陳婭娜，張建勇，李文正，潘立銀，佘 敏

1中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；2中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院四川盆地研究中心；3中國(guó)石油集團(tuán)碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

0 前 言

寒武系龍王廟組白云巖是四川盆地天然氣勘探的重要領(lǐng)域。2005年，在威遠(yuǎn)構(gòu)造鉆探威寒1井首次發(fā)現(xiàn)了龍王廟組孔隙型白云巖氣藏，測(cè)試產(chǎn)氣11×104m3/d。2012年，在高石梯—磨溪構(gòu)造鉆探磨溪8井獲氣190.68×104m3/d，發(fā)現(xiàn)了我國(guó)迄今為止單體規(guī)模最大的海相碳酸鹽巖氣田——安岳氣田，揭開(kāi)了寒武系深層大氣田勘探的序幕［1-4］。

龍王廟組已發(fā)現(xiàn)的天然氣主要富集于川中地區(qū)顆粒灘中，因此巖相古地理恢復(fù)和顆粒灘分布預(yù)測(cè)是提高該領(lǐng)域勘探成功率的關(guān)鍵。關(guān)于龍王廟組的巖相古地理特征和儲(chǔ)層成因，前人開(kāi)展了大量的研究工作，取得了一些重要的成果和認(rèn)識(shí)［3，5-21］。 但對(duì)龍王廟組古地理格局的認(rèn)識(shí)和觀點(diǎn)仍存在分歧，前人提出的沉積模式主要有如下5種：①傳統(tǒng)碳酸鹽鑲邊臺(tái)地模式［5-7］； ②傳統(tǒng)碳酸鹽緩坡模式［3，8-9］；③碳酸鹽緩坡“雙灘”沉積模式［10-12］；④碳酸鹽鑲邊臺(tái)地“三灘”沉積模式［1］；⑤碳酸鹽緩坡向鑲邊臺(tái)地演化模式［13］。已鉆探井揭示龍王廟組顆粒灘儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，灘相儲(chǔ)層的發(fā)育與演化主要受沉積、成巖和構(gòu)造作用的聯(lián)合控制。不同學(xué)者均強(qiáng)調(diào)了白云石化作用、巖溶作用等對(duì)優(yōu)勢(shì)顆粒灘相帶的疊加改造，但是在成巖改造的先后序列、巖溶作用類型及主控因素等方面仍存在爭(zhēng)議［14-21］。

本文基于露頭地質(zhì)調(diào)查、巖心和薄片觀察、儲(chǔ)層地球化學(xué)特征分析及模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)合鉆井及地震資料，對(duì)四川盆地龍王廟組巖相古地理特征和儲(chǔ)層成因與分布進(jìn)行深化研究，以期對(duì)龍王廟組有利儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及接替勘探領(lǐng)域和區(qū)帶的優(yōu)選提供依據(jù)。

1 沉積相特征和古地理重建

1.1 地層概況

龍王廟組是四川盆地及周緣寒武系第一套穩(wěn)定分布、以碳酸鹽巖為主的地層，盆地內(nèi)與龍王廟組代表同一套地層的有南江—旺蒼小區(qū)的孔明洞組、川東—渝南小區(qū)的清虛洞組、恩施—咸豐小區(qū)和城口—巫溪小區(qū)的石龍洞組［13］。早寒武世早期，隨著海平面下降，四川盆地歷經(jīng)筇竹寺組和滄浪鋪組陸棚碎屑的填平補(bǔ)齊后，盆地內(nèi)古地貌趨于平緩，地勢(shì)總體呈西高東低，開(kāi)始了清水碳酸鹽沉積。

