開江－梁平海槽南段飛仙關(guān)組三段儲(chǔ)層研究

羅 靜，胡 紅，朱遂琿，夏青松，李 輝，曾恒英

（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川西北氣礦）

川東地區(qū)飛仙關(guān)組是重要的區(qū)域性產(chǎn)層，從20世紀(jì)50～60年代起，該地區(qū)飛仙關(guān)組的勘探就引起了人們的注意。川東北部地區(qū)勘探過程中揭示了該區(qū)內(nèi)沿海槽邊緣飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層分布較穩(wěn)定，主要發(fā)育在飛二段至飛三段下部，是區(qū)域性的含氣層段，目前已發(fā)現(xiàn)的渡口河、鐵山坡、羅家寨等鮞灘氣藏和個(gè)別含氣構(gòu)造的主要產(chǎn)氣層位均分布于該層段內(nèi)。雖然目前在開江－梁平海槽的勘探取得了重要成果，但是海槽南段地區(qū)的勘探程度較低，對(duì)開江－梁平海槽南段地區(qū)飛仙關(guān)組三段儲(chǔ)層特征研究很有必要。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

開江－梁平海槽南段位于四川盆地東北部，包括龍會(huì)場(chǎng)、鐵山南、高峰場(chǎng)等構(gòu)造，勘探面積超過7000 km2（圖1）。區(qū)域構(gòu)造主體位于四川盆地東部的川東中隆高陡構(gòu)造帶上，僅北東部處于大巴山弧前褶皺帶與川東短皺帶交匯處［1］。研究區(qū)飛三段沉積了一套中－薄層狀灰色泥晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r、鮞粒云巖、砂屑灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r夾膏質(zhì)泥晶云巖等。

2 儲(chǔ)層巖石類型

海槽南段飛仙關(guān)組三段的儲(chǔ)集巖為砂屑灰?guī)r、鮞粒云巖、溶孔鮞?；?guī)r、細(xì)－中晶白云巖、裂縫型灰?guī)r等。鮞粒云巖，目前主要在鐵山南地區(qū)見到，而在龍會(huì)場(chǎng)、龍門、雙家壩等地區(qū)主要是溶孔鮞?；?guī)r、晶粒云巖。裂縫型儲(chǔ)層系統(tǒng)主要發(fā)育于高峰場(chǎng)地區(qū)、黃泥塘地區(qū)、七里峽地區(qū)。

圖1 工區(qū)位置

從整個(gè)研究區(qū)范圍各類巖性數(shù)據(jù)來看，鮞粒灰（云）巖類儲(chǔ)集性能明顯好于其他巖類（表1）。通常，除孔隙發(fā)育的鮞粒云巖外，其他巖類需要與裂縫配套才能形成有效儲(chǔ)集層。

實(shí)際開采統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，鮞粒云巖和針孔狀云巖儲(chǔ)集性能最佳，鮞粒灰?guī)r也具有一定的儲(chǔ)集能力。普通灰?guī)r雖然也具有一定的儲(chǔ)集能力，但是產(chǎn)氣效果不及鮞粒云巖和針孔狀云巖。另外，云質(zhì)灰?guī)r也具有一定的儲(chǔ)集能力，但這兩種一般需要和裂縫搭配。

3 儲(chǔ)集空間類型

表1 開江－梁平海槽南側(cè)地區(qū)飛仙關(guān)組三段各巖類孔隙度值統(tǒng)計(jì)

3.1 孔隙

對(duì)區(qū)內(nèi)取心井的薄片觀察表明，飛三段儲(chǔ)集空間類型主要有以下幾種。

（1）粒間孔、粒間溶孔：沉積時(shí)期形成的原生孔隙，多以不同程度的溶解擴(kuò)大或膠結(jié)物充填的形式被改造，部分成為粒間溶蝕孔隙。主要發(fā)育在鮞粒白云巖及鮞?；?guī)r中，多在亮晶膠結(jié)物生長(zhǎng)接合部位發(fā)育，是區(qū)內(nèi)最常見的孔隙類型［2］。

