四川盆地龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組儲(chǔ)層特征研究

盧迎波，張春生

李 祥，彭文春 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)），湖北 武漢430100）

彭楚翱 （長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢430100）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

四川盆地是古生代海相克拉通盆地與中新生代陸相前陸－陸內(nèi)坳陷型沉積疊合的大型含油氣盆地，從構(gòu)造上可分為川東、川中、川西和川南4個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元［1－2］。龍崗地區(qū)位于四川盆地中北部，發(fā)育的晚二疊世長(zhǎng)興組－早三疊世飛仙關(guān)組位于四川海相克拉通盆地北部及開江－梁平海槽的西側(cè)臺(tái)地邊緣，現(xiàn)今構(gòu)造歸屬于川北古中坳陷低平構(gòu)造帶平昌旋卷構(gòu)造區(qū)［3］。

龍崗地區(qū)從震旦系至侏羅系沉積經(jīng)歷了從海相碳酸鹽巖沉積向陸相碎屑巖沉積的轉(zhuǎn)變。期間沉積地層厚度巨大，且發(fā)育齊全，各層段巖性特征明顯，易于劃分，其中震旦系至中三疊統(tǒng)主要以海相碳酸鹽巖沉積為主，該層系發(fā)育多個(gè)沉積旋回，地層巨厚。在地質(zhì)歷史中經(jīng)歷了多期改造和成巖作用，縱向上形成了多套生儲(chǔ)蓋組合。上三疊統(tǒng)到侏羅系主要以陸相碎屑巖沉積為主，沉積厚度巨大［4］。

龍崗地區(qū)在震旦系－三疊系經(jīng)過(guò)加里東、海西和印支3大構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，期間地層均以升降作用為主，而局部出現(xiàn)升降交替以及繼承性活動(dòng)。在燕山運(yùn)動(dòng)及喜山運(yùn)動(dòng)期間，由于陸內(nèi)水平擠壓作用，使得研究區(qū)內(nèi)的地層出現(xiàn)強(qiáng)烈褶皺和斷裂。

龍崗地區(qū)表現(xiàn)為東南高、西北低的單斜構(gòu)造的構(gòu)造形態(tài)。在長(zhǎng)興組沉積時(shí)期，由于拉張作用，使川東北地區(qū)形成“兩臺(tái)－兩槽”的特征，開江－梁平海槽與城口－鄂西海槽之間的臺(tái)地具孤立臺(tái)地性質(zhì)。此外，在孤立臺(tái)地周圍和川東碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣發(fā)育大量生物礁，臺(tái)地區(qū)以灰?guī)r為主，海槽內(nèi)則主要為深水硅質(zhì)巖沉積，其中長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組的一段、二段和三段為主要的含氣層段［5－6］。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 儲(chǔ)層巖石類型

1）長(zhǎng)興組 巖心觀察及薄片鑒定以及錄井資料綜合分析結(jié)果表明，長(zhǎng)興組儲(chǔ)層巖性為灰、淺灰、灰白色海綿礁生物碎屑灰?guī)r、砂屑亮晶灰?guī)r、白云巖、殘余鮞粒白云巖、溶孔白云巖，屬于臺(tái)緣礁灘與臺(tái)地蒸發(fā)巖沉積。縱向上，儲(chǔ)層主要分為2段，即下部的礁灰?guī)r段和上部的灘相白云巖和灰?guī)r段。

2）飛仙關(guān)組 根據(jù)巖心描述和薄片分析以及錄井資料綜合分析，認(rèn)為龍崗地區(qū)飛仙關(guān)組最重要的儲(chǔ)集體是鮞粒白云巖，約占儲(chǔ)層85%以上。儲(chǔ)層巖石類型為殘余鮞粒云巖、細(xì)－中晶殘余鮞粒云巖、殘余鮞?；屹|(zhì)云巖、亮晶鮞粒云巖和粉晶鮞粒砂屑云巖。

2.2 儲(chǔ)集空間類型

1）長(zhǎng)興組 儲(chǔ)層孔隙類型主要為粒間溶孔、晶間溶孔、體腔孔和格架孔，還發(fā)育構(gòu)造縫、壓溶縫和溶蝕縫。另外，長(zhǎng)興組儲(chǔ)層還發(fā)育溶洞、溶洞和裂縫?？傊?，長(zhǎng)興組儲(chǔ)層儲(chǔ)集類型屬于孔隙－裂縫型儲(chǔ)層。

2）飛仙關(guān)組 儲(chǔ)層孔隙類型主要為粒間 （內(nèi)）溶孔、晶間溶孔和鑄模孔，其中臺(tái)地邊緣主要為鮞粒白云巖粒間 （晶間）溶孔型，臺(tái)地邊緣及其附近主要是云質(zhì)鮞灰?guī)r粒間 （粒內(nèi)）溶孔型，開闊臺(tái)地主要為鮞?；?guī)r鑄模型。因此，飛仙關(guān)組儲(chǔ)層為孔隙－裂縫型儲(chǔ)層。

