四川盆地龍王廟組儲層溶蝕作用類型及特征

O 陳陽陳晶晶王克鑫朱燁（.長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 湖北 43000 .湖北省十堰市太和醫(yī)院 湖北 44000）

四川盆地龍王廟組儲層溶蝕作用類型及特征

O 陳陽1陳晶晶2王克鑫1朱燁1
（1.長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 湖北 430100 2.湖北省十堰市太和醫(yī)院 湖北 442000）

溶蝕作用是四川盆地龍王廟組白云巖儲層形成的關(guān)鍵。本文在四川盆地龍王廟組白云巖儲層中識別出同生期溶蝕作用、表生期溶蝕作用、埋藏溶蝕作用，并且分別總結(jié)了他們的主要特征。通過對溶蝕作用的認識進而探討深層碳酸鹽巖儲層孔隙保存機理，為下一步的勘探開發(fā)提出建議。

龍王廟組；同生期溶蝕作用；表生期溶蝕作用；埋藏溶蝕作用

當前我國海相碳酸鹽巖油氣勘探正處在大發(fā)展期，勘探的層位從淺部油氣藏轉(zhuǎn)向深層油氣藏，川中龍王廟組發(fā)育物性良好的碳酸鹽巖儲層。成巖變化影響儲集巖的孔隙形成、保存及破壞，對儲層物性有著決定性作用。溶蝕作用是川中龍王廟組白云巖儲層最為重要的成巖作用，本文擬在前期勘探和前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖心觀察、薄片鑒定、測井、錄井、同位素以及包裹體等資料的綜合分析，探討本區(qū)龍王廟組深部碳酸鹽巖溶蝕作用的類型和特征，為下一步儲層預(yù)測和勘探實踐提供理論借鑒。

1.地質(zhì)背景

四川盆地是中國西部三大疊合盆地之一，是典型的多旋回沉積盆地。川中是四川盆地中部地帶的簡稱，包括遂寧、安岳、南充等地區(qū)。構(gòu)造分區(qū)屬于川中原地隆起-盆地區(qū)，隸屬于樂山-龍女寺古隆起。龍王廟組沉積前四川盆地為向東傾斜的緩坡，川中地區(qū)位于內(nèi)緩坡，主要發(fā)育顆粒灘、生屑灘和灘間海沉積，龍王廟組有三個成灘旋回，顆粒灘發(fā)育在每個旋回的上部。

2.溶蝕作用的類型及特征

溶蝕作用是川中龍王廟組白云巖儲層中最為重要的成巖作用，它的發(fā)育與否直接影響到該套白云巖的儲集性能。野外剖面觀察及薄片鑒定表明，研究區(qū)龍王廟組白云巖中的溶蝕作用主要有同生期溶蝕、埋藏溶蝕和表生溶蝕這三種類型。其中同生期及表生期溶蝕主要為大氣淡水淋濾作用，形成的孔隙主要有晶間孔、粒間孔等。埋藏溶蝕作用可以形成大量溶蝕孔、洞、縫。說明溶蝕流體的溶蝕能力比較強，可能含有深埋藏條件下有機質(zhì)脫羧作用形成的有機酸及熱化學(xué)硫酸鹽還原反應(yīng)（TSR）產(chǎn)生的H2S相關(guān)。

(1)同生期溶蝕作用

同生期流體的溫度壓力接近地表條件，成巖流體主要是大氣水、海水或者是二者的混合水，也可以是鹽度超過海水的超咸水。但由于海水對碳酸鹽巖過飽和，溶解作用有限，大氣淡水才是主要的成巖流體。同生巖溶作用主要受次級沉積旋回和海平面變化的控制，在海退時候，沉積體出露水體，就容易遭受富含CO2的大氣水淋慮而形成孔隙。

在此儲層中同生期溶蝕孔隙十分常見。當顆粒部分被溶蝕的時候，會殘余少量碎屑部分，而形成粒內(nèi)溶孔。當顆粒全部被溶蝕，就會形成鑄模孔。粒內(nèi)溶孔和鑄模孔的形成主要是由于大氣淡水選擇性溶蝕的結(jié)果，由文石和高鎂方解石形成的顆粒和鮞粒在海洋環(huán)境中是穩(wěn)定的，但在大氣淡水環(huán)境下就容易被溶蝕，這類溶蝕孔隙一般形成的時間較早，是同生階段的產(chǎn)物。在研究區(qū)GK1-2井中，瀝青充填鑄模孔，這也能說明溶蝕孔隙為早期溶孔，形成于原油侵位以前。

