川中安岳—磨溪地区灯影组储层特征及控制因素

秦章晋， 刘志毅， 周吉羚

( 1. 西南石油大学 地球科学学院，四川 成都 610500； 2. 中国石油西南油气分公司 勘探事业部，四川 成都 610000； 3. 成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059 )



川中安岳—磨溪地区灯影组储层特征及控制因素

秦章晋1,2， 刘志毅1， 周吉羚3

( 1. 西南石油大学 地球科学学院，四川 成都 610500； 2. 中国石油西南油气分公司 勘探事业部，四川 成都 610000； 3. 成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059 )

川中安岳—磨溪地区震旦系灯影组地质年代久远、地层埋藏较深且受多期构造运动影响，储层特征研究难度大.分析研究区灯影组岩心和薄片资料，对储层岩石和储集空间类型及特征进行识别和分类，并研究岩心物性特征.结果表明：川中安岳—磨溪地区灯影组储层发育主要受到岩溶作用、古地貌、沉积相及构造运动影响和控制.岩溶作用和后期构造作用决定了储层储集性能，岩溶作用是研究区储层发育的主控因素；储层为一套溶蚀孔洞型白云岩储层，主要分布于灯四、灯二段，是油气聚集的有利区带.该研究结果为川中安岳—磨溪地区灯影组储层勘探开发提供参考.

储层特征； 岩溶作用； 控制因素； 构造运动； 白云岩； 灯影组； 四川盆地

0 引言

四川盆地震旦系灯影组广泛发育白云岩储层，具有厚度大、分布广、圈闭数量较多和面积较大的特点，具有良好的油气储集性.王兴志等研究资阳地区灯影组储层，认为内碎屑滩、藻砂屑滩和鲕粒滩是有利于储层形成和演化的沉积相带[1]；黄文明等认为多期次的成岩作用导致震旦系灯影组储集空间非均质性明显，岩溶作用发育区往往产生大的溶蚀缝洞[2]；汤济广等研究地震剖面古隆起，认为广安—安岳—内江一带灯影组形成多套溶蚀层[3]；汤朝阳等建立蒸发作用、渗流—回流、混合白云石化、埋藏白云石化、海水白云石化五个主要模式，探讨白云石成因[4]；刘树根等认为主要储集类型为裂缝—孔洞型，基质孔隙度较低，溶蚀作用是形成震旦系灯影组优质储层的必要条件[5].川中震旦系储层受多期构造运动和地层年代古老的影响，成因和分布规律复杂；且储层埋藏普遍较深，钻井资料较少，对储层特征及控制因素方面尚无全面认识.笔者研究对安岳—磨溪地区震旦系灯影组储层的岩性、储集空间类型及储层物性等特征，认识储层特征和控制因素，为川中地区震旦系灯影组储层的油气勘探提供依据.

1 区域地质概况

川中安岳—磨溪地区位于四川安岳、遂宁及重庆潼南一带(见图1)，构造位置位于上扬子地台四川台坳川中的平缓褶皱带，由桐湾运动形成的受基底和断裂控制的乐山—龙女寺古隆起中部及川西南低陡褶皱带北部之间[6].从震旦纪开始，川中地区经历多期同沉积隆起和剥蚀隆起，古隆起初步定型于志留纪末加里东构造期，在晚三叠世末的印支运动中得到较大发展，经过燕山构造期至喜马拉雅Ⅲ幕最终定型，形成现今构造格局[7-8].

在沉积格局方面，晚震旦世以碳酸盐岩台地沉积为主.该时期四川盆地开始全面接受沉积，在灯影组三期时受到海侵幅度最大，灯影组末期海退，沉积结束.灯影组时期为典型的清水碳酸盐台地沉积，灯影组一期、灯影组二期几乎全被海水淹没，形成一套以白云岩为主的碳酸盐岩地层[9].

图1 川中安岳—磨溪地区地理位置

2 储层特征

2.1 储层岩石类型

根据对研究区岩心、薄片资料观察结果，灯影组储层岩石主要发育白云岩，为富藻细粒沉积，夹杂角砾岩，其中藻砂屑白云岩、藻叠层白云岩具有较好的储集性能.

(1)微晶凝块云岩：为无隐藻纹层的凝块状白云岩，凝块内部呈不均匀云雾状和海绵状，其中含有少量的碎屑颗粒，显示不清楚的同心纹层及厘米级微晶方解石和凝块间多被亮晶方解石、粉砂级、砂级方解石充填(见图2(a)).

