川東龍門構(gòu)造飛仙關(guān)組灘相儲層成巖作用及孔隙演化

徐云強(qiáng), 易娟子, 袁海鋒, 葉子旭

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室(成都理工大學(xué))，成都 610059； 2.中國石油西南油氣田分公司，重慶 400021)

近年來隨著油氣勘探的不斷深入，在四川盆地東部下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組海相碳酸鹽巖層系取得重大突破，相繼發(fā)現(xiàn)了龍崗、渡口河、黃龍場、普光和元壩等一系列以鮞灘儲層為主體的大型天然氣藏，展示了該領(lǐng)域巨大的油氣勘探前景[1-4]。已有研究成果表明，川東地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘氣藏是繼石炭系氣田之后的重大勘探領(lǐng)域[5]，根據(jù)中國石油天然氣股份有限公司第四次評價結(jié)果，川東地區(qū)礁灘相天然氣儲量的探明率僅為3.36%，展示了川東飛仙關(guān)組巨大的油氣勘探前景。

勘探成果表明，川東開江梁平海槽西側(cè)一共發(fā)現(xiàn)龍門、雙家壩、黃泥塘等至少16個飛仙關(guān)組氣藏[6]，其中在雙家壩、高橋、龍門等構(gòu)造可見較好的油氣顯示。川東飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)儲層受到沉積環(huán)境與成巖作用的共同控制，優(yōu)質(zhì)儲層多為臺地邊緣相帶沉積，受白云石化作用和溶蝕作用等影響和改造形成現(xiàn)今的儲層面貌[7-10]。川東龍門構(gòu)造飛仙關(guān)組為碳酸鹽巖臺地沉積環(huán)境，部分井區(qū)白云石化作用和巖溶作用非常發(fā)育，孔隙保留較好。但目前對川東龍門構(gòu)造的孔隙演化研究相對較少，本文通過巖心觀察、巖石薄片觀察、陰極發(fā)光分析以及鍶同位素分析等技術(shù)手段，探討川東龍門構(gòu)造飛仙關(guān)組第二段(簡稱“飛二段”)灘相儲層成巖作用與孔隙演化特征。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

川東龍門構(gòu)造位于四川省達(dá)州市開江縣與重慶市梁平縣之間，處于川東高陡構(gòu)造帶，開江古隆起東斜坡的大天池構(gòu)造帶中段斷下盤、開江-梁平海槽西側(cè)向東傾末端(圖1)。川東地區(qū)開江古隆起為中三疊世末期由于印支運(yùn)動基本定型的北東向的侵蝕古隆起[11]。

圖1 研究區(qū)位置圖及地層綜合柱狀圖Fig.1 Location and comprehensive stratigraphic histogram of the study area

晚二疊世末，受海西旋回東吳運(yùn)動及峨眉山玄武巖噴發(fā)等一系列影響，開江-梁平海槽一帶形成陸棚。研究區(qū)飛仙關(guān)組是受海侵-海退-海侵-海退過程控制下形成的一套碳酸鹽巖沉積。飛仙關(guān)組第一段(簡稱“飛一段”)受開江-梁平海槽影響，發(fā)育陸棚沉積相，底部為一套深灰色泥質(zhì)泥晶灰?guī)r，上部為深灰色泥晶灰?guī)r；飛二段沉積期由于海平面下降，海槽范圍逐漸縮小，碳酸鹽快速沉積，臺地不斷向陸棚區(qū)加積增生，顆粒灘也同時向陸棚方向遷移，開江-梁平海槽在飛二段沉積期末基本填平補(bǔ)齊。由于受龍門地區(qū)大規(guī)模發(fā)育臺內(nèi)鮞粒灘的影響，灘體較厚，發(fā)育障壁，形成灘間潟湖，環(huán)境較為局限，故飛二段沉積末期為開闊-半局限臺地沉積環(huán)境；飛三段沉積期整體表現(xiàn)為開闊臺地沉積，局部發(fā)育臺內(nèi)灘；飛四段沉積期為一個海退過程，由于水體下降，碳酸鹽巖減少，泥質(zhì)巖增加，出現(xiàn)大量的石膏、鹽巖以及白云巖，開闊臺地沉積環(huán)境轉(zhuǎn)化為蒸發(fā)臺地沉積環(huán)境。