圖1 MX13井，4608.41m，龍王廟組，海底膠結(jié)物部分被大氣淡水溶蝕

第一期海底纖狀環(huán)邊膠結(jié)物被溶蝕同樣是本區(qū)發(fā)生同生期溶蝕的特征之一，如MX13井在顆粒灰?guī)r的原生粒間孔內(nèi)，可以見到第一期纖狀方解石膠結(jié)物遭受溶蝕，變得殘缺不全，其后的刃狀、馬牙狀細粒方解石膠結(jié)物與之呈膠結(jié)不整合接觸（圖1）。這種溶蝕作用大致在第一期膠結(jié)物形成之后不久到第二期方解石膠結(jié)作用之前，也就是說碳酸鹽沉積物在經(jīng)歷了早期海底膠結(jié)作用之后，在礦物穩(wěn)定化之前就受到了大氣淡水的溶蝕。

(2)表生溶蝕作用

表生巖溶是指已成巖的碳酸鹽巖抬升到地表遭受大氣水的溶蝕改造作用。低溫、低鹽度的大氣水是表生期主要的成巖流體，表生溶蝕與構(gòu)造運動或大范圍的海平面下降造成的地層暴露有關(guān)。表生溶蝕和同生溶蝕都是受大氣淡水淋濾而發(fā)生的溶蝕，但是同生期溶蝕作用發(fā)生的時間很早，通常是在沉積物剛沉積不久，碳酸鹽礦物尚未完全穩(wěn)定化的情況下發(fā)生的溶蝕，而且經(jīng)歷的時間相對較短；而表生期溶蝕作用發(fā)生的時間則比較晚，碳酸鹽巖沉積物已經(jīng)固結(jié)成巖、不穩(wěn)定礦物已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定礦物之后發(fā)生的溶蝕作用，經(jīng)歷的時間較長，影響的范圍也較大。

在川中龍王廟組白云巖儲層中露頭、巖心上表現(xiàn)為垂向分帶性明顯的復(fù)雜孔洞縫網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且發(fā)育溶蝕溝、坑、溶洞等，在洞穴中經(jīng)常充填與地下暗河有關(guān)的機械流水沉積的砂泥質(zhì)充填物、巨晶方解石、巖溶角礫等，巖溶層之上為不整合面或具有沉積間斷和缺失，巖溶角礫，高角度溶縫，非選擇性溶蝕孔洞。

在鉆井過程多次出現(xiàn)的鉆時減小、鉆速加快、井徑擴大、鉆具放空以及泥漿大量漏失現(xiàn)象，也說明了表生溶蝕作用產(chǎn)生了大量的溶蝕孔洞。常規(guī)測井上電阻率和密度降低，聲波時差、電磁波傳播時間、中子孔隙度增高等現(xiàn)象可識別大型縫洞型儲層。另外，成像測井（FMI）上的暗色團塊是識別洞穴的有效手段。洞穴中充填泥質(zhì)具有異常高的自然伽馬值，地震剖面上表現(xiàn)出明顯的串珠狀反射特征。在地層內(nèi)部，溶洞和地層波阻抗界面的相互作用可以形成多次繞射，對這些多次波進行疊前成像，即可在垂直方向形成多個強能量團即“串珠”。

包裹體類型、均一溫度、鹽度成熟度、碳氧同位素值等特征能夠反映充填作用發(fā)生的環(huán)境。孔洞中充填方解石具有較低的包裹體均一溫度、鹽度和碳氧同位素值。MX21、MX16、MX201等井巖心上觀察到大量與不整合面相關(guān)的溶蝕，部分洞穴充填的巨晶方解石具有低溫（55．7～73．2C）、低鹽度（1．4～6．6wt%NaClequiv）的特征（圖2），指示成巖流體受大氣淡水強烈改造。MX21井不整合面附近黃鐵礦的硫同位素值為-34．3～0．2‰，指示黃鐵礦是生物成因的。這一時期低溫和低鹽度的環(huán)境有利于硫酸鹽還原菌（SRB）的生長繁殖，進而直接或間接地降解有機物，產(chǎn)生的CO2或方解石富12C。

