川東北通南巴構造河壩區(qū)塊嘉二段儲層特征研究

張 卿，黃仁春，朱 祥，趙永慶

(中石化勘探南方分公司勘探研究院，四川 成都 610041)

川東北通南巴構造河壩區(qū)塊嘉二段儲層特征研究

張 卿，黃仁春，朱 祥，趙永慶

(中石化勘探南方分公司勘探研究院，四川 成都 610041)

在對四川盆地嘉陵江組沉積背景認識的基礎上，根據(jù)川東北通南巴構造河壩區(qū)塊嘉二段鉆井巖心的宏觀和微觀特征，結合孔隙度和滲透率資料對其儲層特征進行較為深入的研究，總結出河壩區(qū)塊嘉二段儲層的巖性特征、物性特征、儲集空間類型及儲層的縱橫向展布。結果表明,河壩區(qū)塊嘉二段儲集巖主要為粉晶殘余(藻)砂屑白云巖和細-粉晶白云巖2大類;孔隙類型主要以晶間孔、晶間溶孔、粒內溶孔為主，儲層以低孔、低滲為主，儲集空間類型以孔隙為主，且裂縫是儲層的滲濾通道，組成裂縫-孔隙型儲集空間類型;儲層縱向上主要發(fā)育于嘉二2亞段，橫向上嘉二2亞段儲層以河壩1井最為發(fā)育。在儲層特征研究的基礎上，從沉積環(huán)境、成巖作用和構造破裂作用3個方面綜合分析儲層發(fā)育的控制因素。

儲層特征；嘉二段；控制因素；河壩區(qū)塊；川東北

河壩區(qū)塊位于四川盆地通江縣境內，是通南巴構造帶西南段南陽場構造東北部的背斜構造[1]。嘉二段在河壩區(qū)塊廣泛分布，主要為灰?guī)r-白云巖-硬石膏巖組成的向上變淺的多旋回沉積。按其旋回性，分成3個亞段，自下而上分別為嘉二1亞段、嘉二2亞段、嘉二3亞段。嘉二段主要為局限臺地臺內灘和瀉湖沉積，臺內灘是區(qū)內儲層發(fā)育部位[1]，臺內灘沉積主要發(fā)育于嘉二2亞段中?？v向上嘉二段巖相變化也在較大范圍內具有同步性，橫向上嘉二段巖性組合、巖相具有很好的對比性。河壩1井嘉二段測試產氣6.06×104m3/d[2]，嘉二段是河壩區(qū)塊一個重要的油氣勘探目的層。因此，深入開展嘉二段儲層地質研究，對擴大勘探成效具有積極的推動作用。

1 儲層巖性特征

根據(jù)河壩區(qū)塊大量的普通薄片、鑄體薄片鑒定結果，嘉二段的儲集巖主要為粉晶殘余(藻)砂屑白云巖、細-粉晶白云巖2大類。

1)粉晶殘余(藻)砂屑白云巖 部分藻屑之間具有明顯的粘連結構，受重結晶作用影響，部分粒屑及膠結物顯示不同程度殘余結構。砂屑大小不均，一般0.1～0.3mm，形狀不規(guī)則。孔隙較發(fā)育，以粒間溶孔、晶間溶孔為主，孔徑0.02～0.20mm不等，局部方解石含量較高。

2)細-粉晶白云巖 白云石晶粒大小不均，一般0.03～0.10mm，以粉晶為主占85%，部分細晶占15%，晶形以半自形-它形晶為主，少部分自形晶。局部見方解石充填物。晶間孔可見有機質豐富，可能為油氣充注的結果。孔隙較為發(fā)育，以晶間孔或晶間溶孔為主，孔徑細小，一般0.02～0.10mm，分布不均勻。數(shù)條構造微裂縫無充填或方解石充填，縫寬0.1～0.2mm。

