鄭榮才, 李 珂, 馬啟科, 李世臨, 李 爽

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 重慶氣礦,重慶 400021)

五百梯氣田隸屬四川盆地東部地區(qū)(以下簡稱川東地區(qū))高陡構(gòu)造帶中的大天池背斜構(gòu)造北段，是川東地區(qū)石炭系黃龍組主力產(chǎn)氣構(gòu)造(圖1)。前人對該地區(qū)黃龍組沉積相、成巖作用和儲層發(fā)育特征的研究已積累有豐富的資料[1-11]，但對成巖作用與儲層發(fā)育關(guān)系的研究仍很薄弱。碳酸鹽成巖作用是儲層沉積學(xué)及含油氣盆地研究最為活躍的領(lǐng)域之一，成巖改造后保留的原生孔隙和新形成的次生孔隙是重要儲集空間，其形成、演化過程受成巖作用類型、成巖階段和成巖強度控制[12]，儲層分布規(guī)律與特定的成巖相關(guān)系密切[13]，因此，成巖相研究成為有效的儲層預(yù)測和評價技術(shù)方法之一[14]。本文旨在已有研究成果基礎(chǔ)上，詳細研究五百梯氣田石炭系黃龍組成巖作用類型及特征，并在此基礎(chǔ)上討論成巖相與儲層發(fā)育和分布規(guī)律的關(guān)系，為下一步勘探目標(biāo)的優(yōu)選提供地質(zhì)依據(jù)。

圖1 五百梯氣田綱要圖Fig.1 The structure outline map of the Wubaiti gas field

1 儲層發(fā)育的地質(zhì)背景

五百梯氣田形態(tài)為一被斷層復(fù)雜化的北東向多高點箱狀短軸背斜，背斜構(gòu)造東北端舒展而西南端收斂，東南翼傾角8°～20°，向東南緩慢下傾至南雅向斜，構(gòu)造西北翼下傾至大方寺向斜。川東地區(qū)石炭系由于受云南運動強烈構(gòu)造隆升和侵蝕影響，大部分地區(qū)僅殘存不完整的上石炭統(tǒng)黃龍組[1]，該地層單元不整合超覆在中志留統(tǒng)韓家店組暗色泥頁巖之上，頂被下二疊統(tǒng)梁山組煤系地層超覆，自下而上可劃分為連續(xù)沉積的第一段(C2hl1)、第二段(C2hl2)、第三段(C2hl3)3個巖性段(圖2)。 C2hl1段巖性以去膏及去云化成因的次生灰?guī)r、次生灰質(zhì)喀斯特角礫巖為主，夾微晶云巖和紋層狀膏質(zhì)白云巖。C2hl2段巖性為微晶白云巖、粉-細晶白云巖、粉晶砂屑白云巖、粉晶生物屑白云巖、粉晶復(fù)合顆粒白云巖及干裂破碎角礫狀白云巖和各類云質(zhì)喀斯特角礫巖，局部夾次生灰質(zhì)喀斯特角礫巖。C2hl3段巖性以微晶灰?guī)r、生物屑微晶灰?guī)r、微-亮晶砂屑生物屑灰?guī)r，以及各類灰質(zhì)喀斯特角礫巖為主，夾微-粉晶白云巖、顆粒微晶白云巖及云質(zhì)喀斯特角礫巖。其中C2hl2即白云巖段為最重要的儲層發(fā)育段。

圖2 五百梯氣田天東69井黃龍組沉積相及儲層特征綜合柱狀圖Fig.2 The integrated histogram of the sedimentary facies and reservoir characteristics for Huanglong Formation in the Wubaiti gas field (Well Tiandong 69)

圖3 五百梯氣田黃龍組不同沉積微相的儲層孔隙度分布直方圖Fig.3 The porosity distribution histogram of different sedimentary facies reservoir for Huanglong Formation in the Wubaiti gas field

