四川盆地南部寒武系碳酸鹽巖儲層類型及發育分布特征研究

雷和金，袁立，郝雷

（成都理工大學能源學院，四川成都610059）

油氣地質

四川盆地南部寒武系碳酸鹽巖儲層類型及發育分布特征研究

雷和金，袁立，郝雷

（成都理工大學能源學院，四川成都610059）

儲層基本特征認識是分析和研究儲層的重要基礎之一，針對川南地區寒武系碳酸鹽巖儲層，前人對儲層基本特征的總結尚顯不足，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上通過儲層的巖石類型及巖石學特征、儲滲空間類型與儲層類型特征、儲層發育分布特征等幾個方面總結認識了區內碳酸鹽巖儲層特征。

寒武系；碳酸鹽巖；儲集空間；儲層特征

川南地區寒武系地層主要以碳酸鹽巖為主，由于沉積環境及構造運動變化的影響，其寒武系地層較為復雜，中、下寒武統沉積發育善元結構，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，其沉積環境也發生改變，由弱氧化還原環境演變為干熱型氧化環境；由于地殼抬升，下寒武統滄浪鋪租-麥地坪組主要為碎屑巖沉積，受陸源控制；中寒武統主要發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；上寒武統則主要沉積淺水碳酸鹽巖。

1　儲層特征

1.1巖石學特征

研究區碳酸鹽巖儲層主要以白云巖儲層為主，結合鉆井巖芯、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-粉晶）、顆粒白云巖（砂屑、鮞粒）等；此外還發育少量顆粒灰巖類儲層，可見于砂屑灰巖、鮞粒灰巖等巖性地層中。

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造運動的影響，導致次生儲集空間發育。根據孔隙的幾何形態、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。根據巖芯和薄片觀察，研究區主要發育粒內溶孔、粒間溶孔、鑄模孔、晶間溶孔等孔隙，且主要在砂屑灰巖、鮞粒云巖、含灰云巖等巖性層段較為發育。這類孔隙在研究區較為常見，部分溶孔孔內充填有瀝青、方解石等礦物，主要于區內高臺組、陡坡寺組、龍王廟組等地層發育。溶洞類儲集空間研究區發育分布最為廣泛且發育巖性不限，常見顆粒云巖、顆粒灰巖中發生溶蝕、還有對巖膏發生的溶蝕，可構成優質儲層的儲集空間。另外，研究區存在的3期構造裂縫和沿縫溶蝕現象，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，以各種儲集空間發育、組合情況以及儲層形成的主控因素兩種原則進行的碳酸鹽巖儲層劃分最為常用，根據儲集空間類型可將儲層劃分為孔隙、溶洞、裂縫三大類。根據儲集空間所占比例，各類儲層還可進一步細分（見圖1）。另外，碳酸鹽巖孔隙空間形成隨地質條件而異，通過該地區所經歷的地層演化以及地質因素，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、結合儲集巖巖性和儲集空間組合特征對儲層類型進行劃分。

圖1　根據儲集空間劃分的儲層類型

1.4儲層類型

通過對研究區野外露頭剖面、薄片、巖芯的觀察，并結合測井曲線分析，該區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合巖性、沉積相特征又可以進一步劃分為灘相白云巖、灘相灰巖儲層。

縱向上看，灘相白云巖儲層發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，大氣水對區內灘體進行的溶蝕作用有關；平面上該類儲層在涪陵、敘永、宜賓、廣安一線較為發育，常見于川東南、川西北地區臺內灘發育的區域。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物或顆粒內的溶蝕作用密切相關。結合野外露頭剖面資料分析，巖孔剖面上寒武統該類儲層發育，其儲層厚度達50.55 m，儲集空間主要為粒內溶孔，另可見構造縫、溶蝕縫，縫內未充填；樂山范店剖面也較為發育灘相儲層，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

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

1.4.2孔隙型儲層該類儲層可見于瀉湖相灰巖地層中發育，平面上主要位于四川盆地東南部瀉湖相區，縱向上與層序關系不大。其巖性可為鮞粒灰巖、礫屑灰巖、砂屑灰巖等顆粒灰巖，儲集空間類型較少，僅粒內溶孔可見，故儲集性能相對較差，其成因多于埋藏階段溶蝕作用有關。該類儲層在研究區發育較少，僅見1層發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育，平面上在研究區發育廣泛，自四川東部豐都、正安、遵義到四川西部敘永、自貢、范店都有發育，且主要發育于潮坪相帶，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、構造縫溶蝕形成的溶蝕孔洞。研究區該類儲層多見，在各個剖面都有發育。三匯場剖面共發育了9層該類儲層，厚度達42.6 m左右，部分樣品孔隙內可見充填有瀝青、自生石英，說明儲層可能與埋藏階段熱液溶蝕有關。

