川東涪陵地區(qū)大安寨段大一亞段儲(chǔ)層特征研究

顧忠安 李友發(fā)

1 地質(zhì)概況

涪陵地區(qū)區(qū)域構(gòu)造隸屬川東南梳狀褶皺帶，自西而東有明月峽、黃泥堂、大池干井等背斜帶。上述背斜構(gòu)造核部由于地質(zhì)擠壓作用出露地面的巖層常為二疊系和三疊系地層。由于背斜核部出露地層受擠壓程度較為嚴(yán)重，導(dǎo)致地腹深部斷層逐漸增多，區(qū)域相關(guān)背斜多變尖、變陡、甚至倒轉(zhuǎn)。

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

根據(jù)野外地質(zhì)剖面露頭、鉆井巖心以及室內(nèi)薄片的觀(guān)察研究，涪陵地區(qū)大安寨段大一亞段巖石主要類(lèi)型有灰?guī)r、粉砂巖和泥巖三大類(lèi)型。其中，灰?guī)r主要由介殼灰?guī)r和泥質(zhì)介殼灰?guī)r組成，為大安寨段一亞段較有利儲(chǔ)層巖石類(lèi)型。

（1）介殼灰?guī)r：野外地質(zhì)剖面露頭、鉆井巖心以及室內(nèi)薄片中常見(jiàn)的介殼灰?guī)r主要為微晶介殼灰?guī)r和亮晶介殼灰?guī)r。介殼灰?guī)r中生物碎屑的含量較高，生物碎屑主要為淺湖環(huán)境中生產(chǎn)的雙殼類(lèi)生物、腕足類(lèi)生物和瓣鰓類(lèi)生物沉積形成；平行片狀結(jié)構(gòu)和晶粒結(jié)構(gòu)是淺湖相沉積的介殼灰?guī)r主要結(jié)構(gòu)。淺湖相沉積環(huán)境中介殼灰?guī)r由于后期地質(zhì)作用較強(qiáng)烈，導(dǎo)致介殼灰?guī)r中的微裂縫較發(fā)育，微裂縫較發(fā)育的介殼灰?guī)r多沉積于大一亞段巖層中。

（2）泥質(zhì)介殼灰?guī)r：主要以層狀分布于大安寨段大一亞段地層中，介殼間混有一定的黏土泥和灰泥。

介殼灰?guī)r和泥質(zhì)介殼灰?guī)r主要沉積在大安寨段大一亞段高能生物灘微相與灘緣微相沉積環(huán)境中，在涪陵地區(qū)介殼灰?guī)r和泥質(zhì)介殼灰?guī)r主要沉積在淺湖地帶的生物灘較高能環(huán)境中。

2.2 儲(chǔ)集空間類(lèi)型

根據(jù)對(duì)研究區(qū)內(nèi)大一亞段的地層野外露頭、鉆井巖心以及室內(nèi)薄片的觀(guān)察，可知介殼灰?guī)r儲(chǔ)層中的原生孔隙幾乎消失殆盡，儲(chǔ)集空間類(lèi)型主要為裂縫和次生作用形成的孔隙，次生孔隙主要為成巖作用沿裂縫分布的溶蝕孔、洞、縫。儲(chǔ)層中的次生孔隙雖然數(shù)量較少，但儲(chǔ)集空間相對(duì)較大，與次生裂縫的貫通性好，并能提升儲(chǔ)層內(nèi)部的儲(chǔ)滲性，是較為有利的油氣儲(chǔ)集空間。

2.2.1 裂縫

裂縫不僅是較為有利的儲(chǔ)集空間，還是油氣運(yùn)轉(zhuǎn)的重要通道，根據(jù)儲(chǔ)層裂縫的成因又可進(jìn)一步分為成巖壓裂縫、構(gòu)造裂縫和溶蝕縫等。

