川中中侏羅統(tǒng)涼高山組-下沙溪廟組儲(chǔ)層特征

郝 毅，倪 超，陳 薇，谷明峰，厚剛福

（中國石油杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023）

根據(jù)四川盆的區(qū)域構(gòu)造特征及油氣分布特點(diǎn)，可劃分出六個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元[1,2]。其中川中地區(qū)是我國油氣資源勘探開發(fā)歷史較為久遠(yuǎn)的老礦區(qū)之一，地處四川盆地中部，大地構(gòu)造單元處于川中平緩褶皺帶，東西分別以華鎣山和龍泉山基底大斷裂為界，南抵川南低陡斷褶帶，北達(dá)川北拗陷帶[3]（圖1），可勘探面積約6×104km2。從1958年以來，川中石油勘探開發(fā)經(jīng)歷了 “四川石油會(huì)戰(zhàn)”、滾動(dòng)勘探開發(fā)、“30萬噸原油上產(chǎn)”和近期的調(diào)整穩(wěn)產(chǎn)等四個(gè)階段的探索。研究區(qū)內(nèi)侏羅系現(xiàn)今厚度一般為2 500～3 500m，其中涼高山組（J2l）整合或假整合于自流井組之上，厚度約80～200m。下沙溪廟段（J2xs）則整合或假整合于涼高山組之上，厚度約100～600m。涼高山組、下沙溪廟組為該區(qū)主要含油氣層，油氣資源豐富，前人曾做過大量研究工作[4-13]。

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置圖

1 儲(chǔ)層特征

1.1 礦物成分特征

涼高山組涼上段：據(jù)鉆井巖心樣品的鏡下鑒定結(jié)果以及收集的薄片鑒定資料，其砂巖巖石類型明顯具有分帶性：

1）以西56、角95、公17和大成5 井為代表的川中廣大井區(qū)以巖屑石英砂巖為主，次為石英砂巖（圖2-①）。砂巖成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度均較高，石英及燧石顆粒含量占碎屑顆?？偭康?3%～96%，平均可達(dá)83%；長石含量低，平均不足6%；巖屑含量平均為13%，巖屑成分以沉積巖巖屑為主，次為千枚巖和石英質(zhì)巖等變質(zhì)巖巖屑。

圖2 涼上段砂巖三角圖

圖3 沙一段砂巖三角圖

2）在川中北部及和東北部地區(qū)，依據(jù)川中礦區(qū)川復(fù)56、川復(fù)69、川石44和川43 井薄片鑒定資料，砂巖巖石類型主要為巖屑砂巖和長石巖屑砂巖（圖2-②），砂巖成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度低，石英及燧石顆粒含量僅占顆粒含量的35%～60%，平均不足47%；巖屑含量整體偏高，平均可達(dá)48%。

沙溪廟組沙一段：依據(jù)雙河1、廣100、西56、界牌1、雙河1、龍淺104x、龍淺105x、儀2 以及公山廟十多口巖心的鏡下鑒定結(jié)果和川中礦區(qū)薄片鑒定資料，沙溪廟組沙一段砂巖巖石類型主要為中-細(xì)粒級(jí)長石巖屑砂巖及巖屑長石砂巖（圖3）。碎屑顆粒邊緣發(fā)育綠泥石粘土膜，石英及燧石含量平均占顆粒總量的50.5%；長石含量平均為18.7%，主要為斜長石，次為正長石，長石顆粒普遍絹云母化；巖屑含量高，平均含量為29.5%，其中含少量云母礦屑。

1.2 儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)特征

涼上段砂巖粒度以細(xì)粒-粉砂級(jí)為主，局部發(fā)育中粒砂巖。碎屑顆粒分選較好，磨圓度以次角棱-次圓為主，顆粒間呈線-凹凸接觸。碎屑顆粒分選中等，磨圓度以次棱角為主，顆粒間多呈線-凹凸接觸，膠結(jié)物主要為鈣質(zhì)和粘土。沙一段砂巖顆粒分選中等，個(gè)別較差，磨圓度以次棱角-次圓為主，細(xì)粒砂巖顆粒間一般呈線-凹凸接觸，而中粒砂巖則多呈點(diǎn)-線接觸。

