四川盆地洛带气田蓬莱镇组气藏储层特征研究

鲁建隆

(成都理工大学，四川 成都 610051)

洛带构造为一个呈现NE走向、NE倾覆的鼻状构造，位于四川盆地川西坳陷中段东南隅，龙泉山NE向构造带西侧，自1996年至今已发现蓬1至蓬4等4个浅层气藏，随着勘探开发的深入，现有生产井产量递减明显，亟需针对目蓬莱镇现有层位进行精细研究，从而提出新的产能目标，洛带气田蓬莱镇组已发现的浅层气藏多为岩性圈闭气藏，岩性圈闭气藏包括产量及分布均受到其储层砂体特征和分布影响，而其砂体特征及分布同时受到沉积相、沉积微相的制约。因此，储层沉积特征研究对洛带气田下一步勘探和开发目标的选取极有指导意义。

1 区域概况

1.1 地质概况

图1 研究区构造位置图

洛带气田面积约140km2，位于成都市东北方向，地理坐标为东经104°10′～104°29′，北纬30°35′～30°47′，总面积288km2，但气田实际面积仅为140km2。

四川盆地西部俗称“川西坳陷”，晚三叠世前属于扬子地台的组成部分，沉积物为浅海陆相环境的碳酸盐岩，印支早幕运动之后，成为扬子地台西部边缘的一个沉降带。川西坳陷为沉积大片白垩系及其以上地层呈北东向分布的地区，其西部边界为龙门山冲断褶皱带，东部以龙泉山为界与川中隆起分隔，南部以洪雅县出露中三叠统及其以下地层为界，北至广元一线以九龙山背斜的东翼与川北坳陷相区分(图1 )。

1.2 沉积特征

川西坳陷侏罗系蓬莱镇组的沉积时期属于东坡地区盆地坳陷，加速沉降，湖泊逐渐扩张的时期。在遂宁组时期湖退建设平原的背景下，J3p期冲积平原地形平缓，坡降较小，造成较为宽广的湖泊滨浅湖区，当河流注入后，形成了蓬莱镇组的浅水湖泊三角洲沉积体系[1]。

浅水湖泊三角洲是指源远流长的曲流河或网状河注入湖底平缓宽阔的滨浅湖区形成的沉积体，多发育于无明显坡折的宽缓沉积区，因此前积结构不太发育，也不存在Gilbert型三角洲沉积模式的顶积层、前积层、底积层的3层结构，常常以宽展三角洲平原与三角洲前缘、前三角洲平缓相接为特点[2-3]。浅水三角洲的一些常见特点包括:水动力作用强，岩性粗，沉积砂体较厚，垂向沉积层序不完整等[3-5]。

本次研究通过对31口钻井的岩心观察资料、测井曲线的岩-电转换对比分析、薄片鉴定资料和测井曲线的详细观测、描述和对比分析，在前人研究成果基础上，识别出研究区蓬莱镇组属浅水三角洲沉积体系[6]，主要发育有以下几种沉积微相(表1 )。

表1 洛带地区蓬莱镇组沉积微相划分及特征(据熊坤，2013)

1.2.1 水下分流河道沉积微相

三角洲前缘水下分流河道微相沉积属于本区分布最为广泛的储层砂体，研究区内该微相普遍发育，蓬莱镇JP34砂组常见该微相沉积，沉积物主要是细砂岩和含泥砾细砂岩，测井曲线上自然伽马曲线呈现为高钟形和箱形或其组合，由细一粗粒砂岩组成，常对下伏地层造成冲刷，发育平行层理、板状和楔状交错层理等具有向上变细的正粒序[4]等河流沉积特征。受限于水下河道的阻滞，导致水体能量较低，携带的沉积物相对较细[7]，水下分流河道和河口砂坝是本区储层主要分布的沉积微相。

1.2.2 分流间湾沉积微相

该微相作用通常为湖泊细粒沉积物垂相沉积和洪泛期于水下分流河道向两侧决口时形成的沉积砂体[8]，岩石多为棕色块状泥岩及粉砂质泥岩夹薄层粉砂岩和细砂岩[7]，测井曲线呈微齿形。

1.2.3 河口砂坝沉积微相

前缘河口砂坝一般处于水下分流河道末端或侧翼[9]，测井曲线呈漏斗形和微齿箱形，表明其沉积环境水动力逐渐增强。

1.2.4 远砂坝沉积微相

远砂坝沉积位于河口砂坝前远离湖岸的部分[7]。测井曲线呈漏斗形或指状组合，该微相由于物性较差，难以构成良好储层。

2 蓬莱镇组JP34气藏储层特征

2.1 储层岩性

根据岩心、薄片等观察显示，蓬莱镇组岩性以绿色、浅绿色、棕色、褐灰色细粒岩屑石英砂岩、岩屑砂岩为主，次为长石岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩。

