元壩地區(qū)須二段下亞段沉積儲(chǔ)層特征

周霞（中石化勘探分公司研究院， 四川 成都 610041）

元壩地區(qū)須二段下亞段沉積儲(chǔ)層特征

周霞（中石化勘探分公司研究院， 四川 成都 610041）

通過巖心、測(cè)井、錄井、分析化驗(yàn)資料和地震資料分析對(duì)元壩地區(qū)須二段下亞段的沉積環(huán)境和儲(chǔ)層特征進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，研究區(qū)須二段下亞段為辮狀河三角洲-湖泊沉積體系，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣和濱淺湖亞相，三角洲前緣在西北部廣泛發(fā)育，向西南部逐漸演變?yōu)闉I淺湖。須二段下亞段儲(chǔ)層屬于低孔、低滲致密型，孔滲相關(guān)性較好，主要為孔隙型儲(chǔ)層。粒間、粒內(nèi)溶孔在水下分流河道和濱淺湖沙壩中十分發(fā)育，且微裂縫的發(fā)育有效提高了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能，所以河道微相、濱淺湖沙壩與裂縫發(fā)育帶的疊合區(qū)域即為相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。強(qiáng)烈的壓實(shí)作用和膠結(jié)作用使儲(chǔ)層物性變差，后期溶蝕作用形成大量次生溶孔?？傮w來看，研究區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層發(fā)育主要受沉積和成巖作用共同控制。

元壩地區(qū)；須二段下亞段；沉積相；儲(chǔ)層特征

0　引言

在川東北元壩地區(qū)中淺層勘探過程中，須二段下亞段多口井獲得工業(yè)氣流，表現(xiàn)出良好的勘探潛力。須二段下亞段砂體厚度較大，孔隙度相對(duì)較好，后期開發(fā)易穩(wěn)產(chǎn)，被認(rèn)為良好的勘探開發(fā)目標(biāo)區(qū)，但對(duì)沉積儲(chǔ)層研究不夠深入。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外露頭、鉆井、錄井等資料分析了元壩地區(qū)須二段下亞段的沉積環(huán)境，結(jié)合地震剖面對(duì)河道異常體進(jìn)行追蹤，明確沉積相平面展布特征。再利用分析測(cè)試資料及薄片鏡下鑒定，分析儲(chǔ)層特征及儲(chǔ)層主控因素，為進(jìn)一步勘探開發(fā)提供依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

元壩地區(qū)構(gòu)造上位于四川盆地東北部，南為川中低緩構(gòu)造帶北部斜坡，東為通南巴構(gòu)造帶西南端，北為九龍山背斜南端［1-3］。元壩地區(qū)須二段發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊沉積體系，在須二段中部發(fā)育一套湖相的“腰帶子泥頁巖”，將須二段分為上下兩個(gè)亞段。其中下亞段厚度為37.5～266.5m，地層由西往東、由北往南逐漸減薄。巖性組合以厚層中、細(xì)粒巖屑砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖為主，夾薄層泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。

2　沉積相類型及特征

在前人的研究基礎(chǔ)上［4］，充分利用70多井鉆井、測(cè)井、取心、薄片、測(cè)試分析及地震資料，對(duì)研究區(qū)須二段下亞段沉積環(huán)境進(jìn)行深入分析，結(jié)果表明：研究區(qū)須二段下亞段發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊沉積體系，進(jìn)一步細(xì)分為三角洲前緣、濱淺湖兩個(gè)亞相，其特征分別如下。

2.1三角洲前緣亞相

三角洲前緣亞相進(jìn)一步劃分為水下分流河道、河口壩、席狀砂和分流間灣微相。水下分流河道巖石類型以中-細(xì)粒巖屑砂巖為主，分選好，縱向上可見多個(gè)正旋回砂體疊置發(fā)育，底部常發(fā)育沖刷面，沖刷面之上多見泥礫（1-a），層內(nèi)發(fā)育大量交錯(cuò)層理（圖1-b）。測(cè)井曲線中自然伽馬表現(xiàn)為偏低值，電阻率表現(xiàn)為偏高阻，曲線形態(tài)為中－低幅微齒狀箱形、鐘形或疊合形態(tài)。

