川東北通南巴構(gòu)造帶嘉二段儲(chǔ)層發(fā)育特征

石達(dá)仁

（中國(guó)石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，四川德陽(yáng) 618000）

川東北通南巴構(gòu)造帶嘉二段儲(chǔ)層發(fā)育特征

石達(dá)仁

（中國(guó)石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，四川德陽(yáng) 618000）

位于四川盆地東北部的通南巴構(gòu)造帶經(jīng)勘探實(shí)鉆證實(shí)，下三疊統(tǒng)嘉陵江組二段儲(chǔ)層在本區(qū)廣泛分布并普遍含氣，且有部分井獲得了工業(yè)產(chǎn)能氣流，顯示其具有較大的勘探前景。在大量巖心觀察、巖石薄片鑒定、儲(chǔ)層物性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)本區(qū)嘉二段儲(chǔ)層的巖石學(xué)特征、物性特征和儲(chǔ)層形成發(fā)育的控制因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并對(duì)儲(chǔ)層空間發(fā)育特征進(jìn)行了描述：嘉二段儲(chǔ)層由2～3個(gè)受大氣淡水透鏡體控制的灘體疊置而成，在整體致密的背景下仍發(fā)育有較好的孔隙性儲(chǔ)層，儲(chǔ)層以Ⅲ類儲(chǔ)層為主，Ⅱ類次之，少量Ⅰ類儲(chǔ)層，儲(chǔ)層類型為裂縫-孔隙型儲(chǔ)層。

川東北；通南巴構(gòu)造帶；嘉陵江組二段；儲(chǔ)層特征；儲(chǔ)層模型

通南巴構(gòu)造帶位于四川盆地東北部，為一大型的NEE轉(zhuǎn)NE向構(gòu)造，北部為池溪向斜，南部為通江-巴中向斜。構(gòu)造帶軸長(zhǎng)90～100 km，閉合面積937～738 km2，閉合幅度1 800～1 435 m，總體為北翼緩，南翼陡，由南西向北東方向，依次劃分為南陽(yáng)場(chǎng)、涪陽(yáng)壩和黑池梁三個(gè)次級(jí)構(gòu)造帶（圖1）。

截至到目前，整個(gè)構(gòu)造帶已完成滿覆蓋二維地震測(cè)線4 376.77 km，測(cè)網(wǎng)密度1 km×2 km；在河壩場(chǎng)-馬路背和黑池梁地區(qū)完成滿覆蓋三維地震1 344.80 km2。完鉆井14口，其中，CF82井、HB1井、HJ203H井等多口井均在嘉陵江組二段分別獲得工業(yè)產(chǎn)能天然氣流，展示了本地區(qū)嘉陵江組二段一定的天然氣勘探前景。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

根據(jù)區(qū)域研究成果，嘉二段儲(chǔ)層主要巖石類型有粉晶白云巖和殘余（鮞粒）砂屑白云巖兩種［1-2］。

白云巖：灰色～深灰色，白云石85%～95%，方解石＜2%，硬石膏＜10%，具微晶～粉晶結(jié)構(gòu)。

砂屑白云巖：灰色，白云石含量98%～100%，砂屑結(jié)構(gòu)，沿砂屑邊緣重結(jié)晶作用明顯，粒間、粒內(nèi)溶蝕孔隙較發(fā)育，呈針孔狀。

1.2 儲(chǔ)集空間類型

根據(jù)巖心薄片、鑄體薄片等資料分析結(jié)果，嘉二段儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間以晶間孔、晶間（粒間）溶孔和小型溶洞為主［2-3］，約占總孔隙的90%，其次有粒內(nèi)溶孔、鑄?？缀透鞣N微裂縫，約占總孔隙的10%。

圖1 川東北通南巴構(gòu)造帶

（1）晶間孔和晶間（粒間）溶孔：主要發(fā)育在白云巖中。以白云石晶體作為孔隙格架，呈規(guī)則的三角形或多邊形，被溶蝕擴(kuò)大后形成晶間溶孔。這種孔隙是粉晶白云巖的主要孔隙類型。

（2）粒內(nèi)溶孔、鑄?？祝毫?nèi)溶孔主要是由于選擇性溶蝕作用在鮞粒、砂屑中形成的，若顆粒被完全溶蝕，則形成鑄?？?。

（3）溶洞：根據(jù)對(duì)HB2井和CB88井巖心的觀察，兩井嘉二儲(chǔ)層段明顯存在兩層溶洞發(fā)育層。HB2井的溶洞層深度分別為4 489.61～4 490.40 m和4 493.15～4 494.00 m，溶洞發(fā)育密度為20～30個(gè)／米，大小為3 cm×4 cm，為方解石半充填（全充填，入水見(jiàn)氣泡。CB88井的溶洞發(fā)育層深度分別為5 283.5～5 284.5m和5 293.3～5 296.3 m，為方解石全～半充填。

