四川新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層特征及孔隙演化

劉四兵, 沈忠民, 呂正祥, 王 鵬

(油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059)

深埋藏條件下碎屑巖儲(chǔ)層往往以低孔隙度、低滲透率砂巖的發(fā)育為主。但在整體低孔低滲背景下，有時(shí)也會(huì)發(fā)育一定的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，油氣也往往主要儲(chǔ)集在這些相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中。因此，在低孔隙低滲透率背景上尋找相對(duì)好的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層已成為地質(zhì)學(xué)家特別關(guān)注的研究課題[1]。

“優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層”是一個(gè)相對(duì)的概念，在致密砂巖領(lǐng)域，是指在普遍低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)層中發(fā)育的物性相對(duì)較好的有效儲(chǔ)層。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率值沒有一個(gè)固定范圍，一般根據(jù)具體儲(chǔ)層中含油氣性及產(chǎn)油氣狀況而定。在川西拗陷深層須家河組，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在須二段中一般指孔隙度>4%、基質(zhì)滲透率>0.06×10-3μm2的砂巖，須四段中則將孔隙度>6%、基質(zhì)滲透率>0.06×10-3μm2的儲(chǔ)層稱之為相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層[2]。

新場(chǎng)地區(qū)位于四川盆地川西拗陷中段綿竹—鹽亭北東東向大型隆起帶中部[3]，基底為中三疊統(tǒng)海相灰?guī)r。自晚三疊世后，川西地區(qū)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懴喑练e，其上依次充填上三疊統(tǒng)須一段(T3x1)海陸過渡相地層、須二段(T3x2)、須三段(T3x3)、須四段(T3x4)和須五段(T3x5)陸相碎屑巖及煤系地層，以及侏羅系至白堊系陸相紅層[4,5]。其中，須一段、須三段和須五段以發(fā)育烴源巖為主，須二段和須四段是新場(chǎng)氣田的主產(chǎn)層。須二段發(fā)育海相三角洲沉積，形成了巨厚的砂體；須四段則為一套粗粒的沖積扇-辮狀河三角洲沉積[6]。

新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)集砂巖是川西致密砂巖氣區(qū)重要的天然氣儲(chǔ)層。該套儲(chǔ)層埋深大，現(xiàn)今埋深普遍在3.5～4 km之間，由于復(fù)雜的成巖作用導(dǎo)致儲(chǔ)層高度致密化；但在整體致密的背景下，仍發(fā)育有較多的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，是油氣聚集的主要場(chǎng)所。本文在大量數(shù)據(jù)的支撐下，利用顯微鏡觀察、陰極發(fā)光分析以及掃描電鏡分析等手段，系統(tǒng)研究了新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層特征，并通過壓實(shí)作用損失孔隙度、膠結(jié)作用損失孔隙度和溶蝕作用增加孔隙度的研究，探討了須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的孔隙演化過程。

1 相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層特征

1.1 儲(chǔ)層物性特征

新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)層孔隙度在0.33%～12.71%之間，平均值在5.84%左右；滲透率在(0.001～180.212)×10-3μm2之間，平均值為0.408×10-3μm2左右(圖1)：屬于典型的致密砂巖儲(chǔ)層[2]。但儲(chǔ)層孔滲分布情況顯示，研究區(qū)須四段儲(chǔ)層中，仍發(fā)育有較多的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層(圖1)。在孔滲分布直方圖上，孔隙度>6%的樣品占總樣品數(shù)的52%，滲透率>0.06×10-3μm2的樣品占總樣品數(shù)的55%以上(圖1)。按研究區(qū)有關(guān)相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的定義[2,7]，須四段半數(shù)以上的樣品屬于相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。這些物性相對(duì)較好的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層孔隙度平均值在8.10%左右，是須四段油氣聚集的主要場(chǎng)所。

1.2 巖石結(jié)構(gòu)特征

1.2.1 分選

顆粒分選與砂巖孔隙度具有比較明顯的關(guān)系，顆粒分選越好，砂巖的孔隙性越好。從新場(chǎng)地區(qū)須四段砂巖孔隙度與分選關(guān)系圖來看(圖2)，分選好的砂巖孔隙性明顯較好，孔隙度主要在5.20%～8.60%之間，平均為7.01%，分選中等砂巖孔隙性變差，孔隙度主要在1.30%～6.20%范圍，平均為3.73%，分選差的砂巖孔隙度平均值僅為1.52%左右?？梢?，研究區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在分選性較好的砂巖中。

