朱 茂 黃世偉 宋 敘 王顯東 師江波 田小彬 姚倩穎 王 慧

（ 1中國石油杭州地質研究院；2中國石油天然氣集團有限公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室；3中國石油大慶油田公司勘探事業(yè)部；4中國石油大慶油田公司勘探開發(fā)研究院 ）

0 引言

全球碳酸鹽巖油氣資源約有一半儲存在白云巖中[1]，國內四川盆地、鄂爾多斯盆地近期的勘探發(fā)現(xiàn)也揭示白云巖儲層是深層碳酸鹽巖油氣最重要的儲集體[2-4]，因此針對白云巖的成因研究一直是國內外的研究熱點之一。前人也提出了多種經(jīng)典白云石化模式，如蒸發(fā)泵、滲透回流、埋藏、熱液和微生物白云石化作用等[5-9]，有效地指導了不同地區(qū)的白云巖儲層分布規(guī)律預測，在很大程度上解決了生產(chǎn)面臨的一些關鍵問題。

四川盆地中二疊統(tǒng)幾乎是中國油氣勘探跨越時間最長的對象之一，從20世紀60年代延續(xù)至今，儲層類型也從早期的巖溶縫洞型石灰?guī)r儲層拓展至孔隙型白云巖儲層，并交替成為研究熱點。近年來，隨著盆地內多口新井又鉆遇優(yōu)質白云巖儲層并獲得高產(chǎn)氣流，使其再次成為前沿關注點[10-15]。特別是近兩年來，中國石油大慶油田公司在川中的潼南—合川區(qū)塊接連部署多口新井并獲得高產(chǎn)，展示了棲霞組—茅口組良好的勘探潛力。但是川中潼南—合川區(qū)塊中二疊統(tǒng)前期認識較少，對白云巖儲層機制與分布規(guī)律的認識缺乏整體性，很大程度上制約了勘探進展。

本文在前人研究成果基礎上，利用最新的油氣勘探成果和豐富的巖心、鉆井、錄井、分析化驗、地震等基礎資料，從層序地層劃分與對比入手，結合四川盆地沉積背景分析，著眼于川中潼南—合川區(qū)塊，系統(tǒng)梳理和分析棲霞組—茅口組的沉積特征、儲層發(fā)育與分布特征，特別是對前期研究存在較大爭議的白云巖儲層發(fā)育主控因素和分布規(guī)律等問題[13-27]進行深入研究，明確潼南—合川區(qū)塊的白云巖儲層特征、儲層類型及其發(fā)育的主控因素，指出棲霞組—茅口組有利儲層發(fā)育區(qū)帶。研究成果對潼南—合川區(qū)塊下一步勘探選區(qū)選帶和目標優(yōu)選有重要指導意義。

1 區(qū)域地質概況

四川盆地處于揚子臺地西北緣，潼南—合川區(qū)塊地理位置上位于遂寧、南充、廣安、重慶四地之間，構造上處于川中低緩褶皺帶，區(qū)內局部構造寬緩，褶皺幅度低，大型斷裂不發(fā)育。本文研究主要集中在區(qū)塊內三維地震滿覆蓋區(qū)域，面積為6400km2（圖1左）。

加里東末期構造運動造成四川盆地部分隆升，受加里東古隆起的影響，寒武系及其以上地層遭受了不同程度的剝蝕，泥盆系及石炭系僅分布在古隆起的外圍。經(jīng)過長期的風化剝蝕及準平原化作用，中二疊世整個盆地廣泛接受海侵，在古風化殼之上首先沉積了梁山組，為一套厚度不大（小于15m）的濱岸沼澤相含煤碎屑巖沉積。隨后快速海侵沉積了以淺水碳酸鹽臺地相為主的棲霞組，厚度為50～210m，巖性以灰色、淺灰色泥質灰?guī)r、生屑灰?guī)r為主，夾少許燧石結核灰?guī)r，下部石灰?guī)r色深，含泥質較重，上部石灰?guī)r色淺、質純，局部發(fā)育白云巖。棲霞組上覆茅口組也為海相碳酸鹽巖沉積，巖性仍以石灰?guī)r為主，普遍含有豐富的生物碎屑。中二疊世末期，茅口組沉積中晚期受東吳運動和峨眉地幔柱活動的影響，四川盆地大規(guī)模抬升，茅口組在盆地范圍內遭受了不同程度的剝蝕，形成區(qū)域性暴露不整合面。茅口組之上覆蓋了龍?zhí)督M的泥巖（圖1右）。潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組為一套連續(xù)沉積，沉積分異不大，具備等時對比的條件。

