龙门山前带沙溪庙组储层发育特征及主控因素分析

孙意博，杨永剑，操延辉，杨映涛，张 玲，马 森

（中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都 610041）

随着常规油气勘探开发趋于成熟，致密油气作为非常规油气资源中的重要组成部分，引起国内外广泛地关注[1]。我国致密储层多发育于四川、鄂尔多斯、塔里木、渤海湾、松辽等盆地，其中四川盆地川西陆相致密砂岩储层更是热点研究区之一[2]。关于致密储层的储层特征、形成机理及控制因素等内容，前人进行了详实地研究，卢蜀秀等[3]认为苏里格地区致密储层主要是受压实作用和胶结作用的影响，后期石英次生加大进一步压缩了孔隙；朱如凯等认为四川盆地须家河组储层致密化的主要原因同样是压实作用、大量胶结物发育以及石英次生加大的影响[4]；王成等[5]则认为大庆长垣以东地区致密气储层碎屑中石英具有“砾状胶结”现象，对粒间孔隙的保存具有重要作用。王国亭等[6]认为鄂尔多斯盆地东部碳酸盐岩风化壳储层发育，气源供给充足，源-运-储配置关系良好，具备天然气规模富集的条件。

四川盆地龙门山前带油气勘探工作始于 19世纪 40年代，其中，侏罗系多口钻井具有良好的油气显示。多位学者对该区域侏罗系沙溪庙组储层的沉积模式、储层特征进行了研究[7-10]：于海跃等[11]认为研究区内主要的砂体成因类型为河道和席化滩坝，物源以及湖平面升降是影响砂体展布的重要因素；邓丽等[12]将侏罗系沉积期分为两个方向的 5套体系，沙溪庙组时期以垂直龙门山方向近距离物源体系为主；杨永剑等[13]对沙溪庙组储层碳酸盐胶结物进行分析，明确了胶结物类型及成岩阶段。研究区沙溪庙组发育致密砂岩储层，因此，针对储层发育情况和主控因素的研究显得尤为重要[14-17]。

1 地质背景

川西坳陷位于四川盆地西部，是形成于晚三叠世的前陆盆地；龙门山前带位于大邑-安县构造带中段，西靠龙门山推覆构造带，东邻成都凹陷和新场构造带（图1）。晚震旦世开始，该地区进入碳酸盐岩台地演化阶段，发育浅海相碳酸盐岩及少许陆相碎屑岩；印支运动导致该区构造变形强烈，进入前陆盆地阶段；同时，四川盆地开始进入陆相沉积阶段，随后从侏罗纪开始发育典型陆相沉积。研究区内沙溪庙组发育一套辫状河三角洲沉积，距离物源较近[18]。地层厚度约 750 m，与上下地层均呈整合接触。岩性以灰色砂岩为主，夹深灰色、棕色、深棕色泥岩及砂质泥岩，砂泥岩互层率高。沙溪庙组分上下两段，砂岩岩性组分以石英为主，长石含量极低，物性特征表现为低孔低渗。

2 储层基本特征

沙溪庙组砂岩组分以石英为主（62.4%～70.5%），岩屑含量次之（28.9%～34.6%），长石含量极少，成分成熟度低。由于发育辫状河三角洲沉积，物源主要来自距离较近的都江堰地区，砂岩主要由岩屑砂岩以及岩屑石英砂岩组成，且由上至下石英砂岩含量减少。胶结物中方解石含量最高，高岭石、绿泥石含量次之，硅质含量最少。龙门山前带沙溪庙组主要发育残余粒间孔、粒间溶孔，同时发现少许粒内溶孔及微裂缝。

图1 龙门山前带地理位置

粒间溶孔主要由于方解石被溶蚀所形成，粒内溶孔以长石溶蚀为主，以及少量的岩屑溶蚀。粒间孔隙中间充填自生石英、高岭石，少量颗粒表面含绿泥石包膜，部分颗粒间充填伊蒙混层。粒间孔隙一般个体较大，分布较均匀，孔隙连通性较好。粒间溶孔分布广泛，绝大多数颗粒表面覆盖绿泥石包膜，大多数孔隙内充填有高岭石或自生石英。裂缝局部发育，不是本区主要储集空间，且绝大多数裂缝发育在较致密储层中，沿裂缝溶蚀现象较少见。

沙溪庙组总体属于低孔低渗致密储层。上沙溪庙组孔隙度主要为1.17%～11.84%，平均为4.53%；渗透率主要为 0.003×10-3～129.930×10-3μm2，平均为 0.128×10-3μm2（图 2）；下沙溪庙组孔隙度主要为0.91%～15.02%，平均为4.67%；渗透率主要为 0.020×10-3～9.819×10-3μm2，平均为 0.176×10-3μm2（图3）。其中下沙溪庙组物性相对较好，主要是由于沙溪庙组沉积时期基准面有所下降，湖盆范围缩小，砂地比以及砂岩厚度增大，辫状河三角洲前积，水上辫状河道砂体比例增加。而上沙溪庙组沉积时期湖盆面积大，席化滩坝砂体较为发育，河道砂体以水下分流河道为主，物性比水上辫状河道砂体差。

