四川盆地南部寒武系碳酸鹽巖儲層類型及發(fā)育分布特征研究

雷和金，袁立，郝雷

（成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都610059）

油氣地質(zhì)

四川盆地南部寒武系碳酸鹽巖儲層類型及發(fā)育分布特征研究

雷和金，袁立，郝雷

（成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都610059）

儲層基本特征認(rèn)識是分析和研究儲層的重要基礎(chǔ)之一，針對川南地區(qū)寒武系碳酸鹽巖儲層，前人對儲層基本特征的總結(jié)尚顯不足，由此，本文通過鉆井巖芯、巖屑及其薄片觀察，三匯場、巖孔、范店3個野外剖面儲層綜合解剖，巖芯及物性綜合整理分析的基礎(chǔ)上通過儲層的巖石類型及巖石學(xué)特征、儲滲空間類型與儲層類型特征、儲層發(fā)育分布特征等幾個方面總結(jié)認(rèn)識了區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖儲層特征。

寒武系；碳酸鹽巖；儲集空間；儲層特征

川南地區(qū)寒武系地層主要以碳酸鹽巖為主，由于沉積環(huán)境及構(gòu)造運動變化的影響，其寒武系地層較為復(fù)雜，中、下寒武統(tǒng)沉積發(fā)育善元結(jié)構(gòu)，下部均是沉積的陸源碎屑巖，上部則為碳酸鹽巖。早、中寒武世由于海平面變化，都可見一次海侵、海退旋回，其沉積環(huán)境也發(fā)生改變，由弱氧化還原環(huán)境演變?yōu)楦蔁嵝脱趸h(huán)境；由于地殼抬升，下寒武統(tǒng)滄浪鋪租-麥地坪組主要為碎屑巖沉積，受陸源控制；中寒武統(tǒng)主要發(fā)育高能灘相等碳酸鹽巖沉積，受陸殼隆升影響，局部（川西高臺組）可見碎屑巖沉積；上寒武統(tǒng)則主要沉積淺水碳酸鹽巖。

1　儲層特征

1.1巖石學(xué)特征

研究區(qū)碳酸鹽巖儲層主要以白云巖儲層為主，結(jié)合鉆井巖芯、巖屑及巖石薄片、鑄體薄片觀察，其巖石類型可見晶粒白云巖（微晶、細(xì)-粉晶）、顆粒白云巖（砂屑、鮞粒）等；此外還發(fā)育少量顆?；?guī)r類儲層，可見于砂屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r等巖性地層中。

1.2儲集空間類型

碳酸鹽巖儲集空間類型多樣，可按成因以及形成時間分為兩大類，即：原生儲集空間和次生儲集空間；原生儲集空間是沉積作用過程中形成的，但由于膠結(jié)以及壓實壓溶等成巖作用的影響，其原生孔隙大量減少、甚至消失，在后期的成巖過程中，由于各種成巖作用以及構(gòu)造運動的影響，導(dǎo)致次生儲集空間發(fā)育。根據(jù)孔隙的幾何形態(tài)、大小以及成因可以將孔隙類型分為孔隙、溶洞、裂縫：孔隙主要是指孔徑在0.01 mm～2 mm的溶蝕孔隙。根據(jù)巖芯和薄片觀察，研究區(qū)主要發(fā)育粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、鑄?？住⒕чg溶孔等孔隙，且主要在砂屑灰?guī)r、鮞粒云巖、含灰云巖等巖性層段較為發(fā)育。這類孔隙在研究區(qū)較為常見，部分溶孔孔內(nèi)充填有瀝青、方解石等礦物，主要于區(qū)內(nèi)高臺組、陡坡寺組、龍王廟組等地層發(fā)育。溶洞類儲集空間研究區(qū)發(fā)育分布最為廣泛且發(fā)育巖性不限，常見顆粒云巖、顆?；?guī)r中發(fā)生溶蝕、還有對巖膏發(fā)生的溶蝕，可構(gòu)成優(yōu)質(zhì)儲層的儲集空間。另外，研究區(qū)存在的3期構(gòu)造裂縫和沿縫溶蝕現(xiàn)象，為油氣的運移和聚集提供了通道。

1.3儲層劃分方案

碳酸鹽巖儲層類型劃分方案多樣，以各種儲集空間發(fā)育、組合情況以及儲層形成的主控因素兩種原則進(jìn)行的碳酸鹽巖儲層劃分最為常用，根據(jù)儲集空間類型可將儲層劃分為孔隙、溶洞、裂縫三大類。根據(jù)儲集空間所占比例，各類儲層還可進(jìn)一步細(xì)分（見圖1）。另外，碳酸鹽巖孔隙空間形成隨地質(zhì)條件而異，通過該地區(qū)所經(jīng)歷的地層演化以及地質(zhì)因素，可將碳酸鹽巖儲層按成因類型劃分為4類，分別為：礁灘相儲層、巖溶儲層、白云巖儲層、裂縫儲層，本文主要以儲層形成主控因素為主、結(jié)合儲集巖巖性和儲集空間組合特征對儲層類型進(jìn)行劃分。

