陳靜昱，代宗仰，羅 韌，許渴欣，胡春明

（1.西南石油大學四川成都610500；2.中油西南油氣田分公司川東北氣礦，四川達州635000；3.新疆華油能源工程服務(wù)有限公司油氣工程技術(shù)部，新疆庫爾勒841000；4.渤海鉆探井下作業(yè)公司,河北滄州062550）

溫西—芭蕉場地區(qū)嘉陵江組二段儲層特征研究

陳靜昱*1，代宗仰1，羅 韌2，許渴欣3，胡春明4

（1.西南石油大學四川成都610500；2.中油西南油氣田分公司川東北氣礦，四川達州635000；3.新疆華油能源工程服務(wù)有限公司油氣工程技術(shù)部，新疆庫爾勒841000；4.渤海鉆探井下作業(yè)公司,河北滄州062550）

根據(jù)川東北地區(qū)下三疊統(tǒng)嘉陵江組二段沉積、構(gòu)造發(fā)育特點，通過對測井、鉆井資料及實驗室各項分析，對嘉陵江組二段儲層特征進行研究。認為儲層的儲集巖類型為砂屑云巖、砂屑灰?guī)r和少量的細粉晶云巖，主要儲集空間為粒間孔和粒內(nèi)溶孔，主要儲層類型為裂縫—孔隙型，為低孔、低滲儲層。儲層發(fā)育的控制因素主要是沉積相、成巖作用和構(gòu)造作用，其中裂縫的發(fā)育對儲層的儲集性能有較大改善。建議以臺內(nèi)灘亞相作為今后勘探的重點沉積相帶。

下三疊統(tǒng)；嘉陵江組二段；孔隙結(jié)構(gòu)；儲層；特征；控制因素

研究區(qū)位于四川盆地東北宣漢縣和開江縣境內(nèi)，構(gòu)造上屬于大巴山前弧形褶皺帶與川東高陡褶皺帶之間的雙弧過渡區(qū)[1]。地面及淺層為單斜構(gòu)造，出露侏羅系沙溪廟組砂泥巖地層，且地形復(fù)雜，地貌起伏很大。三疊系是四川當前被證實擁有油氣層數(shù)目最多，其中飛仙關(guān)組、嘉陵江組是川東主要產(chǎn)氣層，深入研究其儲層特征對未來油氣勘探具有重要意義

1 儲層的巖石學類型

根據(jù)巖芯觀察和薄片觀察，嘉陵江組嘉二段儲層的主要巖石學類型為：①顆粒白云巖，該儲層主要包括泥晶—亮晶砂屑云巖、泥晶藻砂屑云巖等類型，因發(fā)育粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔和晶間溶孔而成為儲層；②粉晶—細晶云巖，主要以發(fā)育白云巖晶間微孔和晶間溶孔為特征，部分粉細晶白云巖具有顆粒幻影，原巖為顆粒灰?guī)r、含膏質(zhì)粉晶云巖；③顆?；?guī)r和泥晶灰?guī)r，該類儲層較為少見，只有裂縫發(fā)育時才可成為有效儲層。

據(jù)研究，川東地區(qū)的Ⅰ、Ⅱ類儲層主要巖性為溶孔亮晶生屑、砂屑云巖，溶孔亮晶鮞粒云巖，而Ⅲ類儲層的主要巖性為溶孔亮晶藻砂屑、藻團塊灰質(zhì)云巖、溶孔亮晶鮞?；?guī)r和砂屑灰?guī)r等，可見研究區(qū)與川東地區(qū)一樣，儲集性能與儲層巖性關(guān)系密切[2]。

從現(xiàn)今嘉二段儲層的縱向分布來看，有效儲層主要分布于每個旋回層序中上部的局限臺地亞相中，以各類溶孔云巖為主，包括泥晶—粉晶砂屑云巖、泥粉晶云巖；在開闊臺地相的泥晶灰?guī)r、顆?；?guī)r中也有少量分布；蒸發(fā)臺地相基本無儲層分布。

