馬小強(qiáng)，祝海華

(西南石油大學(xué) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500)

碳酸鹽巖儲集層在全世界油氣儲集層中占有非常重要的地位。據(jù)統(tǒng)計，世界上約有25%的沉積巖為碳酸鹽巖，而且世界油氣總資源量的65%在碳酸鹽巖儲層中[1]。

四川盆地是我國海相碳酸鹽巖儲集層的主要分布地區(qū)，也是我國重要的碳酸鹽巖儲層勘探地區(qū)。川西南部地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組碳酸鹽巖儲層是我國油氣勘探的重點(diǎn)研究目標(biāo)，但儲層勘探難度較高。因此，在研究中正確認(rèn)識碳酸鹽巖儲層的巖石學(xué)特征，儲集空間類型、儲層物性特征，以及儲層發(fā)育的影響因素，有利于碳酸鹽巖儲層的勘探開發(fā)，為四川盆地雷口坡組的儲層評價以及為尋找儲層甜點(diǎn)區(qū)提供有力的依據(jù)[2-4]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地中,三疊世雷口坡期研究區(qū)位于龍門山前陸褶皺-沖斷帶及川西前陸盆地南段，地理位置東以龍泉山為界，西至霧中山，南至峨眉山以北，北起大邑-蘇碼頭一帶(圖1)。

圖1 研究區(qū)地理及構(gòu)造位置示意圖

研究區(qū)雷口坡組發(fā)育較為良好，主要劃分為4段：雷一段地層底部發(fā)育一套綠豆巖，中部主要為深灰色、泥晶云巖、砂屑云巖、鮞?；?guī)r等，上部部以云質(zhì)膏巖為主，夾薄層云巖，局部含生物化石，以藻類和海百合為主。在盆地西部，雷二段地層具有明顯的三分性，底部沉積深灰色藻屑白云巖，中段由下至上為淺灰色砂屑白云巖向泥晶白云巖過度，上段以深灰色泥晶白云巖為主。雷三段地層巖性組合趨于穩(wěn)定，主要沉積深灰色泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥晶云巖、顆粒云巖和膏鹽巖等。雷四段地層底部主要發(fā)育灰色膏巖，夾泥晶白云巖，含海百合等生物化石，中部主要發(fā)育淺灰色粉晶白云巖，上部為深灰色含膏質(zhì)的白云巖。

2 儲層物性特征

通過對研究區(qū)取心井30口中的493個碳酸鹽巖巖心樣品的物性分析，川西南部地區(qū)雷口坡組總體儲層孔隙度平均為2.25%：儲集層孔隙度小于2%的樣品占比65.1%；孔隙度2%～6%的樣品占比25.4%；孔隙度6%～10%的樣品占比6.6%;孔隙度大于10%的樣品占比3.2%(圖2a)。其中，雷三段儲集層428個巖心巖心樣品，總體孔隙度平均為2.24%：孔隙度小于2%的樣品占比64.1%，孔隙度2%～6%的樣品占比25%，孔隙度6%～10%的樣品占比8.6%，孔隙度大于10%的樣品占比2.3%(圖2b)。雷四段儲集層265個巖心樣品，總體孔隙度平均為2.51%：孔隙度小于2%的樣品占比67.2%，孔隙度2%～6%的樣品占比21.6%，孔隙度6%～10%的樣品占比4.2%，孔隙度大于10%的樣品占比6.9%(圖2c)。

圖2 雷口坡組碳酸鹽巖儲層孔隙度分布圖

川西南部地區(qū)雷口坡組總體儲集巖滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占比53.89%，介于(0.01～1)×10-3μm2之間的樣品占比27.98%，(1～10)×10-3μm2之間的樣品占比15.02%，大于10×10-3μm2的樣品占比3.11%，平均滲透率為1.31×10-3μm2(圖3a)。雷三段儲集巖樣品總體滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占比56.37%，介于(0.01～1)×10-3μm2之間的樣品占比31.82%，(1～10)×10-3μm2之間的樣品占比9.65%，大于10×10-3μm2的樣品占比2.16%，平均滲透率為1.07×10-3μm2(圖3b)。雷四段儲集巖樣品總體滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占比46.73%，介于(0.01～1)×10-3μm2之間的樣品占比22.35%，(1～10)×10-3μm2之間的樣品占比26.68%，大于10×10-3μm2的樣品占比4.24%，平均滲透率為1.42×10-3μm2(圖3c)。

圖3 雷口坡組碳酸鹽巖儲層滲透率分布圖

根據(jù)物性分析表明，川西南部地區(qū)雷口坡組儲層屬于低孔低滲儲層，總體上儲集巖較為致密。

孔滲關(guān)系顯示，雷口坡組孔隙度和滲透率呈一定正相關(guān)關(guān)系，孔隙度增加，滲透率趨于增大，但樣品點(diǎn)分散，孔滲關(guān)系較為復(fù)雜，既有高孔低滲、又有低孔高滲和高孔滲樣品(圖4)。說明雷口坡組孔滲關(guān)系不僅受孔喉結(jié)構(gòu)的控制，還受到裂縫的影響，反應(yīng)雷口坡組發(fā)育裂縫-孔隙型和孔隙型儲層。