（2）粒內(nèi)溶孔：區(qū)內(nèi)的粒內(nèi)溶孔主要為鮞模孔和生物的體腔孔，其被方解石或白云石顆粒部分充填。飛三段發(fā)育的粒內(nèi)溶孔可成為主要儲(chǔ)集空間之一。

（3）晶間孔、晶間溶孔：該類孔隙在白云巖中比較發(fā)育，主要分布在白云石晶體顆粒之間，經(jīng)選擇性溶蝕后可形成晶間溶孔。本區(qū)內(nèi)的泥粉晶云巖中普遍發(fā)育有晶間微孔，連通性差，如果裂縫不發(fā)育，很難具有儲(chǔ)滲能力［2］。少量晶粒灰?guī)r中也發(fā)育晶間孔，但是這種孔隙非常少，很難具有儲(chǔ)集意義。

研究區(qū)飛三段鮞灘儲(chǔ)層中常見的孔隙類型主要是粒間溶孔、晶間（溶）孔及粒內(nèi)溶孔，常見瀝青充填，超大溶孔主要在鐵山南構(gòu)造（鐵山5井區(qū)）見到，龍會(huì)場(chǎng)構(gòu)造不發(fā)育。

3.2 破裂縫與溶縫

對(duì)研究區(qū)巖心及鏡下薄片的觀察發(fā)現(xiàn)，該區(qū)裂縫發(fā)育，有助于儲(chǔ)層的發(fā)育。裂縫按成因類型可分為成巖縫（圖2－A）、構(gòu)造縫和溶縫（圖2－B）。在各類巖石中成巖縫均常見，不同巖性的差異溶蝕形成的縫合線往往充填有機(jī)質(zhì)瀝青。構(gòu)造縫往往比較平直，延伸較遠(yuǎn)，縫內(nèi)充填各種礦物，充填物常見有方解石、石英等。大多數(shù)溶蝕縫是早期所形成縫的基礎(chǔ)上溶蝕擴(kuò)大而成，通常呈彎曲不規(guī)則狀［3］。

圖2 研究區(qū)飛三段發(fā)育的儲(chǔ)集空間

開江－梁平海槽南段儲(chǔ)層的孔隙度普遍偏低，而裂縫密度偏高。因此對(duì)于本區(qū)儲(chǔ)層儲(chǔ)滲能力的分析，裂縫是一個(gè)不可忽略的重要因素。

4 儲(chǔ)層物性特征

4.1 孔滲特征

根據(jù)開江－梁平海槽南段17口典型井位的物性資料分析及飛仙關(guān)組三段儲(chǔ)層物性統(tǒng)計(jì)資料，區(qū)內(nèi)巖心實(shí)測(cè)孔隙度的分布范圍在0.1%～24.35%，平均1.78%，孔隙度分布直方圖上，孔隙度主要分布于1%～2%；滲透率主要分布于（0～1）×10－3μm2，平均滲透率為0.89×10－3μm2，滲透率主峰分布于（0～0.01）×10－3μm2。以上分析表明，研究區(qū)飛三段各樣品之間孔隙度差別很大，大部分具有低孔低滲的特征。

通過對(duì)開江－梁平海槽南段地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組五個(gè)區(qū)塊的物性資料分析所示，其中，龍會(huì)場(chǎng)構(gòu)造龍會(huì)1、3、4、5井取心段孔隙度、滲透率分布：孔隙度小于2%的樣品占82.33%，2%～8%占14%，大于8%的占3.67%；滲透率小于1×10－5μm2的樣品占93.55%，大于1×10－5μm2的樣品占6.45%。這其中以龍會(huì)3井的儲(chǔ)段層物性最好，巖心分析其孔隙度最高可達(dá)15.49%，滲透率最高可達(dá)140×10－3μm2。

