四川盆地下寒武统龙王庙组颗粒滩沉积组合及其对储集层的控制作用*

杨伟强 刘 正 陈浩如 兰才俊 徐哲航 卢朝进 邹华耀

1 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249 2 中国石油大学(北京)地球科学学院，北京 1022493 中国地质大学(武汉)资源学院，湖北武汉 430074

颗粒滩相碳酸盐岩储集层一直是世界油气勘探领域的重点，现今已发现多个颗粒滩相大型油气田，例如加瓦尔油田、四川普光气田、中东南帕斯气田等(Khalifa，2005；Sadooni，2005；马永生等，2007；Tavakolietal.，2011)。

2012年，川中安岳地区龙王庙组发现了以磨溪8井为代表的多口日产百万立方米天然气的高产井，成为了新近发现的迄今为止中国单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气田(魏国齐等，2015)。安岳气田的勘探突破揭开龙王庙组的研究热潮，多位学者研究发现颗粒滩相沉积是龙王庙组优质储集层发育演化的地质基础，颗粒滩相物性普遍优于其他相带(金民东等，2014；刘树根等，2014；张建勇等，2015；田艳红等，2015；杨雪飞等，2015；任影等，2015；周进高等，2015；刘泠杉等，2016；杜金虎等，2016；沈安江等，2017；邢梦妍等，2017)。前人对龙王庙组颗粒滩相的岩性特征、垂向及平面展布的规律也开展了相关研究工作(姚根顺等，2013；周进高等，2014；金民东等，2015；马腾等，2015；杨雪飞等，2015；王頔等，2017)，部分学者也进行了一些颗粒滩沉积组合相关研究(金民东等，2015；杨雪飞等，2015；代林呈等，2017)。沉积微相对储集层的发育分布具有较好的控制作用(Ameletal.， 2015；Rosalesetal.， 2018)，四川盆地龙王庙组颗粒滩沉积相研究对于优质储集层的勘探具有重要意义，但在龙王庙组储集层的相关研究中发现并非所有的颗粒滩沉积都可作为优质储集层，不同类型的颗粒滩具有不同的物性特征，究竟何种类型的颗粒滩更有利于优质储集层的发育成为了有待解决的问题。文中从颗粒滩沉积组合方面入手，利用野外露头、钻测井、岩心、岩石薄片和物性等资料，对四川盆地龙王庙组颗粒滩的岩性特征、沉积组合的发育分布规律进行了较为深入的研究，着力于揭示颗粒滩沉积组合对储集层发育的差异控制作用，为四川盆地深层—超深层龙王庙组进一步的碳酸盐岩储集层勘探提供理论依据。

1 区域地质概况

四川盆地位于扬子台地西北缘，经历了裂陷(早震旦世)、克拉通(晚震旦世—志留纪)、再裂陷(泥盆纪—石炭纪)、克拉通(二叠纪—中三叠世)、前陆盆地(中三叠世—古近纪)的多旋回发育演化过程(魏魁生等，1997)。对研究层位影响最大是加里东运动，加里东期主要有3幕构造运动，即： 郁南运动、都匀运动和广西运动，前2次运动抬升剥蚀时间相对较短，不整合面上、下之间地层缺失少，剥蚀量不大。志留纪末的广西运动使四川盆地大幅抬升，川中地区志留系—奥陶系大量剥蚀，局部地区龙王庙组出露或接近于地表，如 图 1 所示，形成了盆地西部龙王庙组北东向剥蚀区(陈宗清，2013)，受加里东运动影响，靠近剥蚀区域的川中龙王庙组发育表生岩溶型碳酸盐岩储集层(周进高等，2014)。

震旦系灯影组发育绵阳—长宁裂陷槽，经历了下寒武统筇竹寺组(碳质页岩﹑页岩及泥岩)和沧浪铺组(粉砂岩、泥岩及砂岩)填平补齐作用后，四川盆地龙王庙组自西向东地势相对平坦，受沉积早期的快速海侵影响，形成一个以碳酸盐沉积为主的缓坡沉积环境(周进高等，2014；杜金虎等，2016)，自西向东划分为内缓坡相、中缓坡相、外缓坡—盆地相，岩性以白云岩、灰岩为主，局部发育混积岩及膏盐岩，纵向上可划分为1个三级层序、4个四级层序(周进高等，2014)。根据国际上关于寒武系4统10阶的划分方案，龙王庙期(514～509iMa)对应于第四阶中上部(彭善池，2006)。龙王庙组沉积之后，海水向东南方向退去，沉积了以泥质白云岩、云质粉砂岩为主，夹少量紫红色泥岩、泥质粉砂岩的中寒武统高台组沉积。四川盆地龙王庙组分布广泛且厚度较为稳定，与上下地层均呈整合接触，地层厚度在62～300im之间。