溶蝕孔洞呈水平狀分布，縱向上與高角度裂縫的發(fā)育有關(guān)，其上為孔隙發(fā)育的針孔段，向下溶蝕孔洞逐漸變得不發(fā)育，呈零星狀分布，為大氣淡水成巖環(huán)境的典型產(chǎn)物［2］。大氣淡水滲流溶蝕段、水平潛流帶和滲流帶區(qū)分特征明顯，其中，大氣淡水滲流溶蝕段和水平潛流帶是嘉二段儲(chǔ)層發(fā)育的主要部位。

鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，溶洞多被充填，充填物依次為石英、有機(jī)質(zhì)和方解石，說(shuō)明溶洞在表生期大氣淡水淋濾作用下形成后，后期又經(jīng)歷了富含硅質(zhì)的有機(jī)酸的進(jìn)一步改造，隨即充填少量液態(tài)烴，之后，儲(chǔ)集空間被方解石全充填。

（4）裂縫：巖心觀察表明，HB2井嘉陵江組二段裂縫較發(fā)育，而CB88井嘉陵江組二段的裂縫則不發(fā)育。對(duì)比兩井所處的構(gòu)造位置后，認(rèn)為裂縫的發(fā)育程度與井所處的構(gòu)造位置密切相關(guān)。

儲(chǔ)層段巖心上共見(jiàn)到有三種類型的裂縫。

（1）一種為水平縫：這種縫主要發(fā)育在灰?guī)r與白云巖的薄互層段，一般為有效縫，少見(jiàn)充填物。水平縫發(fā)育的部位，巖心呈“酥餅”狀。

（2）高角度縫：發(fā)育早、晚至少兩期高角度縫，兩者切割關(guān)系明顯。形成時(shí)間較早的一期高角度縫一般寬約1～2 mm，被方解石全充填；形成較晚的一期高角度縫一般比前者寬，延伸也較前者長(zhǎng)，為石膏充填，充填物自形程度差。

（3）此外，巖心中見(jiàn)垂直裂縫發(fā)育，縫寬0.5～1 mm，被次生礦物完全充填或半充填，鏡下鑒定結(jié)果表明，裂縫膠結(jié)物有方沸石和方解石兩種，且方沸石在前，方解石在后。由于方沸石為地下巖漿冷凝后的產(chǎn)物，因此推測(cè)裂縫形成時(shí)間較晚，且與本地區(qū)燕山期-喜山期的深大斷裂活動(dòng)有關(guān)［2-4］。

1.3 儲(chǔ)層物性特征

根據(jù)對(duì)HB1、2井、CF82井、CB88井和 M2井嘉二儲(chǔ)層段的巖心分析資料［5-6］，儲(chǔ)層段巖樣的孔隙度值主要分布在0～4%，占總樣品數(shù)的71.0%，但孔隙度在4%以上的占總樣品數(shù)的29.0%，孔隙度最大值達(dá)13.98%，說(shuō)明嘉二儲(chǔ)層在整體致密的背景下仍發(fā)育有較好的孔隙性儲(chǔ)層。

嘉二儲(chǔ)層的滲透率普遍較低，一般在0.05×10-3μm2以下，287個(gè)統(tǒng)計(jì)樣品中，滲透率在0.05×10-3μm2以下的占到了樣品總數(shù)的88%；當(dāng)有裂縫匹配時(shí)，滲透率可提高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。從樣品的孔滲分析情況來(lái)看，滲透率在0.05×10-3μm2以上的樣品，其孔隙度值基本上都在4%以上，兩者具有很好的對(duì)比性；滲透率在0.1××10-3μm2以上的樣品，則幾乎全部與微裂縫的發(fā)育有關(guān)，裂縫對(duì)本地區(qū)嘉二段儲(chǔ)層滲透性的改善作用明顯。

1.4 嘉二段儲(chǔ)層特征

在對(duì)研究區(qū)內(nèi)嘉二段儲(chǔ)層進(jìn)行了系統(tǒng)的采樣和巖石薄片分析、物性測(cè)試及宏觀的巖心觀察結(jié)果的基礎(chǔ)上，將嘉陵江組二段的儲(chǔ)層特征歸納如下：

（1）儲(chǔ)層的巖石類型為殘余（鮞粒）砂屑白云巖和粉-細(xì)晶白云巖兩種，白云化程度一般在80%以上。

（2）儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間以晶間孔、晶間溶孔和粒內(nèi)溶孔為主，除少數(shù)溶蝕孔洞特別發(fā)育的儲(chǔ)層段外，大多數(shù)儲(chǔ)層的孔隙連通性都非常差，導(dǎo)致儲(chǔ)層的滲透率非常差；儲(chǔ)層類型為裂縫—孔隙型，氣層異常高壓，具有裂縫性氣藏的特點(diǎn)。

（3）儲(chǔ)層的發(fā)育受控于三個(gè)因素，即灘相沉積物的早期大氣淡水溶蝕作用、混合水白云化作用和埋藏期酸性水的溶蝕作用。

（4）縱向上，嘉陵江組二段的儲(chǔ)層可進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)次級(jí)儲(chǔ)蓋組合（次級(jí)儲(chǔ)層的發(fā)育與多期灘體的沉積完全一致），縱向上由裂縫和溶蝕孔洞溝通，成為一個(gè)具有統(tǒng)一壓力的“儲(chǔ)滲體”。

