四川盆地高石梯地區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氣層，本文利用現有的鉆井、測井等資料對川中地區燈四段巖溶型儲層進行研究，（1）古巖溶特征及識別標志：從地層接觸關系、巖石學特征、地球化學證據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）優質巖溶儲層分析：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，為最優質儲層發育帶，垂向滲流帶次之

引言

碳酸鹽巖是世界油氣資源的主要產層之一，而賦存其間的油氣約有四分之一是產于巖溶型儲層，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，呈現出復雜多期的巖溶特征，具體表現為溶洞數量多、特征復雜、分布不均，復雜的巖溶作用對儲層的發育與分布產生了重要影響。

燈影組第四段為燈影組的主要產氣層，因此，本文在前人研究的基礎上，利用現有的鉆井、測井等資料對川中地區燈四段進行研究，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質儲層形成機制，為期為燈影組油氣開發提供理論依據。

1.地質背景

高石梯地區地處四川盆地中部，屬于川中古隆起平緩構造區。該地區經歷了四川盆地的歷次地質運動事件，其中，桐灣運動的多幕式作用下，使得燈影組受到風化剝蝕，最終形成了優質的風化殼巖溶儲層。依據“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，見硅質結核或條帶。

2.巖溶識別標志

2.1巖石學標志及地層接觸關系

多幕桐灣運動對燈四段造成顯著影響，層序地層上表現為燈四段在大部分地區的減薄或缺失，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。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育的重要標志。鏡下觀察也可以發現溶孔、風化縫被發育的淡水膠結物，可指示表生期溶蝕改造作用的存在。

2.2地球化學證據

對燈四段鉆井取芯并測試其白云巖C、O同位素。經測試發現，燈四段δC和δO二者在燈影組頂部表現出一致的負偏特征，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物作流體包裹體均一溫度測試分析，數據顯示，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育段未充填溶洞的存在。對燈四段成像測井圖像分析，結果表明在深度為4983.2～4984.42m處出現明顯黑斑，表明該處發育有未被充填的巖溶洞穴，巖溶洞穴作為巖溶作用的產物，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相互佐證，共同反映研究區表生巖溶作用的存在。

3.巖溶分帶

根據水動力學以及巖溶產物特征，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曲線整體表現較低;垂向滲流帶以多發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，伽馬值呈現中高值;地面巖溶帶發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，可見殘積鋁土質礦物氧化層、巖溶角礫等巖溶產物存留。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質儲層發育。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，致使其不能成為優質儲層;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，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。

高石梯地區燈四段主要發育垂向滲流帶和水平潛流帶，其中水平潛流帶為最優質儲層發育帶，垂向滲流帶次之。水平潛流帶穩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、規模較大。該區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育帶;垂向滲流帶以多發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，該巖溶段發育次一級的優質儲層。

5.結論

綜上所訴，川中地區燈四段巖溶型儲層是該區域的重要儲層類型，水平潛流帶為最優質儲層發育帶，望加強對水平潛流帶的儲層勘探力度。以此同時，也應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）