川東鐵山—黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層主控因素

余娜，姜楠，劉宏，羅冰，趙路子

（1.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院博士后工作站，四川 成都 610051；3.中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探處，四川 成都 610051）

川東鐵山—黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層主控因素

余娜1，姜楠1，劉宏1，羅冰2，趙路子3

（1.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610500；2.中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院博士后工作站，四川 成都 610051；3.中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探處，四川 成都 610051）

根據(jù)巖心、物性、壓汞、薄片等資料，對(duì)川東鐵山—黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層的特征及成因進(jìn)行研究。結(jié)果表明：飛仙關(guān)組鮞粒儲(chǔ)集巖以鮞粒云巖和鮞?；?guī)r為主，主要儲(chǔ)集空間為殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和鑄?？祝货b灘儲(chǔ)層基本屬于中孔、中滲特征，局部井段存在高孔、高滲層；儲(chǔ)層的發(fā)育程度受沉積環(huán)境、海平面相對(duì)變化和成巖作用影響，沉積環(huán)境決定了鮞灘儲(chǔ)層分布范圍，為典型的相控型儲(chǔ)層，受次級(jí)海平面變化影響，形成了本區(qū)飛仙關(guān)組多旋回灘體疊置樣式，并有利于鮞灘早期云化及溶蝕，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在單灘體中上部；而優(yōu)質(zhì)鮞灘儲(chǔ)層的主要儲(chǔ)集空間為原生粒間孔和早期溶蝕及云化作用形成的早期孔經(jīng)埋藏溶蝕改造而成，儲(chǔ)層為早期孔保存疊合構(gòu)造破裂-埋藏溶蝕成因。

鮞灘儲(chǔ)層；主控因素；飛仙關(guān)組；鐵山—黃泥塘地區(qū)；川東地區(qū)

近年來，四川盆地下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞灘天然氣勘探取得了重大突破，先后在開江—梁平海槽周圍發(fā)現(xiàn)了鐵山坡、普光、渡口河、羅家寨等多個(gè)大中型鮞灘氣藏［1-2］，成為天然氣勘探重點(diǎn)領(lǐng)域。前人對(duì)川東飛仙關(guān)組鮞灘沉積、成巖等方面進(jìn)行了較為深入的研究［3-11］，表明該區(qū)飛仙關(guān)組具有巨大的油氣勘探潛力；但大部分研究集中在海槽東北側(cè)，對(duì)海槽西南側(cè)的鮞灘研究較少。目前，位于海槽西南側(cè)的鐵山—黃泥塘地區(qū)，已鉆達(dá)飛仙關(guān)組的井均有不同程度的井漏、井涌、氣侵和氣測(cè)異?，F(xiàn)象，已發(fā)現(xiàn)鐵山5、鐵山14等4口工業(yè)氣流井，顯示了該區(qū)飛仙關(guān)組良好的油氣勘探前景。文中從飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層特征出發(fā)，探討其主控因素及成因，為區(qū)內(nèi)飛仙關(guān)組鮞灘進(jìn)一步勘探開發(fā)提供重要的地質(zhì)資料。

1 區(qū)域背景

鐵山—黃泥塘地區(qū)位于四川盆地東北部，大地構(gòu)造位于川東斷褶構(gòu)造帶北部（見圖1），西鄰川中平緩構(gòu)造帶，面積約8 000 km2。該區(qū)包括七里峽、云和寨、大天池、黃泥塘、雷音鋪、鐵山等地面及潛伏構(gòu)造。

早三疊世飛仙關(guān)期，川東地區(qū)屬于上揚(yáng)子地臺(tái)的一部分。受康滇古陸影響，四川盆地自西向東存在明顯的巖相變化，從陸源碎屑巖逐漸過渡為以碳酸鹽巖為主的沉積體系。位于海槽西南側(cè)的鐵山—黃泥塘地區(qū)為碳酸鹽巖臺(tái)地相區(qū)，是典型的盆地-臺(tái)地沉積體系［4-5］，從海槽向西的延伸方向，沉積相展布依次為盆地相—斜坡相—臺(tái)緣鮞粒灘相—開闊臺(tái)地相。海槽發(fā)育對(duì)飛仙關(guān)組鮞灘分布具有明顯的控制作用，環(huán)海槽周邊地勢(shì)較高，海水較淺，常處于高能環(huán)境狀態(tài)，鮞灘累積厚度較大，橫向具有較好的穩(wěn)定性。隨著海平面持續(xù)下降，臺(tái)緣高能帶逐漸向海槽遷移，導(dǎo)致鮞灘橫向上隨臺(tái)地的發(fā)展而逐漸向海槽方向遷移，同時(shí)，二疊世分異的古地貌也開始填平補(bǔ)齊，到飛四期海槽已完全關(guān)閉，全區(qū)演化為均一的潮坪環(huán)境，主要沉積泥灰?guī)r、云灰?guī)r、膏巖等。飛仙關(guān)組地層厚度350～800 m，總體表現(xiàn)為北東厚、西部薄的特征。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及飛仙關(guān)組地層剖面