2 岩相古地理背景

四川盆地龙王庙组自西向东地势平坦，早期快速海侵，形成一个以碳酸盐沉积为主的缓坡沉积环境(周进高等，2014；杜金虎等，2016)。依据岩石学特征(表 1)、测井表征、地球化学特征等，将研究区龙王庙组沉积相自西向东划分为内缓坡相、中缓坡相、外缓坡—盆地相，以内缓坡、中缓坡相为主；内缓坡相内部可细分为颗粒滩、台坪、混积潮坪、滩间海、潟湖亚相；中缓坡相内可划分为颗粒滩、滩间海亚相(图2)。

表 1 四川盆地龙王庙组沉积相类型(据周进高等，2015；杜金虎等，2016；沈安江等，2017；修改)Table1 Types of sedimentary facies of the Longwangmiao Formation，Sichuan Basin(modified after Zhou et al.， 2015;Du et al.， 2016;Shen et al.， 2017)

图 2 四川盆地下寒武统龙王庙组沉积相平面展布(据周进高等，2015；修改)Fig.2 Planar distribution of sedimentary facies of the Longwangmiao Formation，Sichuan Basin(modified after Zhou et al.， 2015)

内缓坡发育于临滨与晴天浪基面之间的透光带(Burchette and Wright，1992)，受波浪活动影响较大。混积潮坪亚相发育于天星1井、曾1井、资2井、范店以西地区，距离古陆较近，受陆源碎屑物质影响，在该地区形成了以碎屑岩和碳酸盐岩混积为典型特征的沉积，代表岩性为砂质白云岩、粉砂质白云岩等。自西向东受陆源沉积的影响逐渐减弱，碳酸盐岩发育，发育台坪亚相，台坪亚相受潮汐作用控制，水体能量较弱，平面上发育在混积潮坪东侧，垂向上发育于颗粒滩亚相上部，发育灰色泥粉晶白云岩、含生屑泥粉晶白云岩、泥质白云岩等。颗粒滩亚相发育于古地貌高地，水体相对较浅，波浪作用较强，水体能量强，代表岩性为灰色砂屑白云岩、鲕粒白云岩。滩间海亚相沉积水体较深，能量较弱，平面上多发育于台坪亚相以东，垂向上多发育于颗粒滩亚相下部，代表岩性为灰色—深灰色中薄层状泥晶云岩、泥质泥晶云岩等。潟湖亚相发育于川东凹陷区，以泥晶云岩、膏质云岩、膏盐岩沉积为主。

中缓坡相发育于晴天浪基面与风暴浪基面之间(Burchette and Wright，1992)，受波浪活动影响较小。中缓坡相主要发育于盆地东部靠近广海的区域，代表亚相为颗粒滩、滩间海。颗粒滩亚相主要发育在微古地貌高地，以灰—深灰色砂屑灰岩、粉屑灰岩、砂屑白云岩、鲕粒灰岩、藻砂屑灰岩为主，水体相对较深，颗粒碳酸盐岩只有部分发生了白云岩化作用，而准同生期大气淡水溶蚀作用相对较弱。滩间海亚相发育于中缓坡浅滩之间的广大较深水区域，波浪作用弱，垂向上发育于颗粒滩亚相下部，以泥晶灰岩、含生屑泥晶云岩、云质灰岩为特征。