圖1 潼南—合川區(qū)塊棲霞組沉積中晚期巖相古地理圖（左）及中二疊統(tǒng)綜合柱狀圖（右）Fig.1 Lithofacies paleogeography during the deposition period of the middle-late Qixia Formation (left) and comprehensive stratigraphic column of the Middle Permian (right) in Tongnan-Hechuan block

以經(jīng)典的層序地層學理論與方法為指導，在野外露頭、巖心、薄片等地質資料和地震、測井等地球物理資料的基礎上，主要利用自然伽馬曲線旋回特征，采用海侵體系域、高位體系域的二分法，以合深4井為例，將中二疊統(tǒng)劃分為2個三級層序、6個四級層序（圖2）。棲霞組（SQ1）和茅口組（SQ2）各自均為一個完整的三級層序，每個三級層序又細分為海侵體系域（TST）和高位體系域（HST）。

潼南—合川區(qū)塊三級層序界面十分明顯，棲霞組的底界和茅口組的頂界為暴露不整合面，是典型的巖性—巖相轉換面，界面上下地層存在陸相到海相的變化，相應的自然伽馬曲線則表現(xiàn)出階梯狀的巨大差異。茅口組與下伏棲霞組的分界面為典型的侵蝕不整合面[15-16]，界面上下巖性和電性特征差異明顯，界面之下棲霞組頂部主要發(fā)育淺色生屑灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r等，界面之上為茅一段典型的“眼球眼皮”石灰?guī)r發(fā)育段，主要發(fā)育灰黑色泥質灰?guī)r、泥灰?guī)r，有機質含量增多，自然伽馬曲線由棲霞組的中—低幅鋸齒狀轉變?yōu)槊┛诮M底部的中—高幅指狀（圖2）。

三級層序內體系域的劃分主要通過巖性組合和電性特征變化，特別是自然伽馬曲線的變化來確定。以茅口組為例，海侵體系域巖性以泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r為主，自然伽馬曲線呈中—高幅指狀。在最大海泛面附近巖性由泥質灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r過渡到泥晶生屑灰?guī)r和生屑灰?guī)r，自然伽馬曲線表現(xiàn)出由高到低的明顯變化。高位體系域從下往上泥質含量逐漸降低，沉積以生屑灰?guī)r為主，自然伽馬曲線轉變?yōu)殇忼X狀低值。在高位體系域的中上部白云石化作用明顯增強，部分可能伴隨有準同生期表生巖溶現(xiàn)象，形成優(yōu)質儲層。

依照巖性疊加及變化關系可進一步將高位體系域劃分為早期高位體系域（EHST）和晚期高位體系域（LHST）。以合深4井茅口組為例，EHST2巖性以中—厚層泥晶生屑灰?guī)r為主，夾薄層生屑灰?guī)r，為典型進積序列，GR曲線表現(xiàn)為中—低幅鋸齒狀夾小型箱狀特征；LHST2主要為較純的生屑灰?guī)r，為典型加積序列。EHST2和LHST2的分界面為巖性—巖相轉換面，界面之下發(fā)育泥晶—亮晶生屑灰?guī)r、含云灰?guī)r和含灰云巖，界面之上突變?yōu)樯寄嗑Щ規(guī)r和泥質灰?guī)r，常規(guī)測井曲線表現(xiàn)為自然伽馬由下降至緩慢上升的轉換處（圖2）。合深4井成像測井資料和西北鄉(xiāng)野外剖面指示該界面可能為層間巖溶暴露面，見大量溶蝕現(xiàn)象。