2 儲層沉積學(xué)特征

2.1 儲層沉積相特征

2.1.1 沉積相劃分與演化特征

3個巖性段巖性組合的差異性(圖2)，清晰地反映了不斷擴大的黃龍組海侵沉積演化歷史[1,2]，并可將黃龍組劃分為3個連續(xù)演化的沉積亞相和眾多微相類型：①C2hl1段，為典型的海灣塞卜哈環(huán)境，以發(fā)育膏鹽湖、膏云坪和咸化潟湖沉積微相為主；②C2hl2段，隨海侵擴大進入局限海灣環(huán)境，以發(fā)育水循環(huán)漸趨良好和韻律交替的濱外淺灘與潮下靜水泥沉積微相為主；③C2hl3段，海侵范圍進一步擴大，整個川東地區(qū)進入開闊海灣環(huán)境，以廣泛發(fā)育淺海陸棚泥間夾淺灘沉積微相為主。有關(guān)各巖性段沉積亞相與微相特征已有詳細描述[1,2]，因受篇幅限制，本文僅綜合于圖2中。從五百梯黃龍組各沉積微相的孔隙度分布直方圖中(圖3)，可看出最有利于儲層發(fā)育的沉積微相為生屑灘，其次為砂屑灘和復(fù)合顆粒灘。

2.1.2 古生物特征

圖4 C2hl2+3段古生物類型及相對含量直方圖Fig.4 The histogram of the paleontology types and their relative amounts in C2hl2+3 of Huanglong Formation

2.2 儲層特征

2.2.1 儲層巖石類型

a.灰?guī)r類

灰?guī)r普遍分布在C2hl1段和C2hl3段，在C2hl2段中少量分布。其中C2hl1段主要為白云質(zhì)灰?guī)r和次生灰?guī)r，C2hl3段為泥-微晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r、(含)生物碎屑灰?guī)r和砂屑灰?guī)r等。

b.白云巖類

有2種主要類型：其一為褐灰色粉-細晶白云巖、砂屑白云巖、生屑白云巖、各類復(fù)合顆粒白云巖(圖5-A～G)和微晶白云巖(圖5-H)，各類晶粒和顆粒白云巖中往往發(fā)育有豐富的、大小不等的溶蝕孔、洞、縫，溶蝕孔、洞內(nèi)往往充填有熱液沉淀的異形巨晶白云石(圖5-A～I)，或有強烈的重結(jié)晶作用(圖5-A～J)。其中各類晶粒和顆粒白云巖為黃龍組最重要的儲集巖類，主要發(fā)育在C2hl2段。其二為淺灰色含泥紋微晶白云巖(圖5-K)，發(fā)育于C2hl1段，與膏鹽巖共生，或為膏云巖,因去膏、云化作用強烈,常轉(zhuǎn)化為具條帶狀、網(wǎng)格狀等蒸發(fā)巖殘余結(jié)構(gòu)或具白云石晶形假象的次生灰?guī)r(圖5-L)。

c.喀斯特角礫巖類

按照結(jié)構(gòu)特征，可劃分出網(wǎng)縫鑲嵌狀、角礫支撐亮晶膠結(jié)、角礫支撐基質(zhì)膠結(jié)等多種類型的喀斯特角礫巖(圖6)；按喀斯特角礫成分,再結(jié)合喀斯特角礫巖產(chǎn)出層位，又可細分為云質(zhì)(圖6-A～C)、灰質(zhì)(圖6-D)和次生灰質(zhì)(圖6-E)喀斯特角礫巖和復(fù)成分喀斯特角礫巖等類型[15]：因此，具體命名采用結(jié)構(gòu)+成分的綜合命名方案(表1)，以反映不同結(jié)構(gòu)和成分的喀斯特角礫巖成因。其中有利儲層發(fā)育的喀斯特角礫巖主要是網(wǎng)縫鑲嵌狀云質(zhì)喀斯特角礫巖(圖6-A)、角礫支撐云質(zhì)喀斯特角礫巖(圖6-B)，而其他類型的喀斯特角礫巖一般不太有利于儲層發(fā)育。