3 样品采集与测试

a—颗粒白云岩，颗粒间为粒状胶结物，可见沥青充填，杨坝剖面；b—砂屑白云岩，发育粒间孔，范店剖面；c—残余鲕粒云质灰岩，发育海水胶结物，福成剖面；d—残余鲕粒白云岩，发育粒间孔，可见石英充填，高石10井；e—残余砂屑白云岩，发育粒内孔，高石10井；f—核形石云质灰岩，部分颗粒被选择性白云岩化，福成剖面；g—粉屑灰岩，梅子湾剖面；h—砂屑灰岩，海水胶结物发育，板凳沟剖面；i—鲕粒灰岩，可见海水胶结物，梅子湾剖面；j—残余鲕粒云质灰岩，颗粒被选择性白云岩化，梅子湾剖面；k—藻砂屑含云灰岩，梅子湾剖面；l—泥质白云岩，多被风化，福成剖面；m—泥晶云岩，孔隙不发育，福成剖面；n—含生屑泥晶灰岩，可见生屑，梅子湾剖面；o—砂质白云岩，孔隙不发育，杨坝剖面，正交光；p—纹层状云质粉砂岩，孔隙不发育，杨坝剖面，正交光。a-n，均为单偏光图 3 四川盆地龙王庙组颗粒滩岩石类型露头及显微照片Fig.3 Outcrop and microscopic photos of rock types of grain banks in the Longwangmiao Formation，Sichuan Basin

选取5个出露完整、风化较弱的新鲜露头(杨坝、福成、范店、板凳沟、梅子湾)完成实测，并对剖面厚度、岩性、颜色、沉积构造及相关特征进行精细描述。在此基础上，对剖面划分小层，每小层厚度3～5im，并按每小层取样2～3块，累计取样322块，所有样品均取自新鲜露头，未经明显风化，制备普通薄片106片，铸体薄片99片。薄片的制备、观察均在中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室完成。 薄片经茜素红染色，在Nikon ECLIPSE LV100N POL偏光显微镜下观察并拍照。选取新鲜颗粒碳酸盐岩样品在中国石油大学(北京)非常规研究院制备小样柱塞113件，采用PDP-200渗透率测试仪、KX-90G型致密岩饱和装置完成岩石孔隙度、渗透率测试。采用图像分析方法进行岩石薄片定量研究，利用Adobe Photoshop软件迅速、详细和准确地对岩石结构进行定量。其原理是利用Photoshop软件强大的选取功能，对各结构组分进行精细选取，查看选区像素值和总像素值的比值即可得到各自所占百分含量(张学丰等，2009)。对龙王庙组93张颗粒碳酸盐岩岩石薄片定量分析碳酸盐岩中的颗粒、胶结物和孔隙百分含量。

4 龙王庙组岩石类型及沉积组合特征

研究区内龙王庙组岩性变化较为明显。根据薄片鉴定结果(图3)，结合野外露头实测(图4)、钻井岩心描述、岩屑录井和测井解释成果等资料，对研究区内56口井、31个野外露头岩性进行统计，结果表明四川盆地龙王庙组以碳酸盐岩为主，局部发育混积岩、蒸发岩。发育4种主要的岩石类型： 颗粒碳酸盐岩、晶粒碳酸盐岩、泥晶碳酸盐岩、混积岩。

图 4 四川盆地龙王庙组颗粒滩沉积组合(a—磨溪32井，据杨雪飞等，2015)Fig.4 Depositional combination of grain banks of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin(Data of Well Moxi 32 in Fig.4-a is from Yang et al.， 2015)

根据具体的岩石类型，将龙王庙组划分为颗粒滩、台坪、混积潮坪、滩间海等亚相(表1)。从露头和录井结果观察发现四川盆地龙王庙组颗粒滩单体规模不大，厚度一般1～4im，而垂向上不同期颗粒滩叠置，可形成累计厚度较大的颗粒滩。龙王庙组沉积组合具有明显的向上水体变浅的沉积特征，结合野外精细描述与录井解释，四川盆地龙王庙组主要发育3种与颗粒滩沉积有关的沉积组合： 多期颗粒滩垂向叠置、颗粒滩—台坪(混积潮坪)、滩间海—颗粒滩(—台坪)(图4，图5)。