圖1　根據(jù)儲集空間劃分的儲層類型

1.4儲層類型

通過對研究區(qū)野外露頭剖面、薄片、巖芯的觀察，并結(jié)合測井曲線分析，該區(qū)碳酸鹽巖儲層可劃分為3類：孔隙型、孔隙溶洞裂縫型、孔隙溶洞型。

1.4.1孔隙溶洞型儲層孔隙溶洞型儲層結(jié)合巖性、沉積相特征又可以進(jìn)一步劃分為灘相白云巖、灘相灰?guī)r儲層。

縱向上看，灘相白云巖儲層發(fā)育分布受層序控制明顯，主要可見于高位體系域，其成因與海平面降低，大氣水對區(qū)內(nèi)灘體進(jìn)行的溶蝕作用有關(guān)；平面上該類儲層在涪陵、敘永、宜賓、廣安一線較為發(fā)育，常見于川東南、川西北地區(qū)臺內(nèi)灘發(fā)育的區(qū)域。該類儲層巖性主要為礫屑云巖、鮞粒白云巖、砂屑白云巖，儲集空間類型多樣，可見粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、粒間孔、鑄模孔等，該類儲層與同生期大氣水的溶蝕作用以及早埋藏階段粒間膠結(jié)物或顆粒內(nèi)的溶蝕作用密切相關(guān)。結(jié)合野外露頭剖面資料分析，巖孔剖面上寒武統(tǒng)該類儲層發(fā)育，其儲層厚度達(dá)50.55 m，儲集空間主要為粒內(nèi)溶孔，另可見構(gòu)造縫、溶蝕縫，縫內(nèi)未充填；樂山范店剖面也較為發(fā)育灘相儲層，其儲集空間可見粒間孔、粒間溶孔，該剖面大鼻山組可見一層鮞粒灘相白云巖儲層發(fā)育，其儲集空間主要為粒間孔（見圖2）；三匯場剖面該類儲層較為罕見。

圖2　樂山范店-灘相白云巖儲層

灘相灰?guī)r儲層在四川盆地東部臺緣附近的灘體較為發(fā)育，川西北相鄰于潮坪相的灘體可能由于早期強(qiáng)烈的膠結(jié)作用以及斷裂活動的缺乏導(dǎo)致儲滲空間不發(fā)育，該類儲層巖性多為砂屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r，儲集空間主要為粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔，其成因主要與早成巖期溶蝕作用有關(guān)。灘相灰?guī)r儲層在研究區(qū)相對少見，僅在巖孔剖面清虛洞組、三匯場清虛洞組可見，其他層系均不發(fā)育。

1.4.2孔隙型儲層該類儲層可見于瀉湖相灰?guī)r地層中發(fā)育，平面上主要位于四川盆地東南部瀉湖相區(qū)，縱向上與層序關(guān)系不大。其巖性可為鮞粒灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r等顆?；?guī)r，儲集空間類型較少，僅粒內(nèi)溶孔可見，故儲集性能相對較差，其成因多于埋藏階段溶蝕作用有關(guān)。該類儲層在研究區(qū)發(fā)育較少，僅見1層發(fā)育于巖孔剖面清虛洞組。

1.4.3孔隙溶洞裂縫型儲層該類儲層結(jié)合沉積相、成因、巖性又可分為潮坪相白云巖以及白云巖膏溶儲層。潮坪相白云巖儲層縱向上在各個體系域中都有發(fā)育，平面上在研究區(qū)發(fā)育廣泛，自四川東部豐都、正安、遵義到四川西部敘永、自貢、范店都有發(fā)育，且主要發(fā)育于潮坪相帶，其儲層巖性主要是溶蝕孔洞縫中的中-粗晶白云石、粉-細(xì)晶白云石，儲集空間主要為晶間孔、晶間溶孔，以及沿縫合線、構(gòu)造縫溶蝕形成的溶蝕孔洞。研究區(qū)該類儲層多見，在各個剖面都有發(fā)育。三匯場剖面共發(fā)育了9層該類儲層，厚度達(dá)42.6 m左右，部分樣品孔隙內(nèi)可見充填有瀝青、自生石英，說明儲層可能與埋藏階段熱液溶蝕有關(guān)。

白云巖膏溶儲層常見于露頭剖面中，受層序影響不明顯，發(fā)育于膏質(zhì)白云巖、細(xì)-粉晶白云巖地層中。可見鹽膏溶孔、溶洞發(fā)育，這類儲集空間其孔洞體積較大，孔徑多在2 mm之上。其成因多與表生期因構(gòu)造抬升運動，地層出露于地表，從而發(fā)生大氣淡水的溶蝕作用有關(guān)。該類儲層未見于樂山范店剖面，巖孔剖面共發(fā)育4層該類儲層，儲集空間僅可見膏溶孔洞；在南川三匯場剖面也可見膏溶孔洞發(fā)育（見圖3），孔洞邊緣可見未被完全溶蝕的石英，推測為陸源石英。