圖5 五百梯氣田石炭系黃龍組常見的成巖作用類型Fig.5 The common diagenesis of Carboniferous Huanglong Formation in the Wubaiti gas field(A)亮晶砂屑白云巖,粒間孔,天東65井,C2hl2,鑄體染色薄片,(-); (B)亮晶砂屑蟲屑白云巖,粒間溶孔,天東76井, C2hl2,鑄體染色薄片,(-); (C)微晶團塊白云巖,團塊內(nèi)含鮞粒和蟲屑,鮞粒和蟲屑發(fā)育粒內(nèi)溶孔,天東72井, C2hl2,鑄體染色薄片,(-); (D)微晶生物碎屑白云巖,腹足被溶蝕形成粒內(nèi)溶孔和鑄模孔,天東51井, C2hl2,鑄體染色薄片, (-); (E)殘余鮞粒粉-細晶白云巖,殘余鮞粒內(nèi)發(fā)育晶間溶孔,天東52井,C2hl2,鑄體染色薄片,(-); (F)粉-細晶白云巖,發(fā)育大量晶間孔和晶間溶孔,部分孔隙被瀝青充填,天東60井,C2hl2,鑄體染色薄片,(-); (G)亮晶蟲屑白云巖,天東22井,C2hl2,普通薄片,(-); (H)微晶白云巖,發(fā)育網(wǎng)狀裂縫,裂縫被輕微溶蝕,充填有微量的外來泥、粉砂,天東15井, C2hl2, 普通薄片,(-); (I)充填大型溶孔的異形熱液巨晶白云石,天東52井,C2hl2,鑄體染色薄片,(-); (J)強烈重結(jié)晶的團塊蟲屑白云巖,缺乏溶蝕作用,孔隙不發(fā)育,天東63井,C2hl2,普通染色薄片; (K)含泥紋的微晶白云巖,天東11井, C2hl2,普通薄片,(-); (L)去白云化作用形成的次生晶?；?guī)r,次生方解石具有白云石的菱形晶假象,天東52井, C2hl1,普通薄片,(-)

2.2.2 成巖作用特征

a.破壞性成巖作用

①壓實和壓溶作用。在本區(qū)普遍存在，主要表現(xiàn)為顆粒的壓實變形、移位和壓溶縫合線的發(fā)育等現(xiàn)象。由壓實造成孔隙強烈縮小是影響儲層發(fā)育的主要原因，而由壓溶形成的縫合線也因被壓溶殘渣、黏土、瀝青、黃鐵礦等半充填或全充填呈封閉狀，一般不具備儲集和滲透性。

②膠結(jié)作用。在黃龍組中普遍發(fā)育。黃龍組灰?guī)r中常見的膠結(jié)物以充填原生粒間孔的微晶、微-亮晶方解石和白云石為主，部分為等厚環(huán)邊生長的櫛殼狀和等軸粒狀多世代膠結(jié)的亮晶方解石和白云石，在喀斯特角礫巖中常見淡水沉淀的塊狀方解石和環(huán)溶孔壁向心生長的晶簇狀白云石膠結(jié)物。

③其他成巖作用類型很多，包括去白云石化、去膏化、硅化、天青石化、黃鐵礦化作用及自生礦物充填等作用，以自生礦物的充填作用對儲集巖原生孔隙的縮小、減少，甚至消失的影響最大，如常見的次生方解石、白云石、硅質(zhì)、天青石對孔洞的充填，可造成儲集巖的面孔率大為減少。

圖6 五百梯氣田黃龍組喀斯特角礫巖結(jié)構(gòu)-成因類型Fig.6 The structural-genetic types of karst breccias in Huanglong Formation in the Wubaiti gas field(A)網(wǎng)縫鑲嵌狀白云質(zhì)喀斯特角礫巖，天東75井，C2hl2 ; (B)角礫支撐狀白云質(zhì)喀斯特角礫巖，天東14井，C2hl2; (C)基質(zhì)支撐狀白云質(zhì)喀斯特角礫巖，天東51井，C2hl2; (D)基質(zhì)支撐灰質(zhì)喀斯特角礫巖，天東72井，C2hl3; (E)基質(zhì)支撐狀次生灰質(zhì)喀斯特角礫巖，天東22井，C2hl1

表1 黃龍組氣田喀斯特角礫巖結(jié)構(gòu)-成因分類[15]Table 1 The structural-genetic classification of the karst breccias in Huanglong Formation

