川西坳陷雷四3亞段儲層控制因素及孔隙演化特征

李 蓉， 許國明， 宋曉波， 隆 軻， 王 東

( 1. 中國石化西南油氣分公司 博士后科研工作站，四川 成都 610041； 2. 中國石化西南油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041 )

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川西坳陷雷四3亞段儲層控制因素及孔隙演化特征

李 蓉1,2， 許國明2， 宋曉波2， 隆 軻2， 王 東2

( 1. 中國石化西南油氣分公司 博士后科研工作站，四川 成都 610041； 2. 中國石化西南油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，四川 成都 610041 )

根據(jù)巖心、薄片觀察、掃描電鏡、物性和地化分析等資料，研究四川盆地西部坳陷雷口坡組雷四3亞段白云巖儲層控制因素及孔隙演化特征。結(jié)果表明：雷四3亞段白云巖分為晶粒白云巖、顆粒白云巖和藻紋層白云巖三種類型，儲集空間分為晶間孔和晶間溶孔、藻間溶孔、窗格孔和溶洞四種類型；白云巖結(jié)構(gòu)對儲層物性影響不大；沉積環(huán)境決定儲層呈薄層疊置形態(tài)；淺埋藏期白云巖化作用形成大量晶間孔，為儲層發(fā)育奠定基礎(chǔ)；準同生期和表生期溶蝕形成的孔隙后期易被膠結(jié)作用、去白云巖化作用和壓實壓溶作用破壞；埋藏期溶蝕作用能有效改善前期被破壞的孔隙，提高儲層物性，是儲層形成的關(guān)鍵。該研究成果為川西坳陷雷口坡組白云巖儲層油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

儲層特征； 成巖作用； 控制因素； 雷四3亞段； 川西坳陷

0 引言

以白云巖儲層為代表的碳酸鹽巖儲層是中國海相油氣勘探的重要對象。隨著白云巖儲層成因機理[1-4]研究的深入，人們逐漸認識到不同成因的白云巖儲層特征[5-9]及儲集性能等存在差異。沉積對儲層的控制[10]、成巖環(huán)境對孔隙演化的影響[11]等成為研究的熱點。

川西坳陷雷四3亞段白云巖沉積厚度大、分布范圍廣，是一個具備天然氣勘探潛力的重要區(qū)域[12-14]，多口鉆井已在雷四3亞段鉆遇優(yōu)質(zhì)白云巖儲層，并獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流。人們研究雷口坡組白云巖儲層，認為古地貌控制雷四3亞段儲層的分布[15]；儲層巖性以微—粉晶白云巖、灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、藻白云巖為主[16]；儲層的發(fā)育與雷口坡組在“暴露” “深埋”兩個階段發(fā)生的成巖作用有關(guān)[17]；表生期巖溶對儲層有明顯的改造作用，形成粒間溶孔、非組構(gòu)溶孔和溶縫等儲集空間[18]。針對雷四3亞段白云巖儲層發(fā)育控制因素、特別是在孔隙演化方面研究少、缺乏統(tǒng)一認識。在對研究區(qū)8口重點鉆井巖心、薄片觀察基礎(chǔ)上，結(jié)合掃描電鏡、物性、地化分析等資料，筆者運用儲層地質(zhì)學(xué)理論，研究川西坳陷雷四3亞段白云巖儲層發(fā)育的控制因素及孔隙演化特征，為川西坳陷雷口坡組白云巖儲層油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

中三疊世雷口坡期，四川盆地屬于內(nèi)陸克拉通盆地。中三疊世末印支運動早幕，盆地出現(xiàn)大隆大坳格局，川東南抬升形成瀘州—開江古隆起，古隆起發(fā)展使盆地中—下三疊統(tǒng)廣受剝蝕，核部剝蝕至嘉陵江三段；川西地區(qū)形成川西坳陷(見圖1)，除雷四段頂部(簡稱雷頂)被剝蝕外，總體保存較全。川西雷口坡組與上覆馬鞍塘組地層為平行不整合接觸；與下伏嘉陵江組地層亦為不整合接觸，兩組之間的分界線為“綠豆巖”層。