圖2 包裹體均一溫度、鹽度關(guān)系圖。來自MX21井不整合面附近洞穴中充填的方解石

(3)埋藏溶蝕作用

川中地區(qū)龍王廟組存在埋藏溶蝕作用，埋藏溶蝕包括儲層礦物因進一步深埋導(dǎo)致溫度升高、有機酸、CO2、H2S酸性溶劑引起的溶蝕作用和下部地層來源的比地層溫度高5-10C的熱液流體溶蝕作用，以及油氣參與的熱化學(xué)硫酸鹽還原作用。

通過鏡下薄片鑒定，我們發(fā)現(xiàn)高溫沉淀的礦物（鞍形白云石、白云石加大邊、均一溫度高的礦物）被溶蝕。鞍形白云石在巖心通常充填孔洞，或沿孔洞壁向內(nèi)生長，晶體常常彎曲成鐮刀型，晶面解理縫發(fā)育，正交偏光下波狀消光。螢石交代白云石的現(xiàn)象，螢石是熱液活動的標志礦物，這足以說明熱液活動的存在。沿成巖晚期的縫合線或晚期裂縫產(chǎn)生溶蝕孔隙，這些縫合線或裂縫及其溶孔中常充填原油及瀝青。含油、氣或瀝青包裹體的礦物被溶解，同樣說明溶解作用發(fā)生在油、氣充注和瀝青形成以后。

川中龍王廟組白云巖儲層不含陸源粘土礦物，充填了高溫條件下才沉淀的鞍形白云石、TSR成因的黃鐵礦。這足以說明孔隙的形成是埋藏溶蝕成因。

3.結(jié)論

(1)溶蝕作用是四川盆地龍王廟組白云巖儲層最重要的成巖作用，主要包括同生期溶蝕作用，表生期溶蝕作用，埋藏溶蝕作用三種不同類型的溶蝕作用。

(2)準同生溶蝕作用主要與大氣淡水有關(guān)，受次級沉積旋回和海平面變化的控制，主要特征是發(fā)育海底膠結(jié)，選擇性溶蝕，泥晶化作用，新月型膠結(jié)物，微型鐘乳型膠結(jié)物，等軸粒狀組構(gòu)的膠結(jié)物。

(3)表生溶蝕溶與構(gòu)造運動或大范圍的海平面下降造成的地層暴露有關(guān)，一般發(fā)生的時間比較晚，經(jīng)歷的時間較長，影響的范圍也較大。主要以洞穴充填物、鉆井、測井、地震、包裹體及碳氧同位素為主要特征。

(4)高溫沉淀的礦物（如鞍形白云石）和高硫同位素值的黃鐵礦充填孔洞、原礦物被高溫礦物交代、沿成巖晚期的縫合線或晚期裂縫產(chǎn)生的溶蝕孔隙等是本區(qū)龍王廟組儲層埋藏溶蝕作用的主要特征。埋藏溶蝕作用是儲層優(yōu)化改造的關(guān)鍵因素之一。

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Reservoir Stratum Dissolution Types and Characteristics of Dragon King Temple Formation in Sichuan Basin

Chen Yang1, Chen Jingjing2，Wang Kexin1, Zhu Ye1
（1.School of Resource and Environment of Yangtze University, Hubei, 430100 2.Shiyan Taihe Hospital in Hubei province, Hubei, 442000）

Dissolution is the key for the formation of dolomite reservoirs of Dragon King Temple Formation in Sichuan basin. This article to identify syngenetic dissolution, supergene period dissolution and burial dissolution in the dolomite reservoir of Dragon King Temple Formation in Sichuan basin, besides, it sums up their main characteristics respectively. Through the understanding of dissolution to discuss the pore preservation mechanism of deep-seated carbonate reservoir so that to give suggestions for further exploration and development.

Dragon King Temple Formation；syngenetic dissolution；supergene period dissolution；burial dissolution

T

A

陳陽（1991～），男，長江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，研究方向：油氣儲層地質(zhì)學(xué)。