圖2 合深4井中二疊統(tǒng)沉積層序綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive sedimentary sequence column of the Middle Permian in Well Heshen4

2 白云巖沉積特征與分布

加里東期—海西早期的構造運動對中二疊世沉積的影響至關重要。受加里東期構造運動影響，四川盆地局部隆升形成川中古隆起，近“S”形展布[28-29]。盡管經(jīng)歷了海西早期整體抬升的夷平化作用，但這種西高東低的殘余古地貌格局仍控制了棲霞組—茅口組沉積早期的沉積特征[28-30]。

棲霞組沉積早期（SQ1-TST1）整個四川盆地發(fā)生快速海侵形成開闊臺地相；晚期（SQ1-HST1）逐漸海退演化為局限臺地相，臺緣沿川西劍閣—峨眉一帶展布，潼南—合川區(qū)塊在“S”形臺內灘帶向海突出的一側，主要發(fā)育臺內灘和灘間洼地微相[28-29]。茅口組沉積早期（SQ2-TST2），水體急劇加深，演化為開闊臺地相；茅口組沉積中晚期（SQ2-HST2），受東吳Ⅱ幕拉張作用影響，碳酸鹽臺地發(fā)生分異，川中—川北地區(qū)發(fā)育兩級坡折，隨著水體逐漸降低，在坡折帶附近形成大面積臺內灘沉積[29-30]?？傊?，不論是在棲霞組還是茅口組的高位體系域沉積期，潼南—合川區(qū)塊沉積水體均相對較淺，具有發(fā)育大面積臺內灘的沉積背景，有形成優(yōu)質儲層的基礎。

根據(jù)實際鉆井資料，潼南—合川區(qū)塊的臺內灘可分為臺內中高能灘和臺內低能灘。臺內中高能灘主要發(fā)育在局部地貌相對較高、受波浪作用控制的地區(qū)，包含較多的生物碎屑，顆粒間被亮晶方解石膠結（圖3a、b），部分井還見具有生屑殘影構造的中—細晶白云巖（圖3c、d）。臺內低能灘形成于浪基面附近及以下，能量較低，以泥晶生屑灰?guī)r沉積為主（圖3e）。生屑為腕足類、珊瑚等，局部發(fā)育眼球狀構造、生物擾動構造。臺內灘一般由多個2～5m的小型旋回組成，由下至上粒度逐漸變粗，白云石化作用也逐漸增強，自然伽馬曲線表現(xiàn)為鋸齒狀低值和小型箱狀特征（圖2）。需要注意的是，并不是所有的臺內灘均發(fā)生了白云石化，但白云巖均發(fā)育在高頻旋回頂部的臺內中高能灘中（圖2）。常見表生巖溶作用形成的溶蝕縫洞，是該地區(qū)的主要儲集體（圖3d）。

灘間洼地分布于臺內灘之間相對低洼地帶，巖性以富含泥質的灰色、深灰色生屑泥晶灰?guī)r為主（圖3f），局部夾黑色泥巖紋層，生屑大小不均，主要由介殼類、腕足類、腹足類、海百合類碎屑構成（圖3g—i），局部見暗色縫合線，整體致密。自然伽馬曲線整體為中高值，呈鋸齒狀夾小型箱狀響應特征（圖2）。

圖3 潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組巖石學特征圖版Fig.3 Plate of petrological characteristics of Qixia Formation-Maokou Formation in Tongnan-Hechuan block