圖1 新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)層孔滲分布直方圖Fig.1 Porosity and permeability distribution histogram in the T3x4 reservoir of the Xinchang area

圖2 新場(chǎng)地區(qū)須四段砂巖孔隙度與分選、粒度關(guān)系Fig.2 Relationship between porosity and sorting & particle size of the sandstone in the T3x4 reservoir of the Xinchang area

1.2.2 粒度

砂巖的粒度是另一個(gè)對(duì)儲(chǔ)層物性具重要影響的巖石結(jié)構(gòu)參數(shù)。研究區(qū)須四段砂巖整體上以中粒砂巖為主，其次為細(xì)-中粒砂巖和細(xì)粒砂巖，粗粒砂巖較少。其中，中粒砂巖具有相對(duì)最好的孔隙性，孔隙度值較為集中，主要在6.30%～8.40%的范圍內(nèi)，平均為7.73%，大部分相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育在中粒砂巖中；粗粒砂巖孔隙度值范圍較大，總體孔隙性較好，但樣品總數(shù)較少，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布局限；細(xì)-中粒砂巖同樣具有較好的孔隙性，孔隙度主要為3.30%～7.80%，平均為6.42%，發(fā)育一定的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層；其他粒級(jí)砂巖儲(chǔ)集性都較差，以發(fā)育致密砂巖為主(圖2)。

1.3 巖石骨架顆粒成分特征

砂巖的骨架顆粒成分對(duì)儲(chǔ)層物性具有重要影響，這主要與不同骨架顆粒成分的抗壓實(shí)性能有關(guān)。一般來說，石英和長(zhǎng)石具剛性，抗壓實(shí)性能較強(qiáng)，因此，往往與儲(chǔ)層的孔隙呈正相關(guān)關(guān)系；而巖屑，尤其是沉積巖碎屑，往往表現(xiàn)為塑性，抗壓性能較差，往往與儲(chǔ)層物性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)層主要的巖石類型為巖屑砂巖、石英巖屑砂巖和巖屑石英砂巖等富巖屑砂巖，極其貧長(zhǎng)石和富巖屑是其骨架顆粒構(gòu)成的重要特征[8]。由于較多塑性巖屑的存在，研究區(qū)須四段儲(chǔ)層整體經(jīng)歷了很強(qiáng)的壓實(shí)作用，其壓實(shí)作用強(qiáng)度甚至超過了埋深比其大1 km以上的須二段儲(chǔ)層[9]，因此，對(duì)于須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層來說，較多剛性顆粒的存在是其發(fā)育的基礎(chǔ)。實(shí)際上，從研究區(qū)須四段儲(chǔ)層孔隙度與砂巖碎屑組分含量的關(guān)系來看(圖3)，儲(chǔ)層孔隙度和石英含量、長(zhǎng)石含量呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。石英的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥40%的儲(chǔ)層，其孔隙度平均值達(dá)6.64%；而石英的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<40%時(shí)，儲(chǔ)層孔隙度平均值僅為1.89%。長(zhǎng)石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于和小于1%的兩類儲(chǔ)層的平均孔隙度也有明顯差異，分別為7.17%和4.71%。巖屑總含量(包括沉積巖、變質(zhì)巖和巖漿巖碎屑之和)和沉積巖碎屑含量則與儲(chǔ)層呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)巖屑總質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥30%時(shí)，儲(chǔ)層物性往往較差，孔隙度平均值為4.70%；而巖屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30%時(shí)，儲(chǔ)層孔隙度可達(dá)6.83%。沉積巖碎屑含量和物性也表現(xiàn)出類似的關(guān)系(圖3)。

1.4 自生礦物特征

新場(chǎng)地區(qū)須四段主要的膠結(jié)作用包括碳酸鹽礦物的充填、硅質(zhì)膠結(jié)物沉淀以及自生高嶺石充填。其中，碳酸鹽膠結(jié)物是最主要的膠結(jié)物類型，是僅次于壓實(shí)作用的另一種破壞性成巖作用。硅質(zhì)膠結(jié)物和自生高嶺石是建設(shè)性成巖作用的指示礦物，因此，往往與儲(chǔ)層呈正相關(guān)關(guān)系。