b.建設(shè)性成巖作用

①白云巖化作用。是研究區(qū)碳酸鹽巖成巖過程中最為普遍和重要的成巖作用。根據(jù)薄片鑒定，黃龍組碳酸鹽巖白云化具有多期次特點，不同成巖階段的白云石結(jié)構(gòu)不同：(Ⅰ)準(zhǔn)同生階段泥晶-微晶白云巖(圖5-K),此類型巖性致密，孔隙不發(fā)育，但發(fā)育有裂縫時可形成溶蝕孔、縫，不過大多數(shù)孔、縫被后期方解石或白云石充填。(Ⅱ)早-中成巖階段粉晶-細晶白云巖，巖石的原始結(jié)構(gòu)普遍遭到不同程度的破壞，如殘余鮞粒、蟲屑和砂屑結(jié)構(gòu)(圖5-D、E、G)，部分為原始巖石結(jié)構(gòu)近于完全消失的晶粒結(jié)構(gòu)(圖5-F)。粉-細晶白云石較臟，常具霧心亮邊結(jié)構(gòu)，霧心中含較多殘余雜質(zhì)，晶間孔和晶間溶孔較發(fā)育，反映其是埋藏過程中熱液白云化作用產(chǎn)物[16,17]，且具有白云石化作用越強，儲層物性越好的特點。該期白云化作用對黃龍組儲層發(fā)育起關(guān)鍵的奠基作用。(Ⅲ)古表生期喀斯特階段充填溶蝕孔洞縫的淡水白云石，白云石具有潔凈的菱面體晶形，有沿大氣水溶蝕孔、洞、縫的壁環(huán)邊向心生長特點，含量低，對儲層物性影響不大，但可作為黃龍組曾遭受大氣水溶蝕改造作用的重要依據(jù)之一。(Ⅳ)再埋藏期中-晚成巖階段熱液白云石化，以白云石晶體粗大和晶面呈馬鞍狀的異形及具波狀消光為顯著特征(圖5-I)。此類白云石也因含量低對儲層物性影響不大，但由異形白云石的出現(xiàn)，反映再埋藏期的中-晚成巖階段存在深部熱液對儲層的溶蝕改造作用[18]。

②喀斯特作用。五百梯氣田黃龍組以發(fā)育古喀斯特型儲層為主。按喀斯特形成時期可分為古表生期喀斯特和再埋藏期深部熱液溶蝕作用。(Ⅰ)古表生期喀斯特作用，晚石炭世晚期受云南運動影響，整個川東地區(qū)抬升為陸，經(jīng)歷了15～20 Ma的風(fēng)化剝蝕作用，形成黃龍組頂部廣泛發(fā)育的古風(fēng)化殼和層內(nèi)相應(yīng)的喀斯特體系。在風(fēng)化剝蝕條件下，黃龍組碳酸鹽巖、膏鹽巖等可溶性巖層遭受地表大氣淡水及地下循環(huán)水的喀斯特作用而產(chǎn)生眾多大型溶蝕孔、洞、縫和各類充填大型溶洞的喀斯特角礫巖(表1)及相關(guān)的古喀斯特型儲層。(Ⅱ)再埋藏期深部熱液溶蝕作用：黃龍組被上覆二疊系梁山組煤系地層沉積超覆后進入不斷加深的再埋藏成巖環(huán)境，下伏中志留統(tǒng)韓家店組暗色泥巖和上覆梁山組煤系地層組成的烴源巖系在深埋藏?zé)嵫莼^程中，不斷排出酸性有機熱液并運移到黃龍組中，對早成巖階段形成的白云巖和古表生期形成的古喀斯特體系進行深部熱液疊加溶蝕改造而更有利于儲層發(fā)育。

據(jù)不同巖類的孔隙度分析結(jié)果(圖7)，表明經(jīng)喀斯特改造的砂屑或生屑白云巖，粉-細晶白云巖孔隙度最高，次為云質(zhì)喀斯特角礫巖。顯然，喀斯特作用也是最有利于黃龍組儲層發(fā)育的成巖方式之一。

③重結(jié)晶作用。黃龍組各層位的巖石均有不同程度的重結(jié)晶作用，以白云巖最為明顯且重要。重結(jié)晶的白云石晶體大小從微晶-細晶不等，局部可達中-粗晶，但最發(fā)育的是粉-細晶結(jié)構(gòu)，主要出現(xiàn)在顆粒白云巖和晶粒白云巖中(圖5-J)。

圖7 五百梯構(gòu)造黃龍組不同巖石類型的儲層孔隙度分布直方圖Fig.7 The porosity distribution histogram of the reservoirs with different rock types in Huanglong Formation of the Wubaiti block

重結(jié)晶作用強度對儲層發(fā)育的影響甚為明顯，以中等重結(jié)晶程度的粉-細晶白云巖晶間孔較發(fā)育，最有利于孔、滲性提高；而中-粗晶白云巖多呈鑲嵌結(jié)構(gòu)，僅在局部形成零星分布的晶間孔，孔隙度和滲透率較低；微晶白云巖重結(jié)晶程度低，孔隙普遍不發(fā)育，巖性致密。