蓬莱镇组砂岩中石英含量最高，为67.31%，岩屑次之，为24.46%，长石含量为8.23%，粒度以细粒为主，次为粗粉砂和粉砂。

胶结物成份以方解石为主(7.42%，此为占整个薄片的百分含量，下同)，次为硬石膏(1.25%)，少量白云石(0.26%)，偶见硅质。储层砂岩胶结物方解石含量较高，显示出方解石胶结作用不均匀；硬石膏与白云石分布很不均匀。基质为泥质，胶结类型多为接触-孔隙式。分选性中-好，磨圆度为次棱角状。

2.2 储集空间类型

根据铸体薄片和扫描电镜观察，储层主要储集空间以粒间孔为主，其次是粒内溶孔、晶间孔，晶间孔发育于绿泥石、高岭石粘土矿物中，但孔径很小，没有储集意义。岩石中裂缝、微裂缝极少发育，试井资料中亦未见裂缝显示，属孔隙型储层(图2)。

图2 洛带蓬莱镇组气藏孔隙直径分布直方图

(1)原生粒间孔：包括残余粒间孔和粒间溶蚀扩大孔，基本保由原始形态，呈三角形或不规则四边形，边缘呈直线形，孔隙内部充填较少，连通性一般(图2-2a)。

(2)溶蚀粒间孔：多呈不规则形态，孔壁为港湾状，孔隙内部偶见自生石英，连通性较差，大小不等，孔喉连通性好(图2-2b)。

(3)溶蚀粒内孔：由碎屑颗粒内部不完全的溶蚀形成，其孔径一般为0.02～0.05mm。研究区较常见的属长石粒内溶孔，连通性较差(图2-2c、d)。

(5)微裂隙:微裂隙主要形成于受构造变动或天然气聚集的异常高压导致的破裂作用，微裂隙技能提高渗透率，同时也能够为气藏聚集形成储集空间，本区部分储层可见少量微裂隙。

另据铸体薄片资料统计，储层孔隙直径最小值4.71μm，最大值194.66μm，一般值为16～125μm，平均值为40.42μm。据康毅力孔隙大小划分标准(表2)和图3可知，本区储层孔隙以中孔为主，小孔和微孔只占很小的比例。

表2 康毅力等孔隙分级

图3 蓬莱镇储层孔隙类型

2.3 储层物性

整个蓬莱镇组储层孔隙度绝大多数都在10%以上(图4)。蓬一、蓬二气藏孔隙度大于13%的储层可以达到59%～76%；孔隙度13%～10%的储层占19%～11%；孔隙度小于10%的储层占22%～12%左右。蓬三气藏孔隙度在10%～13%与大于13%的储层比例相当，其次为6%～10%之间；蓬四气藏则以10%～13%的储层为主，达到67%，其它三类所占比例都较少。整体上反映出自上而下蓬莱镇组储层物性逐渐变差的趋势。

从蓬莱镇组储层的孔渗相关性(图5a，图5b)来看，总体上，储层渗透率随孔隙度升高而升高，反映了孔渗相关性比较好，该区储层主要为孔隙型，受裂缝影响较小。根据孔渗相关性也能够明显看出储层物性之间的差别：上部蓬一、蓬二气藏的孔渗相关性明显大于下部蓬三、蓬四气藏。从渗透率值来看，蓬一、蓬二段部分储层的渗透率在20md～90md，而蓬三、蓬四段的渗透率主要集中在0md～20md之间。这在一定程度上反映了蓬莱镇组下部JP34储层受压实、胶结作用的影响较大，使得其储层物性有所变差。

图4 蓬莱镇储层孔隙度分布直方图

图5 蓬莱镇组储层孔渗关系图

2.4 孔隙结构特征

本次收集到龙62、龙69、龙70、龙71、龙73、龙74井等6口井的压汞资料，利用其来分析蓬莱镇组的压汞特征。图6为部分样品的压汞曲线。

从压汞曲线的形态分析来看，蓬莱镇组储层的排驱压力在0.3～1.2MPa之间，大多集中在1MPa左右；饱和度中值压力在2～10MPa之间，最小非饱和孔喉孔隙体积大多在4%～10%之间，但个别样品的压汞饱和度可以达到100%。从压汞曲线的歪度来看，其曲线向右上方偏离，反映了蓬莱镇组储层的孔喉较细。据压汞曲线的平缓段来看，储层岩石分选中等，孔喉大小分布相对比较均匀。

图6 部分样品压汞曲线

2.5 沉积及沉积后作用对储层的影响

2.5.1 沉积作用对储层的影响

研究区内各沉积微相的区别导致岩石孔渗特征亦具有较大差异，显示储层物性受到沉积相的较大控制，其中，水下分流河道微相砂岩平均渗透率为4×10-3μm2，平均孔隙度为20%；河口坝及远沙坝微相砂岩平均渗透率为0.25×10-3μm2，平均孔隙度为10.9%；分流间湾微相岩石平均渗透率为0.03×10-3μm2，平均孔隙度为11.1%；可见各类沉积微相中水下分流河道物性最好，河口坝、远砂坝等的物性相对较差。水下分流河道受高能水流作用，具有较强的水动力作用，可以沉积厚度大、粒度大的储集砂体，岩屑、杂基含量少，分选相对较好，而成岩期易受改造[4-7]，发育有粒间溶孔、粒内溶孔，可以形成良好的砂岩储层。河口坝、远砂坝砂岩粒度相对较细，厚度薄，更易受到碳酸盐胶结物含量的强烈影响。天然堤等微相远离河床，泥质增多，纹层发育，其储层泥质岩屑、云母等塑性颗粒和杂基含量较高，储集物性变差[8]。因此，分流河道微相是勘探开发的有利储集相带。