4.1 岩石类型

4.1.1 颗粒碳酸盐岩

颗粒碳酸盐岩在四川盆地较为发育，颗粒类型多样，以砂屑、鲕粒、粉砂屑、藻砂屑为主，可见少量以夹层形式出现的核形石(图 3-f)。颗粒碳酸盐岩多发育于龙王庙组中上部，不同区域颗粒类型存在差异，川北、川中、川西南以砂屑白云岩、鲕粒白云岩为主，多为灰色，中厚层状，部分为块状，受白云岩化、重结晶作用影响，颗粒内部原始结构多被破坏(图 3-a，3-c，3-d)，可见颗粒边界形态。砂屑含量(面积分数)多在65%左右，颗粒直径一般0.15～0.45imm，砂屑颗粒多由粉晶白云石构成，部分由泥晶白云石构成；鲕粒含量(面积分数)最大可达75%，粒径大小在0.3～0.8imm之间，鲕粒多由粉—细晶白云石构成，局部可见鲕粒被错断、压碎现象。颗粒支撑，颗粒间为亮晶白云石胶结，部分可见1～3期胶结物，可见粒间(溶)孔、粒内孔等，后期被白云石、沥青、石英充填。

川东、川东南以粉屑灰岩、砂屑灰岩、藻砂屑灰岩、鲕粒云质灰岩为主，灰—深灰色，多为中厚层状。粉屑灰岩粒径小于0.1imm，粉屑含量(面积分数)最大可达62%，颗粒多由泥晶方解石构成，颗粒间以微亮晶胶结为主。砂屑、藻砂屑、鲕粒粒径多在0.1～1imm之间，砂屑含量(面积分数)平均55%，藻砂屑形状不规则，呈丝状缠绕状，含量(面积分数)相对较低，多小于50%，颗粒多由泥晶方解石构成(图 3-k)。川东、川东南地区白云岩化作用较弱，以选择性白云岩化作用为主，部分颗粒由粉晶白云石构成(图 3-j)。颗粒间以亮晶胶结、灰泥充填为主，可识别出1～3期胶结物，局部发育少量粒间孔、粒内溶孔及晶间孔。

图 5 四川盆地龙王庙组颗粒滩沉积组合Fig.5 Depositional combinations of grain banks of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

4.1.2 晶粒碳酸盐岩

研究区内晶粒碳酸盐岩较为发育，按照晶粒大小可分为细晶、粉晶，细、粉晶碳酸盐岩均发生白云岩化，其中粉晶白云岩更为发育，而细晶白云岩主要发育在川中。粉晶白云岩晶体直径多小于0.1imm，晶形较差，多为他形—半自形，致密，嵌晶结构，孔隙不发育(图 6-e’)；细晶白云岩发育晶间孔，部分晶粒白云岩中可见到颗粒的残余结构，说明部分晶粒白云岩原岩是颗粒碳酸盐岩(图 6-c’)。

4.1.3 泥晶碳酸盐岩

泥晶碳酸盐岩主要发育在水体能量相对较弱、较为安静的沉积环境。泥晶碳酸盐岩在川北、川中、川西南以灰色—浅灰色泥晶白云岩为主，多为薄层状，白云石晶体细小，岩石致密，孔隙不发育(图 3-m)，颗粒含量少或者基本不含颗粒，部分发育纹层，可见生物钻孔，后期多被亮晶白云石充填，缝合线构造较为发育；部分泥质含量较高，形成泥质白云岩，分布较广，但多为薄层，多发育于颗粒碳酸盐岩之上，现今多被风化，颜色以灰黄色为主(图 3-l)。

川东、川东南主要发育深灰色泥晶灰岩，以中薄层状为主，方解石晶粒细小，不含颗粒或颗粒含量低，以生屑为主(图 3-n)，部分泥质含量较高，构成泥质泥晶灰岩。

a—残余鲕粒白云岩，图 4-b层1下部，a’是a对应的薄片照片，福成剖面；b—云质砂岩，石英含量较高，图 4-b层2，b’是b对应的薄片照片，福成剖面；c—残余鲕粒白云岩，可见鲕粒轮廓，图 4-c层1，c’是c对应的薄片照片，福成剖面；d—核形石云质灰岩，图 4-c层2，d’是d对应的薄片照片，福成剖面；e—粗粉晶白云岩，图 4-c层3，e’是e对应的薄片照片，福成剖面；f—含生屑灰岩，图 4-d层1，e’是e对应的薄片照片，板凳沟剖面；g—含生屑含云灰岩，图 4-d层2，g’是g对应的薄片照片，板凳沟剖面；h—残余颗粒云质灰岩，图 4-d层3，h’是h对应的薄片照片，板凳沟剖面图 6 四川盆地龙王庙组沉积组合露头和显微照片Fig.6 Outcrops and their microscopic photos of depositional combination of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