④破裂作用。五百梯黃龍組由破裂作用形成的各類裂縫較發(fā)育，按成因可劃分為成巖壓裂縫、構(gòu)造縫、溶蝕縫等，其中構(gòu)造裂縫是黃龍組氣藏最重要的裂縫類型，而溶蝕縫有沿成巖壓裂縫和構(gòu)造縫繼承性疊加發(fā)育的復(fù)合成因特點。按裂縫寬度可劃分為大縫(縫寬>5 mm)、中縫(縫寬5～1 mm)、小縫(縫寬1～0.05 mm)和微裂縫(縫寬<0.05 mm)4類。其中單一的構(gòu)造縫多為中、小型裂縫，單一的成巖壓裂縫多為小型裂縫和微裂縫，對構(gòu)造縫進行溶蝕疊加改造而成的溶蝕縫多為大、中型裂縫，對成巖壓裂縫進行溶蝕疊加改造而成的溶蝕縫則以中、小型裂縫為主。從總體上看，被疊加溶蝕改造的各類裂縫是黃龍組氣藏最普遍和最有效的裂縫類型，裂縫的發(fā)育對黃龍組氣藏內(nèi)部的連通性及氣井穩(wěn)產(chǎn)起著極其重要的作用，特別是鉆井工程中，鉆遇疊加有溶蝕改造的裂縫發(fā)育帶一般都能獲得高產(chǎn)氣流，反映破裂作用對改善儲層的物性有著極其重要的貢獻。

2.3 儲層物性特征

a.孔隙類型

①原生粒間孔。在顆粒堆積時，由顆粒相互支撐形成的孔隙(圖5-A)。粒間孔的發(fā)育程度與沉積環(huán)境能量高低、顆粒類型和豐富程度、顆粒分選性等因素有關(guān)，主要發(fā)育在各類顆粒白云巖中。

②粒間溶孔。大多數(shù)粒間溶孔發(fā)育在顆粒之間，由膠結(jié)物、基質(zhì)和部分顆粒被溶蝕形成(圖5-B)。這類孔隙也主要發(fā)育在各類顆粒白云巖中，與原生粒間孔共生。

③粒內(nèi)溶孔。主要分布于部分生物碎屑、藻屑中(圖5-C)，形態(tài)不規(guī)則，大小不等，孔徑大小一般為0.05～0.3 mm，是較為常見的孔隙類型。該種類型的孔隙有效面孔率不高，僅為1%～5%。

④鑄?？?。由各種生物被選擇性溶蝕形成。鏡下觀察所見，螺殼和瓣鰓多形成粒內(nèi)溶孔；當(dāng)溶蝕作用繼續(xù)進行時，粒內(nèi)溶孔進一步擴大，直到顆粒全部被溶蝕掉，形成鑄模孔(圖5-D)。

⑤晶間孔和晶間溶孔。晶間孔是碳酸鹽礦物晶粒之間呈規(guī)則多面體狀的孔隙(圖6-E)，主要發(fā)育在晶粒白云巖中，孔徑0.1～0.2 mm，小孔為主，是最重要的儲集空間類型。通常白云巖化程度越高，孔隙度越高，面孔率2%～5%。如伴有溶蝕作用可形成擴大的晶間溶孔(圖5-F)，多為孔徑達0.2～1.5 mm的中孔和大孔，面孔率5%～10%，是最重要的儲集空間類型之一。

⑥超大溶孔和溶洞。如溶蝕作用強烈，在晶間溶孔的基礎(chǔ)上可形成超大溶孔；如超大溶孔的孔徑>2 mm則為溶洞。此兩類儲集空間分布較少，且不均勻，非均質(zhì)性也較強。溶蝕孔內(nèi)常充填有“渣狀” 碳化瀝青，反映此類孔隙具有很好的連通性，鉆遇的溶蝕孔洞發(fā)育層段往往為高產(chǎn)氣層。

b.裂縫特征

①有效裂縫。五百梯黃龍組氣藏有效裂縫主要為構(gòu)造成因的中、小裂縫，發(fā)育程度較高，充填物少或無充填物(圖8-A)。根據(jù)19口井計619.5 m的巖心裂縫統(tǒng)計結(jié)果，總裂縫數(shù)為6 099條，其中有效縫5 413條，占88.75%；平均密度為8.74條/m?？v向上有效縫的分布仍以C2hl2段較發(fā)育，各井C2hl2段的平均有效縫密度為8.91條/m，而C2hl3段和C2hl1段分別為7.00條/m和5.85條/m。