四川盆地龍王廟組以大套白云巖為主，下部石灰?guī)r較多，中部常夾膏鹽巖，上部夾少許砂泥巖，厚0～727m。區(qū)域上在川西廣元—資陽(yáng)—樂(lè)山一帶地層缺失，川東、黔東地層增厚，向兩側(cè)厚度減薄，具有2種特征不同的巖性組合：①單一的碳酸鹽巖組合。主要分布在川中及其鄰區(qū)，多為白云巖與石灰?guī)r沉積。②含膏碳酸鹽巖組合。分布在川南南部及川東地區(qū)，多為碳酸鹽巖與膏巖、鹽巖或膏質(zhì)白云巖互層。龍王廟組縱向上可進(jìn)一步細(xì)分為上、下2段，代表2次海平面升降旋回：下旋回以通江—開(kāi)江—重慶—赤水為界，東側(cè)石灰?guī)r發(fā)育，西側(cè)白云巖發(fā)育，膏鹽巖僅見(jiàn)于寧2井一帶；上旋回在全盆地均發(fā)育較厚，以白云巖為主，顆粒灘發(fā)育，局部可見(jiàn)膏鹽巖層。

川中磨溪地區(qū)發(fā)育顆粒灘和灘間泥晶白云巖巖相組合。顆粒灘普遍白云石化，孔隙發(fā)育；旋回中部多為深灰色—黑色泥質(zhì)泥晶白云巖、深灰色泥巖夾層，反映水體為較深的缺氧環(huán)境。川東北地區(qū)下旋回以泥晶灰?guī)r為主，上旋回主要為泥—粉晶白云巖夾顆粒白云巖，顆粒白云巖位于旋回的上部，孔隙發(fā)育。川東南地區(qū)下旋回以泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r為主，含有陸源物質(zhì)，向上逐漸減少；上旋回以膏鹽巖發(fā)育為特征，潟湖周緣發(fā)育膏云坪白云巖，夾少量顆粒白云巖，孔隙發(fā)育。

1.2 龍王廟組雙灘沉積相模式

在露頭地質(zhì)調(diào)查、分區(qū)單井相分析和特征對(duì)比的基礎(chǔ)上，建立了龍王廟組遠(yuǎn)端變陡的緩坡沉積模式，自西向東（自陸向海）依次為古陸—近岸潮坪—淺水內(nèi)緩坡—開(kāi)闊內(nèi)緩坡／局限內(nèi)緩坡—中緩坡—外緩坡及盆地沉積，各相帶沉積特征見(jiàn)表1。

表1 四川盆地寒武系龍王廟組沉積相特征Table 1 Sedimentary facies characteristics of Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

龍王廟組記錄了從潮濕到干旱氣候的完整沉積序列，由于在萬(wàn)州—赤水潟湖的兩側(cè)均發(fā)育顆粒灘相帶，此模式亦為龍王廟組雙顆粒灘緩坡沉積模式。與以往的碳酸鹽緩坡模式相比，該模式最大的特點(diǎn)是在內(nèi)緩坡靠海一側(cè)發(fā)育膏鹽潟湖，內(nèi)緩坡和中緩坡均發(fā)育顆粒灘，形成雙灘樣式。該模式的另一個(gè)特點(diǎn)是內(nèi)緩坡白云石化較強(qiáng)，中緩坡次之，外緩坡基本未見(jiàn)白云石化。其主要原因是：下旋回沉積時(shí)氣候潮濕炎熱，僅內(nèi)緩坡水體較淺，在蒸發(fā)作用下，內(nèi)緩坡海水鹽度增高，具備準(zhǔn)同生白云石化的條件；上旋回沉積時(shí)，氣候變得干旱炎熱，在中緩坡顆粒灘的障壁作用下，臺(tái)內(nèi)強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使海水極度濃縮，為強(qiáng)烈白云石化提供了充足鎂源，同時(shí)在萬(wàn)州—赤水潟湖等低洼環(huán)境沉淀膏鹽和石鹽。

1.3 構(gòu)造-巖相古地理

1.3.1 龍王廟組下段沉積期

四川盆地龍王廟組下段表現(xiàn)為氣候潮濕條件下的緩坡沉積。西部臺(tái)隆地貌較高，水體淺、能量大，以顆粒灘沉積為主，準(zhǔn)同生白云石化作用較強(qiáng)，巖性以砂屑白云巖、粗晶白云巖為主（圖1）；東部淺凹區(qū)地貌較低，水體相對(duì)安靜，能量較低，巖性以泥晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，顆粒灘相對(duì)不發(fā)育；往奉節(jié)—石柱—桐梓一帶以東為中緩坡泥質(zhì)灰?guī)r沉積區(qū)，顆粒灘儲(chǔ)層較發(fā)育。龍王廟組下旋回自西向東依次發(fā)育內(nèi)緩坡—中緩坡—外緩坡—盆地相沉積，當(dāng)時(shí)氣候潮濕，沉積環(huán)境開(kāi)闊，沉積物以泥晶灰?guī)r為主，顆粒灘主要發(fā)育在內(nèi)緩坡高地及中緩坡。