2 儲集空間類型

據(jù)巖芯觀察、薄片分析及相關(guān)錄井、測井資料的研究，本區(qū)嘉二段儲層的主要儲集空間為孔隙和裂縫，少見溶洞。

2.1 孔隙

區(qū)內(nèi)嘉二段的孔隙類型主要有粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間孔和晶間溶孔、膏溶孔等。①粒間溶孔是指顆粒云巖、顆?；?guī)r中顆粒之間的白云石、方解石或膏質(zhì)膠結(jié)物被溶蝕而形成的孔隙，孔隙直徑較晶間溶孔大，常超過1～2個白云石或方解石晶體的直徑。溶蝕作用強烈時，可形成超大孔隙，少量被云石或方解石二次充填，一般發(fā)育于具顆粒巖支撐的砂屑、生屑白云巖及殘余顆粒云巖中；②粒內(nèi)溶孔常與粒間溶孔相伴生，據(jù)顆粒的類型，多為泥晶砂屑內(nèi)溶孔，藻砂屑內(nèi)溶孔、生屑內(nèi)溶孔，隱藻屑內(nèi)溶孔等，粒內(nèi)溶孔后期可被白云石所充填或半充填，也主要發(fā)育于顆粒白云巖中。發(fā)育砂屑內(nèi)溶孔的白云巖，是嘉二段的一種重要儲集巖；③晶間孔主要是指白云石或方解石晶體之間的孔隙，常與晶間溶孔伴生。形成于成巖后生期，常見強白云化晶間孔、填隙物（方解石、白云石）晶間孔、粒內(nèi)再充填晶間孔及晶間溶蝕孔，一般的規(guī)律是白云巖晶間孔優(yōu)于方解石晶間孔，自形晶晶間孔優(yōu)于它形晶晶間孔，粗晶晶間孔優(yōu)于細晶晶間孔，填充物使孔隙縮小，溶蝕作用使其擴大。嘉陵江組二段的白云巖多數(shù)為粉晶白云巖，其晶間孔因晶粒小、孔隙也小，但較為分布均勻，在巖心觀察中也發(fā)現(xiàn)在個別溶洞被石膏充填后，在部分柱狀石膏晶體之間也有晶間孔的存在；④晶間溶孔，部分細—粉晶云巖在酸性水的作用下發(fā)生溶解，孔隙水沿晶間孔隙進行不完全溶蝕，使白云石晶體呈不規(guī)則的他形，晶體邊緣為溶蝕港灣狀，形成溶蝕擴大的晶間孔；⑤膏溶孔由石膏晶體及其復(fù)合體形成，一般是板、柱、針、粒狀石膏晶體被溶蝕而形成的晶模孔、晶間溶孔或溶蝕擴大孔，其中的晶?？状蟛糠直蝗ジ嗷浇馐涮?。分散狀或密集分布于含石膏白云巖中。

2.2 裂縫

裂縫在碳酸鹽巖儲層中是一種重要的儲集空間類型和流體滲濾通道。嘉二段的宏觀裂縫根據(jù)成因可劃分為構(gòu)造縫和成巖縫：①縫合線由壓實作用形成，沉積物埋深和壓力達到一定程度時或構(gòu)造應(yīng)力足夠高時，固結(jié)成巖的“沉積物”開始產(chǎn)生縫合線。由于縫合線是化學壓實作用的產(chǎn)物，其中常被不溶殘余物和碳質(zhì)部分充填。本區(qū)縫合線在嘉一段及嘉二段石灰?guī)r和白云巖中均有發(fā)育，一般平行于層理產(chǎn)出，密集時可達10～ 20條/米。②構(gòu)造縫在嘉二段碳酸鹽巖地層中十分發(fā)育，這可能和區(qū)內(nèi)多數(shù)探井都鉆遇不同規(guī)模的逆斷層有關(guān)，在斷裂帶內(nèi)或鄰近層系中構(gòu)造裂縫尤為發(fā)育。一般在斷層帶附近巖石多發(fā)育網(wǎng)狀構(gòu)造縫，絕大多數(shù)都被石膏或白云石、方解石所充填；離斷裂帶稍遠處，一般僅發(fā)育單條高角度或低角度裂縫[3]。