3 储层发育主控因素分析

图2 龙门山前带上沙溪庙组物性特征

图3 龙门山前带下沙溪庙组物性特征

3.1 碎屑组分对储层发育的影响分析

不同的碎屑组分代表不同的物源特征，通过对研究区沙溪庙组物源特征研究发现，该区物源为龙门山造山带，总体表现为低成熟度的近物源特征。

通过不同岩石类型的孔隙度特征来看，研究区岩屑石英砂岩孔隙度要整体优于岩屑砂岩（图4）。原因是龙门山前带沉积速度快，压实和胶结作用影响大，而岩屑石英砂岩中石英含量高，抗压性能较岩屑砂岩好。

图4 不同岩石类型砂岩储层孔隙度发育特征

3.2 成岩作用对储层发育的影响分析

研究区目的层成岩作用对储层发育的影响主要有三个方面：压实作用及碳酸盐胶结作用的破坏性、早期绿泥石胶结的保持性、后期溶蚀作用与破裂作用的建设性。

3.2.1 压实作用及碳酸盐胶结作用分析

压实作用和胶结作用是龙门山前带沙溪庙组储层物性较差的主要因素，早期的压实作用和碳酸盐胶结作用使原生孔隙明显减少。

压实作用包括早期的机械压实和晚期的化学压溶作用，该成岩作用类型是储层形成过程中不可避免的一种破坏性成岩作用。研究区沙溪庙组砂岩泥质含量高、塑性碎屑多、杂基含量高、成分成熟度和结构成熟度低，压实强度表现为中-强的特点。刚性颗粒脆性破裂，主要表现为长石、石英和岩屑的碎裂；颗粒间的接触关系主要为点-线接触，少量凹凸接触；云母颗粒塑性变形。

碳酸盐胶结物在区内非常普遍，含量变化较大，早期碳酸盐胶结物以方解石为主。研究区以辫状河三角洲沉积为主，平面上方解石胶结物含量由山前带向东逐渐减少；由于秦岭造山带的隆升，该区域气候炎热干旱、湖平面下降、湖盆范围持续缩小，总体上属于封闭的成岩环境，方解石胶结物在孔隙内大量沉淀，储集空间受到较大破坏甚至消失，形成低孔低渗的致密储层。

沙溪庙组储层具有“富石英、贫长石”的特征，自生石英的结晶程度好，呈六方双锥状晶体充填于粒间孔隙中；石英次生加大改变了储层的孔隙结构，使储层的喉道变成片状或弯片状，严重减弱流体的渗流能力，使储层渗透性变差；而自生石英胶结物占据孔隙空间，减小了面孔率，也降低了孔隙度。

3.2.2 早期绿泥石胶结作用分析

绿泥石是研究区重要的自生黏土矿物之一。电镜下观察到绿泥石有两种赋存状态：一种是作为孔隙衬边方式产出的黏土膜，另一种是充填于孔隙中的填隙物。绿泥石膜具有两方面的作用：一方面能够将碎屑与孔隙水隔开，阻止颗粒自生加大；另一方面颗粒间的薄膜可以增强砂岩的抗压实能力，使粒间孔隙得以保存。统计也发现随着绿泥石含量的增加，孔隙度是逐渐增加的。

3.2.3 后期溶蚀与破裂作用分析

沙溪庙组最主要的建设性成岩作用是溶蚀作用，本区最常见的是长石颗粒的溶蚀、岩屑的不完全溶蚀、早期碳酸盐胶结物的溶蚀。通过统计发现，由碎屑颗粒和胶结物溶蚀所形成的次生孔隙占总孔隙的一半，其中，砂岩中长石等骨架颗粒以及粒间碳酸盐胶结物的溶蚀现象出现频率高，对砂岩储集性能的改善有较为积极的作用。破裂作用对本区储层发育贡献有限，但裂缝本身就是新增孔隙，同时也可为后期天然气的充注提供通道。压裂缝和压溶粒缘缝为主的破裂作用较为普遍。

4 结论

（1）龙门山前带沙溪庙组发育辫状河三角洲沉积，具有近物源沉积特征，石英和岩屑含量高，长石含量低，砂岩成分成熟度、结构成熟度低，后期改造能力较差。

（2）压实作用和胶结作用是龙门山前带沙溪庙组储层孔隙减少的主要因素，早期绿泥石胶结对储层孔隙度有保持性作用，而最主要的建设性成岩作用是溶蚀作用。裂缝对本区储层物性贡献较小，但可为后期天然气的充注提供通道。