圖1 四川盆地及周緣寒武系龍王廟組下段沉積期構(gòu)造-巖相古地理圖Fig.1 Tectonic-lithofacies paleogeographic map of Lower Section of the Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin and its surrounding area

1.3.2 龍王廟組上段沉積期

四川盆地龍王廟組上段是灘體發(fā)育的鼎盛時(shí)期，臺(tái)內(nèi)沉積分異也較明顯，西部臺(tái)隆主要發(fā)育顆粒灘，中部發(fā)育膏鹽潟湖，東部?jī)?nèi)緩坡顆粒灘沉積亦較發(fā)育（圖2）。再向東，為中緩坡含泥灰?guī)r沉積區(qū)。龍王廟組上旋回自西向東依次發(fā)育淺水內(nèi)緩坡—開(kāi)闊內(nèi)緩坡/局限內(nèi)緩坡（潟湖）—中緩坡—外緩坡—盆地相沉積，潟湖內(nèi)發(fā)育膏鹽巖，反映氣候愈加干燥，蒸發(fā)環(huán)境有利于沉積物發(fā)生早期白云石化，顆粒灘主要分布在潟湖周緣的內(nèi)緩坡和中緩坡，分布廣、規(guī)模大。

圖2 四川盆地及周緣寒武系龍王廟組上段沉積期構(gòu)造-巖相古地理圖Fig.2 Tectonic-lithofacies paleogeographic map of Upper Section of the Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin and its surrounding area

顆粒灘的發(fā)育受古地貌與海平面升降的控制。西部臺(tái)隆區(qū)整體水體較淺，水動(dòng)力強(qiáng)，有利于灘體發(fā)育。進(jìn)一步的研究揭示，顆粒灘的發(fā)育受臺(tái)隆區(qū)次一級(jí)微地貌高的控制，如西部臺(tái)隆區(qū)在次級(jí)斷裂作用下由西往東可分出3個(gè)地貌斷階，磨溪最高、高石梯次之、盤龍場(chǎng)最低，受微地貌控制，沿上述斷階發(fā)育3條灘帶，依次是磨溪—女基井灘帶、威遠(yuǎn)—高石梯灘帶、盤龍場(chǎng)—合川灘帶。據(jù)地震資料解釋，這些灘帶寬窄不一，一般為7～8 km，最寬可達(dá)25 km，呈NE—SW方向延伸疊置，長(zhǎng)度可達(dá)百余千米。對(duì)磨溪地區(qū)灘體的精細(xì)研究顯示：灘體的縱向發(fā)育受高頻海平面變化控制，以磨溪11井、磨溪12井、磨溪17井等井為例，灘體最厚可達(dá)80 m，縱向上可細(xì)分3個(gè)次級(jí)沉積旋回，每個(gè)旋回由3～4個(gè)灘體組成，構(gòu)成向上變粗的沉積序列，有時(shí)也可見(jiàn)向上變細(xì)的序列（顆粒灘+潮坪沉積）。內(nèi)緩坡顆粒灘十分發(fā)育，分布面積達(dá)20 000 km2。值得指出的是，在西部臺(tái)隆背景下，由于德陽(yáng)—安岳裂陷壓實(shí)效應(yīng)的影響，該裂陷范圍在龍王廟沉積時(shí)古地理仍然表現(xiàn)為低地貌，巖性以泥晶白云巖為主夾薄層顆粒白云巖。

