成都凹陷中侏羅統沙溪廟組儲層特征與控制因素

謝 丹，楊映濤，馬 森，孫意博

（中石化西南油氣分公司勘探開發研究院，四川成都 610041）

近來年，在成都凹陷崇州、郫縣、新繁等地區所部署的多口鉆井均在中侏羅統沙溪廟組測試獲工業氣流或鉆遇良好的油氣顯示，該區中侏羅統沙溪廟組具有良好的勘探前景. 針對川西坳陷沙溪廟組儲層，眾多學者做了大量的研究工作[1-4]，主要集中在孝泉-新場、中江-回龍等地區，而成都凹陷處于川西坳陷內部，且前期鉆井較少，所以開展的研究工作相對較少. 鄧紅等[5-8]對成都凹陷侏羅系天然氣成藏條件進行了研究；張莊等[9]對成都凹陷中侏羅統沙溪廟組天然氣運移機制進行了探討；黃瀅竹等[10]對成都凹陷沙溪廟組下段沉積相進行了研究，認為研究區內沉積相以三角洲相為主發育河流-三角洲相沉積，且沙溪廟組是成都凹陷侏羅系的主要產層之一，儲層發育特征及主控因素的分析對尋找優質儲層發育區至關重要. 因此，本文利用研究區鉆井、薄片及測試分析等相關資料，對成都凹陷中侏羅統沙溪廟組儲層發育特征進行分析，并探討研究區儲層發育的主控因素，以期為優質儲層預測提供可靠的地質依據.

1 地質背景

成都凹陷位于四川盆地川西坳陷中段南部弱變形區，東鄰知新場-龍寶梁斷裂帶，西鄰安縣-鴨子河-大邑斷褶帶，北接孝泉-豐谷構造帶（圖1）[11]. 成都凹陷整體構造較低，但發育溫江背斜、新都鼻狀構造、馬井背斜等局部構造，這些正向構造帶縱向上發育較多含油氣層系，是研究區勘探重點區帶. 研究區內沙溪廟組地層保存較好，厚度較為穩定，約（500～800）m，巖性以灰色砂巖為主，夾深灰色、棕色、深棕色泥巖及砂質泥巖. 區內沙溪廟組分為下沙溪廟組、上沙溪廟組兩段，其中，下沙溪廟組砂巖巖石類型以巖屑石英砂巖為主，上沙溪廟組砂巖巖石類型以巖屑砂巖為主，縱向上，由深到淺巖屑有增加的趨勢. 上、下沙溪廟組均有儲層發育，下沙溪廟組儲層主要分布在馬井-新繁、廣漢-金堂、新都-洛帶等地區，上沙溪廟組儲層主要分布在廣漢-金堂、新都-洛帶等地區.

圖1 成都坳陷構造圖及位置圖（據楊永劍等修改）

2 儲層巖石學特征

對研究區內沙溪廟組1 095 塊巖石薄片分析資料進行了統計，結果表明，沙溪廟組儲層巖性多樣，包括巖屑石英砂巖、長石石英砂巖、石英砂巖、巖屑長石砂巖、長石砂巖、長石巖屑砂巖、巖屑砂巖等，但以巖屑長石砂巖、巖屑砂巖為主，長石巖屑砂巖次之，少量長石砂巖、巖屑石英砂巖等. 總體上自西部近物源區的崇州-溫江地區到東部遠物源區的廣漢-金堂地區，長石含量呈增加的趨勢，石英含量呈減小的趨勢（表1）. 巖性反映沙溪廟組地層沉積時期，西部近物源區受西龍門山富巖屑物源的控制明顯，巖屑含量較高，東北部遠物源區受富長石物源的控制明顯，長石含量相對較高. 填隙物以方解石為主，其次為泥質、硅質. 膠結類型以孔隙式為主，砂巖分選性以好為主，磨圓度中等，以次棱角狀為主.

表1 成都凹陷中侏羅統沙溪廟組砂巖組分統計表

3 儲層孔隙特征

薄片和掃描電鏡觀察結果顯示（圖2），研究區砂巖孔隙類型以剩余粒間孔、粒間溶孔為主，可見少量粒內溶孔、鑄模孔. 剩余粒間孔形態大多不完整，大小在（0.03～0.15）mm 之間，孔內潔凈，分布不均，孔隙連通性中等-較好（圖2a）. 粒間溶孔大小在（0.05～0.10）mm 之間，孔內可見少量粒間充填物（如早期膠結物）溶蝕，孔內可見自生石英、方解石、粘土礦物等充填（圖2b、圖2d），可見長石溶蝕形成的粒內溶孔（圖2c）.

圖2 成都凹陷下侏羅統中段沙溪廟組儲層孔隙特征

4 儲層物性特征

根據研究區沙溪廟組砂巖物性數據（表2）可知，研究區儲層孔隙度總平均值為8.96%，約70%的樣品孔隙度大于8.5%. 儲層滲透率總平均值為0.73×10-3μm2，滲透率大于1×10-3μm2的樣品約占樣品總數的12%，儲層總體上屬于中-低孔、低滲類型. 在平面上物性差異較為明顯，遠物源區的馬井-什邡地區物性較好，孔隙度平均值為13.07%，滲透率平均值為0.96×10-3μm2. 近物源區的崇州-溫江地區物性較差，孔隙度平均值為4.6%，滲透率平均值為0.13×10-3μm2.