從研究區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層和較差儲(chǔ)層自生礦物的含量對(duì)比情況來看(圖4)，隨著儲(chǔ)層物性變好，膠結(jié)物總量和碳酸鹽膠結(jié)物含量逐漸降低，而自生高嶺石含量和硅質(zhì)膠結(jié)物含量則明顯升高。其中相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中膠結(jié)物總平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5.57%左右，而較差儲(chǔ)層中膠結(jié)物含量明顯較高，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)8.10%。兩者膠結(jié)物含量的差異主要體現(xiàn)在碳酸鹽膠結(jié)物含量上，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4.64%左右，而較差儲(chǔ)層碳酸鹽膠結(jié)物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)則高達(dá)7.93%，表明膠結(jié)物特別是碳酸鹽膠結(jié)物充填孔隙，降低了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。

圖3 新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)層不同碎屑含量孔隙度對(duì)比Fig.3 Correlation of porosity with various clastic content in the T3x4 reservoir of the Xinchang area

圖4 新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層與較差儲(chǔ)層填隙物含量對(duì)比Fig.4 Correlation between interstitial material contents in the relatively high-quality reservoir and the poorer reservoir in the T3x4 reservoir of the Xinchang area

研究區(qū)須四段硅質(zhì)膠結(jié)物和自生高嶺石含量總體較低，其中，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層反而具有相對(duì)較高的高嶺石含量和硅質(zhì)膠結(jié)物含量(圖4)，造成這一現(xiàn)象的原因與須四段儲(chǔ)層自身特征有關(guān)。相關(guān)的研究表明，須四段儲(chǔ)層由于埋深大，塑性沉積巖碎屑含量高，儲(chǔ)層原生孔隙在壓實(shí)作用下基本消失殆盡，現(xiàn)今儲(chǔ)層孔隙以次生孔隙占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，次生孔隙對(duì)儲(chǔ)層面孔率的貢獻(xiàn)超過80%。這些次生孔隙主要由長(zhǎng)石溶蝕形成[9]，而須四段儲(chǔ)層自生石英和高嶺石的來源則主要與這一過程有關(guān)(反應(yīng)式①、②、③)。硅質(zhì)膠結(jié)物和自生高嶺石雖然也往往以占據(jù)孔隙空間的形式出現(xiàn)，但它們往往作為溶蝕作用的指示性礦物，因此，其含量越多，預(yù)示著溶蝕作用越強(qiáng)，儲(chǔ)層的孔隙性能越好。

(反應(yīng)①)

(反應(yīng)②)

(反應(yīng)③)

1.5 孔隙特征

顯微鏡下鑄體薄片觀察表明，新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間以次生孔隙為主，殘余粒間孔較少。次生孔隙主要由易溶的鋁硅酸鹽礦物溶解形成，其中尤以長(zhǎng)石的溶解為主，包括作為骨架顆粒的長(zhǎng)石和巖屑中的長(zhǎng)石。在長(zhǎng)石含量相對(duì)較高的砂巖中，長(zhǎng)石溶解現(xiàn)象明顯，形成粒內(nèi)溶孔或鑄?？?；在長(zhǎng)石含量很少或無長(zhǎng)石的砂巖中，可見結(jié)晶巖碎屑中的長(zhǎng)石發(fā)生溶解，形成巖屑粒內(nèi)孔。常見碳酸鹽膠結(jié)物占據(jù)長(zhǎng)石溶蝕空間，顯示了碳酸鹽膠結(jié)物主要沉淀于長(zhǎng)石溶解之后(圖5)。

總的來看，新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層具有如下特征：分選性中等-好,主要為中粒砂巖，巖屑尤其是塑性的沉積巖碎屑含量較少，剛性顆粒含量較高，膠結(jié)物總含量相對(duì)較低，尤其是碳酸鹽膠結(jié)物含量相對(duì)較低，而硅質(zhì)膠結(jié)物和自生高嶺石含量則相對(duì)較高，儲(chǔ)層的孔隙類型以長(zhǎng)石溶蝕孔為主，原生粒間孔相對(duì)較少。