2 儲(chǔ)層特征與成因

2.1 白云巖特征及成因

依據(jù)白云巖的巖石特征、地球化學(xué)特征和晶體結(jié)構(gòu)特征，認(rèn)為四川盆地龍王廟組白云石化作用主要發(fā)生于準(zhǔn)同生階段，少量白云石膠結(jié)物和鞍狀白云石形成于埋藏階段。

2.1.1 白云巖巖石特征

以威遠(yuǎn)—高石梯—磨溪—龍女寺地區(qū)為例，龍王廟組白云巖以砂屑白云巖及泥晶白云巖為主，有少量鮞粒白云巖。

砂屑白云巖的原巖推測(cè)為生物碎屑砂屑灰?guī)r，殘留的生物碎屑砂屑結(jié)構(gòu)由粉—細(xì)晶白云石構(gòu)成，見(jiàn)少量自形晶白云石膠結(jié)物及鞍狀白云石(圖3a—3d)。鮞粒白云巖的原巖推測(cè)為鮞?；?guī)r，保留原巖結(jié)構(gòu)，鮞粒由泥—粉晶白云石構(gòu)成，見(jiàn)少量自形晶白云石膠結(jié)物(圖3e)。泥晶白云巖殘留紋理構(gòu)造，推測(cè)原巖為泥晶灰?guī)r，幾乎見(jiàn)不到白云石膠結(jié)物(圖3f)。

前人認(rèn)為準(zhǔn)同生期與蒸發(fā)環(huán)境相關(guān)的交代白云巖保留原巖的泥粉晶結(jié)構(gòu)，埋藏白云巖往往呈晶粒結(jié)構(gòu)，晶粒大小與原巖粒度和重結(jié)晶作用時(shí)間呈正相關(guān)，原巖結(jié)構(gòu)的殘留程度與原巖粒度呈正相關(guān)，與白云石晶體粒度呈負(fù)相關(guān)［22-24］。根據(jù)龍王廟組巖石特征分析,砂屑白云巖、鮞粒白云巖及泥晶白云巖形成于準(zhǔn)同生期的交代作用，殘留的原巖結(jié)構(gòu)說(shuō)明白云巖形成后在埋藏期幾乎未受到重結(jié)晶作用的疊加改造；自形晶白云石膠結(jié)物和鞍狀白云石形成于埋藏期，主要充填于溶蝕孔洞及裂縫中。與塔里木盆地中下寒武統(tǒng)白云巖［25-26］、鄂爾多斯盆地馬家溝組白云巖［27］、四川盆地雷口坡組白云巖［28］類似，龍王廟期膏鹽湖的發(fā)育為準(zhǔn)同生期與蒸發(fā)環(huán)境相關(guān)的交代白云石化提供了古氣候和古地理背景，可通過(guò)滲透回流白云石化［29］或蒸發(fā)泵白云石化［30］模式對(duì)龍王廟組白云巖進(jìn)行成因解釋。

圖3 四川盆地龍王廟組白云巖巖石類型和孔隙類型Fig.3 Rock type and pore type of dolomite of Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

2.1.2 白云巖地球化學(xué)特征

選取龍王廟組交代成因白云石 （包括泥晶白云石、鮞粒白云石、粉—細(xì)晶白云石）、砂屑白云巖中自形晶白云石膠結(jié)物及鞍狀白云石樣品，開(kāi)展碳氧穩(wěn)定同位素、鍶同位素、微量元素、稀土元素等測(cè)試，結(jié)果顯示不同組構(gòu)白云石的地球化學(xué)特征存在明顯差異。

碳氧同位素和鍶同位素具有明顯的三分性 （圖4a—4b）,從交代成因白云石—自形晶白云石膠結(jié)物—鞍狀白云石碳氧同位素組成逐漸變輕,體現(xiàn)了形成環(huán)境隨埋深加大的溫度效應(yīng)［31-32］。交代成因白云石形成于溫度較低的近地表環(huán)境，自形晶白云石膠結(jié)物形成于溫度較高的淺—中埋藏成巖環(huán)境，鞍狀白云石的形成溫度最高，與深層熱液活動(dòng)有關(guān)。鍶同位素具有逐漸變輕并趨于與寒武紀(jì)海水87Sr/86Sr值一致的現(xiàn)象，交代成因白云石87Sr/86Sr值明顯高于同期海水的異?，F(xiàn)象可能與淡水加入或陸源物質(zhì)加入有關(guān)。

