陳賢良，紀友亮，楊克明

（1.西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054；2.中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；3.中國石化西南油氣分公司，四川 成都 610016）

川西坳陷中段須四段儲層定量成巖相特征

陳賢良1，2，紀友亮2，楊克明3

（1.西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054；2.中國石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；3.中國石化西南油氣分公司，四川 成都 610016）

利用儲層地質(zhì)學(xué)理論與方法，對川西坳陷中段須四段儲層壓實、膠結(jié)和溶蝕3種主控成巖作用的成巖強度定量計算，厘定成巖強度標準，并在此基礎(chǔ)上劃分成巖相類型，建立不同類型成巖相測井響應(yīng)特征，研究成巖相平面展布特征。結(jié)果表明：壓實強度劃分為弱、中、中強和強4個標準，膠結(jié)程度及溶蝕程度均劃分為弱、中和強3個標準，將川西坳陷中段須四段儲層劃分為中強壓實中溶蝕相、強壓實中溶蝕相、強膠結(jié)弱溶蝕相、強壓實弱溶蝕相、強膠結(jié)相和強壓實相6種成巖相類型，成巖相平面展布受物源和沉積相的控制作用明顯。其中，中強壓實中溶蝕相和強壓實中溶蝕相為有利的儲集相帶，平面上主要分布在孝新合構(gòu)造帶和中江—洛帶地區(qū)，縱向上，上亞段相對優(yōu)質(zhì)成巖相儲層物性好于下亞段。

成巖作用；成巖相；須四段；川西坳陷中段

0 引言

成巖相是現(xiàn)今儲層面貌的直接反映［1-2］，對應(yīng)于研究區(qū)構(gòu)造、沉積和成巖因素，是成巖作用的直接表現(xiàn)［3］。因此，開展儲層成巖相研究能更進一步準確地確定有利成巖儲集體，從而更有效地指導(dǎo)油氣勘探。

川西坳陷位于四川盆地西部，研究區(qū)位于川西坳陷中段，包括安縣—綿陽以南、大邑—成都以北、龍門山以東、龍泉山以西的地區(qū)。須四段為前陸盆地期沉積充填，主要由沖積扇、曲流河、辮狀河、扇三角洲、三角洲和湖泊沉積充填構(gòu)成［4-5］，巖性由中、細粒砂巖與頁巖、碳質(zhì)頁巖夾薄煤層的不等厚互層組成。依據(jù)巖性組合特征，可進一步分為3個亞段，其中，上、下亞段主要由黑色、深灰色泥頁巖、炭質(zhì)泥頁巖與灰色中、細砂巖、粉砂巖不等厚互層組成，為研究區(qū)主要的油氣產(chǎn)出段；中亞段由灰黑色泥頁巖夾灰色細砂巖、粉砂巖組成。須四段現(xiàn)今埋藏深度大于3 500 m，屬于深部儲層，成巖演化已達到中成巖B期—晚成巖階段，儲層孔隙度0.28%～21.10%，平均4.88%，滲透率0.01×10-3～1.00× 10-3μm2，約占總數(shù)的70%，其中大于0.10×10-3μm2的約占40%，大部分儲層已經(jīng)致密化，為致密儲層。因此，在儲層整體致密背景下，尋找相對高滲的地區(qū)及其分布規(guī)律是進一步勘探的核心。前人關(guān)于須家河組成巖相方面的研究成果較少［3，6-12］，且以須家河組為制圖單元。本文通過大量的相關(guān)資料分析，系統(tǒng)地開展了川西坳陷中段須四段亞段級別的儲層成巖相特征研究，以期能為研究區(qū)下一步的油氣勘探、開發(fā)工作提供一定的參考。