圖5 新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層微觀特征Fig.5 Microscopic features of the relatively high-quality reservoir in T3x4 of the Xinchang area(A)長(zhǎng)石粒內(nèi)溶孔(紅色箭頭所指)，川孝560井，深度3 520.25 m，須四段，鑄體薄片，單偏光；(B)大量長(zhǎng)石溶蝕，可見溶蝕殘余(紅色箭頭所指)，局部可見少量原生粒間孔(白色箭頭所指)，新場(chǎng)22井，深度3 412.08 m，須四段，鑄體薄片，單偏光；(C)長(zhǎng)石沿解理縫溶蝕，長(zhǎng)石溶蝕殘余清晰可見，新場(chǎng)23井，深度3 570 m，須四段，掃描電鏡照片；(D)方解石膠結(jié)物占據(jù)長(zhǎng)石溶蝕空間，一部分被溶長(zhǎng)石的殘晶具較強(qiáng)的藍(lán)色陰極發(fā)光，新5井，深度3 661.4 m， 須四段，陰極發(fā)光照片

2 相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層孔隙演化

對(duì)于砂巖儲(chǔ)層孔隙演化，早期的研究認(rèn)為，砂巖的孔隙度隨著埋深(上覆載荷)增加而逐漸減少，兩者之間為一個(gè)相對(duì)明確的函數(shù)關(guān)系[10-13]。這些孔隙度預(yù)測(cè)模型主要考慮了壓實(shí)作用的影響，但對(duì)于深埋藏條件下的砂巖來說，現(xiàn)今儲(chǔ)層孔隙度不僅僅取決于埋深的大小，還與砂巖埋藏過程中自生礦物的沉淀以及次生孔隙的增加有明顯關(guān)系，而儲(chǔ)層孔隙度與埋深的關(guān)系還與儲(chǔ)層砂巖的分選、粒度以及剛性、塑性顆粒含量的多少有關(guān)，因此，對(duì)于深埋藏條件下砂巖儲(chǔ)層孔隙演化的研究，需綜合考慮儲(chǔ)層孔隙的各種影響因素。本文在新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的特征研究基礎(chǔ)上，分別對(duì)儲(chǔ)層初始孔隙度、壓實(shí)作用損失孔隙度、溶蝕作用增加孔隙度以及膠結(jié)作用損失孔隙度進(jìn)行了系統(tǒng)研究，恢復(fù)了須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層孔隙演化進(jìn)程。

2.1 初始孔隙度恢復(fù)

未固結(jié)砂巖原始孔隙度(Φ1)估算，按照濕砂在地表?xiàng)l件下的分選系數(shù)與孔隙度的關(guān)系[13-15]

Φ1= 20.91+22.90 /S0

式中:S0為特拉斯克分選系數(shù)，S0=(Q1/Q3)1/2；Q1為第一四分位數(shù)，即相當(dāng)于25%處的粒徑大??；Q3為第三四分位數(shù)，即相當(dāng)于75%處的粒徑大小。

新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層砂巖顆粒整體分選較好，分選系數(shù)在1.08～1.25之間，平均為1.2左右，因此，該類型砂巖的初始孔隙度取值40%。

2.2 壓實(shí)作用損失孔隙度

壓實(shí)作用是大多數(shù)深埋藏砂巖孔隙損失的最重要原因。對(duì)于壓實(shí)作用造成的孔隙損失，目前主要通過在顯微鏡下統(tǒng)計(jì)粒間膠結(jié)物含量和剩余原生粒間孔而獲得。這一方法往往建立在較多鑄體薄片系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，同時(shí)對(duì)于薄片鑒定人員的要求相對(duì)較高，尤其是對(duì)于研究區(qū)須四段這種大多數(shù)膠結(jié)物以充填次生孔的形式沉淀時(shí)，要完全區(qū)分粒間膠結(jié)物難度較大。Pittman(1991)通過物理模擬實(shí)驗(yàn)得出了不同剛性、塑性顆粒情況下儲(chǔ)層砂巖孔隙的損失情況[16]，這一模擬實(shí)驗(yàn)同時(shí)考慮了不同性質(zhì)塑性顆粒與壓實(shí)作用的關(guān)系，因此，與實(shí)際條件下地下巖石的壓實(shí)情況較為吻合。根據(jù)這一模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合研究區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層骨架顆粒的構(gòu)成特征和地層埋藏史，可計(jì)算出原生孔隙的演化情況(表1)。