圖3　三匯場-膏溶白云巖儲層

2　儲層物性特征

利用威遠(yuǎn)區(qū)域鉆井資料（威遠(yuǎn)18、威水2、威寒1井洗象池虛、龍王廟組共30個巖芯樣品），分析研究區(qū)儲層物性特征。觀察統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域樣品孔隙普遍不發(fā)育，88.19%的樣品孔隙度小于2%，3%～5%的樣品其孔隙度值達(dá)11.25%，少數(shù)樣品孔隙度在4.7%～11.08%；平均孔隙度約1.61%；此外，統(tǒng)計表明，該區(qū)域樣品滲透率普遍較低。滲透率值低于0.01 mD的樣品數(shù)較多，約占總樣品數(shù)的72.1%，18.47%的樣品其滲透率為0.01 mD～1 mD，0.69%樣品滲透率大于10 mD。

結(jié)合林1井、丁山1井鉆井資料分析四川盆地東南部區(qū)域婁關(guān)山群、清虛洞組樣品孔滲特征。清虛洞組樣品孔隙度普遍小于2%，滲透率大多在0.02 mD～0.06 mD區(qū)間內(nèi)；婁關(guān)山群樣品孔滲特征相對較好，孔隙度主要分布于2%～6%，滲透率普遍低于0.06 mD。

螺觀1井其洗象池群樣品物性普遍較差，孔隙度普遍較小，但滲透率相對較好，可能是由于裂縫對滲透率的改造作用。

圖4　螺觀1井儲層孔隙度特征

重慶秀山區(qū)域約50%樣品孔隙度小于2%，約30%樣品孔隙度在2%～3%，約20%樣品大于3%，滲透率普遍較低，大多小于0.05 mD。

根據(jù)上述研究區(qū)樣品物性特征可以發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)儲層物性較差，普遍具有低孔低滲特征。

圖5　重慶秀山儲層孔滲特征

3　儲層發(fā)育分布特征

通過對研究區(qū)巖芯及薄片資料觀察，統(tǒng)計樂山范店、三匯場、巖孔剖面的儲層數(shù)量、厚度、相對應(yīng)的沉積相厚度，從而分析區(qū)內(nèi)優(yōu)勢儲層類型、有利沉積相帶。

圖6　儲層厚度發(fā)育分布

研究表明，區(qū)內(nèi)灘相顆粒云巖孔洞型以及潮坪相云巖孔洞縫型儲層較為發(fā)育，為優(yōu)勢儲層，其儲層累積厚度可達(dá)52.3 m、67.8 m。根據(jù)沉積相以及相關(guān)儲層厚度分析發(fā)現(xiàn)，儲層發(fā)育的有利相帶為灘相，灘相沉積的顆粒灘較容易成為儲層（巖孔剖面中，21%顆粒灘最終都演化為儲層）。統(tǒng)計3個剖面的儲層發(fā)育厚度，分析發(fā)現(xiàn)，巖孔剖面儲層最為發(fā)育，可見4種類型的儲層，其儲層厚度累計可達(dá)105.25 m；樂山范店剖面儲層相對欠發(fā)育，僅發(fā)育兩種類型的儲層，儲層累計厚度為34.05 m。

4　結(jié)論

（1）儲層發(fā)育分布與層序關(guān)系密切，灘相云巖儲層均形成于高水域體系域內(nèi)，與海平面降低導(dǎo)致臺內(nèi)灘發(fā)生大氣水巖溶作用，有利于儲層形成。

（2）區(qū)內(nèi)寒武系按儲集空間可劃分3類儲層：孔隙型儲層、孔隙溶洞裂縫型儲層、孔隙溶洞型儲層，結(jié)合巖性和沉積相特征，可劃分為5類儲層：灘相灰?guī)r型儲層、灘相云巖型儲層、潮坪相云巖型儲層、瀉湖相灰?guī)r型儲層、白云巖膏溶型儲層。

（3）區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖儲層普遍具有低孔低滲特征。

（4）灘相云巖孔洞型以及潮坪相云巖孔洞縫型儲層為區(qū)內(nèi)優(yōu)勢儲層，灘相沉積的顆粒灘為儲層發(fā)育的有利相帶。

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Study on carbonate reservoir feature in south area of Sichuan basin

LEI Hejin，YUAN Li，HAO Lei
（College of Energy，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

Reservoir characteristics is one of the important basis in our analysis and research of reservoir.On Cambrian carbonate reservoir in south area of Sichuan basin，previous summary of the basic features of the reservoir is still inadequate.In this article，based on comprehensive analysis of drilling core，cuttings and thin section observation，three field，rock hole，fan shop three field profile，core and physical property，through the reservoir rock types and petrological characteristics，reservoir space types and the distribution characteristics of reservoir type，reservoir characteristics and so on，summary the regional characteristics of carbonate reservoir.

Cambrian；cabonate；reservoir space；reservoir feature

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.02.016

TE122.22

A

1673-5285（2015）02-0060-05

2014－12-11

國家科技重大專項“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”下設(shè)子課題資助項目，項目編號：2011ZX05005。

雷和金，男（1989-），四川廣安人，成都理工大學(xué)在讀碩士，主要從事儲層地質(zhì)學(xué)與儲層地球化學(xué)工作，郵箱：786824147@qq.com。