研究區(qū)內十幾口井的中二疊統(tǒng)自然伽馬曲線特征相似，具有全區(qū)可對比性，據(jù)此搭建的層序地層格架（圖4）顯示潼南—合川區(qū)塊層序地層厚度相對均一，僅SQ1-TST1厚度差異較大，由西往東逐漸加厚，反映棲霞組沉積早期西高東低的沉積古地理背景。之后沉積厚度差異逐漸變小，至SQ2-TST2時大致填平補齊。潼南—合川區(qū)塊沉積期地貌不存在特別大的高低起伏，局部微古地貌的差異可能控制了沉積相帶的變化，白云巖儲層均發(fā)育在高位體系域中上部。

3 白云巖儲層特征、主控因素及發(fā)育模式

通過對研究區(qū)內20余口井的觀察統(tǒng)計，潼南—合川區(qū)塊棲霞組、茅口組共發(fā)育兩種類型儲層：孔洞—孔隙型白云巖儲層及茅一段泥灰?guī)r非常規(guī)儲層。雖然棲霞組、茅口組頂部均為不整合面，但是該區(qū)巖溶風化殼儲層并不發(fā)育，究其原因主要有兩點：一是棲霞組頂部不整合面暴露時間短，巖溶作用弱；二是茅口組頂部雖然暴露時間夠長，但潼南—合川區(qū)塊在茅口組沉積末期整體處于巖溶洼地，充填作用強，巖心見大量巖溶縫洞被泥質、方解石和黃鐵礦完全充填現(xiàn)象。目前高產(chǎn)井產(chǎn)層段主要還是以孔洞—孔隙型白云巖儲層為主，所以本文重點探討該類型白云巖儲層的特征、主控因素和發(fā)育模式。

3.1 儲層特征

潼南—合川區(qū)塊棲霞組白云巖儲層主要發(fā)育在棲二段，巖性主要為云質含量較高的含灰云巖和含云灰?guī)r，單層厚度為2～5m，垂向多層疊置發(fā)育，累計厚度為3～15m，橫向變化差異大（圖4）。白云巖儲層物性較好，孔隙度為2.7%～7.2%。溶蝕孔洞、晶間溶孔（粒間/粒內溶孔）是主要儲集空間（圖5a—c），成像測井上見明顯縫洞和高角度裂縫發(fā)育（圖6a）。

茅口組白云巖儲層主要分布在茅二段中上部，巖性主要為云質含量較高的含灰云巖和含云灰?guī)r。與棲霞組白云巖儲層相比，茅口組這套白云巖儲層單層厚度大，厚度為3～15m，橫向比較連續(xù)（圖4）。根據(jù)樣品的物性資料分析，白云巖孔隙度一般大于3%，局部純白云巖段具有較高孔隙度和滲透率，測井孔隙度可達6.1%。溶蝕孔洞、晶間溶孔（粒間/粒內溶孔）和溶縫（圖5d—f）構成了茅二段白云巖儲層的主要儲集空間。成像測井上見明顯斑狀溶蝕特征，整體高角度裂縫發(fā)育（圖6b）。

3.2 儲層主控因素

通過鉆井巖心和巖石薄片的觀察，結合大量的碳氧鍶同位素、稀土元素、U—Pb同位素定年、陰極發(fā)光等實驗分析，綜合分析認為潼南—合川區(qū)塊白云巖儲層的發(fā)育受臺內中高能灘相、層序控制的巖溶作用和早期白云石化作用的控制，其中白云石化作用形成于準同生期—早埋藏期，白云石化流體是沉積期海水，而非地層幔源熱液。

3.2.1 臺內中高能灘是有利儲層形成的巖相基礎

潼南—合川區(qū)塊在棲霞組、茅口組高位體系域時期具備發(fā)育淺水臺內中高能灘的沉積背景，此時生物繁盛，生屑質的臺內灘分布范圍廣，沉積厚度大，是該區(qū)最有利的儲集巖發(fā)育帶（圖2）。生屑顆粒相較于泥質灰?guī)r等，具有更好的抗浪骨架和抗壓實能力，可提高原始孔隙度和滲透率[29]。根據(jù)該區(qū)棲霞組—茅口組樣品物性與巖性關系分析，儲層物性最好的主要是晶粒白云巖。這種白云巖通過原巖恢復均具有顆粒結構，現(xiàn)余孔隙均為早期孔隙的繼承（圖3d）。而泥晶生屑灰?guī)r物性比較差，絕大部分致密無孔隙。