河口壩微相：一般位于三角洲前緣向湖的前端，本區(qū)河口壩不發(fā)育，僅出現(xiàn)在須二段下亞段頂部水體較深時(shí)期，巖性主要為細(xì)砂巖，次為粉砂巖，發(fā)育小型交錯(cuò)層理、水平層理，具有典型的下細(xì)上粗的反韻律特征，測(cè)井曲線表現(xiàn)為漏斗形。

席狀砂微相：發(fā)育于三角洲前緣最前端，以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主。測(cè)井曲線具具有指狀特征。

分流河道間微相：夾于水下分流河道砂體之間，以泥質(zhì)巖為主，測(cè)井曲線常呈尖峰狀或指狀。

圖1　元壩地區(qū)須二段下亞段巖心沉積構(gòu)造特征

2.2濱淺湖亞相

研究區(qū)濱淺湖亞相主要發(fā)育濱淺湖砂壩微相，主要出現(xiàn)于須二段下亞段頂部，巖性為細(xì)－中粒巖屑石英砂巖，砂巖成熟度較高，具有波狀層理、平行層理、低角度交錯(cuò)層理、浪成砂紋層理等。韻律性變化受水動(dòng)力條件的控制，粒度變化復(fù)雜。測(cè)井曲線主要表現(xiàn)為箱狀。

2.3沉積相展布

須二段早期，由于龍門山開始隆升，沉積物來源于西北部龍門山造山帶，研究區(qū)主要發(fā)育三角洲前緣和濱淺湖亞相，從西北向東南三角洲前緣亞相逐漸演變?yōu)闉I淺湖亞相。由于水下分流河道的不斷進(jìn)積疊置及側(cè)向遷移，在元壩西部發(fā)育了大規(guī)模的三角洲前緣水下分流河道-河口壩-席狀砂砂巖朵體（圖2）。

圖2　元壩地區(qū)須二段下亞段沉積相平面圖

3　儲(chǔ)層特征

3.1巖石學(xué)特征

元壩地區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層巖石類型主要為巖屑砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑石英砂巖，粒度以粗—中粒、中粒為主。碎屑成分以石英為主，平均含量為56.85%；巖屑次之，以變質(zhì)巖和沉積巖屑為主，平均含量為25.55%，，長(zhǎng)石含量較少，平均為6%。砂巖的成分成熟度偏低，但結(jié)構(gòu)成熟度高，磨圓度中等，呈次棱角狀，粒間孔較發(fā)育，呈線接觸。顆粒之間主要為鈣質(zhì)膠結(jié)，次為硅質(zhì)膠結(jié)（石英次生加大），少量綠泥石環(huán)邊發(fā)育對(duì)巖石原生粒間孔起到了保護(hù)作用。

3.2儲(chǔ)集空間類型

依據(jù)鑄體薄片資料，元壩地區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)集空間以粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及微裂縫為主，少量殘余原生粒間孔及雜基微孔（圖3）。

圖3　元壩地區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)集空間類型

3.3儲(chǔ)層物性特征

依據(jù)儲(chǔ)層段巖心樣品物性分析，研究區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層具有“低孔低滲”特征。儲(chǔ)層平均孔隙度7.72%，儲(chǔ)層滲透率平均為0.080×10-3μm2，孔隙度與滲透率具較好的正相關(guān)性（圖4），隨著孔隙度增大滲透率也增大，揭示儲(chǔ)層類型主要為孔隙型，部分樣點(diǎn)表現(xiàn)為裂縫型儲(chǔ)層的特征。

圖4　元壩地區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層物性特征

3.4儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

在前人研究的基礎(chǔ)上［5］，結(jié)合分析化驗(yàn)資料，分析表明元壩地區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層發(fā)育主要受沉積作用和成巖作用共同控制。

（1）沉積作用對(duì)儲(chǔ)層的控制 研究區(qū)須二段下亞段為辮狀河三角洲前緣和濱淺湖沉積體系，發(fā)育三角洲前緣水下分流河道、河口壩、席狀砂和濱淺湖砂壩等微相。不同沉積環(huán)境中砂體展布及其儲(chǔ)集性能差異較大，主要體現(xiàn)在沉積微相和沉積物組分對(duì)儲(chǔ)層物性的影響。研究區(qū)辮狀河三角洲前緣水下分流河道和濱淺湖砂壩微相儲(chǔ)層最為發(fā)育，泥質(zhì)含量較少，物性較好，河口壩、席狀砂和分流間灣微相由于粒度較細(xì)，儲(chǔ)層相對(duì)不發(fā)育（圖5）。