2 儲(chǔ)層特征

2.1 儲(chǔ)集巖及儲(chǔ)集空間類型

研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層以亮晶鮞?；?guī)r為主，鮞粒云巖次之。巖石類型不同，儲(chǔ)集性能也存在差異。

亮晶鮞粒灰?guī)r，鮞粒體積分?jǐn)?shù)為50%～83%，粒徑一般為0.4～1.0 mm，以正常鮞為主，少見橢形鮞和復(fù)鮞，同心環(huán)大多較清晰，鮞粒間常被2至3期亮晶白云石或方解石膠結(jié)；平均孔隙度1.41%，主要儲(chǔ)集空間為粒間、粒內(nèi)溶孔和少量鑄?？?，裂縫總體較少，構(gòu)成儲(chǔ)集性能中等—差的儲(chǔ)集巖類。鮞粒云巖主要由具鮞粒殘余結(jié)構(gòu)的細(xì)粉晶白云石組成，由于云化作用對(duì)同心環(huán)影響不明顯，僅具有鮞粒幻影，平均孔隙度7.93%，主要儲(chǔ)集空間為溶蝕孔洞，儲(chǔ)集性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鮞粒灰?guī)r，是研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)集性能最好的巖類。

粒間溶孔是區(qū)內(nèi)鮞灘儲(chǔ)層最主要的儲(chǔ)集空間類型（見圖2），此空間是由顆粒間膠結(jié)物或部分顆粒被溶蝕所形成。當(dāng)顆粒間膠結(jié)物不發(fā)育或含量極少時(shí)，粒間孔保存，形成殘余粒間孔。粒內(nèi)溶孔是顆粒內(nèi)部溶蝕形成的孔隙，多形成于早期，為大氣、淡水的選擇性溶蝕作用所致。當(dāng)顆粒被完全溶解時(shí)，其外部輪廓保存較好，形成鑄?？?，多呈圓—次圓狀。粒間溶孔和殘余粒間孔分別占總孔隙的48.27%和34.48%，粒內(nèi)溶孔、鑄?？缀土芽p不足17%。

圖2 飛仙關(guān)組儲(chǔ)集巖及儲(chǔ)集空間類型

2.2 物性特征

據(jù)常規(guī)巖心統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)飛仙關(guān)組孔隙度1.09%～23.85%，平均5.38%，其中小于2%的非儲(chǔ)層段樣品數(shù)占18%，2%～6%的樣品占50.31%，大于6%的約占30.4%，極少數(shù)大于12%；基質(zhì)滲透率（0.009 87～423）× 10-3μm2，其中小于 0.1×10-3μm2的樣品占總數(shù)的56.48%，（0.1～10.0）×10-3μm2的樣品占29.5%。整體看，研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層的孔隙度、滲透率變化較大，基本為低孔、中—低滲特征，局部井段高孔、高滲。

飛仙關(guān)組樣品的孔滲數(shù)據(jù)點(diǎn)具有明顯的分區(qū)分布特征。鮞粒云巖樣品的孔隙度和滲透率具有明顯的正相關(guān)性，隨著孔隙度增加，滲透率迅速增加，表現(xiàn)為“中孔中滲”孔隙型儲(chǔ)層特征，受孔喉影響比較明顯；而鮞?；?guī)r樣品滲透率不隨孔隙度的增大而增大，表現(xiàn)為“低孔中滲”裂縫型滲流特征，為具有裂縫影響作用的致密巖層。這表明飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儲(chǔ)層的形成可能存在多種成因。