川西地區(qū)雷口坡期為淺海局限臺地沉積環(huán)境，沉積一套淺海相碳酸鹽巖，巖性以白云巖、灰?guī)r為主。由于水體較淺、地勢平坦、相對海平面輕微升降，造成臺地大面積出沒于海平面，故研究區(qū)發(fā)育廣泛的潮坪相沉積。由于存在西側(cè)康滇古陸和龍門山—九頂山古島鏈，臺內(nèi)海水循環(huán)受限，蒸發(fā)作用普遍，海水咸化，碳酸鹽泥及顆粒在鹽度較高、富含Mg2+的水體作用下，易發(fā)生白云巖化作用。因此，潮坪相白云巖是研究區(qū)雷口坡期巖相特征之一。

圖1 川西坳陷構(gòu)造與研究區(qū)位置Fig.1 Structure and study aera location in western Sichuan depression

2 儲層特征

2.1 儲層展布及巖性組合

2.1.1 儲層展布

根據(jù)測井、錄井及薄片資料，川西雷四3亞段發(fā)育上、下兩套儲層(見圖2)，儲層一般在距雷頂0～5 m出現(xiàn)，最深在距雷頂141 m內(nèi)可見。縱向上，上儲層段厚度相對較薄，累積厚度為20.53～62.80 m，儲層厚度多在1～2 m之間，非儲層段呈薄層夾層分布，巖性以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖為主，以發(fā)育Ⅲ類儲層為主，夾薄層Ⅱ類儲層。下儲層段厚度相對較大，累積厚度為26.40～83.62 m，儲層厚度多在1～5 m之間，巖性以白云巖為主，以發(fā)育Ⅱ類儲層為主，夾薄層Ⅰ類和Ⅲ類儲層，鏡下薄片觀察可見溶孔藻白云巖—藻紋層白云巖、灰質(zhì)白云巖—藻紋層白云巖—溶塌角礫白云巖等向上變淺的潮坪旋回，旋回中上部易遭受大氣水溶蝕，形成溶蝕孔洞，鉆井油氣顯示活躍。橫向上，自西向東儲層累積厚度逐漸減薄，至HL1井一帶為12.00 m，且鉆井油氣顯示相對較弱。

圖2 研究區(qū)縱向巖性結(jié)構(gòu)特征(YaS1井)

2.1.2 巖性特征

川西雷四3亞段儲層主要分布在白云巖地層中，根據(jù)原始結(jié)構(gòu)保存程度，將巖石類型劃分為原始結(jié)構(gòu)無法識別的晶粒白云巖和原始結(jié)構(gòu)保存較好的顆粒白云巖。晶粒白云巖以微—粉晶白云巖最為發(fā)育，主要分布在距雷頂30～50 m以下地層中，白云巖晶體普遍為自形—半自形晶體(見圖3(a))，晶體之間多為點—線接觸，部分白云巖中發(fā)育霧心亮邊結(jié)構(gòu)(見圖3(b))，可見去白云巖化現(xiàn)象。巖心觀察發(fā)現(xiàn)，針孔結(jié)構(gòu)十分發(fā)育(見圖3(c))；鏡下主要為微—粉晶白云巖中的晶間溶孔，溶孔不規(guī)則，雖然部分被亮晶方解石膠結(jié)，但充填度不高，大量晶間溶孔被保留下來，面孔率大，是研究區(qū)優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的基礎(chǔ)。

圖3 川西坳陷雷四3亞段巖性特征Fig.3 The lithology characteristics of the third period of the forth Leikoupo formation

顆粒白云巖中，白云石體積分數(shù)大于92%，顆粒體積分數(shù)為50%～80%，顆粒中常見藻跡、藻砂屑、藻凝塊和藻球粒等(見圖3(d))，其中藻跡白云巖儲集性能比其他顆粒白云巖的好，主要發(fā)育于雷四3亞段中下部，以夾層形式分布在晶粒白云巖中，在XS1井最發(fā)育，厚度可達18.10 m，在DS1井最薄，厚度為3.00 m。

藻紋層白云巖為藍藻藻絲體粘結(jié)泥—微晶白云巖、亮晶白云巖，偶見瓣腮，有孔蟲、棘皮、介形蟲和腹足等生屑，在后期溶蝕作用下易形成不規(guī)則溶孔、藻間溶孔和窗格孔，部分被灰質(zhì)充填(見圖3(e-f))，物性較好，可形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲層。