2 儲層特征

根據(jù)巖心觀察以及薄片觀察，川東龍門構(gòu)造飛仙關(guān)組灘相儲層主要發(fā)育在第二段，為開闊-半局限臺地顆粒灘沉積，巖石類型以鮞?；?guī)r、亮晶鮞粒含云灰?guī)r、殘余鮞粒灰質(zhì)粉晶云巖以及粉-細(xì)晶云巖為主(圖2)。鮞粒灰?guī)r粒間多為亮晶膠結(jié)物，鮞粒多為中-粗鮞，局部可見復(fù)鮞、變形鮞以及巨鮞；縫合線發(fā)育，多見縫合線切割鮞粒；主要發(fā)育粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及鑄?？?圖2-A、B、C)。亮晶鮞粒含云灰?guī)r多表現(xiàn)為粉晶自形白云石交代鮞粒核部或鮞粒圈層的灰泥，白云石的體積分?jǐn)?shù)為15%～25%，形成亮晶鮞粒含云灰?guī)r，發(fā)育粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及晶間溶孔(圖2-D、E、F)。殘余鮞?；屹|(zhì)粉晶白云巖多表現(xiàn)為粉晶結(jié)構(gòu)，自形粉晶白云石完全交代大部分鮞粒；部分鮞粒和方解石膠結(jié)物未交代，依然可見鮞粒形態(tài)，形成殘余鮞?；屹|(zhì)粉晶云巖，主要發(fā)育粒間孔及晶間孔(圖2-G)。粉-細(xì)晶白云石則完全表現(xiàn)為粉晶或細(xì)晶結(jié)構(gòu)，白云石多為自形晶，主要發(fā)育晶間孔或晶間溶孔，多充填瀝青(圖2-H、I)，為研究區(qū)飛仙關(guān)組灘相儲層中最重要的一種孔隙空間。

圖2 川東龍門構(gòu)造天東100井飛二段灘相儲層巖石類型及儲集空間特征Fig.2 Characteristics of rock types and reservoir space types of the T1f 2 beach facies reservoir in Well TD100 in the Longmen structure, eastern Sichuan Basin (A)亮晶鮞?；?guī)r，粒內(nèi)溶孔和粒間溶孔，方解石膠結(jié)物充填，深度3 770.74 m，單偏光; (B)亮晶鮞?；?guī)r，發(fā)育粒間溶孔，充填方解石膠結(jié)物和瀝青，深度3 773.10 m，單偏光; (C)亮晶鮞?；?guī)r，鮞粒破碎變形發(fā)育鑄?？祝涮顔尉Х浇馐?，深度3 778.05 m，單偏光; (D)亮晶鮞粒含云灰?guī)r，粉晶白云石交代鮞粒核心的灰泥，發(fā)育粒間溶孔和晶間孔，充填瀝青和方解石，深度3 783.79 m，單偏光; (E)亮晶鮞粒含云灰?guī)r，粉晶白云石交代鮞粒，發(fā)育粒間溶孔和晶間孔，充填方解石，深度3 781.50 m，單偏光; (F)亮晶鮞粒云質(zhì)灰?guī)r，粉晶白云石交代鮞粒，發(fā)育粒間孔和晶間孔，充填方解石，深度3 795.29 m，單偏光; (G)殘余鮞?；屹|(zhì)粉晶云巖，粉晶白云石完全交代鮞粒，發(fā)育晶間孔，充填方解石，深度3 796.28 m，單偏光; (H)細(xì)晶云巖，晶間孔發(fā)育，部分充填方解石和瀝青，深度3 824.93 m，單偏光; (I)細(xì)晶云巖，晶間孔發(fā)育，部分充填瀝青，深度3 819.98 m，單偏光，藍(lán)色為鑄體

通過對龍門構(gòu)造天東100井530個巖心樣品以及天東102井496個巖心樣品進(jìn)行孔隙度分析，結(jié)果表明研究區(qū)飛二段灘相儲層孔隙度為0.25%～20.81%?？紫抖?2%的樣品占75%，主要為亮晶鮞?；?guī)r和亮晶鮞粒含云灰?guī)r，發(fā)育粒間孔及粒內(nèi)溶孔；孔隙度為2%～6%的樣品占21%，主要為亮晶鮞粒云質(zhì)灰?guī)r、殘余鮞粒灰質(zhì)粉晶云巖，發(fā)育晶間孔和粒間溶孔；孔隙度>6%的樣品占4%，巖性主要為粉-細(xì)晶云巖，發(fā)育晶間(溶)孔。研究區(qū)飛二段灘相儲層類型多為孔隙型，裂縫不發(fā)育。

