川東北元壩地區(qū)三疊系飛仙關(guān)組儲層地質(zhì)模型

馮 沖，傅 強

（同濟大學海洋地質(zhì)國家重點實驗室）

川東北元壩地區(qū)三疊系飛仙關(guān)組儲層地質(zhì)模型

馮 沖，傅 強

（同濟大學海洋地質(zhì)國家重點實驗室）

馮沖

依據(jù)對川東北元壩地區(qū)飛仙關(guān)組沉積巖石學特征、儲集空間類型及物性分布特征的綜合研究，對該地區(qū)的儲層特征加以抽象和概念化，建立了飛仙關(guān)組儲層地質(zhì)模型。地質(zhì)模型揭示元壩地區(qū)海相碳酸鹽巖儲層段均發(fā)育在臺地邊緣沉積區(qū)。其中，臺地邊緣淺灘最為發(fā)育，臺地邊緣斜坡次之，未見臺地邊緣生物礁。飛仙關(guān)組一段至二段下部為臺地邊緣斜坡沉積，二段上部至三段為臺地邊緣淺灘沉積。認為飛仙關(guān)組二段和三段的鮞灘沉積儲集巖為下一階段勘探開發(fā)的重點，其中飛仙關(guān)組二段孔隙—裂縫性儲層的勘探開發(fā)潛力尤為巨大。

川東北地區(qū)；飛仙關(guān)組；儲集層特征；地質(zhì)模型

馮沖1985年生，同濟大學在讀碩士。研究方向為石油地質(zhì)。通訊地址：200092上海市四平路1239號

元壩地區(qū)位于開江—梁平海槽西南方向，南鄰鐵山氣田。近年來，四川盆地東北部地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組中，先后在當時的開江—梁平海槽西北側(cè)的鐵山坡、普光、渡口河、羅家寨，西南側(cè)的高峰場和鐵山等處發(fā)現(xiàn)多個大中型氣田［1］。2003年以來，以普光氣田勘探思路及勘探技術(shù)為指導，綜合研究認為元壩地區(qū)具有發(fā)育長興組—飛仙關(guān)組礁灘儲層的沉積背景［2］，發(fā)現(xiàn)了元壩長興組—飛仙關(guān)組礁灘地震異常體，特別是元壩1-側(cè)1井在長興組試氣獲工業(yè)天然氣流，元壩2井在長興組—飛仙關(guān)組鉆遇良好油氣顯示，使元壩地區(qū)成為近期勘探的重點目標［3-4］。針對某一沉積類型或成因類型的儲層，把它代表性的儲層特征(非均質(zhì)性、連續(xù)性等)抽象出來，加以典型化和概念化［5］，建立川東北元壩地區(qū)三疊系飛仙關(guān)組的儲層地質(zhì)模型，希望對該地區(qū)的油氣勘探起到預(yù)測和指導作用。

1 沉積及巖石學特征

1.1 沉積特征

元壩地區(qū)三疊系飛仙關(guān)組位于開江—梁平海槽以西的連陸鑲邊地臺之上［1］，主要發(fā)育蒸發(fā)臺地、開闊臺地、陸棚斜坡和盆地(海槽)相共4類沉積相帶（圖1），其巖相古地理格局基本沿襲了二疊系長興組的淺水陸棚格局［6―7］。飛仙關(guān)期全區(qū)海平面總體變淺，鄂西及廣元—旺蒼深水陸棚逐漸變淺，梁平和開江淺水陸棚也逐漸變淺［8］。飛仙關(guān)組早期（飛仙關(guān)組一段至二段）為臺地前緣斜坡環(huán)境，沉積大套泥質(zhì)灰?guī)r和泥晶灰?guī)r，飛仙關(guān)組二段末期沉積少量鮞?；?guī)r；飛仙關(guān)組三段為臺地邊緣淺灘和開闊臺地，沉積大套鮞?；?guī)r；飛仙關(guān)組四段沉積時期，開江—梁平海槽關(guān)閉，演化成為一個均一的潮坪環(huán)境,主要沉積的是泥頁巖、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和膏巖［9―11］。

