四川盆地高石梯—磨溪区块灯四段沉积相变对岩溶储层发育影响

朱 讯 徐 伟 李菡韵 刘义成 鲁 杰 陶夏妍 申 艳 张 旋

中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

四川盆地中部震旦系灯影组四段气藏为构造背景下的大型地层—岩性复合圈闭气藏[1-3]，已提交各级储量8 000h108m3，具有巨大的资源基础。四川盆地中部灯影组灯四段沉积时期，高石梯—磨溪区块位于克拉通台地边缘区域，丘、滩相发育程度相对较高，向台内发育程度逐渐降低，地震预测储层呈大面积连片发育，厚度介于45～90 m，共测试64口井，53口井获工业气流，展现出良好的勘探和开发前景[4-8]。但在磨溪台缘带实施钻探的MX47、MX102、MX110、MX116等井相继失利，测试为干层或者微气。众所周知，沉积相在油气藏形成与演化过程中起着重要作用，它不仅决定了沉积岩特征及分布，还影响着储层内原生储集空间分布，并对储层所经历的成岩作用类型以及强度也有影响[9-10]。由于研究区溶蚀孔、洞形成在大面积展布的碳酸盐岩局限台地上，受长期风化淋滤、水流冲蚀影响，不同沉积相区域溶蚀差异大[11-13]。因此，笔者充分利用实钻井岩心、薄片、测井、地震等资料并结合测试情况，对该区沉积相变的主控因素以及相变对岩溶储层发育的影响等进行研究，刻画岩溶储层展布，旨为今后开发有利区选择提供参考。

1 灯四段沉积相特征

根据对四川盆地震旦系区域沉积地质背景分析，灯影组四段沉积时期构造—沉积环境展布由西向东主要为：古陆、基于阿坝裂陷盆地发育的开阔台地相、局限台地相（台内滩、潟湖） 、开阔台地相（台缘滩） 、台地边缘相、斜坡相等[4]。结合实钻井取心、录井、测井特别是成像测井、地震等资料综合分析，认为研究区灯影组建造于混积台地之上，以台内裂陷为中心，台地边缘—开阔、局限、蒸发台地—台地边缘相对称发育。

结合盆地区域沉积相研究成果及已建立的相模式，通过对研究区及相邻地区灯影组岩心精细描述及沉积相分析，认为四川盆地中部灯四段主要为局限台地沉积，包含藻丘、颗粒滩及台坪3个亚相（表1）。

灯四段碳酸盐岩的有利沉积相组合类型，无论是在垂向演化序列还是平面分异格局上，都突出表现为丘、滩相沉积，岩性以藻凝块云岩、藻叠层云岩、藻砂屑云岩等富藻云岩为主。

在岩心划相基础上，对研究区单井进行连井沉积相对比分析（图1），可以看出单井上灯四上亚段丘滩体集中发育，为纵向有利层段；同时平面上台缘带内丘、滩最为发育，所占地层厚度比例介于50%～70%，台缘带以东，丘、滩相发育厚度减薄；有利沉积区域为台缘带一线的灯四上亚段。虽然研究区台缘带为丘、滩相最有利的沉积分布区，但是在台缘带分布区内各井之间储层发育以及测试产能存在较大差异，如MX105井测井解释灯四上亚段气层垂厚60.1 m，测试产气24.46h104m3/d；MX102灯四上亚段钻遇气层厚度仅为32.6 m，测试产气2.19h104m3/d。经分析MX105井以丘、滩沉积为主，MX102井以滩间海沉积为主，虽然2口井都属于台缘带，但因为其沉积相的变化导致测试产量相差了一个数量级，因此单纯划分出台缘带不能满足开发生产的需求，需落实台缘带内有利地质目标区，进一步刻画台缘带有利沉积微相的分布。

表1 安岳气田灯四段沉积微相特征简表

2 控制相变因素分析

对失利井的灯四段进行沉积微相分析，丘滩体在台缘带分布区并非大片连续分布，还存在着沉积微相的变化。

由于四川盆地在晚震旦世—早寒武世发生的桐湾运动以升降运动为主，而且研究区正是一个继承性、长期性发育的古隆起[2-3]，区内无大型褶皱构造影响，因此在沉积过程中处于隆起的部位更容易继续沉积发育为丘滩，而处于低洼地形的沉积主要以填平沉积为主，水动力较为安静，因此沉积的岩性更为致密。

图1 Gs001-X1—Gs3—Gs001-X4—Gs2—Gs18沉积相连井剖面图（台缘到台内东西向）

图2 过MX47井地震偏移剖面图（灯影组底拉平）

图3 过MX22—MX105—MX10井地震偏移剖面图（灯影组底拉平）

研究区在灯四段沉积之前由于桐湾Ⅰ幕的影响，整体遭受抬升，灯二段和灯三段沉积期之间存在较短时期的剥蚀，形成的古地貌高低势必会影响研究区后期灯四的沉积；在灯三、灯四段沉积前的古地貌高部位更易于丘滩的发育，可以刻画出桐湾Ⅰ幕形成的灯二段风化壳剥蚀面 （俗称“灯二段陡坎”），对于后期灯四段台缘带丘滩体的刻画至关重要。为此笔者对研究区三维地震剖面上所有“灯二段陡坎”进行追踪（图2、图3），可以看出“灯二段陡坎”以西区域在灯三、灯四段沉积之前属于相对低洼地势，不利于丘滩体发育，地层为填平补齐沉积，地震段相上表现为同相轴清晰且似平行分布；而“灯二段陡坎”以东相对隆起区域，丘滩体继承发育，地震相上表现为丘状形态，内部出现杂乱发射同相轴。通过地震剖面追踪刻画及井震结合在平面上确定了“灯二段陡坎”分布以及灯四段丘滩体分布（图4），在 “灯二段陡坎”与“灯四段陡坎”共交区域，可见灯四段沉积发生相变，并以滩间海沉积为主，而在“灯二段陡坎”未影响的台缘带区域，以丘滩沉积为主。