2.3 儲(chǔ)層物性特征

1）長(zhǎng)興組 儲(chǔ)層孔滲變化較大，孔隙度最大高達(dá)15.85%，最小僅為0.29%，平均4.25%，大于2%的含量可達(dá)68.62%；滲透率變化更大 （最大為1000×10－3μm2，最小僅為0.000027×10－3μm2，平均5.369×10－3μm2），主要分布于 （0.01～0.35）×10－3μm2，大于2%的孔隙度平均為5.61%，相應(yīng)的滲透率平均為7.07×10－3μm2。顯然，長(zhǎng)興組儲(chǔ)層物性較好。

2）飛仙關(guān)組 儲(chǔ)層主要以低孔低滲為主，某些層段發(fā)育中孔中滲儲(chǔ)層，局部發(fā)育高孔高滲儲(chǔ)層?？诐B變化較大，孔隙度0.23%～22.62%，平均孔隙度6.24%；滲透率相對(duì)較低 （0.0000483～1036）×10－3μm2，主要分布于 （0.01～0.45）×10－3μm2，平均值為14.184×10－3μm2，孔隙度大于2%對(duì)應(yīng)的滲透率平均值較高，可達(dá)1.9153×10－3μm2。因此，飛仙關(guān)組儲(chǔ)層物性中等，儲(chǔ)集性較好。

2.4 儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與孔滲的對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，隨孔隙度、滲透率的增高，其相應(yīng)的排驅(qū)壓力、中值壓力逐漸降低，最大連通孔喉半徑、中值半徑增大，反映了孔隙結(jié)構(gòu)逐漸變好。壓汞分析與圖像分析表明，碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有孔隙結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)變化大的特點(diǎn)。溶蝕作用強(qiáng)的巖石一般具有較低的排驅(qū)壓力與中值壓力、較高的喉道半徑與平均孔徑，孔隙結(jié)構(gòu)較好；溶蝕作用弱的巖石一般具有高排驅(qū)壓力、低喉道半徑與平均孔徑，孔隙結(jié)構(gòu)較差［7－8］。龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組儲(chǔ)層孔隙以大孔隙為主 （含量為62%），其次為中孔隙和小孔隙 （含量分別為19%、11%），而小孔隙很少，含量?jī)H8%。大孔隙主要分布于長(zhǎng)興組，其次為飛仙關(guān)組，中孔隙主要分布于長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組，微孔隙和小孔隙分布較為普遍。

龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組儲(chǔ)層喉道以大喉道為主，其次是小喉道，是儲(chǔ)層滲透率相對(duì)較高的重要原因，大中喉道累計(jì)含量可達(dá)74%，其中大喉道含量59%，中小喉道含量分別為15%、17%。粗喉道以長(zhǎng)興組占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，飛二段、飛三段也比較發(fā)育，中喉道主要分布于長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組，微細(xì)喉道分布普遍，各儲(chǔ)層均有分布。

3 儲(chǔ)層控制因素

3.1 沉積環(huán)境

不同沉積相帶的儲(chǔ)層巖性、儲(chǔ)集類型、儲(chǔ)集空間大小等地質(zhì)特征都不相同。碳酸鹽蒸發(fā)臺(tái)地邊緣灘相有利于礁、灘儲(chǔ)層的發(fā)育，并以溶孔殘余鮞粒白云巖為主；海槽相區(qū)多發(fā)育致密泥晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r以及少量規(guī)模的白云巖，裂縫系統(tǒng)往往是其主要儲(chǔ)滲空間；碳酸鹽開闊臺(tái)地相儲(chǔ)層特征介于上述2相之間［7－8］。龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組儲(chǔ)層明顯受沉積相帶控制，儲(chǔ)層主要分布于藻礁、蒸發(fā)坪、砂屑灘、臺(tái)緣礁灘、鮞粒灘，巖性以鮞灘白云巖和顆?；?guī)r為主。最好的儲(chǔ)集層段位于鮞粒淺灘亞相中，孔隙度介于3.57%～28.86%，平均8.12%；滲透率變化較大，最小僅0.0115×10－3μm2，最大可達(dá)到3354.6965×10－3μm2。

3.2 成巖作用

碳酸鹽巖儲(chǔ)層的成巖作用對(duì)儲(chǔ)層物性以及儲(chǔ)集空間有很大影響。在龍崗地區(qū)，飛仙關(guān)組的鮞灘由于沉積堆積快，易于暴露在海面附近或之上。因此，在淡水滲流和潛流帶的影響下，易發(fā)生早期溶蝕和白云石化作用，使孔隙發(fā)育［7］。在后期遭受有機(jī)酸溶液的溶解形成大量溶孔，最終形成較好的儲(chǔ)集空間。相反，飛仙關(guān)組 （尤其是飛三段）的致密鮞?；?guī)r成巖作用以膠結(jié)作用為主，多期膠結(jié)使得孔隙不發(fā)育，不能形成好的儲(chǔ)層。