4.1.4 混积岩

混积岩是指同一岩层内陆源碎屑与碳酸盐组分的混合，是混合沉积的典型产物(Mount，1984；郭福生等，2003)；研究区西部受摩天岭、汉南等古陆影响，发育混积岩，以砂质云岩、云质砂岩、粉砂质云岩为主，可见含云砂岩、砂岩。砂质云岩、云质砂岩一般为浅灰色中—厚层状，石英颗粒粒径大都在0.15～0.35imm之间，陆源石英含量在25%～55%之间，颗粒间为泥微晶白云石，在基质中可见少量泥质，孔隙不发育(图 3-o)。云质粉砂岩石英含量在60%～70%之间，石英、白云石的粒径都在0.01～0.08imm之间，整体岩性较致密，孔隙不发育(图 3-p)。

4.2 沉积组合特征

对杨坝、福成、范店、板凳沟、梅子湾等剖面及马深1井、丁山1井、高石10井、磨溪12井、磨溪17井等资料进行沉积组合类型及其厚度、颗粒滩厚度、颗粒滩占比(颗粒滩厚度/沉积组合厚度)、胶结物类型、物性等特征的统计分析，结果如表 2 所示。

表 2 四川盆地龙王庙组不同颗粒滩垂向组合类型特征Table2 Characteristic of different vertical combinations of grain banks of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

4.2.1 多期颗粒滩垂向叠置

多期颗粒滩垂向叠置(滩核，杨雪飞等，2015)多发育于川中地区。单期滩体厚度可达数米，多期颗粒滩垂向叠置沉积组合厚度4～35im，平均8im，颗粒滩占整个沉积组合的80%～100%(图 4-a)，主要由浅灰色中厚层—块状砂屑白云岩、鲕粒白云岩、中细晶白云岩及少量砾屑白云岩组成。受控于川中古隆起与海平面变化，能量较强，颗粒含量(面积分数)平均65%，原始沉积孔隙度可达到35%，砂屑粒径0.15～0.45imm，鲕粒粒径偏大，0.3～0.8imm，受白云岩化、重结晶作用影响，砂屑、鲕粒颗粒原始结构多被破坏(图 3-d，3-e)，可见颗粒边界形态，多由粉细晶白云石构成，少量由泥晶白云石构成，颗粒支撑，颗粒间为亮晶胶结，以粒状白云石胶结物为主(图 3-e)。孔隙发育，岩心上可见针孔(图 4-a)，镜下可识别出粒间(溶)孔、晶间孔、粒内溶孔及铸模孔，可见沥青、白云石、石英充填。部分颗粒碳酸盐岩受白云岩化、重结晶作用强烈改造成粉—细晶白云岩，晶间孔发育。

4.2.2 颗粒滩—台坪(混积潮坪)

颗粒滩—台坪(混积潮坪)组合主要发育于川北、川西南地区。颗粒滩—台坪组合发育于相对清澈的水体中，沉积组合厚度在2.1～11.7im之间，平均5.2im。如图 4-c所示，沉积组合下部发育颗粒滩沉积，颗粒滩厚度1.7～7.6im，平均3.6im，占该沉积组合69%，是颗粒滩—台坪组合的主体，颗粒滩以灰色中厚层—块状砂屑白云岩、鲕粒白云岩为主，局部发育砂屑云质灰岩、鲕粒云质灰岩。受白云岩化、重结晶作用影响，砂屑颗粒原始结构多被破坏(图 6-c，6-c’)，可见颗粒边界形态，颗粒含量(面积分数)多在65%左右，颗粒支撑结构，砂屑粒径在0.15～0.45imm之间，鲕粒粒径在0.3～0.8imm之间，砂屑颗粒多由粉晶白云石构成，部分由泥晶白云石构成，鲕粒多由粉—细晶白云石构成。颗粒间以亮晶胶结为主，可识别出2种胶结物类型： 早期海水胶结物、后期粒状胶结物，研究区西部以粒状胶结物为主(图 3-a)，向东海水胶结物增多(图 3-c)。孔隙较发育，局部发育粒间溶孔、粒内溶孔及铸模孔，多充填沥青、白云石。相较于川中，颗粒岩中陆源碎屑含量较高，石英含量1%～10%；向上水体变浅，水动力减弱，发育台坪沉积(图 6-e，6-e’)，厚度0.4～4.1im，占沉积组合的31%，台坪以浅灰色—灰色泥粉晶白云岩、灰色含生屑粉晶白云岩为主，岩石致密，颗粒含量少或者基本不含颗粒，部分发育纹层，部分组合顶部发育灰黄色薄层泥质白云岩，现今多被风化(图 3-l)，孔隙不发育，可见生物钻孔、鸟眼孔，多被亮晶白云石充填。