研究區(qū)雷四3亞段時期發(fā)育局限臺地潮坪沉積環(huán)境，水體非常淺，隨著海平面頻繁升降，形成多個向上變淺的潮坪旋回，在鉆井巖性柱狀圖(見圖2)上，可見縱向上發(fā)育多個灰?guī)r—白云質(zhì)灰?guī)r—灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r—角礫灰質(zhì)白云巖、藻白云巖—藻紋層白云巖、晶粒白云巖—顆粒白云巖—藻紋層白云巖等反映水體逐漸變淺的巖性組合；在潮坪旋回中上部易發(fā)生溶蝕作用，形成薄層狀溶蝕型儲層。

2.2 儲集空間類型

薄片及掃描電鏡分析表明，雷四3亞段儲層儲集空間以孔隙為主，主要發(fā)育晶間孔和晶間溶孔、藻間溶孔、窗格孔和溶洞4類儲集空間，裂縫和溶縫所占比例較小。

2.2.1 晶間孔和晶間溶孔

晶間孔主要發(fā)育在白云巖化程度中等—強的巖石中。研究區(qū)該類孔隙在鏡下出現(xiàn)頻率為38%～56%，孔徑為0.03～1.00 mm，孔隙多呈三角或多角形，邊緣多呈凹凸或鋸齒狀(見圖4(a))，巖心上多表現(xiàn)為針狀孔。晶間溶孔是在晶間孔基礎(chǔ)上進一步溶蝕擴大而形成的，屬于非組構(gòu)選擇性孔隙，其大小和形態(tài)不受原巖控制，多為不規(guī)則孔隙，分布不規(guī)則。晶間孔與晶間溶孔通常伴生出現(xiàn)，純粹由晶間孔組成的儲層很少。

圖4 研究區(qū)雷四3亞段孔隙類型Fig.4 The pore types of the third period of the forth Leikoupo formation in study area

2.2.2 藻間溶孔

藻間溶孔多是在藻間白云巖晶間孔及藻間窗格孔等早期孔隙基礎(chǔ)上發(fā)育的，孔隙發(fā)育有較高的繼承性?？紫斗植级嗍茉寮霸孱w粒分布的控制，常呈層狀或具定向分布(見圖4(b-c))。研究區(qū)該類孔隙孔徑為0.01～0.65 mm，面孔率主要為1%～5%，局部層段可見面孔率大于10%的儲層(如YaS1井5 781.75～5 782.43 m)。

2.2.3 窗格孔

窗格孔又稱為網(wǎng)格構(gòu)造，孔隙多為橢圓形或圓形，也有部分為不規(guī)則形態(tài)，具有呈層狀非連續(xù)分布特征。該類孔隙主要發(fā)育在與藻有密切關(guān)系的顆粒白云巖中，發(fā)育主控因素包括顆粒橋接、生物擾動、沉積物收縮和有機質(zhì)腐爛等，后期常受溶蝕作用改造。研究區(qū)該類孔隙孔徑為0.02～0.40 mm，孔隙呈層狀定向排列(見圖4(d-e))，面孔率主要為1%～9%。通常窗格孔發(fā)育層段伴隨十分發(fā)育的藻紋層。

2.2.4 溶洞

溶洞主要為處于較高位置的沉積物在準同生期海平面下降時露出水面，暴露在大氣淋濾環(huán)境中而形成的。PZ1井、YaS1井、YS1井和XS1井取心段發(fā)育呈蜂窩狀的溶蝕孔洞(見圖4(f))，其中XS1井第三、四回次巖心中溶洞發(fā)育最好，發(fā)育溶洞67個，形狀為近圓形，部分被方解石、石英或白云石充填。

2.3 儲層物性及孔喉結(jié)構(gòu)

2.3.1 儲層物性

根據(jù)川西雷四3亞段6口鉆井巖心245個物性資料統(tǒng)計結(jié)果，白云巖儲層孔隙度為2.00%～20.21%，平均為3.41%，主要分布區(qū)間為2.00%～5.00%和5.00%～10.00%；滲透率為(0.001～710.000)×10-3μm2，平均為2.690×10-3μm2，主要分布區(qū)間為(0～0.100)×10-3μm2和(1.000～10.000)×10-3μm2，具中—大孔、中—低滲儲層特征；樣品具有較好的孔滲相關(guān)關(guān)系(見圖5)，反映儲層品質(zhì)主要取決于基質(zhì)白云巖的孔滲性，為典型的孔隙性儲層。孔隙度小于5.00%的樣品孔滲相關(guān)關(guān)系不明顯，說明裂縫或溶縫對儲層儲集性的改造非常明顯，即該部分基質(zhì)白云巖如果沒有經(jīng)過后期溶蝕作用改造，難以形成儲集體(見圖5)。