2 儲層儲集空間類型

通過對河壩區(qū)塊嘉二段鉆井巖心觀察，孔隙較發(fā)育，以針孔狀孔隙為主，局部層段還發(fā)育少量溶洞(見圖1(a))，但多被方解石充填或半充填。巖心特征在研究區(qū)范圍內可以對比，反映了相似的沉積成巖環(huán)境。鏡下觀察結果表明，嘉二段的孔隙類型主要以晶間孔、晶間溶孔、粒內溶孔為主，其次可見有少量的粒間溶孔。

1)晶間孔 指白云石晶體生長形成的晶體之間的孔隙，孔徑一般小于50μm，一般孔內充填物很少，少見粘土礦物，偶見次生石英晶體。該類型孔隙在巖性相對較疏松的粉-細晶白云巖中較為發(fā)育。晶間孔常被溶蝕作用改造成為其他孔隙，研究區(qū)內以單一晶間孔為儲集空間的儲層較為少見。

2)晶間溶孔 是研究區(qū)嘉二段主要的孔隙類型，約占孔隙空間的30%以上，主要分布在細-粉晶白云巖中，在上述晶間孔的基礎上因溶蝕擴大而形成的次生孔，故與晶間孔密切共生，白云石邊緣可見遭受溶蝕，白云石晶粒內部也可見有少量溶孔(見圖1(b))。鑄體薄片也顯示，白云石晶間溶孔發(fā)育，白云石晶體構成了巖石骨架，半自形-它形，可能為后期溶蝕所致，孔隙直徑大約在0.03～0.1mm之間?？讖揭话愦笥诰чg孔，介于20～60μm之間。巖心觸摸略有磨砂感，該類孔隙的分布較密集，外形大多呈不規(guī)則的多面體狀，孔內有少量充填物，如石英、粘土礦物和膠狀碳化瀝青，充填作用不完全。該類型孔隙在殘余鮞粒白云巖中也可見，由于孔間連通性好，因此為嘉二段重要的儲集空間類型。

圖1 河壩區(qū)塊嘉二段儲集空間類型特征

3)粒內溶孔 為研究區(qū)嘉二段重要儲集空間類型，約占總孔隙空間的20%以上。鏡下觀察在殘余鮞粒、砂屑粒內見有溶蝕孔隙發(fā)育，孔隙邊緣可見有明顯鮞?；蛏靶寄嗑椎臍堄嘟Y構(見圖1(c))，證明孔隙類型為粒內溶孔，孔隙孔徑較大，孔隙直徑在50～200μm左右，可能為顆粒選擇性溶蝕的結果。

4)粒間溶孔 也為研究區(qū)嘉二段的一種重要的孔隙類型，約占孔隙空間的10%以上，多出現(xiàn)在第1期砂屑粒間環(huán)邊白云石膠結作用以后，晚期的晶粒白云石膠結物可見被溶蝕而成圓狀，應為晚期溶蝕作用的重要特征。

5)溶洞 巖心觀察顯示，河壩區(qū)塊嘉二段儲層可能存在1～2層呈水平狀分布的溶蝕孔洞。如河壩1井的溶洞層段深度分別為4489.6～4490.4m和4493.1～4494m，溶洞發(fā)育密度為20～30個/m，直徑大小為2～5cm，為方解石半充填-全充填，入水見氣泡。河壩2井在深度4632～4646m也可發(fā)現(xiàn)方解石半充填-全充填的溶蝕孔洞。同樣，在河壩101井(見圖1(a))和河壩104井均發(fā)現(xiàn)上述呈層狀分布的溶洞。

6)裂縫 在河壩104井嘉二段儲層巖心上共見有3期裂縫，一期為水平縫，這種縫主要發(fā)育在灰?guī)r與白云巖的薄互層段，裂縫中少見充填物，可作為有效裂縫。水平縫發(fā)育的部位，巖心呈“酥餅”狀(見圖1(d ))。另外兩期為高角度縫，兩者切割關系明顯。形成時間較早的一期高角度縫，一般縫寬約1～2mm，但被方解石全充填，有效性差；形成較晚的一期高角度縫的縫寬一般比前者寬，延伸也較前者長，裂縫被石膏充填，充填物自形程度差。

