四川元壩區(qū)塊飛仙關(guān)組成巖作用和儲層研究

顧圣云

（中國石化集團(tuán)華北石油局錄井公司，河南 鄭州 450064)

本文所研究的四川元壩區(qū)塊飛仙關(guān)組主要屬于碳酸鹽巖沉積，沉積厚度的范圍為350~700m。飛仙關(guān)組地層是三級海平面在下降過程形成的，頂部由紫紅、灰紫、黃灰色的泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)白云巖夾石膏形成，厚度一般約為25~50m。從該研究段的沉積特征中可知，飛一段和飛三段主要是碳酸鹽巖，飛二段和飛四段主要是富含紫紅、褐紅色的泥巖和泥質(zhì)泥晶灰?guī)r。

1 飛仙關(guān)組成巖作用

所謂成巖作用，是指從沉積物體形成沉積巖，并到沉積巖發(fā)生變質(zhì)之前，或是由于構(gòu)造運動引起沉積巖升到地表遭到風(fēng)化之前，所經(jīng)歷的物理化學(xué)與生物作用，和這些作用所引起的結(jié)構(gòu)組分變化。碳酸鹽礦物十分活潑的化學(xué)性常常會引起強(qiáng)烈的成巖作用，從而使地層面貌發(fā)生很大變化。

飛仙關(guān)組的地層沉積長達(dá)2.4億年，這期間，該研究段經(jīng)歷了從地表到地下的埋藏過程，其所經(jīng)歷的成巖環(huán)境發(fā)生多次重疊，使原有的巖層結(jié)構(gòu)組分和儲層的性質(zhì)發(fā)生了很大改變，而且原本是以原生孔隙為主的沉積物經(jīng)過轉(zhuǎn)變后成為以次生孔隙為主的儲層。

由于飛仙關(guān)組的地層主要為碳酸鹽巖地層，在受到構(gòu)造運動的影響，其所經(jīng)歷的成巖環(huán)境十分復(fù)雜。一般而言，成巖作用對碳酸鹽儲層的影響包括兩個方面，一方面可以對早期的沉積、成巖組構(gòu)和孔隙產(chǎn)生破壞；另一方面，可以形成新的儲集空間和成巖組構(gòu)。通過對薄片和巖芯進(jìn)行觀察和分析，飛仙關(guān)組主要的成巖作用包括以下幾點：

（1）泥晶化作用。泥晶化作用一般會導(dǎo)致整個顆粒或者顆粒邊緣發(fā)生泥晶化，常見于顆粒灰?guī)r邊緣，顆粒邊緣由暗色的泥晶灰質(zhì)組分構(gòu)成。泥晶化作用不會對沉積物孔隙的增加產(chǎn)生太大影響，但是顆粒的抗壓程度會因其而增加。

（2）壓實、壓溶作用。壓實作用可以將地層的厚度變小，使沉積物孔隙得到縮小。一般情況下，碳酸鹽沉積物在經(jīng)過壓實作用后，厚度會減少一半，孔隙度會減少一般以上。壓溶作用是在壓實作用上的進(jìn)一步發(fā)展，其發(fā)生的環(huán)境一般為中-深埋藏環(huán)境，在其作用下，地層的厚度會再次減少20%~25%。壓溶作用一方面會形成縫合線，以供油氣運移，提高了滲透性；另一方面，壓溶作用為充填孔隙作用提供了物源。但是相比較而言，壓溶作用的破壞性作用要大于建設(shè)性成巖作用。

（3）膠結(jié)作用。膠結(jié)作用就是孔隙溶液沉淀出的膠結(jié)物將松散的沉積物固結(jié)起來的作用。一般發(fā)生在顆粒巖中，飛仙關(guān)組的膠結(jié)作用包括三期方解石膠結(jié)和一期石膏膠結(jié)，這是導(dǎo)致儲層孔隙度降低的主要原因之一。

（4）充填作用。該作用是指次生孔隙被自生礦物填充的過程，導(dǎo)致晶體在次生孔隙內(nèi)生長。這些晶體主要為化學(xué)沉淀充填物，經(jīng)過測試研究，飛仙關(guān)組的充填晶體主要有方解石、白云石、石英、石膏以及很少量的螢石、重晶石等。

（5）膏化和去膏化作用。膏化作用主要發(fā)生于泥、粉晶白云巖。石膏晶體會呈現(xiàn)出針狀或者片狀結(jié)構(gòu)，集合體會呈現(xiàn)出斑塊狀或者放射狀結(jié)構(gòu)，除此以外，局部顆粒和生物也會隨之膏化。去膏化作用常常發(fā)生泥晶白云巖里，一般會呈現(xiàn)出放射狀和針狀石膏假晶，該飛仙關(guān)組研究地段的去膏化作用可能是由于石膏晶體在被溶蝕后，又被方解石進(jìn)行充填后形成的，部分沒有被全部填充，仍留有孔隙空間。