鐵山南地區(qū)鐵山4、5、11、13、14井取心段孔隙度、滲透率分布：孔隙度小于2%的樣品占77.5%，2%～8%的占17%，大于8%的占6%；滲透率小于1×10－5μm2的樣品占75.4%，大于1×10－5μm2的樣品占24.6%，其中最高可達(dá)423×10－3μm2。這其中以鐵山5井的儲(chǔ)層物性最好，巖心分析其孔隙度最高可達(dá)23.85%，一般為4.83%～11.5%，滲透率一般為（0.01～19.8）×10－3μm2（鐵山5井樣品滲透率最高可達(dá)363×10－3μm2）［4］。

高峰場(chǎng)地區(qū)峰15、峰4、峰003－2、峰007－2井取心段孔隙度、滲透率分布：孔隙度小于1%的樣品占38.5%，1%～2%占46%，大于3%的占2%；滲透率小于1×10－5μm2的樣品占79.1%，大于1×10－5μm2的樣品占21.4%。其中以峰15井的儲(chǔ)層物性最好，巖心分析其孔隙度最高可達(dá)6.0%，一般為1%～3%，滲透率一般為（0.0001～0.1）×10－3μm2（峰15井樣品滲透率最高可達(dá)1.37×10－3μm2）。

云和寨地區(qū)云和1井、云和2井取心段孔隙度、滲透率分布：孔隙度小于1%的樣品占13.5%，1%～2%占78%，大于3%的占3%；滲透率小于1×10－5μm2的樣品占43.2%，大于1×10－5μm2的樣品占46.8%，其中最高可達(dá)1.27×10－3μm2。

圖3 不同區(qū)塊飛三段儲(chǔ)層孔隙度與滲透率相關(guān)性

雙家壩、七里峽地區(qū)七里45井、七里17井、七里51井、七里52井、七里58井取心段孔隙度、滲透率分布：孔隙度小于1%的樣品占26.2%，1%～2%占50.4%，2%～3%的占10%，大于3%的占13.4%；滲透率小于1×10－5μm2的樣品占78.6%，大于1×10－5μm2的樣品占21.4%，其中最高可達(dá)2.47×10－3μm2。該地區(qū)七里17井物性明顯較好，孔隙度平均5.44%，最高可達(dá)7.88%，滲透率可達(dá)2.47×10－3μm2。

綜上，海槽南段區(qū)飛仙關(guān)組三段儲(chǔ)集層屬于總體低孔低滲類型，局部高孔高滲非均質(zhì)性強(qiáng)的鮞粒巖類儲(chǔ)集層。鐵山南地區(qū)和七里峽地區(qū)飛仙關(guān)組三段儲(chǔ)層物性較好，龍會(huì)場(chǎng)地區(qū)、云和寨地區(qū)、高峰場(chǎng)地區(qū)儲(chǔ)層物性相對(duì)較差。

4.2 孔滲關(guān)系

開江－梁平海槽南段地區(qū)高峰場(chǎng)、龍會(huì)場(chǎng)、云和寨、雙家壩－七里峽四個(gè)區(qū)塊的飛三段孔隙度與滲透率相關(guān)圖（圖3）表明，其孔隙度與滲透率均呈不同程度的正相關(guān)性。

雙家壩－七里峽地區(qū)相關(guān)系數(shù)為0.0463，相關(guān)系數(shù)較低，總體上講，具有高孔隙度，低滲透率的特征；高峰場(chǎng)區(qū)塊相關(guān)系數(shù)為0.0031，相關(guān)系數(shù)較低，少數(shù)低孔隙度儲(chǔ)層具有較高的滲透率，這可能跟高峰場(chǎng)地區(qū)裂縫作用有關(guān)，這與巖心觀察中發(fā)現(xiàn)的峰15井大量的裂縫有關(guān)；龍會(huì)場(chǎng)地區(qū)相關(guān)系數(shù)為0.1702，圖上特征顯示，基本相似的孔隙度具有多個(gè)滲透率，這也可能跟龍會(huì)場(chǎng)地區(qū)的裂縫有關(guān)；云和寨地區(qū)，相關(guān)系數(shù)為0.2012。四個(gè)區(qū)塊中，以云和寨孔滲相關(guān)性最高，但孔隙度和滲透率都較低；孔隙度平均值較高的地區(qū)為龍會(huì)場(chǎng)，孔滲條件最高的是雙家壩－七里峽地區(qū)和龍會(huì)場(chǎng)地區(qū)，說明雖然云和區(qū)塊孔喉對(duì)儲(chǔ)層滲流能力影響較大，但裂縫和溶縫也是其儲(chǔ)集的另一個(gè)主要場(chǎng)所，導(dǎo)致了碳酸鹽地層的儲(chǔ)層得到很好的改善。