3 主要成巖作用類型

研究區(qū)影響飛仙關(guān)組儲層孔隙發(fā)育的成巖作用類型復(fù)雜，可劃分為建設(shè)性成巖作用及破壞性成巖作用。建設(shè)性成巖作用包括溶蝕作用、泥晶化作用、白云石化作用；破壞性成巖作用包括壓實壓溶作用、膠結(jié)充填作用?，F(xiàn)今飛二段的儲集空間是破壞性成巖作用和建設(shè)性成巖作用長期相互疊加和影響的結(jié)果。

3.1 壓實壓溶作用

壓實作用主要表現(xiàn)為對儲層的機(jī)械壓實作用，導(dǎo)致顆粒堆積緊密，致使大部分原生孔隙損失，大多發(fā)生在成巖早期，表現(xiàn)為破壞性的成巖作用。研究區(qū)壓溶作用形成的縫合線非常發(fā)育，多充填瀝青(圖3)，表明縫合線在埋藏期成為溶蝕流體和烴類運(yùn)移的通道，提高了儲層的連通性[12]。所以壓實、壓溶作用對儲層以破壞性作用為主，間接上也有一定的建設(shè)性作用。

圖3 川東龍門構(gòu)造天東100井飛二段灘相儲層發(fā)育的縫合線Fig.3 Stylolite in T1f 2 beach facies reservoirs from the Well TD100 in the Longmen structure, eastern Sichuan Basin (A)亮晶鮞?；?guī)r，縫合線切割鮞粒，充填白云石和瀝青，深度3 782.23 m，單偏光; (B)亮晶鮞?；?guī)r，縫合線切割鮞粒，充填白云石和瀝青，深度3 750.06 m，單偏光

3.2 泥晶化作用

泥晶化作用即碳酸鹽顆粒的邊緣至整個顆粒被隱晶-泥晶碳酸鹽晶體交代的過程[13]。顯微鏡下薄片觀察發(fā)現(xiàn)，內(nèi)碎屑和鮞粒都包有泥晶套，泥晶套厚度0.005～0.02 mm。由于泥晶化作用影響，鮞粒內(nèi)部組構(gòu)由依稀可見至完全消失。同時，泥晶化之后的殘余鮞粒全部或部分遭到溶蝕，而泥晶套和受到泥晶化的部分保留，形成鑄?？谆蛄?nèi)溶孔，后大多被亮晶方解石所充填(圖2-C、D)。發(fā)生在同生階段的泥晶化作用，雖然本身沒有直接影響孔隙演化，但增加了顆粒的抗壓實程度，形成的泥晶套也為粒內(nèi)溶孔以及鑄?？讋?chuàng)造了良好條件，所以泥晶化作用對于儲層孔隙的形成和保存，間接上也有一定的建設(shè)性作用。

3.3 溶蝕作用

溶蝕作用對于儲層孔隙的形成和烴類充注有重要影響。分析表明，研究區(qū)飛二段灘相儲層經(jīng)歷了3期溶蝕作用：第一期為同生-準(zhǔn)同生期大氣淡水溶蝕作用；第二期為生油前埋藏溶蝕作用；第三期為生氣期埋藏溶蝕作用。

第一期大氣淡水溶蝕作用，主要發(fā)生在亮晶鮞粒灰?guī)r、含鮞粒泥晶云巖、膏質(zhì)云巖中。同生-準(zhǔn)同生期，由于早期顆粒灘的暴露，鮞粒遭受大氣淡水溶蝕，且溶蝕范圍和強(qiáng)度較大。亮晶鮞?；?guī)r中，鮞粒被完全溶蝕，形成鑄模孔，后充填單晶方解石(圖2-C)；或鮞粒內(nèi)部被溶蝕，后被粉晶或細(xì)晶方解石充填(圖2-A)。受飛二晚期灘體建造形成的障壁影響，發(fā)育灘間潟湖，部分井(天東9、天東5-1和天東110井)沉積時海水鹽度較高，同生-準(zhǔn)同生期鮞粒及粒間孔的膠結(jié)物被溶蝕后，由于海水鹽度高，孔隙充填石膏，形成膏?？?。