2.3 孔喉結(jié)構(gòu)特征

巖石中喉道的大小和形態(tài)決定油氣儲(chǔ)集的滲透性，而孔喉配置關(guān)系最終決定巖石的儲(chǔ)集性能。研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞粒云巖儲(chǔ)層的粒間孔之間常見縮頸喉道和片狀喉道，縮頸喉道寬度一般大于10 μm，孔喉配置為中孔中喉關(guān)系，儲(chǔ)層滲透性較好；而鮞粒灰?guī)r儲(chǔ)層經(jīng)壓實(shí)變形或溶蝕后，相近的粒內(nèi)溶孔之間常以管狀喉道相連，喉道寬度一般小于10 μm，孔喉配置為細(xì)孔微喉關(guān)系，連通性差。

對(duì)21塊樣品進(jìn)行壓汞分析發(fā)現(xiàn)，壓汞曲線形態(tài)及壓汞參數(shù)也表現(xiàn)出這種特征（見圖3）。鮞灘儲(chǔ)層的排驅(qū)壓力變化較大，介于0.005～20.450 MPa，飽和度中值壓力0.07～73.08 MPa。典型的鮞粒云巖儲(chǔ)層具有較低的排驅(qū)壓力和飽和度中值壓力，曲線形態(tài)具有明顯的粗歪度特征，喉道連通性較好。典型的鮞?；?guī)r儲(chǔ)層排驅(qū)壓力低—中等，但中值壓力一般較高，歪度較細(xì)；孔喉分布頻帶較寬，孔喉具有一定的分選性，但分選較差，表明儲(chǔ)滲性能差異較大，儲(chǔ)層連通性較差。

3 儲(chǔ)層主控因素

3.1 沉積相帶

飛仙關(guān)期臺(tái)地邊緣鮞灘相是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層可能發(fā)育的特定相帶［6］。從巖性組合和沉積特征來看，研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層主要發(fā)育在臺(tái)地邊緣，為典型的相控型儲(chǔ)層。臺(tái)地邊緣帶海水循環(huán)通暢，受潮汐和風(fēng)浪作用影響，水動(dòng)力條件強(qiáng)，常形成粒度較粗、厚度較大的鮞粒沉積體，灰泥沉積較少；灘相高能顆粒巖由于顆粒的支撐作用，壓實(shí)作用相對(duì)較弱，壓實(shí)率較小，加上早期膠結(jié)使?jié)B濾通道堵塞，阻礙了膠結(jié)充填作用的進(jìn)一步進(jìn)行，原生孔得以保存。這種保留原始孔隙系統(tǒng)的顆粒巖更易接受后期成巖作用的改造。

圖3 飛仙關(guān)組儲(chǔ)集巖典型壓汞曲線及孔喉半徑分布

另外，受區(qū)內(nèi)基底斷裂棋盤狀分布及斷裂階段性活動(dòng)的影響，研究區(qū)古地貌高地亦存在次級(jí)微地貌分異，臺(tái)地邊緣微地貌高地鮞灘在海平面相對(duì)下降時(shí)易暴露出海平面，接受大氣、淡水的溶蝕，也有利于后期建設(shè)性成巖作用改造。這些條件為優(yōu)質(zhì)鮞灘儲(chǔ)層的形成奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.2 海平面相對(duì)升降

飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層的形成與沉積和成巖環(huán)境密切相關(guān)，但早期海平面的相對(duì)變化是其主要控制因素，因?yàn)樗苯佑绊戸b灘所經(jīng)歷的成巖環(huán)境。鮞灘沉積不久，受次級(jí)海平面頻繁變化影響，飛仙關(guān)組鮞灘相往往表現(xiàn)為由多個(gè)具有向上變淺的單個(gè)小型灘體構(gòu)成，單灘體厚度較小，一般小于10 m。灘體在海平面相對(duì)下降或?yàn)w快速加積時(shí)易暴露于大氣下，發(fā)生早期溶蝕和白云石化作用，形成灘體中上部的早期儲(chǔ)層（見圖4）。

如前所述，研究區(qū)鮞粒白云巖平均孔隙度高于鮞?；?guī)r，這表明早期云化作用對(duì)儲(chǔ)層的改造作用明顯，是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵作用之一，并有利于地層水的流通，為后期成巖流體提供了良好的運(yùn)移通道。海平面相對(duì)升降幅度、頻率及持續(xù)時(shí)間，決定了鮞灘發(fā)生大氣淡水溶蝕和白云石化作用的程度，最終控制了早期鮞灘儲(chǔ)層的發(fā)育程度及規(guī)模。