據(jù)分析，裂縫的充填程度有2種情況。一方面，巖芯中絕大部分構(gòu)造縫為全充填縫，其充填物主要泥質(zhì)、石膏、方解石或白云石充填。S1井嘉二3層巖芯描述資料顯示共有裂縫314條，其中有效縫61條，充填縫253條。而充填縫中，方解石充填縫101條，白云石充填縫81條，泥質(zhì)充填縫46條，石膏充填縫25條。另一方面，測錄井資料和巖芯資料也顯示，地下應(yīng)有較大數(shù)量的開啟縫存在。

3 儲層的物性分布

對S1井和S2井嘉二3亞段的巖芯物性分析表明（圖1，圖2），S2井孔隙度大于2%的樣品僅占總樣品數(shù)的11.7%，平均值只有1.12%,最大值4.97%。S1井孔隙度大于2%的樣品僅占總樣品數(shù)的3.4%，平均值0.97%,最大值4.73%。說明這兩口井的嘉二3亞段的碳酸鹽巖中只有3%～12%能成為有效儲層。孔滲關(guān)系散點圖上，孔隙度與滲透率無明顯的相關(guān)關(guān)系，顯示儲層發(fā)育孔隙較少，可能受裂縫影響較大，特別是巖石基質(zhì)孔隙度＜2%時，滲透率可以在較大范圍內(nèi)變化。

圖1 S1和S2嘉二3亞段巖芯分析孔隙度分布直方圖

小直徑巖芯物性分析數(shù)值受取樣位置影響較大，而測井數(shù)字解釋成果則可彌補這個缺憾。根據(jù)研究區(qū)5口井嘉陵江組的測井數(shù)字化解釋成果如圖3所示,全區(qū)嘉二儲層孔隙度分布范圍0.03%～16.87%，其中孔隙度＞2%的占61%，孔隙度為2%～6%的占57%，孔隙度6%～12%的占5.7%左右，大于12%的只有不到1%。

據(jù)全區(qū)測井孔隙度—滲透率相關(guān)關(guān)系散點圖（圖4），在孔隙度值小于4%時孔隙度與滲透率基本不存在相關(guān)關(guān)系，大于4%時，基本呈正相關(guān)關(guān)系，顯示研究區(qū)嘉二段儲層的主要儲集空間類型是孔隙。

圖2 S1井和S2井孔滲關(guān)系散點圖

圖3 研究區(qū)嘉二段測井解釋儲層孔隙度分布直方圖

總之，根據(jù)對區(qū)內(nèi)主要探井的巖芯和測井物性的統(tǒng)計結(jié)果，嘉二段儲層總體為低孔、低滲儲層，孔隙度＞6%的儲層僅占碳酸鹽巖總厚度的不足6.5%，各井之間的儲層物性也相差較大；縱向上，最好的儲層段位于嘉二2亞段，在嘉二1亞段和嘉二3亞段也有部分分布。因此，無論是縱向還是橫向，儲層都顯示出極強的非均質(zhì)性特點。

4 儲層發(fā)育的控制因素

碳酸鹽巖儲層的形成、分布和質(zhì)量好壞，主要受沉積作用、成巖作用以及構(gòu)造破裂3種地質(zhì)作用的控制。碳酸鹽巖儲層形成和演化過程中，沉積作用是基礎(chǔ)，它不僅決定了主要儲層的大致分布范圍，還會影響后期成巖作用和構(gòu)造作用的類型及強度；成巖作用控制了儲層的最終展布及儲層內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)；而構(gòu)造破裂作用往往導(dǎo)致了區(qū)域上裂縫和次生孔隙的大量形成，改善早期儲層的儲滲性能，提高儲層質(zhì)量。

