四川盆地五百梯地区长兴组生物礁储层特征研究

袁赐鸣，罗 威，王 雷

(成都理工大学 能源学院，四川 成都 610059)

近二三十年以来，有许多的学者参与到了川东北长兴组生物礁储层的研究中，不同学者依据不同地区的资料和不同的研究方法，从不同的方面阐述了生物礁储层的沉积地貌、海平面波动、白云岩化、溶蚀作用、构造裂缝等因素对生物礁储层的影响和控制作用。虽然生物礁储层的研究程度已相对较高，但在某些细节问题的认识上可能还存在一些分歧，主要的问题在于对生物礁储层的地震识别。本文根据井位分布位置、生物礁的分布特征及实际可用岩性资料，选取了研究区的天东10井作为研究对象，来对其进行详细的岩芯观察和岩屑薄片鉴定描述，这能够为研究区的地震资料解释和下一步的勘探提供了翔实的基础资料和事实依据。

1 区域地质概况

四川盆地上二叠统属于海侵型碳酸盐缓坡沉积，整个川东地区吴家坪期为典型的碳酸盐缓坡环境，长兴期为向碳酸盐台地转化的碳酸盐缓坡环境[1-3]，而长兴组生物礁是碳酸盐岩缓坡上发育起来的海侵生物礁系[4-6]。川东及川东北地区同属海相沉积区，研究区长兴组以开阔台地沉积相为主，生物礁主要发育在台地边缘和台地内部相对隆起的部位[3-9]。

2 岩心及薄片特征

天东10井位于大天池构造北段东翼断下盘的五百梯构造北高点，北段近轴部，是一口礁滩型产气井[5-6]。岩性主要是灰色、灰褐色、褐灰色白云岩，溶孔云岩及深灰色灰岩，下部为深灰色硅质灰岩。其中，飞仙关组均为岩屑样，岩性主要是深灰色、灰黑色泥晶灰岩和灰黑色燧石结核泥晶灰岩，底部为深灰色细粉晶灰岩。岩石相对致密、泥质含量不均。长兴组岩性主要为细粉晶灰岩、细粉晶白云岩、泥晶生屑或藻屑灰岩、亮晶生屑或藻屑灰岩、泥晶灰岩等(图1～7)。

长兴组取芯井段为3748.0～3898.1m，底界以钻遇燧石结核灰岩为止，芯长147 m。岩石类型主要为细晶白云岩、溶孔白云岩、生物碎屑灰岩，生物类型主要有海绵、苔藓虫、棘皮、藻类等。本文根据天东10井的分层数据，接下来简述长兴组各段的岩心及薄片特征(表1)。

表1 天东10井分层数据表

2.1 长三段岩心及薄片特征

长兴组三段：3740～3774 m，均为岩芯样。上部为细粉晶白云岩，粗粉晶白云岩，夹细粉晶灰质白云岩及少量云质泥岩，细粉晶、粗粉晶白云岩中含少量棘皮类生物、藻屑等，部分依然可见交代残余粒屑结构，原岩可能是砂屑结构或生物碎屑结构，其中有机质呈团分布，黄铁矿呈团状或零散状分布。发育构造缝，并被有机质、方解石、白云石等充填。不同程度的白云化作用或重结晶作用使得白云石晶体大小不一，呈现出双众数结构，晶体较粗的部分发育晶间孔，并被沥青充填(图1)。

图1 天东10井长兴组三段上部岩石特征(3771.15-3773.31 m)

中部(3763.56～3769.25 m)为溶孔细粉晶、细晶白云岩，夹海绵白云岩和交代残余生物碎屑、砂屑白云岩，可见少量残余的砂屑和少量生物碎屑。发育晶间孔、晶间溶孔和扩大溶孔，面孔率分布在3%～12%，部分溶孔被有机质、粗大的方解石充填，且有机质占位早于方解石(图2)。

图2 天东10井长兴组三段中部岩石特征(3767.03-3767.12 m)

下部为细晶白云岩，少量粗粉晶白云岩。白云石呈菱形，自形程度高，晶间孔基本全部被黑色有机质充填。发育裂缝及少量扩大溶孔，致使岩石连通性变好(图3)。

图3 天东10井长兴组三段下部岩石特征(3757.13-3757.21 m)

2.2 长二段岩心及薄片特征

长组兴组二段为3774～3891 m，均为岩芯样。上部为细晶白云岩、藻团粒细粉晶白云岩、粗粉晶白云岩、溶孔细晶白云岩，夹少量粗粉晶生物云质灰岩。强烈的白云化作用和重结晶作用，使得白云晶体大小不一，较细的白云岩部分晶间孔不发育，较粗部分发育晶间孔，并被有机质和方解石充填，有机质早于方解石。可见交代残余的生物碎片，重结晶后不易辨认，可辨认的有生物有孔虫，棘皮较多。孔隙主要为晶间孔、晶间溶孔、扩大溶孔及溶蚀缝、构造缝，部分构造缝充填有石膏(图4)。