5 儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素

研究區(qū)鮞?；遥ㄔ疲╊悪M向分布廣泛，縱向沉積厚度較大，但這些巖類能否成為有效的儲(chǔ)集巖，則取決于后期的成巖作用。大部分鮞粒灰?guī)r由于后期的壓實(shí)作用而成為致密層，從而喪失了儲(chǔ)滲性，一些保存下來或形成的新孔隙成為儲(chǔ)滲空間，成為油氣聚集的場(chǎng)所。

5.1 白云石化作用

研究區(qū)飛三段白云石化作用為儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素之一，它也是鮞?；?guī)r能否成為儲(chǔ)集巖的關(guān)鍵因素之一。目前的研究表明，鮞?；?guī)r發(fā)生白云化作用后再經(jīng)溶蝕作用形成的儲(chǔ)層最好。

研究區(qū)飛三段鮞灘儲(chǔ)層的形成除了早期埋藏白云化作用外，更多的表現(xiàn)為晚期埋藏溶蝕作用的改造。鐵山坡地區(qū)是混合水云化與埋藏溶蝕作用均發(fā)育，其儲(chǔ)層在整個(gè)海槽南段各鮞灘氣藏中最好。龍會(huì)場(chǎng)地區(qū)鮞?；?guī)r的云化與鐵山相比明顯變差，更多的表現(xiàn)為晚期溶蝕改造［5］。

5.2 溶蝕作用

溶蝕作用是飛三段鮞粒巖類能否成為有效儲(chǔ)集巖的另一關(guān)鍵因素，通過對(duì)工區(qū)10余口鉆井取心及其薄片觀察發(fā)現(xiàn)，溶蝕作用在飛三段中普遍發(fā)育。按溶蝕作用發(fā)生的先后順序，將飛三段的溶蝕作用分為早期溶蝕和晚期埋藏溶蝕。早期溶蝕作用主要發(fā)生在早期大陸成巖環(huán)境，主要是選擇性溶蝕顆粒，形成鑄模孔隙。區(qū)內(nèi)早期溶蝕所形成的鑄?？状蠖啾缓笃诹?、塊狀方解石充填而失去儲(chǔ)滲能力。晚期埋藏溶蝕作用主要與液烴裂解及硫酸鹽熱化學(xué)還原過程中產(chǎn)生的硫酸有關(guān)。工區(qū)埋藏溶蝕孔隙中無瀝青充填，表明它們形成于瀝青入侵之后。晚期埋藏溶蝕作用也可在早期埋藏溶蝕作用形成的孔隙的基礎(chǔ)上擴(kuò)大，形成新的孔隙［6］。