圖5 研究區(qū)雷四3亞段孔隙度與滲透率關(guān)系

Fig.5 Pore and permeability correlation diagram of the third period of the forth Leikoupo formation in study area

統(tǒng)計不同結(jié)構(gòu)類型的白云巖物性資料，各類型白云巖物性差別不大(見表1)，說明白云巖結(jié)構(gòu)對物性影響不大，各類型的白云巖都有形成儲層的潛力。

表1 研究區(qū)雷四3亞段不同類型白云巖孔隙度和滲透率特征

2.3.2 孔喉結(jié)構(gòu)

對比研究區(qū)雷四3亞段孔隙結(jié)構(gòu)特征，將儲層分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(見圖6，其中pc為壓力，SHg為飽和度)。其中Ⅰ類儲層孔隙結(jié)構(gòu)具有分選好、歪度粗的特征，曲線具有明顯的平臺，屬于大孔細喉為主的儲層，夾有大孔中—粗喉儲層(見圖6(a))；Ⅱ類儲層孔隙結(jié)構(gòu)具有分選中等—好、歪度中等特征，少數(shù)曲線平臺較明顯，以中孔細喉、中孔微喉儲層為主(見圖6(b))；Ⅲ類儲層孔隙結(jié)構(gòu)分選差—中等、歪度細特征，以中孔細喉型儲層為主(見圖6(c))。三類儲層中值壓力為0.034～186.470 MPa，平均為28.103 MPa；最大進汞飽和度為1.975%～99.300%，平均為68.178%；退汞效率為0.029%～83.073%，平均為31.187%，反映儲層排驅(qū)壓力大，退汞效率低，孔隙較大，喉道半徑小，孔喉連通性較好，水驅(qū)油效率低的特點；孔喉分選性較好，屬于中—低滲儲層。

3 儲層控制因素

3.1 沉積相對儲層的控制

沉積相決定儲層最初構(gòu)成形態(tài)，且在后期成巖過程中對有效儲層發(fā)育起主導(dǎo)作用，不同沉積相或同一沉積相不同微相類型的儲集性能有明顯差異[19]。川西坳陷雷四3亞段屬于局限臺地潮坪沉積，儲層主要發(fā)育于潮上—潮間帶，即海平面來回擺動的藻云坪及云坪環(huán)境。海平面活動儲層發(fā)育控制作用明顯[20-21]，儲層發(fā)育薄層疊置的、由白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、晶粒白云巖、(含)顆粒白云巖、顆粒白云巖、藻紋層白云巖和泥質(zhì)白云巖組成的向上變淺的潮坪旋回。統(tǒng)計巖石物性數(shù)據(jù)，儲層通常發(fā)育在潮坪旋回中上部，即晶粒白云巖、顆粒白云巖和藻紋層白云巖微相中(見圖7)。潮坪沉積環(huán)境決定雷四3亞段儲層以薄層疊置為特征。

圖6 研究區(qū)坳陷雷四3亞段孔喉結(jié)構(gòu)特征Fig.6 The pore structure characteristics of the third period of the forth Leikoupo formation in study area

圖7 研究區(qū)雷四3亞段儲層與微相關(guān)系Fig.7 Reservoir and micro-facies relation of the third period of the forth Leikoupo formation in study area

3.2 成巖作用對儲層的控制

由于碳酸鹽巖孔隙演化具有復(fù)雜性和多變性，很多儲集空間的形成往往是多類型、多期次成巖作用疊加的結(jié)果，因而研究成巖過程尤為重要[22]。分析薄片鑒定、陰極發(fā)光及地化分析資料，認為雷四3亞段儲層主要發(fā)育兩期白云巖化作用、三期溶蝕作用，以及膠結(jié)、去白云巖化、壓實、壓溶、破裂等成巖作用，其中溶蝕和破裂作用使受到膠結(jié)、去白云巖化、壓實作用破壞的儲層物性得到改善。