1.2 巖石學特征

通過元壩地區(qū)5口鉆井巖心詳細觀察及鏡下700余張鑄體薄片的顯微鑒定研究，元壩地區(qū)飛仙關(guān)組的巖石類型主要可以分為三類，下部的泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，中部的鮞粒灰?guī)r［12］、灰?guī)r、含泥灰?guī)r和上部的石膏巖與含泥白云巖互層（表1）。

根據(jù)勘探實踐確認，元壩地區(qū)飛仙關(guān)組儲層段主要發(fā)育在飛仙關(guān)組二段上部和飛仙關(guān)組三段的鮞?；?guī)r、泥晶灰?guī)r、含白云石灰?guī)r中。其中主要儲集巖為鮞粒灰?guī)r、溶孔鮞粒灰?guī)r、鮞粒砂屑灰?guī)r等與鮞粒灘相關(guān)的巖石。部分儲層見于飛仙關(guān)組一段的泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r（元壩3井、元壩4井）。

圖1 川東北元壩地區(qū)飛仙關(guān)組早期沉積相圖

表1 川東北元壩地區(qū)飛仙關(guān)組巖性資料

2 儲層特征

2.1 儲集空間類型

根據(jù)鉆井巖心、鑄體薄片及掃描電鏡觀察，儲集體中儲集空間主要包括粒間溶孔、晶間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄模孔，約占總孔隙的98%，少量微裂縫和晶間孔，約占總孔隙的2%。

粒間孔和粒間溶孔由鮞粒灰?guī)r鮞粒間膠結(jié)物或部分鮞粒溶蝕擴大形成，是飛仙關(guān)組二段和三段儲層最主要的儲集空間之一，發(fā)育于鮞?；?guī)r中。由薄片照片可以看出，鮞?；?guī)r粒間溶孔發(fā)育，但部分為瀝青質(zhì)完全或不完全充填（圖2a）。

圖2 川東北元壩2井飛仙關(guān)組二段石灰?guī)r鏡下特征

粒內(nèi)溶孔和鑄?？子甚b粒的選擇性溶蝕作用形成的，為飛仙關(guān)組二段儲層的主要孔隙類型之一。若顆粒被完全溶蝕，則形成鑄模孔，顆粒的外形和輪廓仍然可以辨認。鮞?；?guī)r鮞粒內(nèi)溶孔和鑄?？装l(fā)育，但部分為瀝青質(zhì)完全或不完全充填（圖2b）。

晶間孔和晶間溶孔發(fā)育在粒間亮晶方解石膠結(jié)物中，以方解石晶體作為孔隙格架，被溶蝕擴大后形成晶間溶孔。由薄片照片可以看出，鮞粒灰?guī)r晶間溶孔發(fā)育，但部分為瀝青質(zhì)完全或不完全充填（圖2c，2d）。由該段巖心照片可以看出，鮞粒灰?guī)r溶孔十分發(fā)育，溶孔最大1.0×1.0mm，最小0.1×0.1mm，一般0.5×0.5mm，溶孔沒有被充填，溶孔密度7個/cm。

裂縫通過對元壩地區(qū)取心巖心觀察，除飛仙關(guān)組二段水平裂縫較為發(fā)育外（圖2e），整體反映裂縫不發(fā)育，巖心見較多縫合線構(gòu)造，都被泥質(zhì)或有機質(zhì)、瀝青質(zhì)完全充填（圖2f）。水平微裂縫縫寬0.01～3mm，平均0.2 mm，裂縫密度1～52.6條/m，平均17.5條/m，開啟度56%。

薄片鏡下觀察的孔、洞、縫統(tǒng)計結(jié)果表明,飛仙關(guān)組三段的儲集空間主要為鮞粒粒間孔和晶間孔，微裂縫不發(fā)育；飛仙關(guān)組二段的儲集空間主要除粒間孔、晶間孔發(fā)育外，粒間溶洞、晶間溶孔、鑄?？滓草^為發(fā)育，且水平裂縫發(fā)育；飛仙關(guān)組一段的主要儲集空間為晶間孔和少量微裂縫。