3 嘉二段物性特征

儲層物性是決定儲層儲集性能及產能的主要因素，包括孔隙度和滲透率等因素[3]。對河壩區(qū)塊嘉二段主要儲集層段巖心孔隙度與滲透率值分布情況進行統(tǒng)計，124個孔隙度樣品中，孔隙度值介于0.54%～16.15%，平均值3.28%。109個滲透率樣品中，最大滲透率551.3162×10-3μm2，最小滲透率0.0000814×10-3μm2，幾何平均值0.032×10-3μm2?？傮w來看，嘉二段儲層以低孔、低滲為主。

圖2 河壩區(qū)塊嘉二段孔隙度與滲透率關系圖

研究認為，孔隙型儲層的滲透率往往隨著孔隙度的增大而增大，且具有良好的相關性，而裂縫型儲層往往不具有相關性[4]。對河壩區(qū)塊嘉二段進行巖心孔隙度和滲透率的相關性分析(見圖2)，結果表明，儲層主要表現(xiàn)為孔隙性儲層，但相關性不是很強。分析原因認為，裂縫是儲層的滲濾通道，若裂縫發(fā)育，則提高了儲層滲透能力、改善了儲層結構，從而有效改善儲層的儲滲能力[5]，因此導致低孔隙儲層中滲透率變高?？傮w來說，研究區(qū)嘉二段儲層為裂縫-孔隙型儲層。

4 儲層分布

1)儲層縱、橫向分布 川東北地區(qū)嘉二段儲層具有區(qū)域穩(wěn)定、局部變異的分布特征，表現(xiàn)在嘉二段裂縫-孔隙型儲層發(fā)育在相對穩(wěn)定的層段，但在區(qū)域內甚至局部構造范圍內，儲層顯示了較強的非均質性[5]。根據(jù)河壩區(qū)塊測井解釋結果，縱向上嘉二段儲層主要發(fā)育于嘉二2亞段，測井解釋的單層有效厚度在0.29～9.55m之間，儲層發(fā)育具有單層多且厚度薄的特點。橫向上，河壩區(qū)塊嘉二段儲層在河壩1井最為發(fā)育，其嘉二段有效厚度為21m，至研究區(qū)西北部的河壩101井嘉二段有效厚度減薄至16.6m(見圖3)。

圖4 河壩區(qū)塊嘉二段儲層有效厚度等值線圖

2)儲層平面分布 河壩區(qū)塊嘉二段儲層有效厚度等值線圖(見圖4)表明，在河壩1井其儲層有效厚度最大，次為河壩1-1D井，至河壩101井、河壩2井其儲層有效厚度減薄。

5 儲層發(fā)育的控制因素

川東北通南巴構造河壩區(qū)塊嘉二段儲層發(fā)育受沉積環(huán)境、成巖作用和構造破裂作用的綜合影響和控制。

1)沉積環(huán)境 三疊紀嘉陵江組期，四川盆地內水體變淺，加之受到周邊古陸和水下隆起的屏蔽作用，使川東地區(qū)處于臺內蒸發(fā)-局限環(huán)境之中，水體淺、能量低、鹽度大是其基本環(huán)境特征[6]。河壩區(qū)塊嘉二段儲層主要發(fā)育于局限臺地的臺內灘中。不同的沉積環(huán)境下，儲層物性存在較大差異[7]，對河壩2井嘉二段32個巖心樣品進行分析，其嘉二段灘相白云巖孔隙度基本在3%以上，明顯高于灰坪沉積?？梢姡瑸┫喑练e作為有利的沉積環(huán)境對嘉二段儲層發(fā)育具有重要的控制作用。