龍王廟組白云巖Fe、Mn含量及發(fā)光特征較復(fù)雜，可分為4個(gè)區(qū)（圖4c）。 Ⅰ區(qū)（Mn含量＜100μg/g）：均不發(fā)光，指示氧化環(huán)境［33］，主要見(jiàn)于泥晶白云石、粉晶白云石中；Ⅱ區(qū)（Mn含量＞100μg/g，Mn/Fe＞1）：明亮發(fā)光，指示強(qiáng)還原環(huán)境［33］，主要見(jiàn)于鞍狀白云石及部分自形晶白云石膠結(jié)物中；Ⅲ區(qū)（Mn含量＞100 μg/g， Mn/Fe＜1，F(xiàn)e含量＞3 000 μg/g）：不發(fā)光，指示氧化環(huán)境，見(jiàn)于部分泥晶白云石、鮞粒白云石、細(xì)晶白云石中；Ⅳ區(qū)（Mn含量＞100μg/g， Mn/Fe＜1，F(xiàn)e含量＜3 000μg/g）：有的發(fā)光，有的不發(fā)光，主要見(jiàn)于部分粉—細(xì)晶白云石、泥晶白云石、自形晶白云石膠結(jié)物中。Fe和Mn的絕對(duì)含量與相對(duì)含量對(duì)礦物的發(fā)光有獨(dú)立的控制作用。交代成因白云石主要形成于準(zhǔn)同生期與蒸發(fā)海水相關(guān)的氧化環(huán)境，部分粉—細(xì)晶白云石的發(fā)光與埋藏成巖疊加改造有關(guān)，自形晶白云石膠結(jié)物及鞍狀白云石主要形成于埋藏期的還原環(huán)境，部分不發(fā)光的自形晶白云石膠結(jié)物可能代表埋藏晚期的最后一期膠結(jié)物。

將龍王廟組稀土元素?cái)?shù)據(jù)用澳大利亞晚太古宙頁(yè)巖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其配分模式顯示交代成因白云石具有Ce和Eu負(fù)異常，而自形晶白云石膠結(jié)物具有明顯的Eu正異常特征（圖4d）。負(fù)異常指示準(zhǔn)同生期Ce3+被氧化成易溶的Ce4+、Eu3+被還原為易溶的Eu2+而遷移貧化的結(jié)果；Ce和Eu正異常，指示埋藏期Ce3+被還原為難溶的Ce2+、Eu3+被氧化為難溶的Eu4+的結(jié)果［34-35］。

圖4 四川盆地龍王廟組白云巖地球化學(xué)特征Fig.4 Geochemical characteristics of dolomite of Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

2.1.3 白云石晶體結(jié)構(gòu)特征

白云石晶體生長(zhǎng)速度與白云石有序度、晶胞參數(shù)、晶格缺陷、晶面條紋和晶面間距等晶體結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)［36］，能夠間接反映白云石的成因。本文選取龍王廟組不同類型的白云石樣品，開(kāi)展晶體結(jié)構(gòu)特征研究，為白云石成因分析提供了新的證據(jù)（表2）。

表2 四川盆地龍王廟組不同類型白云石晶體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)表Table 2 Crystal structural parameters of different types of dolomite of Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

龍王廟組準(zhǔn)同生期交代成因的白云石是快速交代作用的產(chǎn)物，埋藏期鞍狀白云石是快速生長(zhǎng)的產(chǎn)物，因此這2類白云石的有序度低，而白云石膠結(jié)物具有緩慢生長(zhǎng)的特征，故白云石有序度高。白云石晶體沿C軸方向生長(zhǎng)快，晶胞參數(shù)則大：準(zhǔn)同生期交代成因白云石晶體生長(zhǎng)速度極慢，晶胞參數(shù)偏??；埋藏期自形晶白云石膠結(jié)物生長(zhǎng)速度較交代成因白云石快，晶胞參數(shù)偏大；鞍狀白云石的晶體生長(zhǎng)速度最快，晶胞參數(shù)最大。鞍狀白云石的快速生長(zhǎng)還會(huì)導(dǎo)致晶格缺陷概率和晶面間距明顯高于自形晶白云石膠結(jié)物，而且由于晶格缺陷過(guò)多導(dǎo)致晶面彎曲，自形晶白云石膠結(jié)物的晶面要比鞍狀白云石規(guī)則整齊得多。