第二期溶蝕作用主要發(fā)生在亮晶鮞?；?guī)r和粉-細(xì)晶白云巖中。亮晶鮞?；?guī)r中，同生-準(zhǔn)同生期大氣淡水溶蝕作用，鮞粒被溶蝕并充填粉晶方解石，第一期埋藏溶蝕作用將鮞粒內(nèi)的粉晶方解石溶蝕，充填粗晶方解石；部分亮晶鮞?；?guī)r(云巖)中粒間孔的方解石(白云石)膠結(jié)物被溶蝕，后充填粗晶方解石(白云石)或瀝青(圖2-A、B)；鮞粒內(nèi)部的白云石或晶間的方解石也會受到這一期溶蝕作用，在晶間孔中可見瀝青充填。粉-細(xì)晶白云巖中，白云石晶間被溶蝕擴(kuò)大，形成晶間孔，充填方解石和瀝青。

第三期溶蝕作用主要發(fā)育在粉-細(xì)晶白云巖中。表現(xiàn)為晶粒白云巖中充填瀝青或方解石之后的晶間孔被再次溶蝕，形成干凈的晶間孔，后被方解石充填或未充填(圖2-H、I)。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，第三期溶蝕作用發(fā)育的層段，孔隙度和瀝青含量高，說明第三期溶蝕作用對儲層孔隙形成起到了關(guān)鍵性作用。

3.4 膠結(jié)、充填作用

膠結(jié)充填作用是顆粒碳酸鹽巖或骨架碳酸鹽巖最主要的成巖作用類型，也是導(dǎo)致研究區(qū)飛二段灘相儲層不發(fā)育的主要成巖作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)組分特征，可識別出川東龍門構(gòu)造飛二段灘相儲層中至少有4期膠結(jié)充填物。

第一期膠結(jié)物主要發(fā)育在亮晶鮞?；?guī)r中，通常呈纖狀、柱狀或馬牙狀，顆粒周圍長成櫛殼狀等厚環(huán)邊，厚度0.01～0.02 mm(圖4-A、B、C)，形成于孔隙水仍與正常海水密切交換的海底潛流帶中[14]。海底成巖環(huán)境的膠結(jié)物主要是由纖維狀的文石和高鎂方解石組成。文石和高鎂方解石都是不穩(wěn)定礦物，易轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐虬自剖?。研究區(qū)第一期膠結(jié)充填物常見纖柱狀方解石，少見白云石化現(xiàn)象。

第二期膠結(jié)充填物主要是淺埋藏環(huán)境下方解石呈粉晶等軸粒狀充填于第一期膠結(jié)物形成之后的原生粒間孔和次生粒間孔中(圖4-B、C)。原生粒間孔隙往往被充滿。第二期方解石膠結(jié)充填物體積分?jǐn)?shù)可達(dá)10%以上，可使原生孔隙減少至原先的25%～45%，是顆?；?guī)r中原始粒間孔降低的重要原因之一。

第三期膠結(jié)充填物是在前兩期膠結(jié)充填物之后的剩余孔隙中存在。該期方解石晶體明亮、干凈且粗大，直徑一般大于0.1 mm，以單晶或嵌晶形式充填于孔隙，膠結(jié)物較為粗大，晶體之間常呈直線接觸，常以單晶形式出現(xiàn)；該期膠結(jié)物常常與第一、第二期方解石呈膠結(jié)不整合接觸(圖4-B、C)。從顯微特征上看，這期方解石膠結(jié)充填物晶間大多數(shù)充填瀝青，表明形成時間應(yīng)該為液態(tài)烴充注之前，即原油充注之前。第三期膠結(jié)物在亮晶鮞?；?guī)r儲層中較為常見，約占巖石總體積的5%～8%，是儲層孔隙降低的重要原因。