2.2 儲層物性特征

飛仙關(guān)組三段孔隙度范圍2.0%～5.5%,加權(quán)平均值3.131%，滲透率范圍（0.001～2.971）×10-3μm2,加權(quán)平均值為0.503×10-3μm2；飛仙關(guān)組二段孔隙度范圍0.760%～12.380%,加權(quán)平均值2.856%，滲透率范圍（0.002～1.641）×10-3μm2,加權(quán)平均值為1.641×10-3μm2；飛仙關(guān)組一段孔隙度范圍1.080%～7.250%,加權(quán)平均值1.899%，滲透率范圍（0.010～8.863）×10-3μm2,加權(quán)平均值為0.312×10-3μm2（表2）。按照川東北地區(qū)上二疊統(tǒng)—下三疊統(tǒng)儲集巖分類標準，飛仙關(guān)組二段為Ⅱ類較好儲層，飛仙關(guān)組三段為Ⅱ類中等儲層，飛仙關(guān)組一段為Ⅱ類較差儲層。

3 儲層地質(zhì)模型及儲層分析

3.1 儲層地質(zhì)模型

油藏描述中應(yīng)用的儲層地質(zhì)模型通常可以分為三大類，即概念模型，靜態(tài)模型和預(yù)測模型。體現(xiàn)了不同開發(fā)階段不同開發(fā)研究任務(wù)所要求的、不同精細程度的儲層地質(zhì)模型。

表2 川東北元壩地區(qū)飛仙關(guān)組儲層段物性統(tǒng)計

本文所建的儲層地質(zhì)模型屬概念模型。通過對元壩地區(qū)飛仙關(guān)組儲層沉積巖石學、沉積相特征［13］、儲集空間類型及物性分布特征的綜合研究［14］，對該地區(qū)的儲層特征加以抽象和概念化。綜合研究認為，研究區(qū)飛仙關(guān)組儲層主要受制于沉積和成巖兩大主控作用，其儲層地質(zhì)模型可以概括為鮞粒灘為基礎(chǔ)，鮞?；?guī)r為骨架，溶蝕孔洞為儲集體，儲層分布受控于沉積相環(huán)境（圖3）。

3.2 巖性

元壩地區(qū)飛仙關(guān)組儲層的巖性主要為鮞粒灰?guī)r、溶孔鮞粒灰?guī)r，沿著開江—梁平海槽的西南側(cè)分布，厚度薄、連片性好，分布范圍廣，縱向上主要分布在飛仙關(guān)組二段頂部和三段的中部。

3.3 儲集空間

埋藏溶蝕作用是元壩地區(qū)飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)儲層中次生孔隙形成的主要影響因素。三疊系飛仙關(guān)組及其下伏的上二疊統(tǒng)的暗色泥晶灰?guī)r、灰質(zhì)泥頁巖和硅質(zhì)巖等，在向液態(tài)烴和氣態(tài)烴的轉(zhuǎn)換過程中會釋放出大量的有機酸和其他腐蝕性組分的地層水。當這些具有強烈溶解能力的地層水沿斷裂和裂縫運移到臺地邊緣鮞粒灘儲層中時，就會產(chǎn)生大規(guī)模的溶解作用，形成較多的粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和晶間溶孔［1，15］。據(jù)統(tǒng)計，溶蝕作用產(chǎn)生的溶蝕孔占儲層總孔隙的78%，局部面孔率可達5%，是儲層的主要儲集空間類型。

3.4 物性

圖3 川東北元壩地區(qū)飛仙關(guān)組儲層地質(zhì)模型

飛仙關(guān)組的孔隙度范圍整體上在1.899%～3.131%，而滲透率為（0.312～1.641）×10-3μm2，整體上屬于低孔低滲的孔隙—裂縫型或縫洞型儲層（圖4）。對比飛仙關(guān)組三段與二段，可以看出二段的加權(quán)平均孔隙度為2.826%，在略小于三段和略大于一段加權(quán)平均孔隙度的情況下，其加權(quán)平均滲透率明顯大于飛仙關(guān)組三段和飛仙關(guān)組一段的滲透率。這與儲層段各自儲集空間相對應(yīng)，飛仙關(guān)組二段溶孔和裂縫較為發(fā)育，滲透率相對偏高，暗示研究區(qū)裂縫發(fā)育程度是其儲層優(yōu)劣的重要因素。