表1 新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層原生孔隙演化史Table 1 Primary porosity evolution history of the relatively high-quality reservoir in T3x4 of the Xinchang area

計(jì)算結(jié)果顯示，須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在壓實(shí)作用的影響下，原生孔隙度在埋藏初期損失較大，到T3x5沉積末期下降至25.61%左右；在J3p沉積末期，原生孔隙度在12.82%左右；在最大埋深的K2沉積末期，原生孔隙度仍保持在11.72%左右。壓實(shí)作用造成的原生孔隙損失率超過70%，是儲(chǔ)層致密的第一重要因素。

2.3 溶蝕作用增加孔隙度

已有的研究表明，新場(chǎng)地區(qū)須四段次生孔隙的發(fā)育期次最少有兩期，早期的溶蝕作用與鈣長(zhǎng)石的溶解有關(guān)[9]，但由于埋藏深度大、埋藏時(shí)間長(zhǎng)，早期形成的次生孔隙可能早已破壞殆盡，對(duì)現(xiàn)今儲(chǔ)層質(zhì)量具有正面影響的次生孔隙主要為較晚一期的溶蝕作用。晚期次生孔隙的形成主要與鉀長(zhǎng)石的溶解有關(guān)，深埋藏條件下，導(dǎo)致鉀長(zhǎng)石溶蝕的理想溫度大致在80～120℃之間[17,18]，對(duì)應(yīng)的地質(zhì)時(shí)期大致為中-晚侏羅世沉積時(shí)期，也即在這一時(shí)期，溶蝕作用對(duì)研究區(qū)須四段儲(chǔ)層孔隙的貢獻(xiàn)值在3.49%左右(圖6)。

圖6 新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層孔隙類型分布直方圖Fig.6 Pore types distribution histogram of the relatively high-quality reservoir in T3x4 of the Xinchang area

2.4 膠結(jié)作用損失孔隙度

薄片觀察和統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)層主要的膠結(jié)物類型有方解石、白云石、高嶺石以及硅質(zhì)等，碳酸鹽膠結(jié)物是第一重要的膠結(jié)物類型，硅質(zhì)膠結(jié)物次之，其他的膠結(jié)物含量總體較少，膠結(jié)物總質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6.28%左右(圖7)。

圖7 新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要自生礦物含量統(tǒng)計(jì)直方圖Fig.7 Major authigenic mineral content statistical histogram of the relatively high-quality reservoir in T3x4 of the Xinchang area

研究區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中，碳酸鹽膠結(jié)物多數(shù)以充填長(zhǎng)石溶蝕孔的狀態(tài)賦存(圖5)，顯示了碳酸鹽膠結(jié)物主要沉淀于長(zhǎng)石溶蝕之后，對(duì)應(yīng)的地質(zhì)時(shí)期大致為中-晚侏羅世沉積時(shí)期。而研究區(qū)須四段自生石英和自生高嶺石則主要來源于長(zhǎng)石的溶蝕，因此其沉淀的時(shí)間也大致與長(zhǎng)石的溶蝕時(shí)期一致。即對(duì)研究區(qū)須四段儲(chǔ)層來說，由膠結(jié)作用造成的儲(chǔ)層孔隙度損失主要發(fā)生在中-晚侏羅世。