2.2 白云巖儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

前文討論了龍王廟組白云巖的成因，但白云石化在孔隙建造中的作用長(zhǎng)期以來(lái)一直是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)［37-39］。本文開(kāi)展儲(chǔ)層特征、儲(chǔ)層非均質(zhì)性和有效儲(chǔ)層分布研究，結(jié)合溶蝕模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為龍王廟組白云巖儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素是溶蝕作用，而非白云石化作用，這對(duì)有效儲(chǔ)層預(yù)測(cè)具有重要的指導(dǎo)意義。

2.2.1 顆粒灘是白云巖儲(chǔ)層發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)

砂屑白云巖為龍王廟組儲(chǔ)層的主體，發(fā)育粒間孔、晶間孔、晶間溶孔、溶蝕孔洞及裂縫（圖3a—3d）。鮞粒白云巖粒間孔發(fā)育，粒間幾乎無(wú)膠結(jié)物或僅有少量自形晶白云石膠結(jié)物（圖3e）；泥晶白云巖除沿裂縫發(fā)育少量溶蝕孔洞外，幾乎不發(fā)育孔隙（圖3f）。高石梯—磨溪地區(qū)龍王廟組物性數(shù)據(jù)揭示：砂屑白云巖和少量鮞粒白云巖為有效儲(chǔ)層，多數(shù)孔隙度為2%～6%，滲透率為(0.01～1)×10-3μm2，少量孔隙度大于6%，滲透率大于1×10-3μm2；泥晶白云巖為非儲(chǔ)層，孔隙度多小于2%，滲透率多小于0.01×10-3μm2。此外，勘探實(shí)踐證實(shí)，磨溪構(gòu)造龍王廟組白云巖儲(chǔ)層鉆遇率和厚度比高石梯構(gòu)造高，這與磨溪構(gòu)造龍王廟組顆粒灘沉積比高石梯構(gòu)造發(fā)育有關(guān)：磨溪構(gòu)造鉆遇龍王廟組顆粒灘的地層厚度平均為70 m左右，高石梯構(gòu)造鉆遇龍王廟組顆粒灘的地層厚度平均為40 m左右。

2.2.2 準(zhǔn)同生溶蝕作用是顆粒灘儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的關(guān)鍵

雖然顆粒灘相白云巖構(gòu)成龍王廟組儲(chǔ)層的主體，但并非所有的顆粒灘相白云巖都是儲(chǔ)層，有些顆粒（砂屑、鮞粒）白云巖很致密。在垂向上，多孔的顆粒白云巖、致密的顆粒白云巖與致密泥晶白云巖形成多期次旋回并相互疊置。基于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，結(jié)合取心段巖性及物性的標(biāo)定，應(yīng)用碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)組分測(cè)井定量識(shí)別技術(shù)對(duì)龍王廟組進(jìn)行了巖性識(shí)別，通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有效儲(chǔ)層普遍位于沉積旋回的頂部。例如，磨溪21井龍王廟組厚度為120 m，其中砂屑白云巖厚度為70 m，在垂向上發(fā)育3期由下部泥晶白云巖、中部致密砂屑白云巖、上部孔隙型砂屑白云巖構(gòu)成的向上變淺旋回。有效儲(chǔ)層（孔隙度＞2%）位于旋回的上部，3期的儲(chǔ)層厚度分別為2 m、6 m和5 m，占砂屑白云巖總厚度的18.6%，儲(chǔ)層發(fā)育顯然與灘體在沉積期的暴露和溶蝕有關(guān)。