1 儲層定量成巖相劃分

對普通/鑄體薄片、掃描電鏡、陰極發(fā)光和X射線衍射等多種資料綜合分析，川西坳陷中段須四段儲層經(jīng)歷了壓實、膠結(jié)、溶蝕、交代、構(gòu)造破裂作用等多種成巖變化，形成了現(xiàn)今的儲層面貌。其中壓實、膠結(jié)和溶蝕對儲層質(zhì)量起著絕對的控制作用。儲層現(xiàn)今特征表現(xiàn)為顆粒之間以線-凹凸接觸為主（見圖1a，1b），發(fā)育碳酸鹽、硅質(zhì)和黏土礦物膠結(jié)，以碳酸鹽膠結(jié)為主（見圖1c—1e），鏡下可見長石、沉積巖巖屑、巖漿巖巖屑及碳酸鹽膠結(jié)物等發(fā)生部分甚至全部的溶解，形成多種類型的次生孔隙（見圖1j，1g）。

圖1 川西坳陷中段須四段儲層成巖特征

1.1 成巖強度定量計算

為了定量表征儲層壓實作用、膠結(jié)作用及溶蝕作用成巖強度，采用視壓實率、視膠結(jié)率和視溶蝕孔隙度大小表示［1，13-14］。其中：視壓實率反映沉積物被壓實程度，視膠結(jié)率反映膠結(jié)作用對儲層孔隙網(wǎng)絡(luò)的充填程度，視溶蝕孔隙度反映溶蝕作用對儲層孔隙網(wǎng)絡(luò)的改造程度。具體計算公式［14］分別為

式中：a為視壓實率；b為視膠結(jié)率；c為視溶蝕孔隙度；φ為原始孔隙度；Y為現(xiàn)今孔隙度；K為視溶蝕孔隙度；S為粒間膠結(jié)物體積分數(shù)（粒間膠結(jié)物不包括粒內(nèi)先溶蝕后膠結(jié)的膠結(jié)物）；M為面孔率；R為溶孔體積分數(shù)。

依據(jù)上述計算過程，在對須四段儲層資料進行系統(tǒng)整理和分析的基礎(chǔ)之上，計算出視壓實率、視膠結(jié)率和視溶蝕孔隙度，并劃分了成巖強度標準（見表1）。

表1 川西坳陷中段須四段儲層成巖強度劃分標準

1.2 成巖相類型

依據(jù)成巖強度劃分標準（見表1），采用成巖強度組合命名，即壓實強度+膠結(jié)強度+溶蝕強度，考慮到成巖相名稱的簡約性和實用性，弱成巖強度將不參與命名。據(jù)此，須四段儲層主要發(fā)育強壓實中溶蝕相、中強壓實中溶蝕相、強壓實弱溶蝕相、強膠結(jié)弱溶蝕相、強膠結(jié)相和強壓實相6種成巖相類型。

2 不同成巖相類型特征

2.1 強壓實中溶蝕相

該相主要發(fā)育在三角洲前緣水下分支河道主河道沉積中，巖石類型以巖屑石英砂巖為主。鏡下顆粒線-凹凸接觸，原生孔隙保存較少、長石及易溶巖屑次生溶蝕孔隙發(fā)育（見圖1j，1e）。視壓實率平均78%，視膠結(jié)率平均22%，視溶蝕孔隙度平均5.9%。儲層物性較好，孔隙度一般為6%～8%，滲透率變化較大（見表2）。

2.2 中強壓實中溶蝕相

該相主要發(fā)育在三角洲前緣水下分支河道主河道沉積中，巖石以巖屑石英砂巖和鈣屑砂巖為主。鏡下顆粒線-凹凸接觸，原生孔隙被壓實破壞，溶蝕程度較強。視壓實率平均為68%，視膠結(jié)率平均為37%，視溶蝕孔隙度平均為6.5%。儲層物性較好，孔隙度一般為6%～10%，滲透率主要為0.1×10-3～1.0×10-3μm2（見表2）。

2.3 強壓實弱溶蝕相

該相主要發(fā)育在三角洲前緣沉積環(huán)境中，巖石類型以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主。鏡下顆粒線-凹凸接觸，原生孔隙被大量壓實破壞。視壓實率平均值為81%，視膠結(jié)率平均值為40%，視溶蝕孔隙度平均值為3.7%。儲層物性較差，孔隙度一般為2%～6%，滲透率主要為0.1×10-3～1.0×10-3μm2（見表2）。

