川南地区沙溪庙组浅层致密砂岩沉积微相及储集物性

罗炫 陈克勇 雷一文 刘文磊 崔靖 唐迅 聂焕然

1. 中国石油西南油气田分公司蜀南气矿 四川 泸州 646000

2. 成都理工大学能源学院 四川 成都 610059

随着中国油气勘探领域由常规转入非常规，致密砂岩油气藏成为了重要的勘探领域，并取得了大量的成效[1]。四川盆地总面积约19×104km2，超过80%的区域沉积了侏罗系沙溪庙组致密砂岩储层[2]。经过多年的勘探开发，已在全盆地建立多个针对沙溪庙组的致密砂岩气田。近年来四川盆地川中地区侏罗系沙溪庙组勘探接连取得重大突破，截止到2021年12月，金华-秋林区块累计测试56口专层井，获工业气井54口，成功率达96%。永浅区块沙溪庙组勘探已获良好成效，钻井过程中沙一段普见油气显示，多口直井测试获高产工业气流，证实了区域上沙溪庙组储层的富气性。

川南地区沙溪庙组埋深浅（0～1500m），部分区域大面积出露地表，以往的油气勘探未加以重视[3]，总体研究程度较低。针对沙溪庙组沉积和储层方面的研究主要在川东北[4]、川西、川中等区域[5]，川南地区主要在川西南地区。川南宜宾-泸州地区沙溪庙组油气显示良好，测试井54口，获工业气井41口。研究区内大塔场区块勘探已获良好成效，庙高寺区块也在200m井深附近测试获得工业性产气。对研究区进行精细的沉积相及储集物性研究，为“十四五”期间川南接替区致密气增储上产提供有力支撑。

1 地质概况

四川盆地为典型克拉通盆地，自下古生界以来经历了印支、燕山、喜山等多期构造运动，形成了包括川东古斜中隆高陡断褶带、川北古中坳陷低缓带、川西中新坳陷低陡带、川中古隆中斜低缓带和川南古坳中隆低陡穹形带5个次级的构造单元。

川南宜宾-泸州研究区构造上位于川中古隆中斜低缓带和川南古坳中隆低陡穹形带。包括50余个地面及腹地构造，面积约1.2×104km2。

沙溪庙组是一套巨厚的陆相碎屑沉积，依据叶肢介页岩划分为沙一段和沙二段。依据陆相高分辨率层序地层理论，将其划分为沙一段，沙二1、沙二2、沙二3、沙二4亚段5个四级旋回。沙一段可进一步划分为沙一1、沙一2、沙一3三个亚段，见表1。

表1 地层划分方案

2 沉积特征及沉积相

2.1 沉积相标志

2.1.1 颜色特征

川南地区沙溪庙组泥岩总体以暗紫色、紫红色为主，在沙一段和沙二段下部分布有灰色或灰绿色泥岩，在沙一段与沙二段之间稳定分布有3～5m的黑色、灰黑色叶肢介页岩。说明沙溪庙组地层沉积期总体为炎热干旱气候和暴露氧化的沉积环境。在沙一段与沙二段过渡期为还原或弱氧化环境。

2.1.2 岩性特征

岩性主要为细-粗粒长石岩屑砂岩，石英含量41%～64%之间，平均为52.5%；长石含量在12%～31%之间，平均为22.2%；以钾长石为主（17.6%），少量斜长石（3.3%），岩屑含量在20%～35%之间，平均为25.3%；以沉积岩岩屑和变质岩岩屑为主（分别为9.9%和9.8%）；岩浆岩岩屑较少（5.6%）。填隙物以方解石胶结为主，含量在1%～30%，平均11%，其次为黏土杂基充填，含量在1%～7%，平均3.3%，偶见绿泥石或硅质胶结。岩石磨圆度为次棱状，分选中等-好，点-线接触、孔隙式胶结为主。从岩性特征上，具有河流和三角洲的特征。

2.1.3 粒度特征

粒度概率累计曲线呈现两段式，或以跳跃和悬浮两个总体为主的三段式。滚动总体粒径0～1.5Φ之间，含量小于10%，跳跃总体粒径1～3Φ之间，含量在60%～70%，悬浮总体粒径大于3Φ，含量在30%～40%。C-M图反映主要为PQ段的牵引流特征，为悬浮和滚动的搬运方式。从粒度特征上反映了河流及三角洲的典型特征。

2.1.4 沉积构造特征

根据岩芯和野外露头观察，沙溪庙组地层发育大量的平行层理、斜层理、板状交错层理、沙纹层理、底冲刷、底部及层间顺层砾岩、正韵律等沉积构造特征，反映总体强水动力条件及间歇性洪水沉积环境。从沉积构造特征上，反映了河流和三角洲的典型特征。

2.1.5 测井响应特征

根据取芯井岩芯与测井响应曲线特征分析，塔19井取芯段岩性岩性以绿灰色中-粗粒砂岩为主，中段见角砾岩（砾石为紫红色泥砾为主，顺层团块状），可见底冲刷，正粒序特征明显，GR曲线响应为低幅箱形。为三角洲平原分流河道典型特征。