3.2.1 白云巖化作用

川西坳陷雷四3亞段巖石類型主要為白云巖，白云巖厚度大、分布廣，呈層狀產(chǎn)出。不同成因白云巖的孔隙演化存在差異[23-25]，分析白云巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及地球化學(xué)特征，雷四3亞段主要經(jīng)歷準同生期和淺埋藏期兩期白云巖化作用。

(1)準同生期白云巖化作用。該作用形成的白云巖以泥—微晶為主，晶體以非平直晶面它形晶為主，晶面混濁，晶體緊密相嵌接觸，細小的晶體為準同生期白云巖特征之一。該期白云巖的碳酸鹽巖原始結(jié)構(gòu)保存較好，常與膏巖伴生，可見鳥眼、干裂(見圖8(a))等沉積構(gòu)造，表明其形成環(huán)境與蒸發(fā)潮坪有關(guān)；陰極射線下發(fā)光較暗；鍶同位素檢測結(jié)果為0.708 25，具有無鐵無錳或低鐵低錳特征，與同時期海水鍶同位素接近。該期白云巖化形成白云巖晶間孔不發(fā)育，原因與它發(fā)生較早、后期遭受壓實等破壞性成巖作用有關(guān)。

圖8 研究區(qū)雷四3亞段儲層微觀特征Fig.8 Reservoir Micro-characteristic of the third period of the forth Leikoupo formation in study area

(2)淺埋藏期白云巖化作用。該期白云巖以微—粉晶為主，偶見粉—細晶白云巖，鏡下觀察可見白云巖晶體以平直晶面自形晶的菱面體為主，表面粗糙，可見亮邊霧心結(jié)構(gòu)。白云巖晶間孔較發(fā)育(見圖8(b))，部分孔隙被灰質(zhì)充填。平直晶面自形—半自形晶體結(jié)構(gòu)的白云巖多形成于溫度較低條件，曲面它形晶體結(jié)構(gòu)的白云巖的形成與高溫環(huán)境或飽和度過高的白云巖化流體有關(guān)[26]。淺埋藏期白云巖化形成的白云巖δ13C為2.418‰～2.919‰(PDB)，δ18O為-7.837‰～-5.515‰(PDB)，表明白云巖化流體以殘余的蒸發(fā)海水為主；鍶同位素分布在0.708 33～0.708 44之間，略高于當時海水的；有序度為0.645～0.804，平均為0.706；在陰極射線下，晶體中心(霧心部分)發(fā)光相對較暗，晶體邊部(亮邊部分)發(fā)桔紅色光；探針微量元素分析表明，霧心部分Fe2+摩爾分數(shù)略高于核部的，Mn2+摩爾分數(shù)顯著低于核部的。

3.2.2 壓實、壓溶作用

研究區(qū)碳酸鹽巖成巖過程一直發(fā)生壓實作用，是使儲層儲集性能變差的主要成巖作用之一。壓實作用具有作用強度大、持續(xù)時間長、早強晚弱的特點，發(fā)生壓實作用后，基質(zhì)、顆粒堆積緊密，顆粒常以點、線及凹凸狀接觸，呈定向排列(見圖8(c))。壓溶作用在研究區(qū)廣泛發(fā)育，常見不同規(guī)模的縫合線，縫合線一般出現(xiàn)在500～600 m深度之間[27-28]。雷四3亞段地層中縫合線常見于晶粒白云巖，說明壓溶作用發(fā)生于淺埋藏期白云巖化作用后的成巖晚期，通常被有機質(zhì)充填(見圖8(d))。

3.2.3 膠結(jié)作用

膠結(jié)(充填)作用是碳酸鹽巖的主要成巖作用之一，是破壞碳酸鹽巖孔隙的主要原因。根據(jù)膠結(jié)物成分、晶形、結(jié)構(gòu)及地球化學(xué)特征，可將研究區(qū)雷四3亞段巖石膠結(jié)(充填)作用分為4期：第一期為海底膠結(jié)作用，鏡下呈纖狀、針狀、刃狀或葉片狀的文石或鎂方解石垂直于顆粒等厚環(huán)邊櫛殼狀生長，厚度為0.005～0.050 mm，常見于上儲層段(見圖8(e))；第二期為淺埋膠結(jié)作用，膠結(jié)物充填準同生期形成的窗格—鳥眼孔和藻(粒)間溶孔，使孔隙度降低5.00%～10.00%(見圖8(f))；第三期為淡水膠結(jié)和充填作用，常發(fā)生于研究區(qū)不整合面的雷四3亞段儲層，以滲流砂充填、垮塌堆積、晶粒膠結(jié)等形式破壞儲層孔隙；第四期為再埋藏膠結(jié)作用，以嵌晶或連晶膠結(jié)及高溫礦物膠結(jié)為特點，白云石充填于溶蝕孔、洞、縫，使孔隙度降低1.00%～2.00%。