圖4 川東龍門構(gòu)造天東100井飛二段灘相儲層膠結(jié)充填物顯微特征Fig.4 The microscopic characteristics of the cemented fillings of the T1f 2 beach facies reservoir in Well TD100 in the Longmen structure, eastern Sichuan Basin (A)亮晶鮞粒含云灰?guī)r，粒間孔充填第一期方解石膠結(jié)物，深度3 782.60 m，單偏光; (B)亮晶鮞?；?guī)r，粒間孔充填第一期(Ⅰ A)、第二期(Ⅱ A)和第三期(Ⅲ A)方解石膠結(jié)物，深度3 773.73 m，單偏光; (C)亮晶鮞?；?guī)r，粒間孔充填第一期(Ⅰ A)、第二期(Ⅱ A)和第三期(Ⅲ A)方解石膠結(jié)物，深度3 770.92 m，單偏光; (D)細(xì)晶云巖，晶間孔充填第四期(Ⅳ A)方解石膠結(jié)物，深度3 824.93 m，單偏光

第四期膠結(jié)充填物主要為方解石，充填于最晚期埋藏溶蝕作用形成的晶間溶孔中，天東100井晶粒白云巖中可見第四期膠結(jié)充填物充填于晚期埋藏溶蝕作用形成的晶間溶孔中。鏡下可觀察到晶間溶孔中原本充填的瀝青有明顯溶蝕的痕跡，且方解石干凈，表明方解石形成于瀝青充填之后(圖4-D)。這一期膠結(jié)充填物較少，僅發(fā)育于粉-細(xì)晶白云巖中。

3.5 白云石化作用

據(jù)前人統(tǒng)計，川東地區(qū)飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)儲層多為白云巖儲層，且儲層孔隙度與白云石含量具有正相關(guān)關(guān)系，白云石化模式主要為滲透回流，是優(yōu)質(zhì)儲層保存的關(guān)鍵因素[15]。研究區(qū)飛二段灘相儲層的白云石化作用非常發(fā)育，據(jù)生產(chǎn)資料統(tǒng)計，研究區(qū)產(chǎn)氣井段多為白云石層段，表明研究區(qū)白云石化作用對鮞灘儲層的形成和發(fā)育非常有利。

3.5.1 白云巖巖石學(xué)特征

研究區(qū)白云巖大多分布在飛二段灘相儲層的中上部，主要有2種白云巖類型：①殘余鮞?；屹|(zhì)白云巖或亮晶鮞粒云質(zhì)灰?guī)r。這類白云石多為粉晶或細(xì)晶白云石交代鮞粒核心的灰泥，粒間孔中充填的膠結(jié)物很少被交代。這類白云石的晶形較好，一般為半自形-自形晶，陰極射線下發(fā)暗紅光(圖5-A、B)。②細(xì)晶白云巖。這類白云巖的特征表現(xiàn)為細(xì)晶白云石完全交代顆?；?guī)r，白云石晶體干凈明亮，多為自形晶，陰極射線下發(fā)暗紅光(圖5-C、D)。以上特征表明兩類白云巖的白云石化時間較早，未經(jīng)歷后期其他成巖作用的強(qiáng)烈改造[15]；微弱的陰極發(fā)光也表明白云石形成于低Mn2+環(huán)境中[16-20]，可能為同生-準(zhǔn)同生期白云石化作用形成。

圖5 川東龍門構(gòu)造天東100井飛二段灘相儲層主要白云巖類型及其陰極發(fā)光特征Fig.5 The main types of dolomite and its CL characteristics of the T1f 2 beach facies reservoirs in Well TD100 (A)亮晶鮞粒云質(zhì)灰?guī)r，粉晶白云石交代鮞粒，深度3 779.8 m，單偏光; (B)為(A)的陰極發(fā)光照片,白云石在陰極射線下發(fā)暗紅光，方解石膠結(jié)物不發(fā)光; (C)細(xì)晶云巖，深度3 821.15 m，單偏光; (D)為(C)的陰極發(fā)光照片，白云石在陰極射線下發(fā)暗紅光

3.5.2 白云石鍶同位素特征

研究區(qū)飛二段灘相儲層的白云石化作用較強(qiáng)，白云石類型豐富。通過對以上2種類型的白云巖進(jìn)行激光微區(qū)鍶同位素和LA-ICP-MS分析，進(jìn)一步明確白云石成因。