图2 川中安岳—磨溪地区震旦系灯影组储层白云岩类型

(2)泥(粉)晶藻云岩：镜下观察含有隐藻屑及藻球团粒，粒屑间充填粉晶白云石.蓝藻呈丝状、斑块等不规则形状，沥青充填白云石晶间或孔隙(见图2(b)).

(3)藻纹层云岩：富藻层呈细微纹层近平行分布，空腔顺层发育(见图2(c)).

(4)藻叠层白云岩：由浅色的含少量藻类组分和有机质的白云石集合体，以及深色的富含藻类组合和有机质的波状或柱状富藻纹层两层明暗相间的结构组成(见图2(d)).

(5)泡沫绵层藻格架云岩：为暗色泥晶藻绵层、藻蓆等，层间见粗粉晶白云石，其中晶间孔充填沥青，不规则溶孔充填石英(见图2(e)).细小藻孔及溶孔大多未被充填，孔径一般为0.15～0.25 mm.

(6)藻砂屑云岩：颗粒为微晶砂屑，磨圆度较好，粒间被纤状白云石和粒状亮晶白云石胶结物胶结(见图2(f))，形成被亮晶白云石充填的残余砂屑结构的中粗晶白云石或亮晶砂屑白云石.

2.2 储集空间类型及特征

灯影组储层主要发育于灯二和灯四段，储集空间类型主要为次生溶蚀孔、洞、缝，原生孔隙大多被破坏[10].根据研究区岩心、薄片资料观察结果，结合储集空间的大小、形态、成因与岩石组构关系，划分储集空间类型.

(1)粒间孔、粒间溶孔：具有藻粘结结构，被藻团块和藻屑颗粒支撑，多充填白云石胶结物(见图3(a))；在准同生期成岩过程中大气水和酸性流体的溶蚀作用形成粒间溶孔.

图3 川中安岳—磨溪地区震旦系灯影组储集空间类型

(2)晶间孔、晶间溶孔：晶间孔主要指白云石晶体间的残留孔隙(见图3(b))，一般存在于粉—细晶白云岩；晶间溶孔由酸性流体在成岩过程中通过晶间孔隙进行运移，对晶间孔产生溶蚀作用而成.

(3)粒内溶孔及铸模孔：由于选择性地对碎屑颗粒进行溶蚀(见图3(c))，研究区藻白云岩、砂屑白云岩大量发育粒内溶孔；当颗粒的轮廓保存比较完整时，颗粒内发生溶蚀作用，形成铸模孔.

(4)裂缝：岩石中没有发生明显位移的断裂，包括各种应力作用使岩石破裂而产生的裂隙，层理缝和矿物解理缝也属于此类.研究区构造裂缝和成岩裂缝较为发育，但大部分被白云石充填(见图3(d)).

(5)岩溶角砾间洞：表生期的溶蚀作用形成岩溶角砾间洞，支撑物为角砾，溶蚀作用使角砾边缘形成储集空间(见图3(e))，主要分布于灯影组地层的中上部.

(6)溶蚀孔洞：主要为研究区的云岩受到大气淡水、有机酸或硫酸溶蚀作用而形成的孔洞(见图3(f)).

粒间孔及粒间溶孔、晶间孔及晶间溶孔、铸模孔、裂缝为研究区灯影组储层主要的储集空间类型.

2.3 储层物性特征

统计研究区典型井344个测试样品，灯影组基质平均孔隙度为2.21%，主要分布在小于4%的范围内，基质平均孔隙度大于4%的约占11.4%(见图4(a))；渗透率主要集中在小于10-5μm2范围内(37.1%)，其次为大于2×10-3μm2范围内(26.9%，见图4(b)).

图4 川中安岳—磨溪地区灯影组物性分布

一般渗透率随孔隙度的增大而增大的为孔隙型储层，它具有良好的相关性，而不具有相关性的为裂缝型储层[11-12].研究区样品的孔渗相关性不明显，主要为低孔、低渗的孔洞型储层和低孔、高渗的裂缝性储层特征(见图5).

图5 川中安岳—磨溪地区灯影组孔隙度与渗透率相关性

Fig.5 The dependency between porosity and permeability distribution diagram in Dengying formation reservoir in Anyue-Moxi region, middle of Sichuan

3 储层控制因素

根据储层特征及构造演化、沉积背景分析结果，研究区灯影组储层主要受古风化壳岩溶、构造运动及沉积相控制，储集性能主要受溶蚀和裂缝的发育程度影响.