3.2.2 層序控制的巖溶作用是形成優(yōu)質儲層的重要因素

成像測井及巖心均表明白云巖發(fā)育段存在大量的溶蝕孔洞，結合白云巖儲層在層序格架的發(fā)育位置來看，其主要發(fā)育于高位體系域四級層序界面之下的特征（圖2）指示巖溶作用類型為準同生巖溶。受高頻海平面變化控制的準同生期暴露以組構選擇性溶蝕為典型特征，發(fā)育粒間溶孔、粒內溶孔、鑄?？椎瓤紫额愋?，通常形成基質孔隙型儲層。

潼南—合川區(qū)塊棲霞組沉積期巖溶作用強度不高，旋回中上部臺內中高能灘只發(fā)育米級以下的小型巖溶縫洞，縫洞規(guī)模小，縫洞內充填角礫、滲流粉砂及下一期海侵沉積物。相對來說，茅二段沉積期的巖溶作用更強，除了能在野外剖面見茅二段順層分布的6～10m的大型巖溶縫洞系統(tǒng)之外，合深4井巖心和成像測井也能見到茅二段發(fā)育大型縫洞系統(tǒng)證據(jù)（圖2、圖6b）。合深4井茅二段取心從上到下具有明顯的巖溶分帶特征，巖溶作用逐漸變強，最底部發(fā)育水平狀溶洞，巖性也逐漸從泥質灰?guī)r過渡到含云灰?guī)r和含灰云巖。通過巖心觀察發(fā)現(xiàn)只有巖溶縫洞中的生屑顆粒充填物發(fā)生了白云石化作用，具有明顯的滲流特征。巖溶弱改造段的圍巖主要為泥晶生屑灰?guī)r，它與縫洞中的殘留角礫未發(fā)生白云石化作用。

圖4 潼南—合川區(qū)塊中二疊統(tǒng)層序對比圖（連井位置見圖1）Fig.4 Sequence correlation of the Middle Permian in Tongnan-Hechuan block (well section location is in Fig.1)

圖5 潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組儲層特征圖版Fig.5 Plate of reservoir characteristics of Qixia Formation-Maokou Formation in Tongnan-Hechuan block

圖6 潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組白云巖儲層發(fā)育段成像測井特征Fig.6 Imaging logging characteristics of dolomite reservoir section of Qixia Formation-Maokou Formation in Tongnan-Hechuan block

沈安江等人做過的溶蝕模擬實驗揭示了巖溶作用具有相控性，同等條件下，臺內灘相沉積物更易被大氣淡水溶解[31-32]，表明巖溶作用實際上同臺內中高能灘相是密不可分的。

3.2.3 早期白云石化作用是孔隙保存的關鍵

白云石化作用會提高巖石的抗壓性能，早期孔隙形成后，如果沒有經(jīng)歷白云石化作用，大規(guī)模的壓溶作用不但會壓縮孔隙空間，產(chǎn)生的鈣質流體還會充填原生孔隙，對儲層起破壞作用。所以早期的白云石化作用是儲層孔隙得以保存的關鍵因素。