1.3 填隙物特征

涼上段雜基和膠結(jié)物含量相對(duì)較低，平均含量為6.5%，主要為方解石、硅質(zhì)（石英次生加大）及高嶺石呈孔隙-接觸式膠結(jié)。本段砂巖最顯著的鏡下特征為方解石對(duì)長石和巖屑顆粒的強(qiáng)烈交代，交代顆粒的方解石與膠結(jié)孔隙方解石連片，造成大面積方解石連晶基底式膠結(jié)的假象，而實(shí)際膠結(jié)物中方解石含量并不高，但是對(duì)于儲(chǔ)層的破壞作用是明顯的。

沙一段雜基及膠結(jié)物含量平均為7.8%，主要為早期粘土膜、自生高嶺石、伊利石、硅質(zhì)（石英次生加大）及后期泥-粉晶方解石膠結(jié)。

1.4 孔隙類型及物性特征

研究結(jié)果表明，涼高山組儲(chǔ)層主要為孔隙-裂縫型，局部兼有裂縫-孔隙型；沙溪廟組儲(chǔ)層類型為低孔滲孔隙型儲(chǔ)層，裂縫是油井獲得高產(chǎn)的必要條件，同時(shí)基質(zhì)孔隙對(duì)油氣的產(chǎn)出具有一定的貢獻(xiàn)。對(duì)于沙一段和涼上段而言，儲(chǔ)層孔隙空間主要有原生粒間孔、次生溶蝕孔、溶蝕擴(kuò)大縫、粒緣縫、構(gòu)造裂縫等（圖4），其中次生的溶蝕孔及裂縫提供了最主要的儲(chǔ)集空間。

涼上段物性特征：粉砂級(jí)以上砂巖孔隙度分布在0.4%～6.6%之間，高孔隙度砂巖分布于本亞段底部，為一套巖屑石英-石英砂巖；砂巖滲透率在（0.01～0.6）×10-3μm2之間，整體上，孔隙度與滲透率呈正相關(guān)關(guān)系。

圖4 各類儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間類型

圖5 七里峽涼上段及沙一段砂巖樣品 孔隙度、滲透率關(guān)系

沙一段物性特征：據(jù)公山廟地區(qū)及廣安地區(qū)沙一段物性資料，明顯可以看出公山廟地區(qū)砂巖物性較好，孔隙度分布范圍在0.7%～5.8%之間，中-細(xì)砂巖孔隙度明顯較高，平均為5.1%，次為細(xì)砂巖，孔隙度平均為4.3%，該地區(qū)滲透率平均都在0.1×10-3μm2以上；而廣安地區(qū)廣100 井砂巖孔隙度僅在1.1%～3.0%之間，滲透率更低，最高僅0.05×10-3μm2。最新測試的七里峽樣品孔隙度較好，最小為5.32%，最大為7.52%，平均為6.56%，但滲透率同樣較低，平均為0.076×10-3μm2，孔滲相關(guān)性較差（圖5）。

圖6 涼高山-下沙溪廟組砂體沉積特征

2 儲(chǔ)層控制因素

2.1 沉積微相及物源方向

沉積微相是儲(chǔ)層形成的環(huán)境基礎(chǔ)，物源供應(yīng)規(guī)模、沉積物類型、成熟度等很多因素都是由沉積微相控制的。對(duì)于涼高山及沙溪廟組而言，沉積微相可能更加重要，因?yàn)槌练e微相決定了砂體沉積類型，控制了砂巖發(fā)育的規(guī)模，同時(shí)在很大程度上決定了砂巖的微觀成巖物質(zhì)特征。在研究中發(fā)現(xiàn)，涼高山組主要發(fā)育三角洲-湖泊沉積體系，而形成儲(chǔ)層的砂體以三角洲形成的水下分流河道砂體及湖泊席狀砂為主（圖6 A、B），位于涼上段。

沙溪廟一段發(fā)育河道-三角洲產(chǎn)生的河道砂體及席狀砂。其中沙一段底部以席狀砂為主，而中上部以河道砂體為主（圖6 C、D）。沙一段底部席狀砂體連續(xù)性較好，雖然儲(chǔ)層以特低孔滲孔隙型為主，但儲(chǔ)層物性總體優(yōu)于大安寨段和涼高山組，生儲(chǔ)蓋配置條件優(yōu)越，發(fā)育相對(duì)有利相帶，砂體大面積分布，實(shí)鉆證明席狀砂可以形成工業(yè)產(chǎn)層，具備形成大面積連續(xù)型非常規(guī)油藏的條件。