3.2.4 去白云巖化作用

研究區(qū)雷四3亞段去白云巖化作用普遍且強烈。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)去白云巖化作用從白云巖核心開始(見圖8(g))，而白云巖風(fēng)化溶蝕后去白云巖化通常從白云巖邊緣開始；去白云巖化后方解石中殘留白云巖微?；蚓Ш?，并產(chǎn)生微(溶)縫(見圖8(h))。隨著去白云巖化作用的增強，白云巖逐漸變?yōu)?含)灰質(zhì)白云巖、(含)白云質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r，對儲層儲集性能起破壞作用。

3.2.5 破裂作用

研究區(qū)碳酸鹽巖儲層裂縫較發(fā)育，一部分裂縫為應(yīng)力裂縫，另一部分裂縫在應(yīng)力裂縫基礎(chǔ)上溶蝕而形成，與雷頂不整合面形成時的應(yīng)力作用和溶蝕作用有關(guān)。根據(jù)裂縫、溶縫與充填物相互切割關(guān)系，可將研究區(qū)裂縫分為三期：第一期裂縫發(fā)育于雷四段沉積后的淺埋藏階段，裂縫被微粉晶白云石充填(見圖8(i))，對早期孔隙的破壞比較明顯。第二期裂縫多垂直于縫合線發(fā)育，裂縫切割顆粒、基質(zhì)、白云石，裂縫一方面為表生溶蝕提供有效的流體通道；另一方面也加強表生去白云巖化作用的強度，對儲層儲集性能有一定破壞。第三期裂縫形成于再埋藏期，裂縫被保存至今而成為有效儲集空間，為埋藏溶蝕流體提供通道，易形成孔縫連通性較好的儲層。

3.2.6 溶蝕作用

根據(jù)孔隙類型和溶孔形成時被溶礦物特征，鏡下識別三種溶蝕作用形成的孔隙類型：第一種孔隙是以組構(gòu)選擇性溶蝕孔，如膏?？?、鳥眼—窗格孔及粒內(nèi)溶孔、鑄?？装l(fā)育為特征的準同生期溶蝕孔；第二種溶蝕形成的孔隙充填滲流砂及泥質(zhì)，為表生期溶蝕作用特征；第三種孔隙由埋藏期溶蝕作用形成，孔隙多與裂縫伴生，溶蝕礦物多見埋藏期形成礦物，且溶孔分布無選擇性。

(1)準同生期溶蝕作用。巖心和薄片觀察表明，樣品中含有大量準同生期暴露標志，如鳥眼構(gòu)造、溶塌角礫、滲流豆粒和皮殼構(gòu)造(見圖8(j-k))等，平行于層面發(fā)育大量溶蝕面、體腔溶孔、鑄?？?、窗格孔和膏溶孔等。儲層具有縱向疊置特征，受潮坪環(huán)境海平面頻繁變化的影響，在巖性轉(zhuǎn)換面及潮坪旋回頂部常見準同生期溶蝕作用痕跡，對儲層品質(zhì)具有控制作用。

(2)表生期溶蝕作用。在古表生期雷頂不整合面形成時，大氣淡水在前期白云化形成的白云巖殘余晶間孔中滲流，將晶間孔進一步溶蝕擴大，形成晶間溶孔和不規(guī)則溶孔(見圖8(l))，隨著大氣淡水沿白云巖解理縫溶蝕，進而將白云巖溶碎，形成晶間微溶孔和微溶縫。部分孔隙在后期被膠結(jié)、充填，特別是在顆粒巖中受破壞較明顯。未被充填的孔隙及微溶孔、微溶縫為下一期埋藏溶蝕流體提供滲流通道，因此表生期溶蝕作用是儲層發(fā)育的有利條件。