②充填縫。619.5 m的巖心中充填縫計有686條，占裂縫總數(shù)的11.25%，以成巖壓裂縫和溶蝕縫為主；主要被古表生期外來的泥、粉砂質(zhì)(圖5-H)和大氣水沉淀的方解石膠結(jié)物充填(圖8-B)，分別占被充填縫的57.97%和23.07%，其余的主要被炭化瀝青和黃鐵礦充填。主要發(fā)育在C2hl1段，平均密度為3.02條/m；C2hl3段和C2hl2段的充填縫平均密度都不足1條/m。

從總體上看，五百梯黃龍組氣藏裂縫主要發(fā)育在C2hl2段，多呈連續(xù)分布趨勢，開啟性和連通性都較好。剖面中具有C2hl2段中下部裂縫較發(fā)育、上部發(fā)育相對較差的特點(圖2)，其平面和縱向分布也具有很強的非均質(zhì)性。

c.儲層物性特征

據(jù)五百梯黃龍組物性分析資料統(tǒng)計結(jié)果，孔隙度分布范圍為0.06%～14.63%，平均為4.43%；滲透率分布范圍為<0.01×10-3～419×10-3μm2，平均為3.05×10-3μm2?？紫抖扰c滲透率不僅變化范圍大，而且二者的相關(guān)系數(shù)僅為0.35(圖9)。在同一孔隙度范圍內(nèi)，滲透率變化范圍可達2～3個數(shù)量級，說明裂縫對改善儲層滲流能力起關(guān)鍵作用，與構(gòu)造裂縫和溶裂縫較發(fā)育的特征吻合。不難確定五百梯氣田黃龍組以發(fā)育低孔低滲的裂縫-孔隙型儲層為主，部分為超低孔低滲裂縫型儲層。

圖8 五百梯氣田黃龍組儲層裂縫發(fā)育特征Fig.8 The fractures of the Huanglong Formation reservoirs in the Wubaiti gas field(A)粉晶蟲屑藻團塊白云巖，構(gòu)造裂縫有被再溶蝕擴大的現(xiàn)象，沿溶裂縫發(fā)育有少量溶孔，裂縫無充填物，溶孔內(nèi)充填有少量炭化瀝青，天東26井， C2hl2; (B)微晶白云巖，早期構(gòu)造裂縫被方解石完全充填形成網(wǎng)狀方解石脈(紅色)，切穿方解石脈的晚期孤立縫被白云石充填，烏1井， C1hl2， 對角線長4 mm

圖9 五百梯氣田黃龍組儲層孔-滲相關(guān)圖Fig.9 The correlation between porosity and permeability of the Huanglong Formation reservoir in the Wubaiti gas field

3 成巖相和有利區(qū)評價

“成巖相”一詞引入儲層沉積學(xué)研究以來，不同學(xué)者對“成巖相”定義的理解不盡一致[14,19]，本文將“碳酸鹽巖儲層成巖相”定義為：“在特定沉積-成巖環(huán)境中的儲層成巖作用的物質(zhì)表現(xiàn)及其與儲層發(fā)育關(guān)系的總體特征”。

3.1 成巖相劃分

以沉積環(huán)境、成巖環(huán)境與孔隙類型相結(jié)合的綜合描述方法，并考慮成巖相與儲層的發(fā)育關(guān)系，以儲層最發(fā)育的C2hl2段為例，平面上可將五百梯氣田黃龍組劃分為如下5種類型的成巖相(圖10)。

圖10 五百梯氣田黃龍組成巖相帶平面展布特征和儲層評價圖Fig.10 The plane distribution of diagenetic facies and the favorable area prediction of Huanglong Formation in the Wubaiti gas field

3.1.1 埋藏白云巖化-晶間孔成巖相

該成巖相發(fā)育在早-中成巖階段，往往具有韻律交替的濱外顆粒灘與潮下靜水泥微相序列，以微-粉晶白云巖與顆粒粉晶白云巖、粉晶顆粒白云巖的互層組合為主，不含或含少量喀斯特角礫巖。儲層為早-中成巖階段埋藏白云巖化的產(chǎn)物，以發(fā)育晶間孔為主，但可保存有部分原生粒間孔?？紫抖葹?.32%～2.67%，平均為2.05%；滲透率為(0.01～3.32)×10-3μm2，平均為0.31×10-3μm2。該成巖相為中等有利儲層發(fā)育區(qū)，平面上分布面積較廣，縱向上儲層呈中-厚層狀，多為穩(wěn)定的低產(chǎn)氣層，如疊加有裂縫改造則可形成中、高產(chǎn)氣層。