沉積物組分是控制儲(chǔ)層發(fā)育的另一個(gè)因素。須二段下亞段儲(chǔ)層碎屑顆粒長(zhǎng)石在酸性條件溶蝕形成粒內(nèi)、粒間溶孔及鑄?？椎?，為后期次生孔隙的發(fā)育提供了物質(zhì)保障；同時(shí)填隙物中綠泥石和高嶺石的發(fā)育沿顆碎屑邊部形成粘土襯邊，包裹顆粒增強(qiáng)了顆粒的抗壓實(shí)能力，使部分原生孔隙得以保存。

圖5　須二段下亞段各沉積微相儲(chǔ)層厚度分布圖

（2）成巖作用對(duì)儲(chǔ)層控制 壓實(shí)作用：須二段下亞段埋藏較深，多在4000m以上，砂巖呈顆粒支撐，顆粒間以線接觸為主，線-凹凸接觸局部較為常見。壓實(shí)作用較強(qiáng)，可見到塑性顆粒發(fā)生變形和云母片被壓彎的現(xiàn)象，降低了儲(chǔ)層物性。

膠結(jié)作用：研究區(qū)主要表現(xiàn)為硅質(zhì)膠結(jié)和碳酸鹽膠結(jié)，硅質(zhì)膠結(jié)主要以石英次生加大形式為主，次為粘土礦物膠結(jié)，其他自生礦物膠結(jié)含量較少連通性變差，儲(chǔ)集空間大大減小，儲(chǔ)層孔隙度和滲透率降低。

溶蝕作用：須二段下亞段為煤系地層，埋藏后易產(chǎn)生腐殖酸，成巖早期砂體頂?shù)撞磕鄮r在成巖壓實(shí)進(jìn)程中排出的弱酸性水對(duì)長(zhǎng)石、巖屑等不穩(wěn)定組分溶解，從而形成溶蝕次生孔，結(jié)合微裂縫，形成的溶蝕縫洞有效地改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能，早期少量長(zhǎng)石、不穩(wěn)定巖屑邊緣被溶蝕，隨著成巖作用的加強(qiáng)，長(zhǎng)石被溶解成麻點(diǎn)狀，或產(chǎn)生蜂窩狀粒內(nèi)溶孔，甚至被溶蝕成殘余狀，形成大量次生孔隙。

4　結(jié)語

（1）元壩地區(qū)須二段下亞段由中下部的巖屑砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖和頂部的巖屑石英砂巖組成，發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊沉積體系，其中元壩西部廣泛發(fā)育水下分流河道-河口壩和席狀砂微相，向東逐漸演變?yōu)闉I淺湖沉積。

（2）研究區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層為典型的低孔、低滲致密型儲(chǔ)層，孔滲具有較好的相關(guān)性，為孔隙型儲(chǔ)層；儲(chǔ)集空間以粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及微裂縫為主。儲(chǔ)層主要位于水下分流河道微相和濱淺湖沙壩微相。壓實(shí)作用和膠結(jié)作用使儲(chǔ)層物性變差，后期溶蝕作用及裂縫有效改善儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能。

［1］高紅燦，鄭榮才，柯光明，等.川東北地區(qū)前陸盆地須家河組層序-巖相古地理特征［J］.沉積與特提斯地質(zhì)，2005，25（3）：38-45.

［2］夏杰，鐘怡江，林良彪，等.川東北元壩地區(qū)上三疊統(tǒng)須家河組二段砂體充填特征及展布規(guī)律［J］.天然氣技術(shù)與工程，2014，14（4）：161-166.

［3］錢治家，鐘克修.川東北地區(qū)須家河組沉積相與儲(chǔ)層特征［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（6）：9-12.

［4］高紅燦，鄭榮才，柯光明，等.川東北地區(qū)前陸盆地須家河組層序-巖相古地理特征［J］.沉積與特提斯地質(zhì)，2005，25（3）：38-45.

［5］賈爽，李宏濤，肖開華.元壩地區(qū)須二段下亞段儲(chǔ)層特征及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主控因素［J］.東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，14（4）：14-22.