圖9 研究區(qū)溶蝕作用膠結(jié)物均一溫度Fig.9 Cement homogenization temperature of dissolution in study area

(3)埋藏期溶蝕作用。分析研究區(qū)62個樣品的被溶蝕礦物特征及膠結(jié)物包裹體均一溫度，研究區(qū)發(fā)生三期埋藏期溶蝕作用(見圖9)。第一期：地層有機酸沿著準同生、表生期形成的溶蝕孔及構(gòu)造縫運移，產(chǎn)生大量次生溶蝕孔縫，溶蝕發(fā)育范圍廣，大多保存至進氣期，為儲層有效孔縫；第二期：溶蝕主要將晚期形成的粗晶膠結(jié)物溶蝕成孔隙，溶蝕規(guī)模較小，伴生鑲嵌狀、嵌晶狀方解石及粗晶白云巖，膠結(jié)和充填作用還對孔隙產(chǎn)生破壞作用；第三期：溶蝕作用規(guī)模小，同時熱液成因的鞍狀白云石、螢石、重晶石和石英等次生礦物沉淀，破壞部分孔隙。

綜上所述，埋藏期溶蝕孔洞的發(fā)育不受巖石結(jié)構(gòu)控制，具有很強的繼承性，多是對前期保存的孔隙進行擴大溶蝕或?qū)η捌谛纬傻奈⒘芽p進行改造，最終形成孔縫連通性較好的優(yōu)質(zhì)儲層。在原有孔隙基礎(chǔ)上，雷四3亞段儲層經(jīng)歷埋藏期溶蝕作用改造，形成現(xiàn)今優(yōu)質(zhì)溶蝕孔隙型儲層。因此，埋藏期溶蝕作用是研究區(qū)雷四3亞段儲層發(fā)育的關(guān)鍵因素。

4 成巖序列及孔隙演化特征

根據(jù)川西坳陷雷四3亞段成巖作用特征及形成期次，分析研究區(qū)儲層成巖序列及孔隙演化特征(見圖10)。

4.1 準同生成巖階段

該階段成巖作用以泥晶化作用、海底膠結(jié)作用、準同生白云巖化作用及大氣水溶蝕作用為主。雖然研究區(qū)雷四3亞段碳酸鹽巖藍藻發(fā)育，但生屑顆粒不發(fā)育，泥晶化作用不明顯，對孔隙影響不大。第一期膠結(jié)物垂直于顆粒等厚環(huán)邊呈櫛殼狀生長，開始堵塞孔隙，并對孔隙結(jié)構(gòu)破壞大。準同生白云巖化作用不明顯，發(fā)育晶粒細小、自形程度差、原始結(jié)構(gòu)保存較好的白云巖，孔隙發(fā)育較差。大氣水溶蝕作用多形成選擇性溶蝕特征明顯的膏?？?、粒內(nèi)溶孔等儲集空間。

4.2 淺埋藏成巖階段

該階段沉積物和孔隙水由氧化環(huán)境進入半氧化—還原環(huán)境，成巖作用主要有埋藏白云巖膠結(jié)作用，顆粒沉積物中的第二期膠結(jié)物生成；埋藏白云巖化作用，微—粉晶、自形—半自形白云巖大量形成；同時，還伴隨出現(xiàn)壓實作用、過度白云巖化作用等，局部見自生石英。

淺埋藏成巖階段膠結(jié)物以自形晶含鐵白云石或方解石為主，膠結(jié)物充填于準同生期形成的窗格—鳥眼孔、藻間溶孔等，使孔隙度降低。沉積物的大規(guī)模白云巖化是該階段的主要成巖作用，在海底潛流環(huán)境中，孔隙水在地下水的壓力或密度差作用下發(fā)生橫向流動或向下滲流擴散，隨著地層溫度的逐漸升高，孔隙水逐漸演化為白云巖化流體，其中大量Mg2+為白云巖化作用提供物質(zhì)來源，使原始沉積物不斷被白云石交代，形成微—粉晶、粉—細晶、自形—半自形白云巖，發(fā)育連通性極好的晶間孔隙網(wǎng)絡(luò)。隨著白云巖化流體的持續(xù)供給，出現(xiàn)過度白云巖化作用，使許多自形晶白云巖向半自形晶轉(zhuǎn)變或形成次生加大邊，且晶間孔隙逐步縮小。該階段二氧化硅逐漸聚集，形成的微晶石英充填于孔縫，鏡下觀察發(fā)現(xiàn)自生石英極少見，對孔隙影響不大。淺埋藏成巖作用階段晚期形成有機質(zhì)向石油轉(zhuǎn)變的有利條件，但早期運移來的原油多演化為瀝青質(zhì)，并保存于晶間孔、裂縫或溶縫。