圖4 鐵山5井飛仙關(guān)組鮞灘沉積序列與儲(chǔ)層發(fā)育關(guān)系

3.3 溶蝕作用和構(gòu)造作用

溶蝕作用是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的控制因素之一［7］。通過巖心和鏡下薄片觀察，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育大量溶蝕孔洞，主要為同生期或準(zhǔn)同生期的溶蝕和埋藏溶蝕作用形成。同生期溶蝕作用發(fā)生于同生期大氣成巖環(huán)境中，飛仙關(guān)期區(qū)內(nèi)淺水環(huán)境發(fā)育的灘體伴隨海平面的相對(duì)下降而出露海面，發(fā)生選擇性溶蝕，形成粒間、粒內(nèi)溶孔和鑄模孔，經(jīng)埋藏期成巖改造及油氣侵入影響，部分被方解石、瀝青等充填。埋藏溶蝕作用需要先期的孔隙或裂縫作為溶蝕流體的運(yùn)移通道，形成與破裂作用相關(guān)的溶縫、溶洞。研究區(qū)主要發(fā)生2期溶蝕作用，第1期溶蝕作用形成的溶孔中普遍見瀝青充填物（見圖2b），為液烴的主要儲(chǔ)滲空間；第2期埋藏溶蝕作用改造早期形成的孔隙，這些孔隙中充填有瀝青，呈圓環(huán)狀分布于孔隙中央（見圖2a）。

喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和大量構(gòu)造裂縫發(fā)育也為埋藏溶蝕作用提供滲流通道，形成與裂縫相關(guān)的非選擇性溶蝕孔隙，并且網(wǎng)狀裂縫溝通相對(duì)孤立的孔隙，改造鮞灘儲(chǔ)層，成為良好的儲(chǔ)集層。埋藏溶蝕作用改變了孔隙層的儲(chǔ)滲能力，但并不改變?cè)缙诔梢虻膬?chǔ)滲體分布特征。因此，先期孔隙層的存在是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵。

4 儲(chǔ)層成因

鮞灘儲(chǔ)層的成因，主要有埋藏溶蝕型、白云石化疊加埋藏溶蝕型、早期巖溶型和殘余原生孔保存型等［12］。實(shí)際上，鮞灘儲(chǔ)層孔隙的形成不是單一因素影響的結(jié)果，而是受沉積環(huán)境、成巖演化等多種因素的影響。

鐵山—黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層，主要發(fā)育在臺(tái)地邊緣高能環(huán)境，灘體厚度、規(guī)模較大。根據(jù)鮞灘經(jīng)歷的沉積成巖環(huán)境，將儲(chǔ)層演化歸納為早期孔隙形成期、淺埋藏、深埋藏及構(gòu)造縫發(fā)育等階段（見圖5）。

1）早期孔隙形成階段。由于顆粒骨架的支撐作用，形成大量的粒間孔隙，顆粒純凈時(shí)，原生粒間孔隙可達(dá)40%以上，經(jīng)初始?jí)簩?shí)仍能保持20%左右的孔隙；處于微地貌高地的灘頂部，在海平面下降時(shí)易出露水面，發(fā)生早期溶蝕和白云石化作用，形成次生孔隙。但是早期大氣淡水的淋溶作用僅局限于灘體上部，底部溶蝕作用較弱。

2）淺埋藏期。隨上覆地層的沉積，發(fā)生壓實(shí)作用，鮞粒灰?guī)r儲(chǔ)層被壓實(shí)后，由于成巖流體的膠結(jié)作用使儲(chǔ)層孔隙度損失很大；而鮞粒云巖，由于白云巖的抗壓實(shí)性，壓實(shí)作用較弱，同期膠結(jié)作用僅在粒間孔的孔壁少量發(fā)育，殘余粒間孔得以保存。

3）構(gòu)造破裂-深埋藏溶蝕期。該階段主要有2期，第1期與烴源巖成油期產(chǎn)生的有機(jī)酸沿構(gòu)造裂縫發(fā)生溶蝕作用，溶孔中常見瀝青充填物；第2期與深埋高溫環(huán)境下進(jìn)行的熱化學(xué)硫酸鹽還原作用有關(guān)，主要改造第1期埋藏溶蝕形成的粒間溶孔和白云石晶間溶孔。

