川中地區(qū)燈影組四段儲層特征及主控因素

王靜怡，胡明毅，高達，邢夢妍，劉泠杉

（1.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430100；2.長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100）

川中地區(qū)燈影組四段儲層特征及主控因素

王靜怡1，2，胡明毅1，2，高達1，2，邢夢妍1，2，劉泠杉1，2

（1.長江大學油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430100；2.長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100）

以鉆井資料為基礎(chǔ)，采用宏觀和微觀相結(jié)合的方法，分析川中地區(qū)燈影組四段儲層特征及主控因素。結(jié)果表明：該區(qū)主要發(fā)育臺地邊緣和局限臺地沉積；儲集巖石類型主要為顆粒云巖、晶粒云巖和藻云巖；儲集空間以溶洞、溶孔為主，裂縫次之，孔隙類型為低孔低滲孔隙-裂縫-溶洞型儲層。儲層按其成因可分為丘灘相早期巖溶型儲層、早期巖溶疊加后期表生巖溶型儲層和其他因素改造型儲層。研究區(qū)儲層的發(fā)育主要受沉積相、層序界面、成巖作用和構(gòu)造作用等因素控制。顆粒灘相和藻丘相發(fā)育的儲層物性好，控制了儲層的發(fā)育；層序界面控制著儲層的分布；巖溶作用是燈四段儲層形成的關(guān)鍵，提高了儲層的質(zhì)量；構(gòu)造運動對儲層滲透率的提高具有重要意義。

儲層特征；主控因素；川中；燈影組四段

0 引言

隨著威遠氣田和資陽、龍女寺含氣構(gòu)造帶的發(fā)現(xiàn)，使得人們對震旦系燈影組寄予了很大的期望。綜合前人的研究表明：川中地區(qū)燈影組四段主要是一套碳酸鹽巖臺地沉積體系［1-3］，燈四段儲層以白云巖為主［4］，其儲集空間以溶孔、大規(guī)模溶洞為主，巖溶作用是儲層發(fā)育的主要因素［5-6］。有學者根據(jù)物性的特征以及儲集空間的類型總結(jié)了川中地區(qū)燈影組儲層的基本特征［7］，也有學者根據(jù)沉積作用、成巖作用以及構(gòu)造作用分析了川中地區(qū)燈影組的主控因素［8］。

前人的研究多集中在川中地區(qū)燈影組上部，而針對燈影組四段的研究較為薄弱，加之燈影組儲集層古老、埋藏深，成巖作用復雜［9-11］，使得對燈四段儲層特征和主控因素分析不夠全面。本文通過研究區(qū)大量的薄片資料、掃描電鏡資料以及大量物性資料，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化史，對儲層成因類型以及主控因素進行分析，以期為燈影組下一段的油氣勘探部署提供理論支撐和地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地是中國西部的一個面積約為19×104km2的含油氣疊合盆地［12］。川中地區(qū)在地理位置上位于四川盆地中部。構(gòu)造上位于川中平緩褶皺帶，屬于樂山—龍女寺古隆起［13］。桐灣運動使得四川盆地整體抬升，燈四段廣泛剝蝕，資陽地區(qū)以西缺失燈四段［14］，地層由東向西厚度逐漸減薄，整體呈北東—南西展布，厚度在0～300m。巖相古地理表明，燈影組四段主要發(fā)育碳酸鹽巖臺地沉積體系（見圖1），其中，川中地區(qū)以臺地邊緣和開闊臺地沉積為主，發(fā)育顆粒灘、藻丘、灘間海和潟湖等沉積相帶，顆粒灘和藻丘微相較發(fā)育。巖性以顆粒白云巖、晶粒白云巖和藻白云巖為主，泥晶白云巖次之，頂部出現(xiàn)少量巖溶角礫巖。據(jù)此將燈四段劃分為5個高頻層序，即pss1，pss2，pss3，pss4和pss5。受桐灣運動影響，燈四段與上部筇竹寺組呈平行不整合接觸，在縱向上由底到頂呈現(xiàn)一次海退旋回特征。

2 燈四段儲層特征

2.1 儲集巖石類型

通過對川中地區(qū)燈影組四段1 000余米巖心觀察，并對102個巖石薄片鑒定以及對錄井資料的分析，認為研究區(qū)巖石類型主要為顆粒白云巖、含藻顆粒白云巖、晶粒白云巖、藻白云巖、泥晶白云巖和巖溶角礫巖。其中，顆粒白云巖、晶粒白云巖和藻白云巖為研究區(qū)燈四段主要的儲集巖。此外，巖溶角礫巖以及位于燈四段頂部靠近不整合面的泥晶云巖發(fā)生溶蝕后也可構(gòu)成有效儲集層。