图 4 灯四沉积微相平面分布图

综上分析，研究区台缘带内沉积微相的变化主要由桐湾Ⅰ幕形成的剥蚀面“灯二段陡坎”控制的。

3 相变对岩溶储层的影响

前期学者已经明确灯影组储层主要受后期风化壳岩溶的控制，风化壳岩溶的发育又受到岩性、古地貌等因素的控制[5-7]。罗冰等（2015年）[12]认为现今灯影组储集空间主要由丘滩相格架孔扩溶孔洞以及岩溶新增孔洞构成，灯影组储层成因类型为“丘滩相＋岩溶”复合型储层。

3.1 相变对风化壳岩溶发育的影响

前文已经明确了研究区受桐湾Ⅰ幕形成的剥蚀面“灯二段陡坎”影响，台缘带内存在丘滩体与滩间海微相的相变，由于研究区丘滩体发育具有继承性[12]（图5），因此在丘滩体发育区域灯四段沉积后古地貌处于相对隆起部位，裂缝发育，有利于后期风化壳岩溶的发育；通过统计丘滩体岩性又以富藻白云岩为主（藻凝块、藻叠层等）（图6），由于藻的黏结性导致丘滩体在遭受大气降水淋虑后形成的溶蚀孔洞得以保存； 如MX105井该井在灯四上亚段5 299.3～5 365.35 m取心，心长66.05 m，岩心观察中孔洞发育段5段，累计厚度32.8 m，孔洞单层发育平均厚度达6.56 m（图7-a）；而在滩间海沉积微相区域，统计岩性主要以泥晶白云岩、粉—细晶白云岩为主，岩性致密，裂缝欠发育，不利于后期岩溶改造（图7-b），如MX102井该井在气层段5 175.00～5 202.54 m取心，心长27.54 m，岩心观察孔洞发育段4段，累计厚度10.38 m，孔洞单层发育平均厚度仅为2.6 m。因此丘滩体是后期风化壳岩溶发育的基础。

3.2 相变对岩溶储层分布影响

图 5 四川盆地中部地区台缘带丘滩沉积模式图

图 6 四川盆地中部地区丘滩体岩性统计图

图 7 不同沉积微相岩心特征图

根据实钻井及三维地震资料，结合丘滩体发育对后期风化壳岩溶发育的影响分析，建立了四川盆地中部台缘带丘滩体剥蚀溶蚀模式，如图8所示，丘滩体沉积后处于相对隆起部位，表生期风化壳岩溶规模较大，同时丘滩体岩性以富藻白云岩为主，利于后期岩溶形成的孔洞保存。因此在丘滩体发育区岩溶储层集中发育并得以保存[14-15]。统计发现岩溶储层发育厚度以及储层物性明显优于滩间海沉积区域。如在丘滩体发育区域的MX22、MX105、MX108井储层平均厚度达12.5 m，平均孔隙度为3.3%，平均渗透率0.33 mD；在滩间海发育区域的MX102、MX110井评价储层仅6.7 m，平均孔隙度为3.1%，平均渗透率为0.03mD（图9）。

图8 四川盆地中部地区台缘带丘滩体剥蚀溶蚀模式图

另外根据65口实钻井储层测井解释统计，结合地震刻画灯四段沉积微相平面分布特征，绘制出研究区井控范围内岩溶储层分布图（图10），可见滩间海沉积区岩溶储层厚度一般小于10 m（如MX110、MX117等），在丘滩体发育区岩溶储层发育，厚度介于25～50 m（如台缘带MX22、MX9、GS3、GS9丘滩体分布区）。因此认为台缘带沉积微相的变化控制了岩溶储层展布，研究区丘滩体为有利储层，应该成为今后勘探开发的重点对象。

4 认识

1）研究区台缘带内丘、滩最为发育，所占地层厚度比例介于50%～70%，有利沉积区域为灯四上亚段台缘带一线；

2）灯四段台缘带受桐湾Ⅰ幕形成的剥蚀面“灯二段陡坎”影响，在相对隆起区域丘滩体继承发育；在相对低洼地区，地层为填平补齐沉积，以滩间海微相沉积为主，不利于丘滩体发育。

图9 灯四段丘滩、滩间海微相孔隙度、渗透率对比图

图10 四川盆地中部地区台缘带岩溶储层分布图

3）沉积微相的变化控制了研究区岩溶储层的展布，在滩间海沉积微相区域，岩性致密，裂缝欠发育，不利于后期岩溶改造，岩溶储层厚度一般小于10 m；在丘滩体发育区域的相对隆起部位，以含藻白云岩沉积为主，裂缝发育，有利于后期风化壳岩溶的发育，同时由于藻的黏结性导致丘滩体在遭受大气降水淋虑后形成的溶蚀孔洞得以保存，在丘滩体发育区岩溶储层普遍发育，厚度分布在25～50 m。因此研究区丘滩体为今后勘探开发的重点对象。