3.1.2 古表生期弱溶蝕-針孔成巖相

該成巖相通常具有連續(xù)的淺灘微相沉積序列，以早-中成巖階段埋藏白云化改造而成的中-厚層狀粉-細晶白云巖和粉晶顆粒白云巖為主。由于其早期的原生粒間孔-晶間孔較發(fā)育，在云南運動構(gòu)造抬升過程中受古表生期大氣淡水溶蝕作用改造，在原有孔隙的基礎(chǔ)上進一步被溶蝕擴大形成晶間溶孔、粒間和粒內(nèi)溶孔，孔隙度一般為3%～5.87%，高的可達10%以上，平均為4.32%;滲透率為(0.01～5.5)×10-3μm2，平均為0.71×10-3μm2，儲集性明顯得到改善。該成巖相為有利儲層發(fā)育區(qū)，平面上分布范圍也較廣，縱向上儲層呈厚層狀和塊狀層，高、中、低產(chǎn)氣層均有，大都為穩(wěn)定的中、高產(chǎn)氣層。

3.1.3 古表生期中等溶蝕-孔洞縫成巖相

這是五百梯氣田黃龍組中最重要的成巖相類型，代表次生孔隙最為發(fā)育的碳酸鹽巖儲層類型。該成巖相也具有連續(xù)沉積的淺灘微相序列，以粉晶顆粒白云巖為主，次為粉-細晶白云巖。如同古表生期弱溶蝕-針狀溶孔成巖相，在早-中成巖階段埋藏白云化的基礎(chǔ)上，大氣淡水對基巖的溶蝕更為強烈，形成大量的晶間溶孔、粒間和粒內(nèi)溶孔、鑄?？准俺笕芸住⑷芏春腿芸p，孔隙度為6.23%～18.67%，平均為9.36%；滲透率(0.01～23.21)×10-3μm2，平均為0.76×10-3μm2，系儲集性能最好的古喀斯特儲層。該成巖相帶為最有利儲層發(fā)育區(qū)，平面上分布于五百梯氣田南部，縱向上儲層也呈厚層塊狀，通常為中、高產(chǎn)氣層；在發(fā)育有超大溶孔、溶洞和構(gòu)造裂縫或溶裂縫密集部位，常形成特高產(chǎn)氣層。

3.1.4 古表生期強溶蝕-角礫成巖相

該成巖相原始的沉積微相序列已消失，以發(fā)育各類云質(zhì)喀斯特角礫巖為主。與前二類疊加有古表生期溶蝕作用的成巖相比較，基巖的類型相同，大都為早-中成巖階段埋藏白云化作用形成的中-厚層狀粉-細晶白云巖和粉晶顆粒白云巖，但因古表生期大氣淡水溶蝕作用極其強烈，不僅在各類白云巖中形成了大量溶蝕孔、洞、縫，而且具有原地沿裂縫溶蝕、垮塌、雜亂堆積或異地搬運堆積形成的各類云質(zhì)喀斯特角礫巖和近地表廣泛發(fā)育的古風(fēng)化殼。各類喀斯特角礫巖的角礫中普遍保存有喀斯特垮塌前形成的溶蝕孔、洞、縫，喀斯特角礫內(nèi)普遍發(fā)育有裂縫，而充填作用較弱，因此，喀斯特角礫巖內(nèi)往往仍具有較好的儲集性；但角礫之間往往被本層的溶蝕碎屑或外來的泥、粉砂質(zhì)，以及大氣水滲流沉淀的碳酸鹽膠結(jié)物充填，使原本已得到改善的孔隙度下降為0.44%～15.96%，平均為4.52%；但因礫緣縫發(fā)育，仍保持有較高的滲透率，為(0.01～25.32)×10-3μm2，平均為0.91×10-3μm2。該成巖相為較有利儲層發(fā)育區(qū)，平面上分布較廣，縱向上儲層呈厚度不穩(wěn)定塊狀，類型變化多，往往具有很強的非均質(zhì)性，因此，以形成中、低產(chǎn)氣層為主，裂縫發(fā)育的部位可形成不穩(wěn)定的中、高產(chǎn)氣層。