3.3 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

龍崗地區(qū)長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組經(jīng)歷了2期張性破裂和3期壓性破裂，形成了張性裂縫及壓性微裂隙，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性有明顯改善［8］。長(zhǎng)興組低孔低滲和致密的海綿礁灰?guī)r與砂屑灰?guī)r、飛仙關(guān)組鮞?；?guī)r與微細(xì)晶白云巖，其微細(xì)裂縫的發(fā)育既可提高巖石的孔隙度，又能大大提高巖石的滲透性。對(duì)物性較好的儲(chǔ)集巖，如礁灘相礁白云巖、鮞粒白云巖、鮞?；?guī)r等，由于裂縫的存在，可大大提高巖石的儲(chǔ)集性。

4 儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)儲(chǔ)集巖的物性特征及孔隙結(jié)構(gòu)特征，將龍崗地區(qū)分為龍崗臺(tái)體內(nèi)部、東部、西部和主體區(qū)，并對(duì)長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組儲(chǔ)層綜合評(píng)價(jià)如下：

4.1 儲(chǔ)層發(fā)育最有利區(qū)

主要分布在龍崗主體區(qū)，位于臺(tái)緣鮞粒灘發(fā)育區(qū)，大套的顆?；?guī)r在有利成巖作用下形成厚度大、物性較好的儲(chǔ)層。

4.2 儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)

分布于龍崗各區(qū)，亦位于臺(tái)緣鮞粒灘發(fā)育區(qū)，但大套顆粒云巖儲(chǔ)集層在部分有利成巖作用下形成較厚，但物性明顯比A類儲(chǔ)層差。

4.3 儲(chǔ)層發(fā)育較有利區(qū)

分布于龍崗各區(qū)，臺(tái)緣鮞粒灘顆粒巖厚度較大，以局限臺(tái)地開闊相帶為主，儲(chǔ)層厚度較大但儲(chǔ)集性能較差。

4.4 儲(chǔ)層發(fā)育不利區(qū)

分布于除上述3個(gè)區(qū)域以外的其他區(qū)域，由于鮞粒灘顆粒巖厚度較小和不利成巖作用的影響，導(dǎo)致該區(qū)儲(chǔ)層不發(fā)育。

5 結(jié) 論

（1）龍崗地區(qū)儲(chǔ)層巖石類型：長(zhǎng)興組下部為礁灰?guī)r段，上部為灘相白云巖和灰?guī)r段；飛仙關(guān)組主要為鮞粒白云巖。即前者以生物礁為主，后者以鮞灘為主。

（2）龍崗地區(qū)儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間為各種溶蝕孔洞及裂縫，不同孔隙類型的孔隙結(jié)構(gòu)差異較大，生物礁儲(chǔ)層非均質(zhì)性大于鮞灘儲(chǔ)層。

（3）龍崗地區(qū)儲(chǔ)層受沉積相、成巖作用以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素的控制；龍崗主體區(qū)是最有利儲(chǔ)層。

［1］翟光明 .中國(guó)石油地質(zhì)志 （卷十二）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1992.

［2］賈承造，李本亮，張興陽(yáng)，等 .中國(guó)海相盆地的形成與演化 ［J］.科學(xué)通報(bào)，2007，52（增刊Ⅰ）：1－8.

［3］王興志，張帆，馬青，等 .四川盆地東部晚二疊世－早三疊世飛仙關(guān)期礁、灘特征與海平面變化 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，2002，20（2）：249－253.

［4］鄧雁，張延充，李忠，等 .川東下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組沉積相研究 ［J］.勘探地球物理進(jìn)展，2004，27（3）：371－375.

［5］牟傳龍，馬永生，潭欽銀，等 .四川通江－南江－巴中地區(qū)長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組沉積模式閉 ［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，81（6）：821－826.

［6］馬永生，牟傳龍，郭彤樓，等 .四川盆地東北部飛仙關(guān)組層序地層與儲(chǔ)層分布 ［J］.礦物巖石，2005，25（4）：73－79.

［7］楊威，魏國(guó)齊，金惠，等 .川東北飛仙關(guān)組鱺灘儲(chǔ)層硫酸溶蝕的證據(jù)和模式探討 ［J］.地球?qū)W報(bào)，2006，27（3）：247－251.

［8］何瑩，郭旭升，張克銀，等 .川東北飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成研究 ［J］.天然氣工業(yè)，2007，27（1）：12－16.