亮晶鮞粒云質(zhì)灰?guī)r與細(xì)晶云巖中的激光微區(qū)鍶同位素分析結(jié)果表明(表1)，交代鮞粒的粉晶白云石和細(xì)晶云巖中的細(xì)晶白云石的87Sr/86Sr 值為 0.707 111～0.709 071，測得鮞?；?guī)r基巖的87Sr/86Sr 值為 0.707 634；而全球早三疊世海水的87Sr/86Sr 值為 0.707 1～0.707 8，平均值為 0.707 5[21]：表明研究區(qū)白云石的形成均與早三疊世同期海水有關(guān)。前人對川東北高能灘相儲層成巖流體進(jìn)行了分析，準(zhǔn)同生白云巖的87Sr/86Sr比值為 0.706 755～0.709 300，被認(rèn)為是具有川東北地區(qū)早三疊世海水鍶同位素組成特征[22-23]，與本次分析的同位素比值特征一致。且所測白云石與同一樣品中鮞粒圈層中的灰泥的同位素組成較為相似，進(jìn)一步說明研究區(qū)白云石的形成與早三疊世同期海水相關(guān)。

表1 川東龍門構(gòu)造飛二段灘相儲層白云巖激光微區(qū)鍶同位素分析結(jié)果Table 1 Laser micro-zones strontium isotope analysis of dolomite in T1f 2 beach facies reservoirs in the Longmen structure

3.5.3 白云石痕量元素特征

研究區(qū)飛二段鮞粒云質(zhì)灰?guī)r及晶粒云巖中的白云石激光微區(qū)LA-ICP-MS分析結(jié)果顯示(表2)，Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wNa)為(30.8～244)×10-6，平均為137×10-6；K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wK)為(1.24～144)×10-6，平均為21.4×10-6；Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wMn)為(7.44～51.9)×10-6，平均為21.4×10-6；Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wFe)為(49.6～584)×10-6，平均為240.5×10-6。白云石Na、K含量較高，而Fe、Mn含量較低，表明研究區(qū)飛二段白云石化流體的鹽度較高，白云石化作用發(fā)生在準(zhǔn)同生成巖環(huán)境中[15,24]。

表2 川東龍門構(gòu)造飛二段灘相儲層白云石激光微區(qū)LA-ICP-MS分析結(jié)果Table 2 Laser micro-area LA-ICP-MS analysis of dolomite from the T1f2 beach facies reservoir in the Longmen structure

測試工作是在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司實驗室完成。

測試工作是在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司實驗室完成。

3.5.4 白云石化模式

川東龍門構(gòu)造飛二段晚期存在高鹽度局限環(huán)境。在飛三段沉積之前，研究區(qū)為碳酸鹽巖臺地沉積。飛二段鮞灘非常發(fā)育，由于障壁作用，飛二沉積晚期發(fā)育膏質(zhì)/云質(zhì)潟湖(圖6)。大量Ca2+由于石膏的沉積而消耗，導(dǎo)致膏質(zhì)潟湖水體的Mg2+/Ca2+值大幅度升高，富Mg流體向鮞粒灘滲透回流，從而發(fā)生白云石化作用，此過程即為滲透回流白云石化作用[25-26]。通過對不同產(chǎn)狀的白云石的陰極發(fā)光、痕量元素及鍶同位素的分析結(jié)果，也顯示白云石化的流體源主要為飛仙關(guān)期的同期海水，白云石化的時間主要為同生-準(zhǔn)同生期。以上結(jié)果表明，研究區(qū)飛二段儲層白云石化作用為同生-準(zhǔn)同生期的高鹽度鹵水的滲透回流白云石化作用。

圖6 川東龍門構(gòu)造天東9井飛二段頂部膏質(zhì)潟湖巖性顯微特征Fig.6 The microscopic characteristics of the gypsum lagoon rocks from the top of T1f 2 in Well TD9 in the Longmen structure (A)膏質(zhì)泥晶白云巖，泥晶白云巖中的放射狀石膏，深度3 554.27 m，正交偏光; (B)含膏鮞粒粉晶白云巖，鮞粒的粒間孔充填石膏，深度3 555.96 m，正交偏光; (C)含膏鮞粒粉晶白云巖，鮞粒的粒間孔及粒內(nèi)溶孔充填石膏，深度3 556.12 m，正交偏光; (D)膏質(zhì)泥-粉晶白云巖，泥-粉晶白云巖中放射性石膏，深度3 560.31 m，正交偏光