3.1 岩溶作用

碳酸盐岩的岩溶作用包括沉积期岩溶、风化期岩溶、埋藏期岩溶及褶皱期岩溶[13].沉积期岩溶孔洞基本已经被充填，风化期岩溶是灯四段储层的主要贡献者，这是由于桐湾二幕运动使灯四段顶部被长时间暴露，溶蚀孔洞发育(见图6)，风化壳岩溶作用明显.

桐湾二幕运动造成的风化剥蚀，在灯四段约为10 Ma，在遭受长期风化溶蚀作用后，灯影组上补偿沉积寒武系地层筇竹寺组.之后进入灯影组地层的埋藏时期，并跟随乐山—龙女寺古隆起经历轴线及高低点

图6 川中安岳—磨溪地区震旦系灯影组岩心照片

的转换.埋藏期岩溶与生油同步，产生的孔洞被沥青占据，储集性能较差.喜马拉雅运动期的皱褶作用使研究区成为高点，但是埋藏较深，褶皱期岩溶产生的作用较弱.

3.2 古地貌

古地貌不仅能控制地表和地下岩溶水流的流向，也能影响风化壳岩溶作用的发展及演化；所以它对碳酸盐岩风化壳岩溶作用带内的孔洞发育影响很大.不同地貌形态影响岩溶发育，岩溶古地貌是岩溶作用和各类地质作用综合影响的结果，岩溶特征影响储层分布[14-15].研究区储层评价与岩溶古地貌特征及其区域分布规律密切相关，岩溶古地貌二级单元分为岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶洼地[19](见图7).

岩溶高地是古地势较高的区域，易受侵蚀、溶蚀的影响.在裸露风化期为地下水的补给区，进行垂向渗滤的岩溶作用形成垂向溶蚀带等岩溶形态，具有较强的非均一性.岩溶高地与岩溶斜坡交接地带水动力能量充足，是地下水集中、转换的地带，地下水在该部位由垂向补给状态转为水平径流状态，因而岩溶发育强烈，易形成相对较好的溶蚀孔洞储层.溶凸、溶梁为岩溶高地斜坡脚延伸至岩溶斜坡的丘状或梁状凸起，呈圆形或椭圆形，具有一定储集性，但不利于储层的发育.

图7 川中安岳—磨溪地区风化壳岩溶古地貌单元划分示意(据徐国强等，2002，有修改)

岩溶斜坡为岩溶高低和岩溶谷底的过渡，呈带状围绕岩溶高地展布.可进一步划分为溶丘(梁)、溶坪、溶高坪等三级岩溶古地貌.岩溶斜坡内地形平缓，水力梯度较小，地下水主要为水平径流状态，岩溶高地的地表水可以快速下渗和向侧向转移排泄，由于受强烈的溶蚀作用和较弱的充填作用，易形成良好的溶蚀孔洞储集空间[16-17].寒武系沉积前，四川盆地岩溶斜坡主要分布于安岳—磨溪、成都—资阳—威远，以及蓬安—重庆以东一带.

岩溶洼地是指古地势较低且地形相对平缓的区域，岩溶作用主要表现为浅层地下径流带的岩石溶解和地表侵蚀带被溶蚀.同时，由于处于水流的汇水排泄区，CaCO3易过饱和，化学胶结充填及沉淀作用较强，使地层保存相对完整，岩溶空间被大量充填，岩性较为致密，储层储集性能较差，不利于古岩溶储层的形成[18].震旦系顶部四川盆地岩溶洼地主要分布于四川盆地东北及四川盆地西南一带.

研究区震旦系灯影组二段顶的层间岩溶和灯影组四段的风化壳岩溶作用形成良好的溶蚀孔缝洞，由于风化壳岩溶发育，震旦系顶部形成一个孔洞发育、属于古圈闭类型的古潜丘，有利于早期油气聚集成藏[19].资阳地区灯三段—灯二段上部残留大量孤立溶孔和溶洞，为灯影组储层的主要储集空间.因此，古风化壳岩溶作用是控制灯影组储层储集性能的重要因素.

3.3 沉积相

川中地区灯影组地层大部分处于局限台地沉积环境，主要沉积相类型为藻丘、颗粒滩、台坪和局限澙湖(见图8).磨溪—高石梯构造西侧为台洼和藻丘相变带，有利于对油气进行侧向封堵，使研究区储层相当发育.高石梯—磨溪构造东侧发育近南北走向的侵蚀沟谷(陡坎)，西部为丘滩体发育区，岩溶作用和丘滩体叠合发育，是高产井的主要分布区，储层发育受丘、滩相控制作用明显，优质储层主要发育在藻丘、颗粒滩及丘滩复合体中.