除沉積微相外，物源也是儲(chǔ)層發(fā)育好壞的重要因素，不同物源區(qū)控制了不同的沉積相及巖石特征，北部物源石英含量較高，長石石英砂巖較發(fā)育，且相對(duì)靠近物源，砂體粒度粗，東部物源巖屑含量相對(duì)較高，長石巖屑和巖屑長石砂巖發(fā)育，遠(yuǎn)物源，砂體粒度細(xì)；因此北部物源區(qū)砂體儲(chǔ)層相對(duì)優(yōu)于東部物源區(qū)砂體。而大面積薄層細(xì)粒席狀砂沉積分布的特征是涼高山組儲(chǔ)層低孔滲的基本控制因素。

圖7 壓實(shí)及膠結(jié)作用對(duì)儲(chǔ)層的影響

2.2 壓實(shí)、壓溶作用

成巖作用初期，大規(guī)模的壓實(shí)、壓溶作用對(duì)儲(chǔ)層是有破壞作用的。壓實(shí)作用會(huì)使原生孔隙被大幅度縮小，并使一些塑性較強(qiáng)的礦物被壓成細(xì)條狀，并呈水平方向定向分布于儲(chǔ)層中，此類礦物大量出現(xiàn)無疑會(huì)使得儲(chǔ)層垂直方向的連通性能受到極大地限制（圖7A、B）。

2.3 膠結(jié)作用

這里主要指碳酸鹽方解石類膠結(jié)物。主要發(fā)生在有孔隙空間的地方，從顆粒邊緣開始慢慢沉淀，最終以膠結(jié)物的形式充填孔隙，對(duì)儲(chǔ)層空間的發(fā)育是不利的。在薄片觀察中可以看到，除了早期的的方解石膠結(jié)物充填原始孔隙外，在溶蝕作用形成次生溶孔之后，局部地區(qū)可能至少還存在一期破壞性的方解石膠結(jié)作用（圖7C），流體來源可能與壓溶作用形成的碳酸鈣流體有關(guān)。此類膠結(jié)作用在沙溪廟組或涼高山組都可以看到。

2.4 溶蝕作用

溶蝕作用是改善研究區(qū)目的層位儲(chǔ)集空間的重要因素，在沙溪廟組和涼高山組尤為明顯。可以看到除了長石類顆粒容易發(fā)生溶蝕作用外（圖4），解理發(fā)育的假雜基以及部分膠結(jié)物、自生礦物也可以發(fā)生溶蝕作用，形成溶孔溶縫（圖8A）。由溶蝕作用形成的一般能夠增加2%～5%的孔隙空間，并擴(kuò)大和連通吼道，可極大的改善儲(chǔ)層的孔隙度及滲透率。

圖8 溶蝕作用以及破裂作用有效改善儲(chǔ)層

2.5 破裂作用

常見的有構(gòu)造縫、層間張裂縫、粒間縫、壓裂縫等（圖8BC），主要是由于后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，除了增加一定的儲(chǔ)集空間外，更重要的是對(duì)儲(chǔ)層起到溝通疏導(dǎo)作用，是改善儲(chǔ)層的關(guān)鍵因素。

3 結(jié)語

川中地區(qū)中侏羅統(tǒng)涼高山組-下沙溪廟組是四川盆地的重要油氣產(chǎn)層。其儲(chǔ)層孔隙空間主要有原生粒間孔、次生溶蝕孔、溶蝕擴(kuò)大縫、粒緣縫、構(gòu)造裂縫等。而主要的儲(chǔ)集空間是次生的溶蝕孔及構(gòu)造產(chǎn)生的裂縫系統(tǒng)。沉積微相和物源方向是儲(chǔ)層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)；溶蝕作用及構(gòu)造破裂作用是儲(chǔ)層改善的關(guān)鍵因素；而壓實(shí)、壓溶、膠結(jié)、交代等成巖作用則對(duì)儲(chǔ)層起到了一定的破壞作用。

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