2.4 強膠結(jié)弱溶蝕相

該相主要發(fā)育在三角洲前緣沉積環(huán)境中，巖石類型以巖屑砂巖和巖屑石英砂巖為主。鏡下碳酸鹽膠結(jié)強烈，原生孔隙被壓實、膠結(jié)作用大量破壞。視壓實率平均值為54%，視膠結(jié)率平均值為65%，視溶蝕孔隙度平均值為3.5%。儲層物性較差，孔隙度一般為2%～6%，滲透率主要為0.1×10-3～0.5×10-3μm2（見表2）。

2.5 強膠結(jié)相

該相主要發(fā)育在龍門山前的沖積扇、河流和三角洲平原。鏡下碳酸鹽以連晶、孔隙式膠結(jié)（見圖1e），溶蝕作用弱。視壓實率平均值為67%，視膠結(jié)率平均值為89%，視溶蝕孔隙度小于1%。儲層物性差，孔隙度小于2%，滲透率主要為小于0.05×10-3μm2（見表2）。

2.6 強壓實相

該相主要發(fā)育在水動力條件弱的三角洲前緣和濱淺湖沉積環(huán)境中，儲層巖性主要為粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，原生孔隙幾乎被壓實、膠結(jié)作用破壞殆盡 （見圖1a）。視壓實率平均值為86%，視膠結(jié)率平均值為77%，視溶蝕孔隙度小于1%。儲層物性差，孔隙度小于2%，滲透率主要為小于0.05×10-3μm2（見表2）。

3 成巖相平面展布特征

3.1 研究方法

由于取心資料有限，利用薄片無法達到繪制單井、平面成巖相圖的目的，而自然伽馬和自然電位測井可以反映儲層的巖性和沉積環(huán)境，密度、聲波時差和中子孔隙度測井則是儲層物性差異的最直觀顯示，電阻率測井可以間接反映儲層的孔隙結(jié)構(gòu)。因此，可以研究自然伽馬、電阻率、聲波、中子、密度等與成巖相的相關(guān)性，選擇響應(yīng)明顯的曲線輔助成巖相判別［15-16］。

表2 川西坳陷中段須四段儲層成巖相類型及特征

分析發(fā)現(xiàn)，須四段儲層成巖相測井響應(yīng)特征明顯的是電阻率、聲波時差和密度。因此，建立了須四段儲層成巖相測井響應(yīng)特征判別標準（見表3）。

表3 川西坳陷中段須四段儲層成巖相測井響應(yīng)特征

3.2 成巖相展布特征

在砂體展布圖的基礎(chǔ)之上，根據(jù)研究區(qū)47口鉆井的單井成巖相測井解釋，編制了須四段上亞段和下亞段儲層成巖相平面分布圖（見圖2）。

平面上，下亞段龍門山前沖積扇、沖積平原及三角洲平原沉積主要發(fā)育強膠結(jié)相，孝新合構(gòu)造帶三角洲前緣發(fā)育中強壓實中溶蝕相，中江—回龍至洛帶三角洲前緣地區(qū)發(fā)育強壓實中溶蝕相，大邑地區(qū)三角洲前緣發(fā)育強膠結(jié)弱溶蝕相，什邡、馬井及廣漢地區(qū)三角洲前緣沉積發(fā)育強壓實弱溶蝕相，郫縣—溫江—成都地區(qū)濱淺湖沉積以強壓實相為主（見圖2a）；上亞段成巖相平面展布特征與下亞段相似（見圖2b），強壓實弱溶蝕相面積增大至新繁—郫縣地區(qū)。

縱向上，雖然上亞段、下亞段儲層發(fā)育相同的成巖相類型，但其成巖強度大小有差異，特別是中強壓實中溶蝕相和強壓實中溶蝕相的溶蝕程度，上亞段儲層的溶蝕孔隙度大于下亞段。