1）顆粒白云巖。顆粒白云巖在研究區(qū)分布較多，呈淺灰色至褐灰色，厚層塊狀。砂屑主要為灰黑色微晶藻砂屑，部分可見殘余鮞粒結(jié)構(gòu)（見圖2a）。粒間主要為亮晶白云巖膠結(jié)物，發(fā)育較多的粒間溶孔。顆粒白云巖儲集性能較好。含藻顆粒白云巖在燈四段也有發(fā)育，藻跡呈團塊狀，儲集性能一般。

2）晶粒白云巖。區(qū)內(nèi)的晶粒白云巖主要有微晶白云巖、粉晶白云巖（見圖2b）和粗晶白云巖（見圖2c）3類。顏色多呈灰白色，其中粉晶白云巖在區(qū)內(nèi)最為發(fā)育，多發(fā)育晶間孔和晶間溶孔以及裂縫。粉晶白云巖是研究區(qū)內(nèi)的主力儲集空間。

圖1 四川盆地晚震旦世巖相古地理圖

3）藻白云巖。藻白云巖呈灰色、灰褐色，中—薄層狀。宏觀上可見密集的順紋層孔洞（見圖2d），孔洞直徑為0.1～0.5cm。鏡下可見富藻暗色紋層發(fā)育，順紋層發(fā)生硅化作用。燈四段頂部藻白云巖發(fā)育溶洞，溶洞直徑為0.5～1.0cm（見圖2e）。藻白云巖主要發(fā)育順層孔洞、蜂窩狀溶孔和溶洞體系，是區(qū)內(nèi)較好的儲集層。

4）泥晶白云巖。泥晶白云巖呈淺灰色、褐灰色和灰褐色，薄層狀，單層厚度小于1.0m。泥晶白云巖較致密，一般作為蓋層或隔層。位于燈四段頂部不整合處的泥晶白云巖，由于發(fā)生溶蝕作用，常見蜂窩狀溶孔、溶洞（見圖3f）。溶洞直徑可達1.0～3.0cm，局部溶洞直徑大于3cm。

5）巖溶角礫巖。巖溶角礫巖發(fā)育在燈四段上部靠近不整合面處，常見溶洞和擴溶縫洞。

2.2 儲集空間類型

川中地區(qū)燈影組四段儲層的儲集空間成因復雜，類型較多，主要為溶洞，孔隙、裂縫次之。

1）孔隙。燈四段發(fā)育的孔隙主要為粒間溶孔和晶間（溶）孔。鏡下可見粒間溶孔被瀝青充填—半充填（見圖2a），孔徑為0.05～0.20 mm；由于晶間孔受白云巖化作用明顯，所以在區(qū)內(nèi)少見。區(qū)內(nèi)晶間溶孔的孔徑在0.20～0.50 mm（見圖2b，2c）?？紫抖喟l(fā)育在顆粒白云巖、晶粒白云巖和藻白云巖中，儲集性能較好，是區(qū)內(nèi)次要的儲集空間。

圖2 川中地區(qū)燈四段典型儲集巖石類型與儲集空間類型

2）溶洞。溶洞洞徑大小為0.2～1.0cm，少量洞徑可達5.0cm。受早期巖溶作用和后期表生溶蝕共同改造形成，形似蜂窩狀。溶洞主要發(fā)育在藻白云巖 （見圖2e）和頂部的泥晶云巖中（見圖2f），溶洞是燈四段主要的儲集空間。

3）裂縫。研究區(qū)的裂縫主要分為構(gòu)造裂縫、溶蝕裂縫和壓溶裂縫3種類型。從裂縫的產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀的夾角上看，構(gòu)造裂縫一般較平直（見圖2g）。溶蝕裂縫被白云石全充填或半充填，而后被酸性流體溶蝕（見圖2h）。壓溶裂縫呈鋸齒狀發(fā)育在粉晶云巖中，縫寬為0.01～2.00 mm，常被瀝青充填（見圖2i）。裂縫在燈四段的儲層中不僅可以作為儲集空間，還可作為滲濾通道，是提高研究區(qū)滲透率的主要原因。

2.3 儲層物性特征

為研究燈四段物性特征，在區(qū)內(nèi)選取巖心樣品進行分析（見圖3）。結(jié)果表明，燈四段基質(zhì)孔隙度最大值為8.08%，最小值為0.13%，平均值為1.66%（樣品數(shù)179個），孔隙度主要分布在0～4%，占樣品總數(shù)的94.9%，大于4%的樣品僅占樣品總數(shù)的5.1%；滲透率最大值為21.600 000×10-3μm2，最小值為0.000 106×10-3μm2（樣品數(shù)82個），平均值為0.650 000×10-3μm2。其中，滲透率小于 0.01×10-3μm2的樣品占樣品總數(shù)的37.8%，大于0.01×10-3μm2的樣品占62.2%。由此可知，燈四段儲層具有低孔、低滲的特征。