圖4 工區(qū)主要探井測井解釋孔隙度-滲透率散點圖

4.1 沉積相

研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖的主要孔隙為砂屑云巖等顆粒巖的粒內(nèi)、粒間溶孔，它們主要發(fā)育于局限臺地亞相的臺內(nèi)灘環(huán)境。由于后期壓實以及膠結(jié)充填等作用的破壞，早期形成的粒內(nèi)、粒間孔隙被埋藏期的云石、石膏等膠結(jié)物逐漸充填，幾乎消失殆盡。但這些被充填的孔隙在晚期有被重新溶解而成孔的優(yōu)勢，晚期的埋藏溶解作用再次溶蝕擴大，重新成為有效的儲層。因此，嘉二段儲集層受控于沉積相帶的展布。同時，因為顆粒碳酸鹽巖主要發(fā)育于臺內(nèi)灘及部分云坪環(huán)境之中，這種相對高能環(huán)境中形成的沉積物，原生孔隙含量高，水體能量較強，淘洗干凈，粒間為亮晶膠結(jié)，易溶、性脆有利于后期在構(gòu)造作用下形成裂縫，也為埋藏溶蝕的發(fā)育奠定了良好的基礎(chǔ)[4]。而發(fā)育于開闊海臺地亞相的泥晶灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r最大孔隙度值都小于1%（圖5），都為非儲層。

4.2 成巖作用

嘉陵江組二段儲層歷經(jīng)了同生期、早成巖期及晚成巖期的各種成巖作用，總趨勢是原生孔隙消失，次生孔隙逐漸增加，造成現(xiàn)今的儲層狀況（圖6）。在眾多的成巖后生作用中，溶解、壓實與膠結(jié)作用貫穿全過程，白云化作用是儲層發(fā)育的基礎(chǔ)，破裂作用（巖石失水破裂及構(gòu)造破裂）進一步改善了儲層。因此，溶蝕作用及充填、膠結(jié)作用的相對強弱控制了儲層發(fā)育的程度。

圖5 嘉二段不同巖性儲層的平均孔隙度分布圖

4.3 構(gòu)造作用

本地區(qū)構(gòu)造作用主要表現(xiàn)在印支及喜山期，印支期形成的開江古隆起，對溫泉井及鄰區(qū)的影響非常巨大，雖然大部份裂縫被充填，但殘留下來的裂縫常被溶蝕擴大，對孔隙型儲層而言，主要改善了儲層的滲透性；對裂縫性儲層則是重要的儲集空間。而喜山期的構(gòu)造作用不僅使構(gòu)造褶皺定型，更重要的是改善了儲層的儲滲性能。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)嘉陵江組二段儲層巖石學類型主要有顆粒白云巖、粉晶—細晶云巖及顆粒灰?guī)r和泥晶灰?guī)r?？v向上，有效儲層主要分布于每個旋回層序中上部的局限臺地亞相中。主要儲集空間為孔隙和裂縫，溶洞少見。

（2）據(jù)測井孔隙度顯示，全區(qū)嘉二儲層孔隙度分布范圍0.03%～16.87%，其中孔隙度＞2%的占61%，孔隙度為2%～6%的占57%，孔隙度6%～12%的占5.7%左右，大于12%的只有不到1%，綜合分析，嘉二段儲層總體為低孔、低滲儲層，非均質(zhì)性強。

圖6 溫泉井地區(qū)嘉陵江組嘉二段儲層“四史”關(guān)系圖

（3）沉積相對儲層影響因素較大，因為顆粒碳酸鹽巖發(fā)育于臺內(nèi)灘及部分云坪環(huán)境之中，原生孔隙含量高，脆性強有利于后期在構(gòu)造作用下形成裂縫，結(jié)合嘉二段鉆探成果，儲層在臺內(nèi)灘環(huán)境中較發(fā)育，儲集空間主要為粒間溶孔、粒間孔，代表巖性為粉—細晶云巖、顆粒云巖，該沉積環(huán)境在今后的勘探開發(fā)過程中要引起重視。

[1]李愛國,易海永,楊曉敏,羅瀟,謝正龍.溫泉井構(gòu)造帶嘉陵江組氣藏成藏條件研究[J].天然氣勘探與開發(fā),2007（01）:5-8；77.

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[3] 李弢,陳克勇.川南嘉陵江組天然氣成藏類型及控制因素探討[J].物探化探計算技術(shù),2008（03）:206-211.

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TE122

A

1004-5716（2015）02-0062-04

2014-03-14

2014-03-17

陳靜昱（1988-），男（漢族），甘肅高臺人，西南石油大學礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀碩士研究生，研究方向：油氣田開發(fā)地質(zhì)。