2.5 孔隙演化過程

根據(jù)新場(chǎng)地區(qū)須四段儲(chǔ)層初始孔隙度、壓實(shí)作用損失孔隙度、溶蝕作用增加孔隙度以及膠結(jié)作用損失孔隙度的系統(tǒng)研究，明確了須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的孔隙演化過程。儲(chǔ)層孔隙在早期損失較大，主要由壓實(shí)作用造成。雖然在早期存在鈣長(zhǎng)石的溶解，但這一期的次生孔隙由于后期膠結(jié)物的沉淀和壓實(shí)作用而損失殆盡，因此，在J2q沉積末期，儲(chǔ)層孔隙度下降到了19.50%左右。隨后，由于儲(chǔ)層砂巖中易溶礦物(如鉀長(zhǎng)石)的溶解，晚期次生孔隙開始形成。雖然壓實(shí)作用仍持續(xù)進(jìn)行，但儲(chǔ)層孔隙度在J3sn沉積末期仍保持在18.70%左右；與此同時(shí)，晚期碳酸鹽膠結(jié)物和硅質(zhì)膠結(jié)物的沉淀使孔隙度迅速下降，在J3p沉積中期孔隙度下降至12.00%以下，儲(chǔ)層進(jìn)入致密化階段?？傊陧毸亩蝺?chǔ)層埋藏過程中，壓實(shí)作用造成的孔隙損失超過28%，溶蝕作用增加了3.49%左右的孔隙度，而膠結(jié)作用則導(dǎo)致了6.28%的孔隙度損失，最終，現(xiàn)今儲(chǔ)層孔隙度在8.90%左右，與須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層現(xiàn)今孔隙度平均值(8.10%)較為接近(圖8)。

圖8 新場(chǎng)地區(qū)須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層孔隙演化模式圖Fig.8 Porosity evolution pattern diagram of the relatively high-quality reservoir in T3x4 of the Xinchang area

3 結(jié) 論

a.須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層一般出現(xiàn)在分選性中等-好的中粒砂巖中，塑性的沉積巖碎屑較少，膠結(jié)物總含量尤其是碳酸鹽膠結(jié)物含量相對(duì)較低，而硅質(zhì)膠結(jié)物和自生高嶺石含量則相對(duì)較高，儲(chǔ)層的孔隙類型以長(zhǎng)石溶蝕孔為主，原生粒間孔相對(duì)較少。

b.壓實(shí)作用是須四段儲(chǔ)層孔隙變差的第一重要因素，須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在壓實(shí)作用的影響下，原生孔隙度在T3x5沉積末期約為25.61%，至J3p沉積末期下降至12.82%；在最大埋深的K2沉積末期，原生孔隙度仍保持在11.72%左右。壓實(shí)作用造成的儲(chǔ)層原生孔隙損失率超過70%。

c.在須四段儲(chǔ)層埋藏過程中，壓實(shí)作用造成的儲(chǔ)層孔隙度損失超過28%，溶蝕作用增加了3.49%左右的孔隙度，而膠結(jié)作用則導(dǎo)致6.28%的孔隙度損失，最終，現(xiàn)今儲(chǔ)層孔隙度在8.90%左右，與須四段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層現(xiàn)今孔隙度平均值(8.10%)較為接近。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 楊曉萍,趙文智,鄒才能,等.低滲透儲(chǔ)層成因機(jī)理及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成與分布[J].石油學(xué)報(bào),2007,28(4):57-61.

Yang X P, Zhao W Z, Zhou C N,etal. Origin of low permeability reservoir and distribution of favorable reservoir [J]. Acta Petrolei Sinica, 2007, 28(4): 57-61. (In Chinese)

[2] 葉泰然,付順,呂其彪,等.多波地震聯(lián)合反演預(yù)測(cè)相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層——以川西深層致密碎屑砂巖為例[J].石油與天然氣地質(zhì),2009,30(3):357-362.

Ye T R, Fu S, Lyu Q B,etal. Application of multiwave joint inversion to the prediction of relatively high-quality reservoirs: An example from the prediction of deep tight clastic sandstone reservoirs in the western Sichuan Basin [J]. Oil & Gas Geology, 2009, 30(3): 357-362. (In Chinese)

[3] 趙艷,吳勝和,徐樟有,等.川西新場(chǎng)氣田上三疊統(tǒng)須家河組二段致密砂巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層控制因素[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,34(4):1-6.

Zhao Y, Wu S H, Xu Z Y,etal. Control factors of compacted high-quality sandstone reservoirs of Member 2 of Xujiahe Formation, Upper Triassic in Xinchang gas field of Western Sichuan depression [J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 2010, 34(4): 1-6. (In Chinese)

[4] 鄭榮才,朱如凱,翟文亮,等.川西類前陸盆地晚三疊世須家河組構(gòu)造演化及層序充填樣式[J].中國(guó)地質(zhì),2008,35(2):246-255.