图8 川中安岳—磨溪地区灯四段沉积相

图9 川中安岳—磨溪地区震旦系不同亚相储层孔隙度分布对比

藻丘发育大量孔洞，与周围颜色相近的内碎屑颗粒沉积物相互区分.藻丘易暴露于混合水作用带而发生混合白云岩化，形成少量孔隙，经过大气淡水淋滤，最终形成大量次生溶孔.滩相沉积是控制储层发育的主要因素之一，不仅决定储层具体展布，还影响储层内储集空间的形成与演化.研究区丘相储层平均孔隙度约为3.34%，滩相储层平均孔隙度约为2.87%,台坪相平均孔隙度约为1.74%(见图9)，因此丘相和滩相是储层发育的有利相带.

3.4 构造运动

灯影组地层在震旦纪末期桐湾运动中隆起抬升，遭受风化剥蚀和大气淡水的溶蚀，使灯二、灯四段上部地层遭受不同程度剥蚀,并发育岩溶角砾岩及溶蚀孔、洞、缝，有利于岩溶孔洞型储层的形成；同时灯影组也发育溶蚀孔隙型储层；加上后期多次构造运动形成的裂缝，最终形成裂缝—孔洞型储层及裂缝—孔隙型储层.

张扬等研究风化壳岩溶储层，认为它受震旦纪末桐湾运动抬升作用影响，研究区震旦系和寒武系为不整合接触，加上风化剥蚀和地表上溶蚀作用的影响，不整合面附近灯影组储层在顶部形成古岩溶风化壳型储集体[20].在桐湾运动时期，由于海平面相对下降及构造运动抬升，震旦系顶部地层暴露，受到风化作用及地表水溶蚀作用影响，碳酸盐岩地层发育大量溶蚀孔洞缝，储集空间不均一性明显，大小差别大，形状不规则，为典型的古风化岩溶储层；受大气水、CO2等形成环境及后期埋藏、构造作用的综合影响，古岩溶风化壳的不整合面与其他海相沉积和成岩作用区别明显，同时岩溶作用形成的溶孔、洞具有明显的分带性和差异性，在垂向上很突出.

川中地区在多期构造运动中始终处于古地势转换点，受到不同程度的持续改造，有利于其下古生界—震旦系纵向多套储层的发育(见图10).川中地区后期构造作用影响主要有：(1)改造古隆起构造形态；(2)不同规模的断层和裂缝使储层连通性更好，缝洞系统有效空间范围扩大.

图10 安县—龙女寺地震剖面

4 结论

(1)川中安岳—磨溪地区震旦系灯影组以富藻细粒沉积为特征，藻砂屑白云岩、藻叠层白云岩等具有良好储集性能；储层岩石类型主要有微晶凝块云岩、泥晶藻云岩、藻纹层云岩、藻叠层白云岩、泡沫绵层藻格架云岩及藻砂屑云岩.

(2)研究区灯影组储层主要储集空间类型分为粒间孔及粒间溶孔、晶间孔及晶间溶孔、粒内溶孔及铸模孔、裂缝、岩溶角砾间洞和溶蚀孔洞.

(3)研究区灯影组储层主要分布于灯二段和灯四段，研究区灯影组岩心孔隙度分布主要小于4%，渗透率分布主要小于10-5μm2，大部分样品孔渗相关性不明显，总体表现为低孔、低渗的孔洞型储层特征和低孔、高渗的裂缝性储层特征.

(4)研究区灯影组储层是由桐湾期构造运动形成的风化剥蚀面发育形成的两套溶蚀孔洞型储层，主要受岩溶作用、古地貌、沉积相及构造运动影响和控制.研究区处于古岩溶斜坡和岩溶高地，岩溶发育程度受古地貌控制，岩溶斜坡上有利于岩溶作用及储层发育；丘、滩亚相是研究储层发育的有利相带；灯影组储层在多期次构造运动中始终处于构造高点，同生裂缝和断层有效改善储层的储集性能.

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2015-07-21；编辑：张兆虹

国家科技重大专项(2011ZX05013-006-008)

秦章晋(1990-)，男，硕士研究生，主要从事沉积地质学及储层描述等方面的研究.

TE112.23

A

2095-4107(2015)06-0087-08

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2015.06.010