在川北、川西南靠近古陆的地区，受陆源沉积影响常发育颗粒滩—混积潮坪组合，厚度较颗粒滩—台坪组合厚，1.5～11.1im，平均6.9im，如图 4-b所示，下部颗粒滩厚1.1～7.4im，平均4.4im，颗粒滩占整个沉积组合63%，颗粒滩以砂屑白云岩、鲕粒白云岩为主，颗粒碳酸盐岩中陆源碎屑(石英)含量较高(图 6-a，6-a’)，高于颗粒滩—台坪组合，部分可达到25%，孔隙相对不发育，可见少量晶间孔，上部受陆源沉积影响发育混积潮坪沉积，以浅灰色中—厚层状砂质云岩、云质砂岩、云质粉砂岩为主，石英粒径为0.05～0.35imm，陆源石英含量在25%～55%之间，颗粒间为泥微晶白云石，孔隙不发育(图 6-b，6-b’)。

4.2.3 滩间海—颗粒滩(—台坪)

a—孔渗交会图；b—孔隙度频率分布直方图；c—渗透率频率分布直方图图 7 四川盆地龙王庙组野外露头及钻井颗粒碳酸盐岩孔渗交会图及孔渗分布直方图Fig.7 Pore-seepage intersection diagram and pore-seepage distribution histogram of grain carbonate rocks of the Longwangmiao Formation of outcrops and wells in Sichuan Basin

滩间海—颗粒滩(—台坪)组合主要发育于川东、川东南，厚度较大(2～18im)，平均8.7im。如图 4-d所示，底部为水体较深、能量较弱的滩间海沉积，发育深灰色中—薄层状含生屑泥晶灰岩、泥晶灰岩、泥晶云岩，颗粒含量低或不含颗粒，颗粒类型以生屑为主(图 6-f，6-f’)，部分泥质含量较高。向上水体变浅，发育灰—深灰色中—厚层状的颗粒滩沉积(图 6-h，6-h’)，滩体厚度相对较小(1.1～10.2im)，平均3.8im，颗粒滩占组合44%，以粉屑灰岩、砂屑灰岩、藻砂屑灰岩、鲕粒灰岩为主，部分顶部颗粒灰岩发生白云岩化，但云化程度相对较低，多形成云质灰岩(图 3-j)，少量形成颗粒白云岩。颗粒间为亮晶胶结，少量为灰泥，可识别出1～2期胶结物，以早期海水胶结物、后期粒状胶结物为主(图 3-h，3-i)，孔隙不发育，局部发育少量粒内溶孔及晶间孔。部分颗粒滩顶部发育浅色泥粉晶云岩为代表的台坪沉积，形成滩间海—颗粒滩—台坪组合。该沉积组合规模大，组合厚度3.3～18.7im，平均10.8im，滩体厚度1.1～6.2im，平均4.9im，颗粒滩占沉积组合46%。

4.3 沉积组合物性特征

根据野外露头及磨溪12井(刘树根等，2014)、磨溪17井(谢武仁等，2018)物性分析，四川盆地龙王庙组颗粒碳酸盐岩基质孔隙度分布在0.05%～10.5%之间，平均值为2.58%，75%样品位于0～4%之间。基质渗透率分布范围为0.0004×10-3～40.47×10-3μm2，平均值为0.53×10-3μm2，主峰位于 0.01×10-3～0.1×10-3μm2，约占样品总数的44%(图7)。

较多学者研究认为颗粒滩相的物性优于其他相带，在此不再赘述。下面对上述3类(5种)沉积组合与物性之间的关系进行初步的探讨。按照沉积组合分类统计颗粒碳酸盐岩物性(图 8)，多期颗粒滩垂向叠置组合平均孔隙度4.7%，物性最好，普遍优于其他组合，发育龙王庙组最优的储集层；颗粒滩—台坪(混积潮坪)组合的物性相对较好，发育较好的储集层，其中颗粒滩—台坪组合物性优于颗粒滩—混积潮坪；滩间海—颗粒滩(—台坪)组合的物性较差，其中滩间海—颗粒滩—台坪组合物性优于滩间海—颗粒滩组合。