4 儲層孔隙演化特征

4.1 儲層成巖演化序列

通過對川東龍門構(gòu)造灘相儲層的成巖作用以及成巖環(huán)境研究，認(rèn)為研究區(qū)飛二段灘相儲層主要經(jīng)歷了以下幾個階段：

a.同生-準(zhǔn)同生階段。在正常海底環(huán)境下，發(fā)生海底泥晶化作用以及第一期膠結(jié)充填作用，粒間孔被纖狀方解石充填(圖7-A、B、G、H)；隨著海平面下降，灘體暴露，發(fā)生第一期溶蝕作用，鮞粒中的灰泥被大氣淡水選擇性溶蝕，形成粒內(nèi)溶孔，部分沉淀單晶方解石，形成鑄模孔。

b.早成巖階段。在淺埋藏環(huán)境下，成巖早期發(fā)生第二期膠結(jié)充填作用，粉晶方解石充填于粒間孔；淺埋藏時期壓實壓溶作用非常強(qiáng)烈，導(dǎo)致顆粒堆積緊密，破壞了大部分原生孔隙(圖7-C、I)。

c.中成巖階段。屬于中埋藏環(huán)境，發(fā)生第二期埋藏溶蝕作用以及第三期粗晶方解石膠結(jié)作用(圖7-D、J)；隨著埋深增加，溫度升高，開始有液態(tài)烴充注(圖7-E、K)。

d.晚成巖階段。隨著地層埋深增加，熱演化程度升高，液態(tài)烴轉(zhuǎn)化為瀝青和氣態(tài)烴，大部分晶粒白云巖中發(fā)生第三期深埋藏溶蝕作用，產(chǎn)生大部分晶間溶孔，部分晶間溶孔被第四期方解石膠結(jié)物充填(圖7-F、L)。

4.2 儲層孔隙演化特征

研究區(qū)飛二段灘相儲層主要包括2類儲集巖：鮞?；?guī)r和晶粒白云巖。2種巖石類型有著完全不同的孔隙演化特征。以川東龍門構(gòu)造天東100井為例，經(jīng)不同成巖作用的改造，鮞粒灰?guī)r現(xiàn)今孔隙度為1%～3%；而粉-細(xì)晶白云巖現(xiàn)今孔隙度為5%～8%，最高可達(dá)10%～15%(圖7)。

圖7 川東龍門構(gòu)造飛二段灘相儲層孔隙演化特征Fig.7 Pore evolution characteristics of T1f 2 beach facies reservoirs in the Longmen structure, eastern Sichuan Basin

4.2.1 鮞?；?guī)r

同生-準(zhǔn)同生階段，鮞?；?guī)r沉積時為松散的顆粒堆積，顆粒間為原生粒間孔，原生孔隙度為30%～40%(圖7-A)。在海底成巖環(huán)境下，發(fā)生泥晶化作用和第一期纖狀方解石膠結(jié)作用，原生孔隙度下降到20%～30%。隨著海平面下降，灘體暴露，發(fā)生大氣淡水溶蝕作用，溶蝕鮞粒內(nèi)部的灰泥，形成粒內(nèi)溶孔，部分充填單晶方解石，形成鑄模孔，孔隙度有所上升，約為25%(圖7-B)。早成巖時期，第二期粉晶方解石膠結(jié)作用，粉晶方解石充填大部分粒間孔和粒內(nèi)溶孔(圖7-C)，壓實巖溶作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致原生粒間孔幾乎消失殆盡，孔隙度為5%～8%。中成巖時期，發(fā)生第二期(生油前)溶蝕作用，形成部分粒間溶孔，發(fā)生第三期粗晶方解石膠結(jié)作用，孔隙度為3%～5%(圖7-D)。第三期膠結(jié)后，烴類沿著剩余孔隙和晶間微隙浸入，占據(jù)了部分剩余孔隙，孔隙度下降至2%～3%(圖7-E)。隨著埋藏深度增加，熱演化程度升高，液態(tài)烴轉(zhuǎn)化為氣烴和瀝青，形成部分瀝青收縮孔。深埋藏時期發(fā)育第三期(生氣期)溶蝕作用，但在鮞?；?guī)r中，第三期埋藏溶蝕作用不發(fā)育，僅形成少量晶間溶孔，大部分被第四期方解石膠結(jié)物充填，此時孔隙度為1%～3%(圖7-F)。由于龍門構(gòu)造裂縫很少，抬升埋藏階段的構(gòu)造運(yùn)動對儲層孔隙的影響不大，儲層現(xiàn)今孔隙度為1%～3%。