通過陰極發(fā)光、白云石有序度、碳氧同位素、U—Pb同位素定年等實驗分析來確定潼南—合川區(qū)塊白云石化的時間。陰極發(fā)光下石灰?guī)r呈弱發(fā)光—不發(fā)光特征，指示海水環(huán)境。白云巖與石灰?guī)r特征類似，絕大部分弱發(fā)光—弱紅褐色光，指示其主要形成于早期的海水—淺埋藏環(huán)境。從地球化學角度來看，白云巖樣品低有序度（平均值為0.62）的特征指示白云石為早期快速結晶，符合準同生期—早埋藏期白云石化的特征。另外碳氧同位素實驗分析表明，潼南—合川區(qū)塊棲霞組、茅口組巖石樣品的碳氧同位素大部分均落在中二疊世海水范圍內（圖7a），表明白云石化流體主要來自同時期的海水，而非地層幔源熱液，白云巖形成的時間相對較早。稀土微量元素實驗分析也很好地證明了這一點，棲霞組和茅口組的白云巖和石灰?guī)r稀土元素含量較低，白云巖整體繼承石灰?guī)r的稀土元素配分模式，大體上均為Ce正常—弱負異常，Eu正?！跽惓５奶卣鳌Ｖ挥袠O少情況下才會出現(xiàn)Eu正異常，指示部分樣品受熱作用影響（圖7b）。在年代學方面，通過U—Pb同位素測年法對棲霞組—茅口組的白云巖樣品進行定年，實驗得到的年齡分別是286Ma±10Ma和257Ma±10Ma（圖7c、d），鎖定了棲霞組和茅口組白云石化的時間均為二疊紀，這是白云巖形成于早期最直接的證據(jù)。綜合以上分析，潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組白云石化作用形成于準同生期—早埋藏期。

圖7 潼南—合川區(qū)塊巖石樣品地球化學、年代學特征圖版Fig.7 Plate of geochemical and chronological characteristics of rock samples in Tongnan-Hechuan block

3.2.4 斷裂及與斷裂相關的熱液作用進一步加劇了儲層非均質性

棲霞組—茅口組沉積期的早期斷裂提供了巖溶通道和白云石化流體運移通道，擴孔擴縫之后，早期白云石化作用保存孔隙，對儲層儲集性能起著重要的改善作用。茅口組沉積中晚期峨眉地裂活動進入高發(fā)期，深部熱液流體沿走滑斷裂進入棲霞組和茅口組，對儲層起著“雙刃劍”作用：一方面熱液沿斷裂在其附近形成溶蝕孔洞；另一方面形成重結晶白云巖，熱液礦物沉淀充填孔洞，對儲層起破壞作用。潼南—合川區(qū)塊部分巖心的溶洞內可見自形石英晶體沿洞壁生長和白云巖溶孔被硅質充填等現(xiàn)象。儲層孔洞中充填的白云石和石英中的包裹體均一溫度較高，也表明受到深部熱液流體的疊加改造作用。熱液作用并不是導致早期石灰?guī)r儲層白云石化的直接因素，而是進一步加劇了白云巖儲層的非均質性。

3.3 儲層發(fā)育模式

潼南—合川區(qū)塊中二疊統(tǒng)白云巖儲層的形成受原始沉積發(fā)育背景及早期白云石化作用、巖溶作用、深部熱液流體的疊加改造等因素的控制和影響。本文對白云巖儲層的發(fā)育過程和制約因素進行討論，建立潼南—合川區(qū)塊中二疊統(tǒng)白云巖儲層發(fā)育模式（圖8）。

潼南—合川區(qū)塊中二疊統(tǒng)白云巖儲層具有殘余顆粒結構特征，其形成顯然與高能環(huán)境的沉積相有關。古地貌的高部位是高能碳酸鹽巖臺內灘相最有利的發(fā)育位置。棲霞組沉積中后期，準同生期頻繁的、短期性的海平面下降，古地貌高部位的臺內中高能灘相不斷暴露，遭受大氣淡水溶蝕作用，形成大量的溶蝕孔洞縫。這種高孔高滲臺內灘也是富鎂流體的匯聚區(qū)，容易接受同期富鎂流體，發(fā)生準同生回流滲透白云石化（圖8a、b），保存早期形成的大量孔隙。經(jīng)過準同生期白云石化作用和大氣淡水溶蝕作用形成的孔隙與構造裂縫共同提供流體通道，為次生孔隙的進一步發(fā)育奠定了基礎。