（5）通南巴構(gòu)造帶上嘉陵江組二段的儲(chǔ)層厚度一般在25.0～30.0 m左右，但孔隙性儲(chǔ)層的厚度大小不一，儲(chǔ)層的發(fā)育也存在差異。

根據(jù)四川盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［5］（表1），研究區(qū)嘉陵江組二段儲(chǔ)層以三類儲(chǔ)層為主，占65%，二類次之，占25%，一類儲(chǔ)層占10%。

2 儲(chǔ)層空間發(fā)育特征

2.1 儲(chǔ)層縱向發(fā)育特征

縱向上，嘉二段由三個(gè)“灰?guī)r、云巖-膏巖”的沉積旋回組成，共有三次成灘期，儲(chǔ)層主要發(fā)育在砂屑灘的中部，即灘體發(fā)育的鼎盛時(shí)期（圖2）。

成巖作用研究表明，本區(qū)嘉陵江組二段儲(chǔ)層發(fā)育的有利成巖作用主要為同生期大氣淡水溶蝕作用、混合水白云化作用和埋藏期的溶蝕作用，前兩者是后者得以進(jìn)行的基礎(chǔ)。同生期大氣淡水成巖作用的發(fā)育與灘體的規(guī)模密切相關(guān)，在嘉陵江組二段的第一和第三個(gè)成灘期，由于氣候干旱炎熱、灘體發(fā)育時(shí)間短暫、水動(dòng)力弱等原因，灘體沉積物的分選、磨圓均較差，也未見(jiàn)早期暴露于大氣淡水成巖環(huán)境的標(biāo)志，儲(chǔ)層不發(fā)育［2，4-5］。

CB88井、HB1、2井等井的巖心觀察結(jié)果表明，本地區(qū)嘉陵江組二段一般發(fā)育2-3期大氣淡水透鏡體，大氣淡水滲流帶、潛流帶、深部緩蝕帶劃分清楚，孔隙性儲(chǔ)層主要發(fā)育在滲流帶，溶蝕孔洞主要發(fā)育在潛流帶。

表1 四川盆地碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

圖2 川CB88井嘉陵江組二段儲(chǔ)層縱向發(fā)育

以HB1井嘉陵江組二段為例，本井嘉陵江組二段共發(fā)育有三期灘相沉積，每期灘體均可劃分出“滲流帶、水平潛流帶和深部緩流帶”（表2）。儲(chǔ)層物性分析表明，儲(chǔ)層主要發(fā)育在大氣淡水滲流帶和潛流帶之中，且由上往下，儲(chǔ)層物性逐漸變差。

2.2 儲(chǔ)層橫向展布特征

研究區(qū)嘉陵江組二段地層厚度介于170～190 m，橫向分布穩(wěn)定，儲(chǔ)層主要發(fā)育在嘉二段中亞段的灘體之中。儲(chǔ)層有效厚度總的來(lái)說(shuō)比較薄，最厚為16～20 m，一般約10 m左右，集中分布于HB2井區(qū)、HB1井區(qū)與HB102井區(qū)（圖3）。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）通南巴地區(qū)嘉陵江組二段儲(chǔ)層的主要巖石類型有粉晶白云巖和殘余（鮞粒）砂屑白云巖兩種，雖然厚度薄，但在層位上發(fā)育穩(wěn)定，平面上分布廣，含氣性普遍，具有一定的勘探前景。

（2）嘉陵江組二段儲(chǔ)層以三類儲(chǔ)層為主，二類次之，少量一類儲(chǔ)層，在整體致密的背景下仍發(fā)育有較好的孔隙性儲(chǔ)層，儲(chǔ)層類型為裂縫-孔隙性儲(chǔ)層，裂縫對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量的改善作用明顯。

（3）同生期大氣淡水的淋濾作用、混合水白云化作用和埋藏期的溶蝕作用對(duì)本區(qū)嘉陵江組儲(chǔ)層的演化具有重要的控制作用，前兩者是后者得以進(jìn)行的基礎(chǔ)。

表2 HB1井嘉陵江組二段儲(chǔ)層巖心觀察結(jié)果

圖3 通南巴構(gòu)造帶HB102井-HB3井嘉二段儲(chǔ)層連井對(duì)比

（4）本地區(qū)嘉陵江組二段一般發(fā)育2～3期大氣淡水透鏡體，大氣淡水滲流帶、潛流帶、深部緩蝕帶識(shí)別特征清楚，孔隙主要發(fā)育在滲流帶，溶蝕孔洞主要發(fā)育在潛流帶。

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TE112.23

A

1673-8217（2011）06-0012-04

2011-06-30；改回日期：2011-08-22

石達(dá)仁，工程師，1967年生，1992年畢業(yè)于成都地質(zhì)學(xué)院地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專業(yè)，現(xiàn)從事石油地質(zhì)研究工作。

吳官生