四川盆地高石梯地區(qū)燈影組第四段巖溶儲層研究

張從苓 周嬏

摘要：燈影組第四段為燈影組的主要產(chǎn)氣層，本文利用現(xiàn)有的鉆井、測井等資料對川中地區(qū)燈四段巖溶型儲層進行研究，（1）古巖溶特征及識別標志：從地層接觸關(guān)系、巖石學特征、地球化學證據(jù)以及成像測井標志指示出燈影末期表生巖溶作用的存在。（2）初步對巖溶分帶進行劃分;風化殼古巖溶由下至上可依次劃分為深層滯留帶、水平潛流帶、垂直滲流帶與地面巖溶帶。（3）優(yōu)質(zhì)巖溶儲層分析：水平潛流帶受表生期水流的順層溶蝕作用，巖溶改造時間長且程度深，為最優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育帶，垂向滲流帶次之

引言

碳酸鹽巖是世界油氣資源的主要產(chǎn)層之一，而賦存其間的油氣約有四分之一是產(chǎn)于巖溶型儲層，這反映了碳酸鹽巖巖溶型儲層已成為一類重要儲層類型。中國典型的碳酸鹽巖巖溶型儲層主要有鄂爾多斯盆地的奧陶系、塔里木盆地寒武系-奧陶系以及四川盆地的震旦系。四川盆地震旦系燈影組受桐灣運動抬升影響，遭受多期風化暴露，并形成了疊合型巖溶儲層，其主要的巖石類型為富含底棲微生物白云巖（例如：藻疊層云巖、藻凝塊云巖、藻砂屑云巖）。川盆地燈影組巖溶儲層因受到多期巖溶作用的疊合改造，呈現(xiàn)出復雜多期的巖溶特征，具體表現(xiàn)為溶洞數(shù)量多、特征復雜、分布不均，復雜的巖溶作用對儲層的發(fā)育與分布產(chǎn)生了重要影響。

燈影組第四段為燈影組的主要產(chǎn)氣層，因此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的鉆井、測井等資料對川中地區(qū)燈四段進行研究，主要對其古巖溶特征及識別標志作出探討，并初步對巖溶分帶進行劃分，最后論述了巖溶作用控制下的優(yōu)質(zhì)儲層形成機制，為期為燈影組油氣開發(fā)提供理論依據(jù)。

1.地質(zhì)背景

高石梯地區(qū)地處四川盆地中部，屬于川中古隆起平緩構(gòu)造區(qū)。該地區(qū)經(jīng)歷了四川盆地的歷次地質(zhì)運動事件，其中，桐灣運動的多幕式作用下，使得燈影組受到風化剝蝕，最終形成了優(yōu)質(zhì)的風化殼巖溶儲層。依據(jù)“四川盆地震旦系地層研討會”中的專家意見，燈影組自下而上可分為燈一、燈二、燈三和燈四共4段，其中，燈四段厚度為0到340m，巖性特征以微生物白云巖、藻砂屑云巖為主，見硅質(zhì)結(jié)核或條帶。

2.巖溶識別標志

2.1巖石學標志及地層接觸關(guān)系

多幕桐灣運動對燈四段造成顯著影響，層序地層上表現(xiàn)為燈四段在大部分地區(qū)的減薄或缺失，并與上覆麥地坪組之間具有巖性突變界面，形成假整合的接觸關(guān)系。

燈影組之上可見風化殘積層（原地殘積角礫巖、黏土巖），可作為桐灣運動Ⅱ幕表生巖溶作用的改造的存在證據(jù)。巖石學標志中，野外剖面可見巖溶作用形成的風化縫、溶洞、巖溶角礫、巖溶充填物等巖溶發(fā)育的重要標志。鏡下觀察也可以發(fā)現(xiàn)溶孔、風化縫被發(fā)育的淡水膠結(jié)物，可指示表生期溶蝕改造作用的存在。

2.2地球化學證據(jù)

對燈四段鉆井取芯并測試其白云巖C、O同位素。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，燈四段δC和δO二者在燈影組頂部表現(xiàn)出一致的負偏特征，表明燈四段頂部受到過明顯的表生期大氣淡水溶蝕改造作用。石英充填物富含大量液相包裹體，對該段巖溶孔洞中的石英膠結(jié)物作流體包裹體均一溫度測試分析，數(shù)據(jù)顯示，4957.39～4958.35m深度的均一溫度集中分布于110～120℃，且單一液相包裹體在加溫時無明顯變化，這表明該類充填石英是在表生期結(jié)晶并于近地表條件下捕獲了大量液相包裹體，這充分說明了表生巖溶作用的存在。