茅口組白云巖儲層發(fā)育模式與棲霞組略有不同。茅二段中部存在一期時間較長的層間巖溶暴露面，接受大氣淡水淋濾時間更久，溶蝕作用更強。海平面整體下降時，古地貌較高部位發(fā)育的臺內中高能灘整體接受大氣淡水淋濾，巖溶改造強烈。其中古地貌斜坡區(qū)巖溶作用強度更大，以下蝕作用和侵蝕作用為主，從而形成比較穩(wěn)定的大型縫洞系統(tǒng)。在茅口組沉積中后期下一期海侵時，打碎的巖溶角礫和生屑顆粒充填巖溶縫洞。同時期受峨眉地裂運動影響，海水中充斥著大量富硅、富鎂物質。這種富鎂海水沿早期溶蝕通道、斷裂、裂縫滲入巖溶縫洞，還處于早埋藏期未完全固結的縫洞充填物發(fā)生白云石化作用（圖8c）。殘留的溶蝕孔洞、溶縫和白云巖粒間孔構成了這套白云巖儲層最主要的儲集空間。

除以上因素外，深部熱液流體的疊加溶蝕作用和充填作用，進一步影響了潼南—合川區(qū)塊白云巖儲層的非均質性，但并不是控制白云石化的主要因素。

圖8 潼南—合川區(qū)塊中二疊統(tǒng)白云巖儲層發(fā)育模式Fig.8 Development mode of the Middle Permian dolomite reservoir in Tongnan-Hechuan block

4 有利勘探區(qū)帶評價

4.1 源儲配置

潼南—合川區(qū)塊發(fā)育寒武系、二疊系、志留系多套烴源巖，其中潼南—合川區(qū)塊東部殘留志留系，區(qū)內龍馬溪組發(fā)育一套黑色碳質頁巖，TOC普遍大于0.5%，烴源巖厚度為15～60m。同時二疊系茅一段泥灰?guī)r為潛在有利烴源巖，平均TOC＞1%，厚度可達100m以上。

潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組油氣輸導條件較好。一方面，橫向輸導系統(tǒng)普遍發(fā)育，不但自身發(fā)育高孔滲的輸導層，中二疊統(tǒng)底界與茅口組頂界均是盆地級區(qū)域性不整合面，對油氣的側向運移起到了重要作用；另一方面，該區(qū)走滑斷裂發(fā)育，這些走滑斷裂主要呈北西向和近東西向分布，雖然斷距較小，但斷穿地層較多，向下斷至震旦系燈影組之下，向上斷至二疊系—三疊系，可作為油氣運移高效通道，溝通深層寒武系筇竹寺組和志留系龍馬溪組等優(yōu)質烴源巖，控制油氣運聚成藏。

4.2 勘探方向

圖9 潼南—合川區(qū)塊三維地震區(qū)棲霞組沉積微古地貌圖（a）及有利勘探區(qū)帶分布圖（b）Fig.9 Sedimentary micro paleogeomorphology (a) and favorable exploration zone (b) of Qixia Formation in 3D seismic area of Tongnan-Hechuan block

早期白云石化作用疊加表生巖溶改造的微古地貌高部位是規(guī)模優(yōu)質白云巖儲層的有利發(fā)育區(qū)。在潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組整體處于淺水碳酸鹽臺地的沉積背景下，沉積期微古地貌高部位臺內中高能灘更加發(fā)育，頻繁的海平面升降使其也更易暴露地表，受到大氣淡水淋濾作用形成溶蝕孔洞。這種高孔高滲臺內灘是富鎂流體的匯聚區(qū)，易發(fā)生白云石化，從而形成優(yōu)質的白云巖儲層。

利用潼南—合川區(qū)塊三維地震資料，通過殘厚法恢復棲霞組和茅口組沉積期微古地貌。棲霞組沉積期的微古地貌整體具有西高東低的特征（圖9a），微古地貌高地位于研究區(qū)西側高石16井—磨溪42井區(qū)，由西到東呈階梯狀降低。結合已知鉆井分布情況，鉆遇白云巖儲層的井位基本位于微古地貌高部位，棲霞組白云巖儲層具有環(huán)洼分布的特征。預測潼南—合川區(qū)塊棲霞組有利勘探區(qū)帶位于西側的高石18井區(qū)、北部的磨溪42—磨溪31x1井區(qū)和磨溪39井區(qū)、中部的高石16井—合深4井區(qū)（圖9b）。