圖4 元壩地區(qū)飛仙關(guān)組儲層段加權(quán)孔隙度—滲透率對比圖

3.5 分布與沉積環(huán)境關(guān)系

三疊系飛仙關(guān)組開江—梁平海槽西南側(cè)的元壩地區(qū)為緩坡沉積環(huán)境（圖5），臺地邊緣發(fā)育淺灘及斜坡，淺灘巖性為鮞?；?guī)r，厚度薄，平面分布范圍寬，斜坡巖性為泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r及瘤狀灰?guī)r?？碧綄嵺`表明元壩地區(qū)飛仙關(guān)組海相碳酸鹽巖儲層段均發(fā)育在威爾遜碳酸鹽巖相沉積模式的臺地邊緣沉積區(qū)［16］，以臺地邊緣淺灘最為發(fā)育，臺地邊緣斜坡次之，未見臺地邊緣生物礁。

圖5 元壩地區(qū)飛仙關(guān)組沉積環(huán)境簡圖

4 結(jié)論與建議

元壩地區(qū)海相碳酸鹽巖儲層段均發(fā)育在臺地邊緣沉積區(qū)，臺地邊緣淺灘最為發(fā)育，臺地邊緣斜坡次之，未見臺地邊緣生物礁氣藏。其中，飛仙關(guān)組一段至二段下部為臺地邊緣斜坡沉積，儲集巖以泥晶灰?guī)r為主，晶間孔、晶間溶孔及微裂縫發(fā)育，綜合評價為Ⅱ類偏差儲層；飛仙關(guān)組二段上部為臺地邊緣淺灘沉積，儲集巖以鮞?；?guī)r為主，少量鮞粒白云巖，除粒間孔、粒間溶孔、晶間孔、晶間溶孔發(fā)育外，水平裂縫也較為發(fā)育，綜合評價為Ⅱ類較好儲層；飛仙關(guān)組三段臺地邊緣淺灘沉積儲集巖也以鮞?；?guī)r等與鮞灘相關(guān)的巖石為主，儲集空間以鮞粒粒間孔和晶間孔為主，綜合評價為Ⅱ類中等儲層。

飛仙關(guān)組二段和三段的鮞灘沉積儲集巖為下一階段勘探開發(fā)的重點，其中飛仙關(guān)組二段孔隙-裂縫性儲層的開發(fā)潛力尤為巨大。

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編輯：金順愛

Geological Model of Lower Triassic Feixianguan Reservoir in Yuanba Area,Northeast Sichuan

Feng Chong，F(xiàn)u Qiang

The sedimentography characteristics,types of reservoir space and distributional characteristics of physical property in Lower Triassic Feixianguan Formation reservoir inYuanba area of Northeast Sichuan are researched comprehensively and a geological model of Feixianguan Oil Reservoir is built through abstraction and conceptualization of the sedimentary characteristics.The geological model reveals that the marine facies carbonate reservoir is well development in the sedimentary areas of platform margin which includes slope，reef and shoal sedimentary areas.Among them，the oil reservoir in the platform-margin shoal are well developed，that in platformmargin slope area ranks the second but reef in platform-margin area is not found developed.The 1st Member to the lower 2nd Member of Feixianguan reservoir belongs to slope facies and the upper 2nd Member to the 3rd Member is shoal facies.It is suggested that the oolitic shoal reservoir rock developed in the 1st and the 2nd Members are favorable to future exploration，especially the 2nd Member of porisity-fracturing reservoir that have good potential.

Triassic;Feixianguan Formation;Reservoir characteristics;Geological model;Northeast Sichuan

TE112.23

A

1672-9854(2010)-01-0021-06

2009-08-25

Feng Chong：male,Master degree in progress at State Key Laboratory of Marine Geology,Tongji University,1239 Siping Rd., Shanghai,200092 China