormation；eastenSichuan

TE122.2

A

1673-8926（2011）03-0060-10

2011-01-10；

2011-03-12

中國石油西南油氣田分公司項目（編號：20090302-02-02）“川東長興組生物礁地質(zhì)特征與分布規(guī)律研究”資助。

鄭博，1985年生，男，成都理工大學在讀碩士研究生，研究方向為沉積學和石油地質(zhì)學。地址：（610059）四川省成都市成都理工大學沉積地質(zhì)研究院。E-mail：sanyecao711@yahoo.cn

圖版Ⅰ

涂曉燕）