塔18井取芯段岩性主要为灰绿色泥岩和粉砂质泥岩，少量浅灰色细砂岩，指示低能、水下弱还原环境，砂岩正粒序，见少量泥砾，GR曲线响应为高值平直形及局部低幅小相形。为浅水三角洲前缘特征。

GR曲线幅度大小可反映砂岩颗粒粗细特征。GR漏斗形反映砂岩由下向上变粗的逆粒序特征，为三角洲前缘河口坝典型特征；GR漏斗形+箱形+钟形组合反映砂岩由下向上变粗后又变细的粒序特征，对应为三角洲前缘河口坝+水下分流河道的组合；GR齿化箱形反映砂岩总体均匀，顶底突变，内部由多个小型正粒序组成，对应三角洲平原分流河道沉积；GR钟形反映砂岩由下向上变细的粒序特征，对应曲流河边滩或边滩+天然堤组合沉积。

2.2 沉积相类型及沉积演化

根据沉积相标志综合分析，沙一段-沙二1亚段为浅水三角洲沉积，包括三角洲平原和三角洲前缘两个亚相。纵向上，沙一段的三个亚段中，由下向上分别为三角洲前缘-三角洲平原-三角洲前缘演化。在沙二段底部达到最大湖泛，之后在沙二1亚段下部为三角洲前缘沉积，向上过渡到沙二1亚段上部为三角洲平原沉积。之后在沙二2、沙二3、沙二4亚段均为曲流河沉积。

根据单井沉积相类型识别及纵向演化规律分析，建立了工区东西向沉积微相连井对比剖面。在工区内，相带横向分布稳定，纵向演化规律一致。边滩、分流河道和水下分流河道微相具有厚度大，横向分布相对稳定的特征，工区内大面积分布，其次为河口坝和决口扇微相。天然堤和河道滞留沉积微相为河道伴生微相，通常厚度较薄。

依据单井沉积微相类型划分与识别，结合亚段内砂地比信息，分析了各亚段优势相平面部分。沙一1亚段-沙二1亚段为三角洲沉积，总体表现为多条（水下）分流河道呈网状从工区西南部和南部流入，形成大面积交织连片分布；沙二2-沙二3亚段为曲流河沉积，平面总体表现多条河道从工区南部流入，由于纵向多期河道叠加影响，平面形成大面积连片。沙二4亚段由于在工区内大面积剥蚀，厚度保存差异大，未开展沉积相平面分析。

3 物性特征

与川东五宝场沙溪庙组砂岩孔、洞、缝型储集空间不同，川南宜宾-泸州地区沙溪庙组储层储集空间类型为孔隙型，包括残余粒间孔、原生粒间孔、粒间溶孔和粒内溶孔等，其中以残余粒间孔和粒内溶孔最为常见。经压汞数据分析，储层最大连通孔喉半径（Rd）为0.4～4.03μm，平均为1.27μm，储层平均孔喉半径（R50）为0.04～0.32μm，平均0.12μm。

根据常规物性分析数据统计，储层孔隙度介于3.03～12.4%，平均8.6%，渗透率介于0.017～2.91×10-3μm2，平均0.45×10-3μm2，中值为0.18×10-3μm2，属于低孔、低渗砂岩储层。孔隙度与渗透率具有较好的正相关关系，数据分布无明显异常，说明本地区砂岩储层孔隙类型较为单一。

4 沉积相与物性关系

经单井沉积微相划分和物性参数测井解释，统计了不同沉积微相内物性参数分布规律。结果表明，物性最好的为曲流河边滩微相，其孔隙度平均为8.8%，渗透率平均为0.423×10-3μm2。其次为三角洲平原分流河道微相和三角洲前缘水下分流河道微相，其孔隙度均为7.6%，渗透率分别为0.271×10-3μm2和0.227×10-3μm2。三角洲前缘河口坝微相亦可成为较好的储层，其孔隙度平均为5.8%，渗透率平均为0.121×10-3μm2。三角洲平原及曲流河上的决口扇和天然堤微相、曲流河河道滞留沉积微相，虽然在局部也具有较高的孔渗，但由于其厚度薄（小于5m），难以形成有效的储层。三角洲前缘分流间湾、三角洲平原洼地和曲流河泛滥平原主要由紫红色泥岩、泥质粉砂岩构成，储集物性差。

5 结束语

1）川南宜宾-泸州地区沙溪庙组沙一段～沙二1亚段整体为浅水三角洲沉积，期间有两次由三角洲前缘向三角洲平原沉积演化，分别对应着四个亚段，在之后的沙二段三个亚段均为曲流河沉积。

2）储层储集空间类型为孔隙型，以残余粒间孔和粒内溶孔为主，其次为原生粒间孔和粒间溶孔，总体属于低孔、低渗致密砂岩储层。

3）曲流河边滩微相物性最好，其次为分流河道微相和水下分流河道微相，河口坝微相亦可成为较好的储层，决口扇、天然堤微相、河道滞留沉积微相物性较差，分流间湾、洼地和泛滥平原主要由紫红色泥岩、泥质粉砂岩构成，为非储层。