（1）成巖壓裂縫

成巖壓裂縫按分布位置和形成原因大致劃分為介殼成巖壓裂縫和基質(zhì)成巖壓裂縫。介殼成巖超壓裂縫寬度一般小于5μm， 多呈平行片狀分布于介殼內(nèi)部， 少數(shù)成巖超壓裂縫垂直于介殼壁。壓裂縫由于成巖膠結(jié)作用常被泥質(zhì)或有機(jī)質(zhì)填充，從而形成了較多的封閉縫?；|(zhì)成巖壓裂縫多形成于介殼與基質(zhì)接觸的邊緣，無(wú)定向，呈相互交錯(cuò)網(wǎng)格狀。壓裂縫中的填充物主要有泥質(zhì)和瀝青。基質(zhì)成巖縫貫通性能較一般。因此基質(zhì)成巖壓裂縫具有較好的儲(chǔ)集性能，但滲透性性能較差

（2）構(gòu)造裂縫

構(gòu)造裂縫是由于地殼中的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使巖層受到構(gòu)造應(yīng)力的擠壓或拉伸，導(dǎo)致巖層破裂而形成的裂縫。研究區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)層中常見(jiàn)的構(gòu)造裂縫寬度較為狹窄，裂縫壁邊緣由于流體作用常見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象，張性構(gòu)造縫和剪切構(gòu)造縫是儲(chǔ)層中構(gòu)造裂縫主要形式。張性構(gòu)造縫是由地質(zhì)構(gòu)造張應(yīng)力造成地層破裂形成的，裂縫面通常具有較粗糙、不平整、不貫穿顆粒、延伸短以及裂縫表面常充填方解石脈等地質(zhì)特征。剪切構(gòu)造縫是由地質(zhì)構(gòu)造剪應(yīng)力造成地層破裂形成的裂縫，裂縫面通常具有光滑、平直、規(guī)則，巖層中常見(jiàn)剪切構(gòu)造縫切穿沉積巖層中的小顆?，F(xiàn)象、延伸長(zhǎng)且常穿層發(fā)育等特征。

（3）溶蝕縫

儲(chǔ)層現(xiàn)有裂縫中由于地質(zhì)流體的不斷運(yùn)移，地質(zhì)流體對(duì)裂縫四周巖體產(chǎn)生溶蝕作用，常沿溶縫兩側(cè)巖體發(fā)育有次生孔隙。膠結(jié)作用使研究區(qū)巖層中的溶蝕縫常見(jiàn)被瀝青、泥質(zhì)和有機(jī)質(zhì)填充。

2.2.2 溶孔、洞和晶間孔

（1）溶孔、洞

溶孔、洞是現(xiàn)有孔隙和裂縫經(jīng)埋藏成巖過(guò)程中由地層中熱液溶蝕作用形成，常見(jiàn)溶孔的孔徑較小，介于0.01～2mm，溶洞的孔徑一般大于2mm，溶孔、洞常充填瀝青和亮晶膠結(jié)物，屬于區(qū)內(nèi)研究層段中一類(lèi)有利的儲(chǔ)集空間。

（3）晶間孔

晶間孔是晶體再生長(zhǎng)過(guò)程中未被膠結(jié)物充填完成的空間，常見(jiàn)于介殼灰?guī)r中生物介殼顆粒內(nèi)部以及微晶介殼灰?guī)r熱液充填的方解石脈中，分布不連續(xù)，貫通性較差。

綜合對(duì)上述各種儲(chǔ)集空間類(lèi)型的詳細(xì)描述，可知各類(lèi)裂縫及沿裂縫溶蝕形成的各類(lèi)溶縫、溶孔和溶洞對(duì)大一亞段儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間貢獻(xiàn)最大。

2.3 儲(chǔ)層物性特征

儲(chǔ)層物性特征的2 個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)為孔隙度和滲透率。測(cè)試研究區(qū)大一亞段選取的48 塊樣品，經(jīng)物性分析表明：大一亞段儲(chǔ)層的孔隙度變化范圍為0.2%～4.1%，平均值為1.4%。滲透率分布范圍為 0.082×10-3μm2～0.449×10-3μm2，平均值為0.129×10-3μm2，綜上所述，研究區(qū)內(nèi)大一亞段儲(chǔ)層為超低孔滲的儲(chǔ)層。雖然研究區(qū)內(nèi)大一亞段儲(chǔ)層為超低孔滲的儲(chǔ)層，但是儲(chǔ)層裂縫較為發(fā)育，為各種孔隙間貫通提供了較好的通道。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)大一亞段儲(chǔ)層孔隙度和滲透率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析研究可知，大安寨一亞段中的介殼灰?guī)r儲(chǔ)層的孔隙度并沒(méi)有隨滲透率的變化而變化。這是得益于成巖作用后期對(duì)儲(chǔ)層的改造。