2.3成像測井標志

在成像測井上可通過黑色斑塊等標志來反映巖溶發(fā)育段未充填溶洞的存在。對燈四段成像測井圖像分析，結(jié)果表明在深度為4983.2～4984.42m處出現(xiàn)明顯黑斑，表明該處發(fā)育有未被充填的巖溶洞穴，巖溶洞穴作為巖溶作用的產(chǎn)物，常分布于距風化殼頂部100m左右的，該段成像測井特征可與地球化學證據(jù)相互佐證，共同反映研究區(qū)表生巖溶作用的存在。

3.巖溶分帶

根據(jù)水動力學以及巖溶產(chǎn)物特征，風化殼古巖溶由下至上可依次劃分為深層滯留帶、水平潛流帶、垂直滲流帶與地面巖溶帶。深層滯留帶水動力緩慢，巖溶改造作用較弱，不出現(xiàn)明顯的可識別巖溶特征;水平潛流帶以形成較多幾乎近于水平的溶蝕孔縫為特征，溶蝕孔洞橫向連通性好，GR曲線整體表現(xiàn)較低;垂向滲流帶以多發(fā)育近垂直的高角度擴溶縫及溶溝為特征，縫洞或被滲濾粉砂充填，伽馬值呈現(xiàn)中高值;地面巖溶帶發(fā)育于近地表的風化殼頂部，是受地表水流改造強烈的巖溶帶，可見殘積鋁土質(zhì)礦物氧化層、巖溶角礫等巖溶產(chǎn)物存留。通常，該巖溶帶的孔洞被殘積物所充填殆盡，在測井曲線上伽馬為高值。

4.巖溶儲層評價

研究認為，地面巖溶帶與深層滯留帶不利于優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育。地面巖溶帶距離震旦系頂部較近，盡管受地表水流溶蝕改造強烈，平均孔隙度（q）較高，但溶蝕孔洞常被地表的巖溶殘積物充填致密，且儲層厚度往往較薄，致使其不能成為優(yōu)質(zhì)儲層;深層滯留帶與地面巖溶帶相反，其距燈影組頂部較遠，常位于排泄基準面之下。該帶中的大氣淡水流動緩慢，且常處于飽和-過飽和狀態(tài)，地層受溶蝕作用改造極弱，導致其物性較差而不能成為很好的儲層。

高石梯地區(qū)燈四段主要發(fā)育垂向滲流帶和水平潛流帶，其中水平潛流帶為最優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育帶，垂向滲流帶次之。水平潛流帶穩(wěn)定分布在距燈影組頂部100m左右的范圍，受表生期水流的順層溶蝕作用，巖溶改造時間長且程度深，以形成較多幾乎近于水平的溶蝕孔縫為特征，溶蝕孔洞橫向連通性好、規(guī)模較大。該區(qū)域的巖溶儲層主要是沿著水平潛流帶呈順層式分布，在該帶，橫向展布的溶孔洞和縱向連通的溶縫洞均較為發(fā)育，儲層物性相對較好，孔隙度可達2.8%以上，儲層累計厚度達49m，是燈影組的重要儲層發(fā)育帶;垂向滲流帶以多發(fā)育近垂直的高角度擴溶縫及溶溝為特征，但孔洞常被溶蝕殘積物或滲濾粉砂等充填，導致物性較差，孔隙度約為1.56%。雖然垂向滲流帶受局部充填而致儲層物性變差，但垂向滲流帶可在縱向上延伸較遠，范圍較大，在水流的巖溶改造作用下儲層累加厚度客觀，因此，該巖溶段發(fā)育次一級的優(yōu)質(zhì)儲層。

5.結(jié)論

綜上所訴，川中地區(qū)燈四段巖溶型儲層是該區(qū)域的重要儲層類型，水平潛流帶為最優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育帶，望加強對水平潛流帶的儲層勘探力度。以此同時，也應(yīng)對垂向滲流帶給以重視。

作者簡介：張從苓，男，六盤水師范學院。

（作者單位：1.六盤水師范學院;2.六盤水師范學院）