通常情況下，孔隙型儲層具有良好的相關(guān)性，而其他類型的儲層不具有相關(guān)性［15-16］。從研究區(qū)的孔滲散點圖中可以看出（見圖4），儲層的孔隙度和滲透率相關(guān)性很差，說明儲層的孔隙、溶洞和裂縫都十分發(fā)育，三者都對研究區(qū)物性起了一定的作用，因而儲層類型為孔隙-裂縫-溶洞型儲層［7］。

圖3 川中地區(qū)燈四段孔隙度、滲透率分布

圖4 川中地區(qū)燈四段巖心孔滲散點圖

3 儲層成因類型

根據(jù)研究區(qū)儲層的基本特征和成因的差異，將燈四段儲層分為3類。

3.1 丘灘相早期巖溶型儲層

該類儲層主要發(fā)育在顆粒灘和藻丘相帶中 （見圖5），巖性以顆粒白云巖和藻白云巖為主。燈四段在準同生期，巖石發(fā)生溶蝕作用。在顆粒白云巖中，儲層以發(fā)育密集的針孔和小型溶洞為主，在藻白云巖中發(fā)育以順紋層的孔洞體系為主。早期形成的孔洞多被白云石膠結(jié)物或瀝青充填，儲集性能變差，儲層級別較好。

圖5 川中地區(qū)燈四段gs7井單井柱狀圖

3.2 早期巖溶疊加后期表生巖溶型儲層

該類儲層通常發(fā)育在燈四段上部，靠近頂部不整合處。巖性以藻白云巖為主，巖溶角礫巖次之。在大氣淡水、混合水及酸性流體的共同改造下，孔隙在原有基礎(chǔ)上進一步溶蝕、擴大，形成了以蜂窩狀孔洞和溶洞體系為主的孔隙類型，儲層在級別上屬優(yōu)質(zhì)儲層（見圖6）。

3.3 其他因素改造型儲層

研究區(qū)地層在埋藏時期受構(gòu)造作用和深部酸性流體的改造下，形成了有其他因素改造的儲層。儲層在級別上屬于中等儲層。該類儲層包括2類：

1）裂縫型儲層。燈四段地層在桐灣運動影響下遭受抬升剝蝕，地層發(fā)生改變，大量高角度構(gòu)造裂縫發(fā)育（見圖2g），形成了以高角度構(gòu)造裂縫體系為主的裂縫型儲層，其對提高儲層的滲透率具有重要意義。

2）構(gòu)造-熱液型儲層。在桐灣運動的作用下形成的一系列構(gòu)造裂縫和微裂縫中，發(fā)育了大量的中—粗晶鞍狀白云石［8］，表明燈四段在埋藏期受有機酸影響，孔隙的形成與深部熱液有關(guān)。由此產(chǎn)生的儲層，為以熱液溶蝕縫洞為主的構(gòu)造-熱液型儲層。

4 儲層的主控因素

控制燈四段儲層發(fā)育的因素很多［17-21］，主要以沉積作用、層序地層、成巖作用和構(gòu)造作用為主。

4.1 沉積相對儲層的控制

沉積相是決定儲層物性好壞的關(guān)鍵。在水動力強的地方形成顆粒灘和有利于造礁生物繁殖的藻丘以及云坪相帶，巖性以顆粒白云巖、藻白云巖和晶粒白云巖為主；水動力弱的地方發(fā)育潟湖和灘間海，巖性以泥晶云巖為主。受早期巖溶作用影響，顆粒云巖中含有豐富的原生孔隙，有利于后期的溶蝕；藻丘紋層中的有機質(zhì)加速了溶蝕作用的進行；云坪沉積體系中的孔隙有利于后期成巖作用的改造。因此，研究區(qū)相對較強水動力處沉積的顆粒灘、藻丘和云坪沉積體系，有利于儲層的發(fā)育，而相對低能處沉積潟湖和灘間海沉積體系，不利于儲層的發(fā)育。

4.2 層序地層對儲層發(fā)育的控制

根據(jù)區(qū)內(nèi)的巖性不同，將燈四段內(nèi)部劃分出5個四級層序［22-25］。燈四段的儲層主要與臺地邊緣和局限臺地發(fā)育的丘灘體有關(guān)。這些有利的沉積相通常發(fā)育在四級層序靠上部，丘灘體的發(fā)育明顯受控于高頻的層序界面。從單井柱狀圖（見圖5）可以看出，顆粒云巖和藻云巖都發(fā)育在每個層序的頂部。由此可知，儲層嚴格受層序地層的制約。