茅口組沉積期的微古地貌略微發(fā)生了變化，古地貌高地集中在研究區(qū)的中部高石16井—高石113井附近（圖10a）。茅二段的白云巖儲層巖溶改造作用強烈，層間巖溶作用形成的大型縫洞系統(tǒng)控制茅口組白云巖儲層發(fā)育?？紤]到巖溶作用的影響，巖溶斜坡部位水動力更強，對儲層的溶蝕改造能力也更強，結合已鉆井分布趨勢，預測潼南—合川區(qū)塊茅口組優(yōu)質白云巖儲層主要分布在沉積期微古地貌高地的邊緣斜坡。有利勘探區(qū)帶位于微古地貌最高的高石16井—高石113井區(qū)附近的邊緣斜坡，其中合深4井區(qū)東北方向的磨溪39井—淶1井一線相對西側的高石18井—潼4井區(qū)來說沉積期微古地貌略高，臺內中高能灘相更發(fā)育，部分區(qū)域疊合下伏的龍馬溪組有利烴源巖，是更為有利的勘探區(qū)帶（圖10b），新鉆井在這一區(qū)帶內均發(fā)現(xiàn)了厚10m以上的白云巖儲層，并獲得高產(chǎn)。

5 結論

依據(jù)巖性、電性、溶蝕現(xiàn)象等特征，確立了潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組層序劃分方案。將棲霞組和茅口組劃分為2個三級層序和6個四級層序，層序地層厚度顯示潼南—合川區(qū)塊沉積期地貌不存在特別大的高低起伏，局部微古地貌的差異控制了沉積相帶的變化。潼南—合川區(qū)塊棲霞組—茅口組均屬于淺水碳酸鹽巖沉積，臺內生屑灘大面積分布，白云巖儲層主要發(fā)育在高頻旋回頂部的臺內中高能灘相中。

潼南—合川區(qū)塊的棲霞組和茅口組白云巖儲層特征略有差異。棲霞組白云巖儲層單層厚度薄，垂向疊置發(fā)育。茅口組白云巖儲層主要發(fā)育在茅二段中上部，單層厚度大，橫向較連續(xù)。溶蝕孔洞、晶間溶孔（粒間/粒內溶孔）和溶縫構成了棲霞組和茅口組白云巖儲層的主要儲集空間。通過鉆井巖心和巖石薄片的觀察，結合大量實驗分析，明確了棲霞組—茅口組白云巖的發(fā)育受臺內中高能灘相帶、受層序控制的巖溶作用和早期白云石化作用3個因素控制。早期白云石化作用疊加表生巖溶改造的微古地貌高部位是潼南—合川區(qū)塊規(guī)模優(yōu)質白云巖儲層的有利發(fā)育區(qū)，棲霞組優(yōu)質白云巖儲層主要發(fā)育在微古地貌高部位，具有環(huán)洼分布的特征，有利勘探區(qū)帶位于研究區(qū)的中西部；層間巖溶作用形成的大型縫洞系統(tǒng)控制茅口組白云巖儲層發(fā)育，優(yōu)質白云巖儲層主要發(fā)育在微古地貌高地的邊緣斜坡，最有利的勘探區(qū)帶位于中部的合深4井區(qū)東北方向的磨溪39井—淶1井一線，并得到多口新鉆井印證。

圖10 潼南—合川區(qū)塊三維地震區(qū)茅口組沉積微古地貌圖（a）及有利勘探區(qū)帶分布圖（b）Fig.10 Sedimentary micro paleogeomorphology (a) and favorable exploration zone (b) of Mao Formation in 3D seismic area of Tongnan-Hechuan block