5.3 充填作用

根據(jù)溶蝕孔洞內(nèi)充填物的特征，可以發(fā)現(xiàn)充填物的形成與溶蝕作用相伴生，不同時(shí)期形成的孔隙其充填物不同。通過飛三段儲(chǔ)集巖發(fā)育的孔、洞、縫類型及其次生礦物充填分析，發(fā)現(xiàn)充填物類型及其充填序列和充滿度的差異性，對(duì)儲(chǔ)層物性的影響程度各有不同，其中對(duì)孔隙具有建設(shè)性作用的主要是細(xì)－中晶和中－粗晶白云石，充填的白云石常呈半自形或自形，形成很好的晶間孔。而對(duì)孔隙具有破壞性作用的是成巖方解石、石英、螢石和天青石，當(dāng)方解石及螢石、天青石、石英充填物發(fā)育成單晶或等軸鑲嵌的重結(jié)晶結(jié)構(gòu)時(shí)，原有孔隙空間被嚴(yán)重堵塞，大大破壞了有效孔隙度。大多數(shù)石英雖然起到堵塞孔隙的作用，但由于它是沉淀于酸性孔隙水中，對(duì)于溶孔內(nèi)原先的細(xì)粉晶白云石被溶蝕的同時(shí)可形成眾多晶間溶孔而增加有效孔隙度［7］。

綜上所述，鮞?；?guī)r的埋藏白云石化作用與第一期埋藏溶蝕作用是控制鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育與否以及儲(chǔ)層物性好壞的兩種主要的成巖因素。同時(shí)，充填作用也在很大程度上對(duì)儲(chǔ)層質(zhì)量造成影響［8－9］。

6 結(jié)論

（1）開江－梁平海槽南段地區(qū)飛仙關(guān)組三段儲(chǔ)集巖以鮞粒（砂屑）云巖類、溶孔鮞?；?guī)r、細(xì)－中晶白云巖、裂縫型灰?guī)r為主。從巖性數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)得出，鮞粒云巖與鮞?；?guī)r儲(chǔ)集性能較好，鮞粒云巖和針孔狀云巖儲(chǔ)集性能最佳。

（2）開江－梁平海槽南段地區(qū)飛三段儲(chǔ)層常見的孔隙類型為粒間溶孔、晶間（溶）孔及粒內(nèi)溶孔，往往有瀝青充填。在碳酸鹽地區(qū)，裂縫是改善儲(chǔ)層儲(chǔ)滲性能的重要因素。飛三段儲(chǔ)層主要為粒間溶孔型與云石（或方解石）晶間孔型，以粒間溶孔型結(jié)構(gòu)最佳，該兩類孔隙相互連通性較好。

（3）飛仙關(guān)組三段鮞?；?guī)r的埋藏白云石化作用與第一期埋藏溶蝕作用是控制鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育與否以及儲(chǔ)層物性好壞的兩種主要的成巖因素。

［1］譚先鋒，李浩，何金玉，等.開江－梁平海槽區(qū)帶南段飛仙關(guān)組層序－巖相古地理特征［J］.中國(guó)地質(zhì)，2012，（3）：612－615.

［2］楊威，魏國(guó)齊，金惠，等.川東北飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素和成因模式［J］.天然氣地球科學(xué)，2007，（2）：193－194.

［3］張兵.川東－渝北地區(qū)長(zhǎng)興組礁灘相儲(chǔ)層綜合研究［D］.四川成都：成都理工大學(xué)，2010：70－71.

［4］王思儀.川東地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組成巖作用及對(duì)儲(chǔ)層的影響［D］.四川成都：西南石油大學(xué)，2006：68－69.

［5］趙安坤，周文，趙冠軍，等.四川盆地北部下三疊飛仙關(guān)組儲(chǔ)層控制因素［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（4）：20－22.

［6］康少偉，劉宏，羅冰，等.川東北鐵山－黃泥塘地區(qū)飛仙關(guān)組鮞灘沉積特征及分布規(guī)律［J］.石油地質(zhì)與工程，2012，26（5）：22－24.

［7］王身建，鄭超，雷卞軍，等.川東鐵山地區(qū)飛仙關(guān)組鮞粒白云巖成因分析［J］.河南石油，2004，18（6）：13－14.

［8］魏國(guó)齊，陳更生，楊威，等.川北下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組“槽臺(tái)”沉積體系及演化［J］.沉積學(xué)報(bào)，2004，（2）：258－259.

［9］萬晶，孫玉明.顆粒灘相碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育演化的主控因素［J］.斷塊油氣田，2009，16（4）：60－61.