圖4 雷口坡組巖心孔隙度、滲透率散點(diǎn)圖

3 儲層發(fā)育影響因素

川西南部地區(qū)的儲層物性為低孔隙度，低滲透率，儲集層主要由沉積作用和成巖作用等因素控制。

沉積作用是控制碳酸鹽巖儲層的重要因素，雷口坡組沉積相分布以及儲層的展布表明，儲層較好的發(fā)育環(huán)境為淺水高能環(huán)境[5]。雷口坡組儲層主要發(fā)育在雷三段和雷四段，其中,顆粒巖、藻類和砂巖含量較高，粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔發(fā)育較多。但在研究中，雷一段和雷二段幾乎不發(fā)育，儲層的垂向分布反應(yīng)了儲層與沉積環(huán)境的變化密切相關(guān)。

雷一段和雷二段沉積期，泥晶灰?guī)r和泥晶云巖灘體大體分布于川中，川南等瀉湖環(huán)境深水地區(qū)，輔以南部康滇古陸的陸源碎屑如泥質(zhì)碎屑，石英碎屑較多，導(dǎo)致了此階段的沉積期暴露較為困難，溶蝕作用弱，不利于儲層發(fā)育。

雷三段沉積期，海平面大幅下降，出現(xiàn)了大規(guī)模的淺灘。灘體由于水體深度較淺，容易暴露出來，使得混合水白云石化作用與早期大氣淡水溶蝕作用得以出現(xiàn)，形成了大量的晶間溶孔與粒間溶孔，這是形成良好儲集層的關(guān)鍵。

雷口坡組四段主要發(fā)育蒸發(fā)臺相。雷四段中下部以大套膏巖夾薄層膏質(zhì)云巖為主，膏巖類礦物或假晶常見，可見干裂、鳥眼構(gòu)造。研究區(qū)內(nèi)蒸發(fā)臺地相主要可分為蒸發(fā)潮坪亞相和蒸發(fā)瀉湖亞相，蒸發(fā)潮坪亞相主要處于主要巖石類型為膏巖、巖鹽、云質(zhì)膏巖。可進(jìn)一步劃分為膏坪、云膏坪、膏云坪等微相。 蒸發(fā)瀉湖亞相鹽度極高，水流循環(huán)極差，蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，容易成為濃縮殘余鹵水的匯集場所，以大段巖鹽發(fā)育為特點(diǎn)，主要巖性為膏巖、巖鹽和雜鹵石。

區(qū)內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲層大多發(fā)育于顆粒灘沉積環(huán)境，表現(xiàn)為儲層發(fā)育程度與沉積相帶關(guān)系密切。有利的沉積相帶為儲層的形成和演化奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定了早期孔滲層的時空分布[6]。

白云化作用改善儲層物性，區(qū)內(nèi)白云巖物性普遍好膏巖、灰?guī)r。不同巖石類型物性統(tǒng)計以及測井解釋顯示，除了雷口坡組頂部發(fā)育與巖溶相關(guān)的灰?guī)r儲層外，區(qū)內(nèi)雷口坡組儲層基本發(fā)育于云巖中，且隨著巖石中白云石含量的增加，孔隙度逐漸增加，說明云化作用對儲層孔隙的形成至關(guān)重要。

川西地區(qū)雷口坡組原巖碳氧同位素分析結(jié)果顯示，為δ13C具低正異常、δ18O為低負(fù)異常特征，δ13C值為0.082%～0.327%，平均值為0.212%；δ18O值為-0.629%～0.192%，平均值為-0.238%；Z值為125.78～132.35，平均值為128.74(表1)。以Z=120為海水和淡水分界線，Z值越高反映流體鹽度越高，反應(yīng)白云巖形成時為高鹽度的成巖環(huán)境。

表1 川西南部地區(qū)雷口坡組碳、氧同位素表

川西南部地區(qū)雷口坡組沉積以后，經(jīng)歷了印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動和喜山運(yùn)動等多期構(gòu)造運(yùn)動影響，產(chǎn)生了大量的局部構(gòu)造及斷裂系統(tǒng)。構(gòu)造作用形成的裂縫，極大地改善了碳酸鹽巖儲層的滲濾能力，為酸性介質(zhì)對儲層的改造提供了滲流通道，是溶蝕作用發(fā)育的重要條件。

溶蝕作用是雷口坡組較為常見的成巖作用現(xiàn)象之一，區(qū)內(nèi)鉆井巖心及薄片上均可見到溶蝕作用和溶蝕孔發(fā)育，溶蝕作用發(fā)育程度各異，多期次發(fā)育，溶蝕作用與區(qū)內(nèi)雷口坡組儲層的形成有密切關(guān)系。

4 結(jié)論

1)顆粒白云巖儲層和微生物灰?guī)r儲層為主要儲集層，其中儲集較好的層位主要發(fā)育在雷口坡組三段和四段；

2)儲集層儲集空間包括粒間溶孔，粒內(nèi)溶孔和晶間孔，發(fā)育裂縫-孔隙型和孔隙型儲層；

3)淺水高能環(huán)境使得雷口坡組儲層主要發(fā)育在雷三段和雷四段，儲層發(fā)育程度與沉積相帶關(guān)系密切，成巖期膠結(jié)作用和壓實作用破壞了儲層的性質(zhì)，埋藏期的溶蝕作用和白云石化作用與儲層發(fā)育有極為密切的關(guān)系。