图4 天东10井长兴组二段上部岩石特征

中部为细粉晶海绵白云岩、细粉晶生物碎屑云质灰岩、溶孔细晶灰岩、溶孔生物细晶白云岩、细晶白云岩。重结晶作用强烈，大部份生物模糊不清，溶孔可见生物体腔溶孔，瓣鳃类生物体形大，但均被溶蚀，粒间溶孔，晶间溶孔等。下部为细粉晶海绵灰岩-溶孔细晶白云岩、生物细晶灰岩-细粉晶生物碎屑灰岩与溶孔细晶白云的互层-亮晶礁角砾灰岩和细粉晶藻团粒灰岩互层-溶孔细晶白云岩-生物屑细粉晶灰岩。其中生物类型有：海绵、藻屑、棘皮、有孔虫等，孔隙主要是晶间孔、晶间溶孔、扩大溶孔、铸模孔、溶蚀缝等，发育多段储集层(图5～图6)。

图5 天东10井长兴组二段中部岩石特征

图6 天东10井长兴组二段下部岩石特征

2.3 长一段岩心及薄片特征

长兴组一段为3891～3962 m，上部为岩芯样。岩芯未见长一段底，取芯底界为3898.1 m，主要以细粉晶棘皮灰岩和细粉晶藻屑灰岩，夹亮晶蜓科灰岩。重结晶作用比较强烈，粒屑和填隙物遭受不同程度的重结晶作用，生物结构被破坏，可见蜓、棘皮、藻屑、有孔虫、腕足等生物碎屑，部分生物被硅化，有些被有机质浸染。发育少量粒间溶孔、粒内溶孔，可见缝合线、裂缝中充填有泥质、有机质(图7)。

图7 天东10井长兴组一段岩石特征

3 岩性特征分析

3.1 岩石类型

根据对天东10井的岩芯和薄片的观察，可以看出其主要岩石类型有泥微晶灰岩、含生物碎屑泥微晶灰岩、微晶生物碎屑灰岩、海绵礁灰岩、白云化生物碎屑灰岩，微晶白云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、中-细晶白云岩，残余生屑白云岩、灰质白云岩、硅质白云岩、膏盐等。其中碳酸盐岩按结构-成因分类，可归纳为泥、微晶结构的岩石、颗粒结构的岩石、生物骨架结构的岩石、交代残余结构的岩石和晶粒结构的岩石。

3.2 孔隙类型

由岩芯观察和薄片鉴定结果可知，所选的天东10井主要发育的孔隙为次生孔隙。孔隙类型主要为晶间孔、晶间溶孔、粒内溶孔、粒间溶孔、扩大溶孔、溶蚀缝、铸模孔等。4、储层特征分析通过以上岩芯和薄片观察，结合岩石特征、孔隙特征和类型，将储层质量划分为：平均孔隙度>6%为优，平均孔隙度在4%～6%之间为良，平均孔隙度在3%～4%之间为中，平均孔隙度在1%～3%之间为差，平均孔隙度<1%为极差等几种类别。

在长兴组三段，上部为浅灰-灰色粉晶-细晶白云岩，下部浅灰-灰色溶孔白云岩和溶孔角砾白云岩，溶孔发育(图1～3)。3758.0～3760.0 m井段的孔隙度变化范围为1.12%～9.02%，平均孔隙度为3.2%。3761.0～3772.6 m井段的孔隙度变化范围为0.28%～13.48%，平均孔隙度为3.79%。

长兴组二段可见几个不同质量的储层段。3774.05～3779.5 m井段的孔隙度分布范围为0.82%～3.19%，平均值为1.74%，储层质量相对较差。3779.49～3782.38 m井段的孔隙度分布范围为0.52%～3.17%，平均值为2.37%，储层质量相对中等偏差，以上主要为细晶白云岩。

图8 天东10井长兴组孔隙分布和演化特征

3871.0～3886.6 m，浅灰色溶孔白云岩，粉晶白云岩。孔隙度变化范围为1.22%～8.54%，平均值为4.01%，储层质量较好。3886.74～3889.49 m，溶孔细粉晶灰岩，细粉晶生屑灰岩。孔隙度变化范围为0.47%～7.35%，平均孔隙度为2.68%，储层质量相对中等偏差。

长兴组一段主要以细粉晶藻屑灰岩为主，储层质量较差，孔隙度变化范围为0.47%～2.25%，平均值仅为0.89%。

由此可以在天东10井长兴组识别出多个储层段，如图8，可以看出，长兴组三段中下部分、长兴组二段的白云岩段中发育相对较好的储层，长兴组一段的灰岩中也发育有孔隙，但储层质量较差。可以得出白云岩的储层质量明显好于灰岩，整个井段中只有长兴组一段的灰岩中发育少量孔隙。

5 结论

(1)研究区内长兴组礁滩储层的岩石类型主要是具有颗粒结构、生物骨架结构的灰岩和不同晶粒结构的白云岩、交代残余粒屑结构的白云岩，即各类生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、礁灰岩等，粉晶白云岩、细晶白云岩、残余生物碎屑白云岩和残余砂屑白云岩等，而白云岩是这些岩石中真正成为有效储层的岩石。

(2)从薄片中可以观察得出，白云岩中仍残留有不同含量、不同类型的生物碎屑，有些为残余粒屑白云岩，可见极其明显的粒屑轮廓。这说明了这些白云岩白云化之前的母岩可能为各种不同类型的颗粒灰岩。

(3)研究区长兴组礁滩储层主要受控于沉积和成岩两个因素。沉积期为储层的形成提供物质基础，在此基础上，强烈的成岩改造能形成储集空间，而白云化作用是研究区形成储集空间的主要成岩改造方式。