4.2.2 晶粒云巖

研究區(qū)飛二段晶粒云巖的原巖多為鮞?；?guī)r，由于白云石化作用非常強(qiáng)烈，形成了粉-細(xì)晶白云巖。同生-準(zhǔn)同生階段為鮞?；?guī)r，原生孔隙度為30%～40%(圖7-G)，在海底成巖環(huán)境下，發(fā)生泥晶化作用和第一期纖狀方解石膠結(jié)作用，原生孔隙下降到20%～30%；隨著海平面下降，灘體暴露發(fā)生第一期大氣淡水溶蝕作用，溶蝕鮞粒內(nèi)部的灰泥，形成粒內(nèi)溶孔，部分充填單晶方解石，形成鑄模孔；由于海平面變化，發(fā)生滲透回流白云石化作用，粉晶自形白云石交代鮞粒的核心或圈層，部分膠結(jié)物也被交代，形成(灰質(zhì))粉晶白云巖，此時巖石孔隙度約20%(圖7-H)。滲透回流白云石化作用增加了巖石強(qiáng)度，抑制了壓實壓溶作用以及膠結(jié)充填作用對孔隙的破壞，故早成巖時期，僅有少量第二期膠結(jié)作用充填少部分粒間孔和晶間孔，孔隙度為8%～10%(圖7-I)。中成巖時期，發(fā)生第二期(生油前)埋藏溶蝕作用，酸性流體沿白云石晶間進(jìn)入，形成大量的晶間孔(圖7-J)，但大多被隨后液態(tài)烴浸入和第三期方解石膠結(jié)物充填，孔隙度為6%～8%(圖7-K)；同時局部發(fā)生埋藏白云石化作用，主要為晶粒白云巖中白云石晶體邊緣加大以及自形白云石充填晶間孔，減少了部分孔隙，此時孔隙度保持在4%～6%。晚成巖時期，隨著埋藏深度增加，熱演化程度升高，液態(tài)烴轉(zhuǎn)化為氣烴和瀝青，形成一部分瀝青收縮孔，此時第三期(生氣期)埋藏溶蝕作用發(fā)育，晶間孔充填的方解石膠結(jié)物和瀝青被溶蝕，形成大量晶間(溶)孔；隨后第四期膠結(jié)作用少量發(fā)育，方解石膠結(jié)物充填部分晶間孔，保留大部分有效孔隙，孔隙度為5%～8%，部分第三期溶蝕非常發(fā)育的細(xì)晶白云巖中，孔隙度最高可達(dá)15%(圖7-L)。

5 結(jié) 論

a.川東龍門構(gòu)造三疊系飛仙關(guān)組第二段灘相儲層主要包括2類儲集巖：亮晶鮞粒(含云)灰?guī)r及(殘余鮞粒)粉-細(xì)晶白云巖。鮞?；?guī)r類儲集巖在研究區(qū)發(fā)育廣泛，白云石化作用弱，孔隙度多數(shù)為1%～3%，大多數(shù)為非儲層；晶粒白云巖類在研究區(qū)飛二段局部非常發(fā)育，孔隙度多數(shù)大于4%，部分可高達(dá)15%，晶間孔發(fā)育，為研究區(qū)最好的儲集層。

b. 研究區(qū)飛二段灘相儲層主要成巖作用類型包括：壓實壓溶作用、泥晶化作用、膠結(jié)充填作用、溶蝕作用以及白云石化作用。其中兩期埋藏溶蝕作用以及白云石化作用是控制儲層發(fā)育的主要因素。

c. 研究區(qū)飛二段鮞粒灰?guī)r主要受壓實壓溶作用及膠結(jié)充填作用影響，儲層非常不發(fā)育，現(xiàn)今孔隙度大多數(shù)為1%～3%；而晶粒白云巖由于白云石化作用以及埋藏溶蝕作用非常發(fā)育，使得晶間(溶)孔非常發(fā)育，現(xiàn)今孔隙度為5%～8%，最高可達(dá)15%。晚成巖階段深埋藏環(huán)境下的第三期溶蝕作用為控制儲層發(fā)育的主要因素，也是研究區(qū)儲層孔隙形成的主要階段。