白云巖膏溶儲層常見于露頭剖面中，受層序影響不明顯，發育于膏質白云巖、細-粉晶白云巖地層中。可見鹽膏溶孔、溶洞發育，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造抬升運動，地層出露于地表，從而發生大氣淡水的溶蝕作用有關。該類儲層未見于樂山范店剖面，巖孔剖面共發育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

利用威遠區域鉆井資料（威遠18、威水2、威寒1井洗象池虛、龍王廟組共30個巖芯樣品），分析研究區儲層物性特征。觀察統計發現，該區域樣品孔隙普遍不發育，88.19%的樣品孔隙度小于2%，3%～5%的樣品其孔隙度值達11.25%，少數樣品孔隙度在4.7%～11.08%；平均孔隙度約1.61%；此外，統計表明，該區域樣品滲透率普遍較低。滲透率值低于0.01 mD的樣品數較多，約占總樣品數的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。

結合林1井、丁山1井鉆井資料分析四川盆地東南部區域婁關山群、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區間內；婁關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。

根據上述研究區樣品物性特征可以發現，區內儲層物性較差，普遍具有低孔低滲特征。

圖5　重慶秀山儲層孔滲特征

3　儲層發育分布特征

通過對研究區巖芯及薄片資料觀察，統計樂山范店、三匯場、巖孔剖面的儲層數量、厚度、相對應的沉積相厚度，從而分析區內優勢儲層類型、有利沉積相帶。

圖6　儲層厚度發育分布

研究表明，區內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育，為優勢儲層，其儲層累積厚度可達52.3 m、67.8 m。根據沉積相以及相關儲層厚度分析發現，儲層發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）。統計3個剖面的儲層發育厚度，分析發現，巖孔剖面儲層最為發育，可見4種類型的儲層，其儲層厚度累計可達105.25 m；樂山范店剖面儲層相對欠發育，僅發育兩種類型的儲層，儲層累計厚度為34.05 m。

4　結論

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

（2）區內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，結合巖性和沉積相特征，可劃分為5類儲層：灘相灰巖型儲層、灘相云巖型儲層、潮坪相云巖型儲層、瀉湖相灰巖型儲層、白云巖膏溶型儲層。

（3）區內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內優勢儲層，灘相沉積的顆粒灘為儲層發育的有利相帶。

［1］黃文明，劉樹根，等.四川盆地寒武系儲層特征及優質儲層形成機理［J］.石油與天然氣地質，2009，30（5）：566-575.

［2］劉怡杉，閆華嵋，虞一洋.螺觀1井寒武系洗象池群沉積相與儲層特征研究［J］.內江科技，2013，（4）：155-156.

［3］徐世琦，張光榮，王欣.古隆起帶寒武系洗象池群油氣勘探前景分析［J］.天然氣勘探與開發，2004，27（4）：1-2.

［4］黃文明，劉樹根，王國芝，等.四川盆地下古生界油氣地質條件及氣藏特征［J］.天然氣地球科學，2011，22（3）：466-475.

［5］張曉峰.四川盆地寒武系膏鹽巖特征與成藏條件研究［D］.成都理工大學，2011.

［6］石和，黃思靜，沈立成，等.重慶秀山寒武紀海相碳酸鹽的鍶同位素組成及其地層學意義［J］.地層學雜志，2003，27（1）：71-76.

［7］張璽華，賀振華，黃德濟，等.層序地層學在碳酸鹽巖鮞灘儲層預測中的應用研究［J］.石油天然氣學報，2009，31（2）：215-218.

［8］李偉，余華琪，鄧鴻斌.四川盆地中南部寒武系地層劃分對比與沉積演化特征［J］.石油勘探與開發，2012，39（6）：681-690.

［9］鐘大康，朱筱敏，李樹靜，等.早期碳酸鹽膠結作用對砂巖孔隙演化的影響［J］.沉積學報，2007，25（6）：885-890.

［10］李凌，譚秀成，夏吉文，等.海平面升降對威遠寒武系灘相儲層的影響［J］.地質與勘探，2008，28（4）：19-21.

［11］姚根順，周進高，鄒偉宏，等.四川盆地下寒武統龍干廟組顆粒灘特征及分布規律［J］.海相油氣地質，2013，18（4）：1-8.

［12］Wang J，Chen D，Wang D，et al.Petrology and geochemistry of chert on the marginal zone of Yangtze Platform，western Hunan，South China，during the Ediacaran Cambrian transition［J］.Sedimentology，2012，59（3）：809-829.

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”下設子課題資助項目，項目編號：2011ZX05005。

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