2.5.2 沉积后作用对储层的影响

(1)压实作用。蓬莱镇储层深约500～1100m，颗粒接触关系多为点-线接触，压实作用随深度增加而逐渐加深。

研究区压实作用表现为中—强压实的特点，碎屑多呈线接触或点—线接触，在含有较多塑性碎屑的砂岩中，碎屑以线接触为主，大多数岩石中的粒间孔减少减小呈现细小粒间孔的特征，其内充填的少量泥质杂基溶蚀后可形成次生粒间孔，这点在井范围内部分层段内普遍存在(图2～图6)。

(2)溶蚀作用。虽然压实作用使其储层原始粒间孔急剧减少仅残留极少部分，但由于有机酸溶液对铝硅酸盐矿物强烈的溶解作用，在某些层段产生了大量次生孔隙，使其砂体的储集性能得到极大改善，溶蚀作用是该区储层最重要的成岩作用之一。

蓬莱镇组气藏目前能识别出早、晚两期溶解作用。其中蓬3气藏为晚期溶解作用，次生孔隙特别发育，晚期次生矿物硬石膏、方解石遭受溶蚀。

主要表现为长石的溶蚀，沿解理面的溶蚀，形成孔径较大的粒间孔及孤立的粒内溶孔，也可发现方解石、沸石及石膏的边缘具港湾状、残缺状、月牙状的溶蚀特征(图7)。

图7 洛带气田蓬莱镇组溶蚀作用薄片

(3)胶结作用。研究区较常见的胶结作用主要有以下两种：

方解石的胶结作用：方解石在蓬莱镇组储层发育较为广泛，但发育程度有所差异，就整体而言，构造低部方解石含量要高于构造高部。方解石的胶结作用是对储层储集性的巨大破坏，随着方解石含量的逐渐增加，可以看到储层的孔隙度呈明显降低趋势(图8)。

图8 洛带气田蓬莱镇组方解石胶结作用薄片

硬石膏的胶结作用：研究区储层中硬石膏同样较为常见，但埋深达到一定深度才出现，可见硬石膏属于晚成岩早期所形成，硬石膏的充填对储层具有不利影响，使得原本溶蚀所增加的孔隙进一步减少。

(4)交代作用：交代作用是一种矿物在溶解的过程中被新生矿物置换形成新矿物的过程，以新矿物与被溶解的矿物具有不同的化学成分为显著特征[10]。研究区储层中常间方解石、硬石膏对碎屑长石、石英、岩屑碎屑发生的交代作用，一般不造成假象，新生的方解石、硬石膏等都只是部分地占据了原来颗粒的位置，或使被交代的碎屑呈残余状。

(5)破裂作用：蓬莱镇组储层岩石无明显破裂，只存在少量因碎屑大小分布不均造成层间微缝。

从储层的成岩及后生作用来看，压实作用和胶结作用导致了原生孔隙的逐渐破坏，对孔隙结构影响巨大，而溶蚀和交代作能够提高孔隙度，并对孔喉具有改善作用。

3 结论

(1)洛带蓬莱镇组储层(砂体)主要属于三角洲前缘亚相，发育有水下分流河道、河口坝等微相，通过地震资料解释与测井解释互馈综合判断，对于横向变化复杂，纵向多期次叠置的河道砂体具有良好的效果。本区内不同沉积微相的岩石孔隙度及渗透率特征差异较大，显示储层物性受到沉积相的较大控制，其中，水下分流河道微相长期受高能水流作用，易于形成良好的砂岩储层，是勘探开发的有利储集相带。

储层主要储集空间以粒间孔为主，其次是粒内溶孔、晶间孔，岩石中裂缝、微裂缝极少发育，属孔隙型储层。JP34储层受压实、胶结作用的影响较大，使得其储层物性有所变差。

(2)本区砂体储集岩性以灰绿色、棕色、褐灰色细粒岩屑石英砂岩、岩屑砂岩为主，次为长石岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩，储层整体孔喉较细。据压汞曲线的平缓段来看，储层岩石分选中等，孔喉大小分布相对比较均匀。孔隙度在10%～13%与大于13%的储层比例相当，其次为6%～10%之间。

溶蚀作用是该区储层最重要的成岩作用之一，溶蚀作用产生的次生孔隙可以极大改善储层因受到压实、方解石的胶结作用等导致的孔隙性破坏，研究区内常常可以见到次生孔隙特别发育等多期溶蚀的证据。

从成岩及后生作用整体来看，以胶结作用为主的成岩后生作用影响最为显著，只有溶解作用和交代作用对孔喉有一定的改善作用。