5 解释与讨论

5.1 沉积组合分布规律及其主控因素

图 8 四川盆地龙王庙组不同颗粒滩沉积组合类型物性特征Fig.8 Physical properties of different depositional combinations of grain banks of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

沉积古地貌与海平面变化控制了颗粒滩沉积组合分布规律，平面分布如 图 2 所示，多期颗粒滩叠置组合主要发育于川中古隆起，沉积组合中，颗粒滩的占比一般大于80%，部分可达100%，整体能量较强；而颗粒滩—台坪组合主要发育于川北、川西南地区，颗粒滩岩性以砂屑白云岩、鲕粒白云岩为主，受古陆影响，川北、川西南局部地区发育颗粒滩—混积潮坪组合，岩相规模较颗粒滩—台坪沉积稍大，颗粒滩厚度占比可达到63%；滩间海—颗粒滩(—台坪)组合分布较广，不同区域均有发育，其中川东、川东南地区较为典型，岩相规模较大，平均厚度将近10im，而颗粒滩的规模相对较小，颗粒滩占整个岩相的比例不到50%。沉积组合垂向分布受控于海平面升降，与所处层序地层的位置有密切关系。如 图 9 所示，高石10井层序中下部发育滩间海—颗粒滩(—台坪)组合，沉积组合下部发育滩间海沉积，以泥质云岩为主，上部颗粒滩发育薄层的生屑白云岩、砂屑白云岩，物性相对较差，层序中上部发育多期颗粒滩垂向叠置，物性相对较好；川东南湄潭梅子湾龙王庙组下部发育滩间海—颗粒滩沉积组合，白云岩化程度较低，物性相对较差，向上发育颗粒滩—台坪组合，白云岩化程度增大，孔隙度增大，彭水板凳沟剖面与此类似；此外，层序顶部(海退时期)颗粒滩更易遭受大气淡水的溶蚀(卢朝进等，2018)，颗粒碳酸盐岩的物性存在向上变好的趋势，发育在顶部的沉积组合(颗粒滩—台坪、多期的颗粒滩垂向叠置)物性相对较好或许与准同生溶蚀作用有关。

图 9 四川盆地龙王庙组沉积组合垂向分布特征Fig.9 Vertical distribution characteristics of depositional combinations of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

图 10 四川盆地龙寒武系王庙组沉积时期古地貌(据杜金虎等，2016；修改。剖面位置见图 2)Fig.10 Palaeogeomorphy of the depositional period of Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin(modified after Du et al.， 2016;profile location is shown in Fig.2)

图 11 四川盆地龙王庙组不同沉积组合颗粒、胶结物含量直方图Fig.11 Histogram of grain and cement content of different depositional combinations of the Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

5.2 沉积组合对储集层的差异控制作用

研究结果表明， 多期颗粒滩垂向叠置有利于优质储集层的发育，颗粒滩—台坪组合是较好的储集层，而滩间海—颗粒滩(—台坪)组合难以形成较好的储集层。下面以古地貌、海平面变化为宏观背景，对比分析不同的沉积组合的沉积厚度、颗粒滩占比、颗粒碳酸盐岩的颗粒类型、胶结物类型等方面，对储集层的差异演化进行讨论。

多期颗粒滩垂向叠置组合多发育于川中古隆起，垂向上发育于层序中上部，有利于优质储集层的发育。如 图 10 所示，川中古隆起紧邻川东凹陷区，是现今龙王庙组勘探的主要区域，已经发现多口日产百万方天然气的高产井，沉积厚度大于川北杨坝地区，厚度一般90～100im，颗粒滩规模相对较大，局部地区龙王庙组上段颗粒滩厚度可达35im。长期经受海水动荡改造，细粒黏土物质多被淘洗干净而呈颗粒支撑，颗粒含量峰值在65%～70%之间(图 11)，具有较高的原生孔隙，原始孔隙度可达到35%，颗粒间以亮晶胶结为主，且多为粒状胶结物，少见海水纤状胶结物，反映由于海平面的下降或是颗粒滩体垂向加积导致滩顶间歇性暴露，颗粒滩经受强的大气淡水溶蚀，发生组构选择性溶蚀，早期形成的纤状海水胶结物大部分被溶蚀，形成次生孔隙，为后期优质储集层的形成提供了条件。