表2 成都凹陷中侏羅統沙溪廟組砂巖物性數據統計表

5 儲層發育的主控因素

對于碎屑巖儲層，沉積和成巖作用是控制儲層發育的主要因素. 沉積作用中的物源、沉積微相、巖石類型、碎屑組分、膠結物含量等決定了儲層的原始物性及抵抗后期改造的能力，成巖作用中的壓實、膠結、溶蝕等決定了后期對儲層的改造程度[12-14].

5.1 沉積作用

（1）物源沉積背景

前人對川西地區侏羅系沉積物源方向作過較為詳細的研究，認為主要存在西部龍門山近物源和北部龍門山北段、米倉山-大巴山遠物源兩大物源體系[15]，近物源區主要發育辮狀河三角洲沉積體系，儲層物性較差，孔隙度以0～4%和大于11%為主，分別占樣品數的35.2%和38.3%；滲透率以（0.01～0.1）×10-3μm2為主，占樣品數的40.3%（圖3）. 遠物源區主要發育曲流河三角洲沉積體系，儲層物性較好，孔隙度主要以大于10%為主，占樣品數的33.2%；滲透率以（0.01～0.1）×10-3μm2為主，占樣品數的47.4%（圖4）.

圖3 近物源區砂體孔隙度、滲透率頻率分布直方圖

圖4 遠物源區砂體孔隙度、滲透率頻率分布直方圖

（2）碎屑成分

受不同物源區影響的砂巖儲層，碎屑組分與孔隙度之間存在一定的相關關系. 近物源區儲層孔隙度與石英含量呈較明顯正相關關系，與巖屑含量呈較明顯的負相關關系（圖5），與長石關系不明顯，反映出近物源條件下塑性巖屑易壓實變形，而石英碎屑顆粒可抵御上覆地層壓實作用對孔隙起保護作用. 遠物源區儲層砂巖孔隙度與巖屑和石英關系不明顯，與長石含量呈較明顯的正相關關系（圖6），反映出遠物源區較高的長石含量可提供溶蝕的物質基礎，有利于孔隙的形成.

圖5 近物源區儲層砂巖組分與孔隙度關系圖

圖6 遠物源區儲層砂巖組分與孔隙度關系圖

5.2 成巖作用

（1）壓實作用

壓實作用導致巖石體積不斷減小，孔隙流體不斷排出，孔隙度逐漸降低. 薄片、掃描電鏡觀察顯示（圖7），塑性巖屑顆粒被擠壓變形（圖7a）、片狀云母發生彎曲變形（圖7b），說明本區沙溪廟組儲層砂巖受到壓實作用較強. 通過儲層負膠結物孔隙度圖（圖8）可知，投點基本都落在左下方，說明研究區下沙溪廟組砂巖儲層受到壓實作用的影響大于膠結作用. 因此，壓實作用可能是導致研究區儲層孔隙度降低的最主要因素.

圖7 成都凹陷下侏羅統中段沙溪廟組儲層壓實作用鏡下特征

圖8 成都凹陷下侏羅統中段沙溪廟組儲層物性與膠結物關系圖

（2）膠結作用

據薄片觀察結果統計可知，研究區沙溪廟組砂巖膠結物主要為碳酸鹽巖膠結物，其次為泥質雜基，硅質膠結物含量較少. 不同物源區碳酸鹽巖膠結物與儲層孔隙度的關系表現出差異性，近物源區碳酸鹽巖膠結物含量與孔隙度關系不明顯（圖9 上），遠物源區碳酸鹽巖膠結物與孔隙度呈較為明顯的負相關關系（圖9 下），且當碳酸鹽膠結物含量小于7%時，孔隙度基本上大于10%；當碳酸鹽膠結物含量大于10%時，孔隙度基本小于7%. 說明對于遠物源區，較高的碳酸鹽膠結物不利于儲層的形成.

圖9 近物源區（上）、遠物源區（下）砂巖孔隙度與碳酸鹽膠結物量關系圖

（3）溶蝕作用

研究區主要發育粒內溶孔、粒間溶孔和鑄膜孔. 鑄體薄片觀察（圖10）表明，遠物源區可見長石的溶解，形成粒內溶孔（圖10a），同時可見巖屑、方解石膠結物的溶解（圖10b、圖10c），近物源區未見長石溶解，僅見巖屑溶蝕為粒內溶孔（圖10d）. 因此，溶蝕作用可能是遠物源區物性較好的原因之一.

圖10 成都凹陷下侏羅統中段沙溪廟組儲層溶蝕作用鏡下特征

6 結論

（1）成都凹陷中侏羅統沙溪廟組砂巖在不同區帶內組分相差較大，總體上自西向東表現為長石含量增加，巖屑含量減少，受物源控制明顯. 填隙物以碳酸鹽膠結物和泥質雜基為主，其次為硅質膠結物.

（2）主要的儲集空間類型為粒間溶孔、剩余粒間孔；儲層孔隙度總平均值為8.96%，儲層滲透率總平均值為0.73×10-3μm2，總體上屬于中-低孔、低滲類型.

（3）研究區沙溪廟組具有兩大物源，受不同物源的影響，對應發育不同的沉積體系. 不同沉積體系儲層物性存在一定的差別，表現為近物源區的崇州-溫江地區物性較差，孔隙度平均值為4.6%，滲透率平均值為0.13×10-3μm2，遠物源區的馬井-什邡地區物性較好，孔隙度平均值為13.07%，滲透率平均值為0.96×10-3μm2.

（4）壓實作用是造成本區儲層物性變差的最主要原因，膠結作用次之，溶蝕作用是改善本區儲層物性的重要成巖作用，且可能是造成遠近物源區物性差異的重要原因.