3 儲(chǔ)層控制因素分析

3.1 沉積相帶對(duì)儲(chǔ)層展布的控制

沉積相帶對(duì)有利儲(chǔ)層發(fā)育起到至關(guān)重要的作用，不同類(lèi)型的沉積環(huán)境對(duì)儲(chǔ)層控制作用也不盡相同。大一亞段為高水位晚期強(qiáng)烈進(jìn)積沉積階段，同時(shí)也是大安寨段時(shí)期生物灘沉積發(fā)育高峰期。其特點(diǎn)為伴隨湖水位的快速下降和半深湖盆地向北東方向退出和萎縮，以及湖坡漸趨消失，生物灘自南向北迅速推進(jìn)擴(kuò)大。已有的鉆井資料也證實(shí)含油氣儲(chǔ)層主要出現(xiàn)在大一亞段間歇向前湖坡推進(jìn)的淺湖亞相生物灘微相的介殼灰?guī)r、含泥質(zhì)介殼灰?guī)r與黑色頁(yè)巖互層的巖性中，生物灘緣沉積微相種的介殼灰?guī)r和湖坡風(fēng)暴流沉積的泥質(zhì)介殼灰?guī)r夾層也頻繁出現(xiàn)油氣顯示和低產(chǎn)油層。綜上所述，淺湖亞相沉積環(huán)境中的生物灘微相與生物灘緣微相是研究區(qū)內(nèi)大安寨大一亞段最好的儲(chǔ)層沉積微相帶。

3.2 成巖后生作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制

研究區(qū)內(nèi)大一亞段介殼灰?guī)r儲(chǔ)層的原生孔隙經(jīng)成巖壓實(shí)和膠結(jié)作用后基本不復(fù)存在，現(xiàn)由的儲(chǔ)集空間主要由以次生作用形成的裂縫和孔洞構(gòu)成。構(gòu)造破裂作用、壓實(shí)破裂作用和溶蝕作用等一系列成巖后生作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育起到了至關(guān)重要關(guān)鍵作用。

3.3 構(gòu)造作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制

研究區(qū)內(nèi)大一亞段的介殼灰?guī)r巖性較純、較脆。燕山晚期-喜山期間的構(gòu)造作用，使地層中介殼灰?guī)r產(chǎn)生了破碎，形成了構(gòu)造縫和解理縫。根據(jù)野外地質(zhì)剖面露頭、鉆井巖心以及室內(nèi)薄片的觀(guān)察研究以及裂縫統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)可知，構(gòu)造作用近軸部的兩側(cè)地層由于地質(zhì)應(yīng)力的作用，導(dǎo)致構(gòu)造近軸部地層的裂縫比構(gòu)造兩翼巖層發(fā)育，顯而易見(jiàn)，構(gòu)造作用軸部應(yīng)力以及兩側(cè)地層剖面剪切破裂作用導(dǎo)致了巖層破裂，因而構(gòu)造作用近軸部地層是構(gòu)造裂縫相對(duì)發(fā)育的部位，由此構(gòu)造作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制。

4 結(jié)論

（1）沉積作用是控制有利儲(chǔ)層發(fā)育的主要因素之一，涪陵地區(qū)大安寨段大一亞段的有利儲(chǔ)層主要發(fā)育在高能生物灘微相與灘緣微相中，巖石類(lèi)型主要為介殼灰?guī)r、介屑灰?guī)r和（含）泥質(zhì)介屑灰?guī)r。

（2）大一亞段的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層屬于低孔低滲- 裂縫型儲(chǔ)層，裂縫主要形成于燕山晚期- 喜山期發(fā)生的構(gòu)造形變和破裂作用過(guò)程中，以及成巖作用后期沿裂縫發(fā)育的溶蝕孔、洞、縫。

（3）從野外剖面和巖心來(lái)看，大一亞段的裂縫較為發(fā)育，主要以低角度構(gòu)造縫為主，高角度縫為輔，其次為縫合線(xiàn)縫；半充填或全充填方解石的裂縫在野外露頭剖面以及室內(nèi)巖心中較為常見(jiàn)。