4.3 成巖作用對儲層發(fā)育的影響

在燈四段儲層的主控因素中，除沉積相和高頻層序的控制外，成巖作用對儲層的形成產(chǎn)生了重要影響。巖溶作用有利于區(qū)內(nèi)儲層的發(fā)育。桐灣Ⅱ幕運動使燈影組地層整體被抬升并暴露于地表，在近地表處巖石發(fā)生溶蝕作用。巖石在成巖作用后期，有機酸對巖石的溶蝕，使孔隙擴大，裂縫變寬。巖溶作用擴大了儲層的范圍，提高了儲層的質(zhì)量。

4.4 構(gòu)造作用對儲層發(fā)育的控制

燈影組沉積時期，經(jīng)歷了桐灣運動、加里東運動、印支運動、燕山運動和喜山運動等構(gòu)造運動。這些構(gòu)造運動使燈影組地層發(fā)生褶皺抬升，從而產(chǎn)生大量的微裂縫和高角度構(gòu)造裂縫（見圖2g），大大提高了燈四段儲集巖的滲透率。

5 結(jié)論

1）燈四段儲層主要儲集巖類型有顆粒白云巖、晶粒白云巖和藻白云巖，儲集空間以溶洞為主，孔隙和裂縫次之，屬于孔隙-裂縫-溶洞型儲層。裂縫以及溶蝕縫洞的產(chǎn)生有助于提高儲層的滲透率。

2）研究區(qū)儲層類型主要分為丘灘相早期巖溶型儲層、早期巖溶疊加后期表生巖溶型儲層和其他因素改造型儲層（裂縫型儲層和構(gòu)造-熱液型儲層）等3類。

3）沉積相是控制儲層發(fā)育程度的主要因素。高頻層序控制著儲層的分布，巖溶作用對孔隙的擴溶具有極為重要的影響，裂縫對提高儲層的滲透率具有重要的意義。

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（編輯 趙旭亞）

Reservoir characteristics and control factors of fourth Member of Dengying Formation in central Sichuan Basin

WANG Jingyi1，2,HU Mingyi1，2,GAO Da1，2,XING Mengyan1，2,LIU Lingshan1，2
(1.MOE Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources,Yangtze University,Wuhan 430100,China;2.College of Geoscience,Yangtze University,Wuhan 430100,China)

Based on the drilling data,and the macroscopic and microscopic methods,the reservoir characteristics and control factors of the fourth Member of Dengying Formation in central Sichuan Basin were analyzed.The findings indicate that a range of sedimentary facies developed,such as platform margin facies and restricted platform facies;the reservoir rock includes grain dolomite,crystalline dolomite and algal dolomite;the reservoir space is mainly comprised of karst carve and dissolved pore,the fracture is the second.The pore type is characterized by low porosity and low permeability,belonging to pore-leak-carve reservoir. According to its forming reasons,the reservoir is divided into three categories:the early karst mound-beach reservoir,the earlykarst-overlaid-the-later-supergene karst reservoir and the other factors reservoir.The reservoir development in the study area is controlled by sedimentary facies,sequence interface,diagenesis and tectonism.The good reservoirs developed in the grain beach microfacies and algal mound microfacies that can control reservoir development.The distribution of reservoir is controlled by sequence interface.The most important factor of reservoir forming is the karst,which improves the quality of reservoir;the tectonic movement has important significance to improving the reservoir permeability.

reservoir characteristics;control factor;central Sichuan Basin;fourth Member of Dengying Formation

國家自然科學基金項目“碳酸鹽巖臺緣礁灘儲層精細地質(zhì)建模研究”（41372126）；湖北省創(chuàng)新群體基金項目“碳酸鹽巖巖溶儲層成因機理及分布預測研究”（2015CFA024）

TE122.2+21

A

10.6056/dkyqt201606004

2016-04-01；改回日期：2016-09-10。

王靜怡，女，1990年生，在讀碩士研究生，研究方向為儲層地質(zhì)和層序地層學。E-mail：491127198@qq.com。

王靜怡，胡明毅，高達，等.川中地區(qū)燈影組四段儲層特征及主控因素［J］.斷塊油氣田，2016，23（6）：697-702.

WANG Jingyi，HU Mingyi，GAO Da，et al.Reservoir characteristics and control factors of fourth Member of Dengying Formation in central Sichuan Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（6）：697-702.