礦物成分對(duì)溶蝕強(qiáng)度影響的模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，準(zhǔn)同生期大氣淡水溶蝕作用對(duì)孔隙的發(fā)育具有重要貢獻(xiàn)，其發(fā)生在白云石化之后［12］：未白云石化的灰質(zhì)、石膏等殘留易溶組分在大氣淡水溶蝕作用下形成組構(gòu)選擇性溶孔，當(dāng)殘留易溶組分達(dá)到一定的含量時(shí)，可形成蜂窩狀溶孔；而不易溶的白云石構(gòu)成堅(jiān)固的格架，有利于溶孔的保存。此后，在埋藏環(huán)境下，白云巖和石灰?guī)r均可發(fā)生溶蝕作用形成孔隙。

2.2.3 埋藏溶蝕孔洞對(duì)儲(chǔ)集空間具有重要貢獻(xiàn)

巖心和薄片觀察揭示：溶蝕孔洞也是龍王廟組白云巖非常重要的儲(chǔ)集空間，而且主要見(jiàn)于顆粒灘相白云巖中，是對(duì)準(zhǔn)同生期形成的組構(gòu)選擇性溶孔的重要補(bǔ)充（圖5a—5b），少量見(jiàn)于泥晶白云巖中，沿裂縫發(fā)育（圖5c—5d）。儲(chǔ)層模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)這些非組構(gòu)選擇性溶蝕孔洞為埋藏溶蝕作用的產(chǎn)物，對(duì)儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn)率很大（圖5e—5f），而且主要沿準(zhǔn)同生期形成孔隙的發(fā)育帶及裂縫分布，具有繼承性。

圖5 四川盆地龍王廟組白云巖埋藏溶蝕孔洞Fig.5 Buried-dissolution vugs of dolomite of Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

在埋藏環(huán)境下，有機(jī)酸、TSR、熱液等的作用可使碳酸鹽巖發(fā)生溶蝕形成孔洞［38］。為了定量化評(píng)估埋藏溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層物性的貢獻(xiàn)，本文選取具一定初始孔隙度和滲透率的鮞粒白云巖、粉—細(xì)晶白云巖、砂屑白云巖樣品，開(kāi)展溶蝕量定量模擬實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：在漫長(zhǎng)開(kāi)放埋藏體系下通過(guò)埋藏溶蝕作用可以形成規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

埋藏溶蝕孔洞的分布規(guī)律是深層優(yōu)質(zhì)規(guī)模儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。本文選取砂屑灰?guī)r和砂屑白云巖樣品，開(kāi)展不同溫壓條件下物性對(duì)溶蝕強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示：埋藏環(huán)境下巖石的孔隙大小和連通性控制溶蝕強(qiáng)度，甚至比礦物成分的控制作用更強(qiáng)。這很好地解釋了龍王廟組白云巖埋藏及熱液溶蝕作用形成的溶蝕孔洞也主要受層序界面控制的原因：先存的粒間孔、晶間孔和裂縫為有機(jī)酸、TSR和熱液等作用的埋藏溶蝕介質(zhì)提供了通道，好的孔隙度和連通性增大了白云巖的溶蝕強(qiáng)度，導(dǎo)致大量溶蝕孔洞沿先存的孔隙發(fā)育帶、裂縫帶疊加發(fā)育，具有繼承性。

3 龍王廟組儲(chǔ)層分布

基于儲(chǔ)層成因認(rèn)識(shí)進(jìn)展，通過(guò)有利顆粒灘相帶刻畫、暴露面識(shí)別、埋藏史-溫壓史-流體史的恢復(fù)，預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)四川盆地龍王廟組儲(chǔ)層分布。

首先，基于儲(chǔ)層的相控性和準(zhǔn)同生溶蝕對(duì)孔隙貢獻(xiàn)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)，認(rèn)為顆粒灘相帶和沉積古地貌高地是埋藏前先存孔隙最有利的發(fā)育區(qū)。據(jù)此，對(duì)四川盆地龍王廟組埋藏前先存孔隙發(fā)育區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)：Ⅰ類區(qū)顆粒灘最發(fā)育，而且處于沉積古地貌最高部位；Ⅱ類區(qū)顆粒灘較發(fā)育，處于沉積古地貌較高部位；Ⅲ類區(qū)顆粒灘不發(fā)育，處于古地貌較低部位。