圖5 飛仙關(guān)組鮞灘沉積及孔隙演化模式

在溫度高于55℃的深埋條件下，白云石的溶解度通常高于方解石［13］，因此，受埋藏流體影響，鮞粒云巖比鮞?；?guī)r更易發(fā)生溶蝕作用而形成溶蝕孔洞，成為臺(tái)緣鮞灘優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。研究區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層，是原生粒間孔和早期溶蝕及云化作用形成的早期孔隙經(jīng)埋藏溶蝕作用改造而成，其成因?yàn)樵缙诳妆４娴寞B合構(gòu)造破裂-埋藏溶蝕。

5 結(jié)論

1）鐵山—黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層主要發(fā)育在臺(tái)地邊緣相，儲(chǔ)集巖以鮞粒云巖和鮞?；?guī)r為主；主要儲(chǔ)集空間類型有殘余粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和鑄?？椎?；鮞灘儲(chǔ)層屬于低—中孔、中滲特征，局部井段為高孔、高滲。

2）飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層的發(fā)育程度受沉積環(huán)境、海平面相對(duì)變化和成巖作用影響，沉積環(huán)境決定了鮞灘儲(chǔ)層分布范圍，為典型的相控型儲(chǔ)層；次級(jí)海平面頻繁變化有利于鮞灘的早期云化及溶蝕作用，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在單灘體中上部。

3）飛仙關(guān)組優(yōu)質(zhì)鮞灘儲(chǔ)層，是原生粒間孔和早期溶蝕及云化作用形成的早期孔隙，經(jīng)埋藏溶蝕作用改造而成，儲(chǔ)層為早期孔保存的疊合構(gòu)造破裂-埋藏溶蝕成因。

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（編輯 王淑玉）

Main controlling factors of Feixianguan Formation oolitic shoal reservoirs in Tieshan-Huangnitang Area,eastern Sichuan Basin

Yu Na1,Jiang Nan1,Liu Hong1,Luo Bing2,Zhao Luzi3
(1.School of Resources and Environment,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China;2.Postdoctoral Workstation of Exploration and Development Research Institute,Southwest Oil and Gas Field Company,PetroChina,Chengdu 610051,China; 3.Exploration Department,Southwest Oil and Gas Field Company,PetroChina,Chengdu 610051,China)

Based on the data of core observation,physical property analysis,mercury penetration and slices,this paper studies the characteristics and genesis of Feixianguan Formation oolitic shoal reservoir in Tieshan-Huangnitang Area,eastern Sichuan Basin.The reservoir rocks are mainly oolitic dolomite and oolitic limestone.The main pore spaces of reservoir are residual intergranular pore, intergranular dissolved pore,intragranular dissolved pore and moldic pore.The oolitic shoal reservoir has medium porosity and permeability,and the high porosity and permeability is only in local intervals.The development degree of reservoir is controlled by the sedimentary environment,the sea-level change and diagenesis.Sedimentary environment determines the distribution range of oolitic shoal reservoir,which is typically facies-controlled reservoir.Influenced by the frequent changes of subsea level,the stacked pattern with multi-cycle is formed,which is favorable to primary dolomitization and dissolution.Good reservoirs mainly develop in the center and upper of shoal in Feixianguan Formation.The genesis research shows that the main reservoir spaces of good oolitic shoal reservoir are primary intergranular pore and the early pores formed by primary dissolution,dolomitization and burial dissolution.The genesis of ooliticshoalreservoirispreservationofprimaryporeandtectonicdisruption-burialdissolution.

ooliticshoalreservoir;maincontrollingfactors;FeixianguanFormation;Tieshan-HuangnitangArea;easternSichuanBasin

中國(guó)石油西南油氣田分公司項(xiàng)目“鐵山—黃泥塘海槽斜坡帶二、三疊系礁灘圈閉評(píng)價(jià)及勘探目標(biāo)優(yōu)選”（200802-03）資助

TE122.2

：A

1005-8907（2012）03-0278-06

2011-09-13；改回日期：2012-03-11。

余娜，女，1984年生，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)閮?chǔ)層沉積學(xué)。E-mail：yuna2003@126.com。

余娜，姜楠，劉宏，等.川東鐵山—黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層主控因素［J］.斷塊油氣田，2012，19（3）：278-283. Yu Na，Jiang Nan，Liu Hong，et al.Main controlling factors of Feixianguan Formation oolitic shoal reservoirs in Tieshan-Huangnitang Area, eastern Sichuan Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（3）：278-283.