Zheng R C, Zhu R K, Zhai W L,etal. Tectonic evolution and sequence filling patterns in the western Sichuan foreland-like basin in the Upper Triassic Xujiahe period [J]. China Geology, 2008, 35(2): 246-255. (In Chinese)

[5] 鄭榮才,戴朝成,朱如凱,等.四川類前陸盆地須家河組層序-巖相古地理特征[J].地質(zhì)論評(píng),2009, 55(4):484-495.

Zheng R C, Dai Z C, Zhu R K,etal. Sequence-based lithofacies and paleogeographic characteristics of Upper Triassic Xujiahe Formation in Sichuan Basin [J]. Geological Review, 2009, 55(4): 484-495. (In Chinese)

[6] 陳冬霞,龐雄奇,楊克明,等.川西拗陷中段上三疊統(tǒng)須二段致密砂巖孔隙度演化史[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2012,42(增刊1):42-51.

Chen D X, Pang X Q, Yang K M,etal. Porosity evolution of tight gas sand of the second member of Xujiahe Formation of Upper Triassic, Western Sichuan depression [J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2012, 42 (sup.1): 42-51. (In Chinese)

[7] 呂正祥,劉四兵.川西須家河組超致密砂巖成巖作用與相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)制[J].巖石學(xué)報(bào),2009,25(10):273-283.

Lyu Z X, Liu S B. Ultra-tight sandstone diagenesis and mechanism for the formation of relatively high-quality reservoir of Xujiahe Group in western Sichuan [J]. Acta Petrologica Sinica, 2009, 25(10): 2373-2383. (In Chinese)

[8] 孟萬斌,呂正祥,劉家鐸,等.川西拗陷孝泉-新場(chǎng)地區(qū)須家河組四段儲(chǔ)層控制因素及預(yù)測(cè)地質(zhì)模型[J].石油與天然氣地質(zhì),2013,34(4):483-490.

Meng W B, Lyu Z X, Liu J D,etal. Reservoir controlling factors and geological prediction models of the 4thmember of the Xujiahe Formation in Xiaoquan-Xinchang area, the western Sichuan Basin [J]. Oil & Gas Geology, 2013, 34(4): 483-490. (In Chinese)

[9] 劉四兵,沈忠民,劉昊年,等.川西拗陷中段上三疊統(tǒng)須家河組水巖相互作用機(jī)制[J].石油學(xué)報(bào),2013,34(1):47-58.

Liu S B, Shen Z M, Liu H N,etal. The mechanism and conceptual model of water-rock interaction of Upper Triassic Xujiahe Formation in the middle member of West Sichuan depression [J]. Acta Petrolei Sinica, 2013, 34(1): 47-58. (In Chinese)

[10] Weller J M. Compaction of sediments [J]. AAPG Bulletin, 1959, 43: 273-310.

[11] Athy L F. Density, porosity and compaction of sedimentary rocks [J]. AAPG Bulletin, 1930, 4: 1-24.

[12] Maxwell J C. Influence of depth, temperature, and geologic age on porosity of quartzose sandstone [J]. AAPG Bulletin, 1964, 48(5): 697-709.

[13] Scherer M. Parameters influencing porosity in sandstones: A model for sandstone porosity prediction [J]. AAPG Bulletin, 1987, 71(5): 485-491.

[14] 壽建峰,朱國(guó)華.砂巖儲(chǔ)層孔隙保存的定量預(yù)測(cè)研究[J].地質(zhì)科學(xué),1998,33(2):244-250.

Shou J F, Zhu G H. Study on quantitative prediction of porosity preservation in sandstone reservoirs [J]. Scientia Geologica Sinica, 1998, 33(2): 244-250. (In Chinese)

[15] Beard D C, Weyl P K. Influence of texture on porosity and permeability of unconsolidated sand [J]. AAPG Bulletin, 1973, 57: 349-369.

[16] Pittman E D, Larese R E. Compaction of lithic sands: experimental results and applications [J]. AAPG Bulletin, 1991, 75(8): 1279-1299.

[17] Surdam R C, Crossey L J. Integrated diagenetic modeling: A process-oriented approach for clastic systems [J]. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 1987, 15: 141-170.

[18] Surdam R C, Crossey L J, Hagen E S,etal. Organic-inorganic and sandstone diagenesis [J]. AAPG Bulletin, 1989, 73: 1-23.