總體上，中溶蝕主要發(fā)育在砂體厚度大于10 m、粒度較粗的三角洲前緣水下分流河道主體、長石等溶蝕組分含量較高的地區(qū)，成巖相展布受物源和沉積相的控制作用明顯。相對優(yōu)質(zhì)成巖相（中強壓實中溶蝕相和強壓實中溶蝕相）主要分布在孝新合構(gòu)造帶和中江—洛帶地區(qū)，且上亞段儲層物性好于下亞段。

圖2 川西坳陷中段須四段儲層成巖相平面展布

4 結(jié)論

1）通過對川西坳陷中段須四段儲層壓實、膠結(jié)和溶蝕3種主控成巖作用的成巖強度計算，劃分出其成巖強度標準。其中，壓實強度劃分為弱、中、中強和強4個標準，膠結(jié)程度及溶蝕程度均劃分為弱、中和強3個標準。

2）依據(jù)成巖強度的計算結(jié)果和劃分標準，將川西坳陷中段須四段儲層劃分為中強壓實中溶蝕相、強壓實中溶蝕相、強膠結(jié)弱溶蝕相、強壓實弱溶蝕相、強膠結(jié)相和強壓實相6種成巖相類型。

3）須四段儲層成巖相平面展布特征受物源和沉積相的控制作用明顯。平面上，相對優(yōu)質(zhì)成巖相主要分布在孝新合構(gòu)造帶和中江—洛帶地區(qū)；縱向上，上亞段相對優(yōu)質(zhì)成巖相儲層物性好于下亞段。

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（編輯 趙旭亞）

Characteristics of diagenetic facies of fourth Member of Xujiahe Formation in middle area of western Sichuan Depression

CHEN Xianliang1，2,JI Youliang2,YANG Keming3
(1.Xi′an University of Science and Technology,Xi′an 710054,China;2.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum,Beijing 102249,China;3.Southwest Oil and Gas Company,SINOPEC,Chengdu 610016,China)

Based on the principle and method of reservoir geology,the present paper comprehensively investigated the quantitative intensity of reservoir diagenesis of the fourth Member of Xujiahe Formation in middle area of western Sichuan Depression, determined the division standards of diagenesis intensity,distinguished types of diagenetic facies,discussed logging curve features of diagenetic facies,and examined lateral distributions of diagenetic facies.The results show that compaction intensity is divided into four standards including weak,medium,medium-strong and strong,and the intensity of cementation and dissolution are classified as weak,medium and strong.The reservoirs are divided into six types of diagenetic facies including medium-strong compaction with medium dissolution facies,strong compaction with medium dissolution facies,strong compaction with weak dissolution facies,strong cementation with weak dissolution facies,strong compaction facies and strong cementation facies.The plane distribution of diagenetic facies is significantly controlled by sedimentary facies and provenance.The medium-strong compaction with medium dissolution facies and strong compaction with medium dissolution facies are favorable reservoir facies belts,which are mainly distributed in Xiaoxinhe tectonic zone and Zhongjiang-Luodai Area.Vertically,the reservoir properties of relatively high quality diagenetic facies in the upper sub-member of the fourth Member of Xujiahe Formation is better than the lower sub-member.

diagenesis;diagenetic facics;fourth Member of Xujiahe Formation;middle area of western Sichuan Depression

西安科技大學(xué)博士啟動基金項目“前陸盆地層序結(jié)構(gòu)內(nèi)儲層成巖演化特征研究”（2015QDJ075）；西安科技大學(xué)培養(yǎng)基金項目“前陸盆地層序地層對煤層發(fā)育的控制”（2014010）

TE121.3+1

：A

10.6056/dkyqt201701002

2016-07-01；改回日期：2016-11-10。

陳賢良，女，1985年生，講師，博士，主要研究方向為層序地層學(xué)和儲層地質(zhì)學(xué)。E-mail：chenxianliang1985@163.com。

陳賢良，紀友亮，楊克明.川西坳陷中段須四段儲層定量成巖相特征［J］.斷塊油氣田，2017，24（1）：5-9.

CHEN Xianliang，JI Youliang，YANG Keming.Characteristics of diagenetic facies of fourth Member of Xujiahe Formation in middle area of western Sichuan Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（1）：5-9.