颗粒滩—台坪(混积潮坪)组合多发育于川北、川西南地区，垂向上多发育于层序中上部，发育较好的颗粒滩储集层，如川北的马深1井、川深1井。杨坝地势较高，距离古陆较近，整体以潮坪(混积潮坪)沉积为主(图10)，沉积厚度也较小，地层厚度仅80im，单期沉积组合厚度不足6im，颗粒滩上部多发育以泥粉晶白云岩、泥质白云岩为代表的台坪沉积，单期颗粒滩厚度较小，垂向上难以形成厚层连续的颗粒滩沉积，侧向上的规模也较小。水体相对最浅，受海水动荡，细粒黏土物质淘洗较干净而呈颗粒支撑，具有较高的原生孔隙度，颗粒含量峰值在70%～75%(图 11)，原始孔隙度30%～40%。颗粒间为亮晶胶结，胶结物含量峰值在25%～30%之间(图 11)，胶结物类型以粒状胶结物为主、海水胶结物为辅，反映由于海平面的下降或滩顶间歇性暴露，颗粒滩早期经受较强的大气淡水溶蚀，部分海水胶结物被溶蚀，为后期储集层的形成提供了条件。但是颗粒滩—台坪(混积潮坪)沉积组合受陆源碎屑沉积影响，颗粒碳酸盐岩普遍混入陆源沉积(石英)，部分颗粒碳酸盐岩中石英含量高达25%，平均可达7%，不利于优质储集层的形成。

滩间海—颗粒滩(—台坪)组合多发育于川东、川东南，垂向上多发育于层序中下部，层序顶部发育较少，储集层较差。现今钻探的川东焦石1井、南林1井，仅见少量差储集层。以川东为例，位于渝东宽缓隆起，沉积水体深于川中，沉积的地层也相对最厚，平均地层厚度160im，沉积组合厚度大，平均近10im，但水体能量相对较弱，而且颗粒滩的厚度相对较小，颗粒滩在整个沉积组合的占比不足50%，且颗粒滩侧向上不连续。颗粒含量峰值在55%～60%之间(图 11)，但水动力较弱，孔隙间的细粒物质含量较高，初始孔隙度相对较低。部分颗粒间胶结物为亮晶胶结物，早期海水胶结物普遍发育，胶结较强，胶结物含量峰值在40%～45%之间(图 11)，孔隙多被充填，反映沉积水体较深，高频的海平面变化难以使颗粒滩沉积暴露，准同生期的大气淡水溶蚀较弱，仅局部的古地貌高地发育，早期形成的海水纤状胶结物大部分被保存，难以形成优质的储集层。

6 结论

1)四川盆地龙王庙组可以识别出4种主要的岩石类型，颗粒滩岩石类型主要为砂屑碳酸盐岩、鲕粒碳酸盐岩、核形石碳酸盐岩、晶粒白云岩、粉屑灰岩；垂向上可识别出多种与颗粒滩相关的沉积组合，而以多期颗粒滩垂向叠置、颗粒滩—台坪(混积潮坪)、滩间海—颗粒滩(-台坪)这3种组合最为发育。

2)颗粒滩沉积组合发育分布受控于古地貌和层序；平面上，多期颗粒滩垂向叠置主要发育于川中古隆起，颗粒滩—台坪(混积潮坪)组合主要发育川北、川西南地区，滩间海—颗粒滩(—台坪)主要发育川东、川东南；垂向上，滩间海—颗粒滩(—台坪)多发育于层序的中下部，颗粒滩—台坪(混积潮坪)、多期颗粒滩垂向叠置多发育于层序中上部。

3)多期颗粒滩垂向叠置物性最好，普遍优于其他组合，是龙王庙组最优的储集层；颗粒滩—台坪(混积潮坪)组合的物性相对较好，属于较好的储集层，其中颗粒滩—台坪组合物性优于颗粒滩—混积潮坪；滩间海—颗粒滩(—台坪)组合的物性较差，其中滩间海—颗粒滩—台坪组合物性优于滩间海—颗粒滩组合。