3.1.5 古表生強溶蝕-交代充填成巖相

該成巖相以含灰云質(zhì)喀斯特角礫巖、含砂質(zhì)云質(zhì)喀斯特角礫巖及含云次生灰質(zhì)喀斯特角礫巖為主，成因與古表生期強溶蝕-角礫成巖相類似，也以廣泛發(fā)育古風(fēng)化殼和相應(yīng)的層內(nèi)喀斯特角礫巖體系為特征。有差異的是，該成巖相中大多數(shù)角礫巖顯示出溶蝕破碎和垮塌雜亂堆積后，再被淡水方解石強烈充填膠結(jié)的成因特點。在喀斯特角礫巖中普遍發(fā)育有大小不等的溶蝕孔、洞、縫，被淡水方解石、白云石、自生石英或黏土等半充填或全充填，局部常見到云質(zhì)喀斯特角礫被次生方解石完全交代的現(xiàn)象。因此，儲層物性相對前者進一步變差，孔隙度為0.72%～14.6%，平均為3.91%；滲透率為(0.01～9.32)×10-3μm2，平均為0.74×10-3μm2。該成巖相不太有利儲層發(fā)育，分布范圍相對較小，以形成低產(chǎn)氣層為主；如果疊加有較多的裂縫，可形成不太穩(wěn)定的中產(chǎn)氣層。

需指出的是，破裂作用不僅是重要的成巖現(xiàn)象，在上述5個成巖相帶中均不同程度地疊加發(fā)育有各類裂縫。雖然裂縫對改善儲層的滲流性和產(chǎn)氣能力起關(guān)鍵作用，但基于裂縫發(fā)育的隨機性和普遍性，在進行面上成巖相帶的劃分時，與破裂作用相關(guān)的各類裂縫不再參與綜合命名。

3.2 有利區(qū)評價

通過上述各沉積-成巖相帶的儲層發(fā)育特征分析，不難得出如下幾點認識：①最有利儲層發(fā)育的巖性為顆粒灘微相的粉晶-細顆粒白云巖、粉-細晶白云巖和以這二類巖性為基巖的各類云質(zhì)喀斯特角礫巖，顆粒灘微相為儲層發(fā)育提供了最基本的物質(zhì)條件。②儲層中最早形成的儲、滲空間為早-中成巖階段埋藏白云化過程中保存的粒間孔和新生成的晶間孔，它們奠定了儲層發(fā)育的基礎(chǔ)。③古表生期大氣淡水溶蝕形成的各類次生粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間溶孔、鑄?？缀统笕芸住⑷芏?、溶縫等儲集空間，擴大了儲層分布范圍和發(fā)育規(guī)模。④晚成巖階段疊加發(fā)育的構(gòu)造裂縫大幅度地提高了儲層質(zhì)量，是形成中、高產(chǎn)儲層的關(guān)鍵。結(jié)合沉積微相、裂縫分布和已鉆井產(chǎn)能狀況等資料的綜合分析，以成巖相與儲層的發(fā)育關(guān)系為依據(jù)，采用成巖相帶劃分(圖10)為技術(shù)手段，對研究區(qū)儲層發(fā)育特征進行評價，得出五百梯氣田范圍內(nèi)的各井區(qū)黃龍組大多數(shù)具備中、高產(chǎn)氣層的開發(fā)條件，其中最有利儲層發(fā)育的成巖相帶為古表生期中等溶蝕-孔洞縫成巖相帶和古表生期強溶蝕-角礫成巖相帶。

4 結(jié)論與認識

a.五百梯氣田黃龍組氣田儲集巖以經(jīng)古表生期喀斯特改造的成巖埋藏白云巖為主，包括粉-細晶白云巖、粉晶顆粒白云巖和各類云質(zhì)喀斯特角礫巖，具有典型的古喀斯特型儲層特征。

b.有效儲集空間主要為在原生粒間孔和晶間孔基礎(chǔ)上，進一步溶蝕擴大而成的粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間溶孔、鑄?？缀统笕芸住⑷芏?、溶縫，以及后期疊加改造的構(gòu)造裂縫和溶裂縫，總體以發(fā)育低孔低滲裂縫-孔隙型儲層為主，部分為超低孔低滲的裂縫型儲層。

c.按成巖作用特征及其與儲層的發(fā)育關(guān)系，可將五百梯氣田黃龍組劃分為5種成巖相類型。其中古表生期中等溶蝕-孔洞縫成巖相和強溶蝕-角礫成巖相為有利于儲層發(fā)育的優(yōu)勢成巖相。

d.沉積環(huán)境控制了有利儲層分布相帶、早成巖階段埋藏白云化奠定了儲層發(fā)育基礎(chǔ)，古表生期喀斯特作用擴大了儲層分布范圍和發(fā)育規(guī)模，破裂作用提高了儲層質(zhì)量。

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