（6）重結(jié)晶作用。礦物晶體在高溫高壓的影響作用下，發(fā)生溶解后又再次結(jié)晶，這被重結(jié)晶作用。礦物的成分、顆粒的大小和成分的均一性決定了重結(jié)晶作用的效果。一般來說，溶解度大、顆粒細(xì)和成分均一的礦物發(fā)生重結(jié)晶作用的幾率和強(qiáng)度都相對較大。經(jīng)過研究，飛仙關(guān)組是由于原巖結(jié)構(gòu)組分的影響而產(chǎn)生了重結(jié)晶作用，其主要表現(xiàn)為泥晶灰?guī)r在經(jīng)過重結(jié)晶作用后變成粉晶灰?guī)r，該作用發(fā)生在淺埋藏段。

2 飛仙關(guān)組儲層特征

2.1 飛仙關(guān)組儲層物性特征

這里，主要對飛仙關(guān)組的儲層物性的孔隙度和滲透率進(jìn)行分析?？紫抖瓤梢詫r石儲集流體的能力進(jìn)行衡量，滲透率可以對巖石中流體流動的難易程度進(jìn)行反應(yīng)。通過對飛仙關(guān)組的儲層物性分析和測算，發(fā)現(xiàn)該研究區(qū)的儲層物性主要分為兩種，即臺地邊緣鱺灘儲層和臺地內(nèi)瀉湖、點灘儲層。分析顯示，臺地邊緣鱺灘白云巖的平均孔隙度為7.88%，孔隙度范圍為0.64%~24.69%，平均滲透率為44.13×10-3 um2，其儲層物性比較好。臺地內(nèi)部儲層的平均孔隙度為1.69%，孔隙度范圍為0.48%~11.82%，平均滲透率為0.035×10-3um2，其儲層物性非常差。

2.2 飛仙關(guān)組儲層巖性的特點

研究發(fā)現(xiàn)，飛仙關(guān)組儲層物性受巖性影響非常明顯，鱺粒云巖平均孔隙為8.52%，平均滲透率為44.12×10-3um2，屬于中-好儲層。粉晶云巖的平均孔隙度為3.18%，平均滲透率為0.08×10-3um2，砂屑云巖的平均孔隙度為2.57%，平均滲透率為0.02×10-3um2，屬于中-差儲層。泥晶云巖、灰質(zhì)云巖、膏質(zhì)砂屑云巖的平均孔隙度小于2%，滲透率均小于0.1×10-3um2，屬于差非儲層灰?guī)r類。

2.3 飛仙關(guān)組儲層評價

通過對儲層的儲層巖性、物性和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析比較，可以將飛仙關(guān)組碳酸鹽巖儲層分為4個評價標(biāo)準(zhǔn)。Ⅰ類儲層的代表巖類主要有殘余鱺粒白云巖、鱺粒白云巖，孔隙度大于12%，滲透率大于10×10-3um2，連通系數(shù)大于50%，主要分布于臺地邊緣鱺粒灘中，工業(yè)產(chǎn)能很高。Ⅱ類儲層的代表巖類主要有粉晶云巖、鱺粒白云巖、泥粒白云巖。孔隙度為7%~12%，滲透率為0.1~10×10-3um2，連通系數(shù)為30%~50%，主要分布于臺地邊緣鱺粒灘中，工業(yè)產(chǎn)能較高。Ⅲ類儲層的代表巖類主要有泥粒白云巖、膏質(zhì)顆粒白云巖和粉晶白云巖，孔隙度為3%~6%，滲透率為0.01~0.1×10-3um2，連通系數(shù)為 15%~30%，主要分布于臺地內(nèi)瀉湖及點灘相中，工業(yè)產(chǎn)能較低。Ⅳ類儲層的代表巖類主要有泥晶灰?guī)r、鱺?；?guī)r、泥晶云巖，孔隙度小于2%，滲透率小于0.01×10-3um2，連通系數(shù)小于15%，主要分布于臺地內(nèi)瀉湖相中，沒有任何工業(yè)產(chǎn)能。

[1]李忠、陳景山、關(guān)平，含油氣盆地成巖作用的科學(xué)問題及研究前沿[J]，巖石學(xué)報，2006（8）.

[2]陳更生、曾偉、楊雨，川東北部飛仙關(guān)組白云石化成因探討[J]，天然氣工業(yè)，2005(04).