2)成巖作用 成巖作用對白云巖儲層孔隙的生成、發(fā)展、消亡起著重要的控制作用，白云巖儲層成巖作用可以分為建設性和破壞性2大類，其中白云巖化作用為一種重要的建設性成巖作用[8-9]。河壩區(qū)塊嘉二段儲層埋藏較深，經歷了復雜的成巖作用，現(xiàn)今儲集空間幾乎都發(fā)育于白云巖中，因此白云石化作用是形成優(yōu)質儲層的必要條件[10]。根據(jù)巖石學觀察，研究區(qū)可能存在鹵水回流滲透白云石化作用和埋藏白云石化作用。同時，溶蝕作用也是有利于儲層發(fā)育的建設性成巖作用，通過對研究區(qū)嘉二段儲層儲集空間類型的研究，嘉二段儲層發(fā)生過不同程度、不同期次的溶蝕作用。

3)構造破裂作用 構造破裂作用產生的裂縫，不僅可以作為儲層的滲濾通道，改善儲層的滲透性能，還可以作為流體的運移通道，為溶蝕作用、白云巖化作用等成巖作用的發(fā)生提供條件。另外，該區(qū)的鉆探實踐表明，裂縫對提高嘉二段儲層產能具有積極作用，位于河壩區(qū)塊構造高點裂縫相對較發(fā)育的河壩1井在嘉二段測試獲得了較好的工業(yè)產能。

6 結 論

1)河壩區(qū)塊嘉二段儲集巖主要為粉晶殘余(藻)砂屑白云巖、細-粉晶白云巖2大類，孔隙類型主要以晶間孔、晶間溶孔、粒內溶孔為主。

2)研究區(qū)嘉二段儲層以低孔、低滲為主，儲集空間類型以孔隙為主，且裂縫是儲層的滲濾通道，組成裂縫-孔隙型儲集空間類型。

3)嘉二段儲層縱向上主要發(fā)育于嘉二2亞段，橫向上嘉二2亞段儲層以河壩1井最為發(fā)育。平面上，嘉二段儲層有效厚度自河壩1井區(qū)向河壩101、河壩2井區(qū)減薄。

4)嘉二段儲層發(fā)育受沉積環(huán)境、成巖作用和構造破裂作用的綜合影響和控制。

[1]劉彬，付孝悅，劉國萍，等.川東北河壩地區(qū)儲層預測與評價[J].石油與天然氣地質，2008，29(5)：690-696，702.

[2] 段金寶，黃仁春，程勝輝，等.川東北通南巴構造嘉二段儲層特征與主控因素[J].石油天然氣學報(江漢石油學院學報)，2008,30(5)：207-210.

[4] 趙澄林.中國天然氣儲層[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[5 ]李愛國，易海永，劉超，等.川東北地區(qū)嘉陵江組嘉二段儲層特征研究[J].天然氣勘探與開發(fā)，2008,31(3):1-5.

[6] 曾偉，強平，徐建斌，等.川東嘉二段氣藏形成的沉積、成巖控制作用[J].石油勘探與開發(fā)，1998，25(3)：22-25.

[7] 曲春霞，楊秋蓮，劉登飛，等.長慶油田延長組特低滲透儲層物性影響因素分析[J].巖性油氣藏，2008,20(2)：43-47.

[8] 賈振遠.碳酸鹽巖沉積學[M].武漢:中國地質大學出版社，1992：202-207.

[9] 黃繼祥，曾偉，張高信，等.四川盆地川東地區(qū)三疊系嘉陵江組第二段灘微相的發(fā)育分布及對氣藏形成的控制[J].沉積學報，1995，13(增刊)：109-117.

[10] 劉樹根，黃文明，張長俊，等.四川盆地白云巖成因的研究現(xiàn)狀及存在問題[J].巖性油氣藏，2008，20(2)：6-15.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.014

P618.13

A

1673-1409(2012)10-N045-04