四川盆地龍王廟組埋藏溶蝕孔洞對(duì)儲(chǔ)集空間的貢獻(xiàn)較大，而且主要沿準(zhǔn)同生期形成的孔隙發(fā)育帶及裂縫帶分布，因此埋藏溶蝕孔的分布預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)成為儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)非常重要的因素。由于龍王廟組碳酸鹽巖溶蝕量在地層溫度60～120℃（相當(dāng)于地層埋深1 370～3 590 m）時(shí)有一個(gè)溶蝕有利窗口，此成孔高峰期恰好也是烴源巖成熟和釋放大量有機(jī)酸的窗口［40］，因此綜合考慮埋藏史（龍王廟組經(jīng)歷1 370～3590m埋深的時(shí)間越長(zhǎng)，埋藏溶孔越發(fā)育）、與烴源巖的距離（與烴源巖越近，有機(jī)酸豐度越高）、所處的構(gòu)造位置（構(gòu)造高部位是油氣和有機(jī)酸的運(yùn)移指向區(qū)，有利于孔隙的生成和保存）及斷裂分布，編制了四川盆地龍王廟組埋藏溶蝕孔洞發(fā)育區(qū)評(píng)價(jià)圖（圖6）。同時(shí)，疊合埋藏前先存孔隙發(fā)育帶，編制了四川盆地龍王廟組顆粒灘白云巖儲(chǔ)層分布和評(píng)價(jià)圖（圖7）：Ⅰ類區(qū)，埋藏前先存孔隙和埋藏溶蝕孔洞均發(fā)育；Ⅱ類區(qū)，埋藏前先存孔隙和埋藏溶蝕孔洞較發(fā)育；Ⅲ類區(qū)，埋藏前先存孔隙和埋藏溶蝕孔洞不發(fā)育。如圖7所示，鹽亭—安岳—威遠(yuǎn)一帶灘體多期疊置、處于古地貌高部位且埋藏溶蝕發(fā)育，是最理想的勘探區(qū)帶。

圖6 四川盆地龍王廟組埋藏溶蝕孔洞發(fā)育區(qū)評(píng)價(jià)圖Fig.6 Evaluation of the development area of buried-dissolution vugs of Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

圖7 四川盆地龍王廟組顆粒灘白云巖儲(chǔ)層分布和評(píng)價(jià)圖Fig.7 Distribution and evaluation map of granule-shoal dolomite reservoir of Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

4 結(jié)論

（1）四川盆地寒武紀(jì)龍王廟期古地理呈遠(yuǎn)端變陡的碳酸鹽緩坡格局，發(fā)育近岸潮坪、淺水內(nèi)緩坡、開(kāi)闊內(nèi)緩坡、局限內(nèi)緩坡、中緩坡、外緩坡及盆地等沉積相。

（2）白云巖儲(chǔ)層主要分布于淺水內(nèi)緩坡顆粒灘，膏鹽湖的發(fā)育為顆粒灘發(fā)生準(zhǔn)同生期與蒸發(fā)環(huán)境相關(guān)的白云石化提供了場(chǎng)所。儲(chǔ)層發(fā)育于顆粒灘白云巖地層序列中，但并不是所有的顆粒灘白云巖都是儲(chǔ)層。表生環(huán)境是龍王廟組顆粒灘白云巖儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的重要場(chǎng)所，儲(chǔ)層的發(fā)育受顆粒灘的分布和層序界面（暴露面）控制。埋藏溶蝕孔洞對(duì)儲(chǔ)集空間有重要的貢獻(xiàn)，主要沿準(zhǔn)同生期形成的孔隙帶繼承性發(fā)育，分布有規(guī)律可循。

（3）龍王廟組白云巖儲(chǔ)層成因與主控因素的地質(zhì)認(rèn)識(shí)揭示Ⅰ類儲(chǔ)層發(fā)育于鹽亭—安岳—威遠(yuǎn)一帶，此外，全盆地廣布的顆粒灘均為潛在的勘探對(duì)象。