4.3 表生成巖階段

印支運動早期，川西地區(qū)整體抬升，雷四3亞段進入表生成巖環(huán)境。該階段以新生變形作用、構(gòu)造抬升卸載破裂作用、大氣水溶蝕作用、去白云巖化作用和充填作用為主。其中，大氣水溶蝕作用具有非選擇性的溶蝕特征，且持續(xù)時間較長。大氣淡水在前期白云巖化形成的晶粒白云巖殘余晶間孔中滲流，將晶間孔進一步溶蝕擴大，形成晶間溶孔和不規(guī)則溶孔；在藻顆?！逭辰Y(jié)白云巖中，表生溶蝕多繼承性地溶蝕擴大早期形成的孔隙，使早期被破壞的孔隙得到改造。這些溶蝕孔隙在后期部分被膠結(jié)、充填，尤其在顆粒巖中，孔隙被破壞得更為明顯。

圖10 研究區(qū)雷四3亞段白云巖成巖序列及孔隙演化特征

Fig.10 Diagenetic sequence and porosity evolution of the third period of the forth Leikoupo formation dolomite in study area

4.4 中—深埋藏成巖階段

該階段常見埋藏白云巖化、過度白云巖化、方解石膠結(jié)、再壓實、壓溶、埋藏膠結(jié)、埋藏溶蝕，以及與熱液相關(guān)的自生礦物的形成。其中，過度白云巖化與方解石膠結(jié)作用使早期形成的晶間孔隙被進一步充填。再壓實、壓溶作用形成的縫合線對于流體或烴類的運移具有一定作用。白云巖化作用通常表現(xiàn)為對早期形成白云石的重結(jié)晶，使較小的晶體重結(jié)晶為更大的晶粒，重結(jié)晶對儲層改造不明顯。各種熱液礦物快速結(jié)晶，如鞍形白云石、螢石、自生石英等，但結(jié)晶形成的充填物總量極少，對雷四3亞段儲層影響有限。埋藏溶蝕作用使前期孔隙保存較好的儲層儲集性能變得更好，前期孔隙保存不好的儲層得到改善，儲層品質(zhì)得到提高。

5 結(jié)論

(1)川西坳陷雷四3亞段儲層巖石類型，主要為原始結(jié)構(gòu)無法識別的晶粒白云巖和原始結(jié)構(gòu)保存較好的顆粒白云巖；儲集空間以晶間孔、晶間溶孔、藻間溶孔、窗格孔和溶洞為主，發(fā)育孔隙型儲層；儲層孔喉分選性較好，具有中—大孔、中—低滲儲層特征。

(2)潮坪環(huán)境決定雷四3亞段儲層形態(tài)以薄層疊置為特征，儲層通常發(fā)育在潮坪旋回中上部，即晶粒白云巖、顆粒白云巖和藻紋層白云巖微相中。

(3)雷四3亞段白云巖主要經(jīng)歷準同生和淺埋藏兩期白云巖化作用，其中有利于孔隙發(fā)育的是淺埋藏期白云巖化作用，準同生期白云巖化作用對儲層品質(zhì)影響不明顯。過度白云巖化作用破壞晶間孔的保存。

(4)雷四3亞段白云巖孔隙的形成與準同生期溶蝕、表生期溶蝕和埋藏期溶蝕作用有關(guān)。準同生期溶蝕和表生期溶蝕作用形成的孔隙后期大部分被充填；埋藏期溶蝕作用是儲層發(fā)育的關(guān)鍵，改善準同生期和表生期被膠結(jié)、去白云巖化、壓實、壓溶作用破壞的孔隙。

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2016-05-10；編輯：張兆虹

中國石化科技開發(fā)部基金項目(P15101)

李 蓉(1985-)，女，博士，助理研究員，主要從事儲層沉積學(xué)方面的研究。

P618.130.2+1

A

2095-4107(2016)05-0063-12

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2016.05.008