考慮基質(zhì)孔縫特征的湖相致密灰?guī)r類型劃分
——以四川盆地中部侏羅系自流井組大安寨段為例

田澤普，宋新民，王擁軍，冉啟全，劉波，許啟魯，李揚(yáng)（1. 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；. 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 10008；. 北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 100871；. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 10008）

考慮基質(zhì)孔縫特征的湖相致密灰?guī)r類型劃分
——以四川盆地中部侏羅系自流井組大安寨段為例

田澤普1, 2, 3，宋新民2, 3，王擁軍2，冉啟全2，劉波3，許啟魯4，李揚(yáng)4
（1. 北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871；2. 中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3. 北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 100871；4. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083）

為提高致密儲(chǔ)集層甜點(diǎn)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度與精度，根據(jù)儲(chǔ)集層基質(zhì)孔縫特征及其與巖石組構(gòu)的關(guān)系，將四川盆地中部侏羅系自流井組大安寨段巖性進(jìn)行細(xì)分，據(jù)此討論不同巖性的物性、含油性特征及其對(duì)產(chǎn)能特征的影響。大安寨段灰?guī)r中發(fā)育大量、多類型的微—納米孔縫。以介殼為主的生屑、方解石/白云石晶粒以及硅酸鹽礦物為影響儲(chǔ)集層基質(zhì)孔縫的三端元組構(gòu)。據(jù)此將研究區(qū)灰?guī)r劃分為10種類型，每種巖石類型對(duì)應(yīng)獨(dú)立的沉積成巖演化史和孔縫特征。含硅介殼灰?guī)r、含泥介殼灰?guī)r等儲(chǔ)集性好；介屑灰?guī)r、泥粉晶介屑灰?guī)r滲流能力強(qiáng)；含泥介殼灰?guī)r含油性好；含硅、含云、含泥介殼灰?guī)r可增加單井產(chǎn)量。巖性差異是造成大安寨段單井產(chǎn)能差異的重要原因。圖10表3參36

致密灰?guī)r；基質(zhì)孔縫；巖石類型；物性；含油性；產(chǎn)能特征；大安寨段；侏羅系

引用：田澤普, 宋新民, 王擁軍, 等. 考慮基質(zhì)孔縫特征的湖相致密灰?guī)r類型劃分: 以四川盆地中部侏羅系自流井組大安寨段為例[J]. 石油勘探與開發(fā), 2017, 44(2): 213-224.

TIAN Zepu, SONG Xinmin, WANG Yongjun, et al. Classification of lacustrine tight limestone considering matrix pores or fractures: A case study of Da’anzhai Member of Jurassic Ziliujing Formation in central Sichuan Basin, SW China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(2): 213-224.

0 引言

作為四川盆地侏羅系主力產(chǎn)油層的自流井組大安寨段在半個(gè)多世紀(jì)的開采期間曾先后被認(rèn)為是“裂縫型油氣藏”、“低滲透多裂縫油藏”等類型[1-3]，現(xiàn)階段認(rèn)為是典型的致密油[2-3]，致密灰?guī)r儲(chǔ)集層普遍含油[4]。

前人曾從沉積相控制的生、儲(chǔ)特征及介殼灘厚度、成巖作用控制的膠結(jié)物特征及溶蝕孔發(fā)育、裂縫發(fā)育帶的預(yù)測(cè)、天然氣充注等多個(gè)角度對(duì)該地區(qū)開展研究[5-10]，解決了一些大尺度甜點(diǎn)預(yù)測(cè)及油氣運(yùn)聚等問(wèn)題。但由于對(duì)儲(chǔ)集層本身的研究較少，仍存在諸多問(wèn)題尚未解決，如：①在大安寨段致密灰?guī)r儲(chǔ)集層中存在著大量微—納米級(jí)孔縫[4]，其類型、特征及分布尚不明確；②致密儲(chǔ)集層中的礦物類型、組分特征會(huì)影響微觀孔縫的發(fā)育[11-12]，大安寨段為湖相沉積，巖石組構(gòu)特征多變，與儲(chǔ)集層微觀孔縫的對(duì)應(yīng)關(guān)系缺乏細(xì)致研究；③不同巖性中的微觀孔縫是影響酸化后單井自然產(chǎn)能差異的重要原因，需找出巖性與微觀孔縫結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將巖性進(jìn)行細(xì)致劃分；④大安寨段開采時(shí)間長(zhǎng)、資料老，必須通過(guò)巖相、巖性與不同甜點(diǎn)類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到物性相對(duì)較好、含油性相對(duì)較高的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層，從而達(dá)到確定單井產(chǎn)能地質(zhì)控制因素、預(yù)測(cè)甜點(diǎn)的最終目的。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文考慮大安寨段致密灰?guī)r儲(chǔ)集層微觀孔縫特征，從巖石組構(gòu)特征入手，對(duì)研究區(qū)巖石類型進(jìn)行精細(xì)劃分，分析不同巖石類型的物性、含油性差異，以及不同巖石類型對(duì)單井自然產(chǎn)能特征的影響。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于四川盆地中部（簡(jiǎn)稱川中地區(qū)）川中低緩隆起和川西北坳陷區(qū)（見圖1）。四川盆地在晚三疊世結(jié)束海相沉積后進(jìn)入陸相沉積，侏羅紀(jì)以湖泊環(huán)境為主[13]，早侏羅世大安寨段沉積期湖盆范圍最大、水深最深[14]，可劃分為濱淺湖、淺湖和半深湖沉積亞相，以及介殼灘、灰坪、泥坪等沉積微相，圍繞湖盆中心儀隴—平昌一帶呈環(huán)繞狀發(fā)育[9,14-15]。研究區(qū)內(nèi)大安寨段縱向上可劃分為大一、大一三和大三3個(gè)亞段，由于沉積相的變化，在中部及東北部表現(xiàn)為 2段灰?guī)r夾1段泥巖[7-8]，在西南部表現(xiàn)為3段灰?guī)r夾2段泥巖。

1.2 巖石學(xué)特征

前人研究認(rèn)為大安寨段灰?guī)r類型多樣，包括結(jié)晶介殼灰?guī)r、介殼灰?guī)r、亮晶介殼灰?guī)r、泥晶介殼灰?guī)r、含泥介殼灰?guī)r、泥質(zhì)-有機(jī)質(zhì)介殼灰?guī)r等[5-8]，除部分灰?guī)r呈現(xiàn)晶粒結(jié)構(gòu)外，大多數(shù)為顆?；?guī)r。

圖1 四川盆地構(gòu)造單元及研究區(qū)位置圖[9]

四川盆地大安寨段作為典型的湖相碳酸鹽巖具有成分多樣、結(jié)構(gòu)多變的特征[16]，灰?guī)r中方解石含量較高，亦存在陸源成分（見表1）。因此按成分將大安寨段灰?guī)r組構(gòu)劃分為碳酸鹽組構(gòu)和非碳酸鹽組構(gòu)，其中碳酸鹽組構(gòu)又可劃分為生屑顆粒和方解石/白云石晶粒2類。生屑顆粒是方解石礦物的主要來(lái)源，其中雙殼類碎屑占生屑的90%以上，介形蟲和腹足等少量出現(xiàn)。大安寨段從淺湖相到半深湖相的灰?guī)r中均有雙殼類殼體出現(xiàn)，來(lái)源可為被搬運(yùn)的碎片，也可為原地沉積[17-18]。方解石/白云石晶粒在大安寨段灰?guī)r中廣泛發(fā)育，或?yàn)樵汲练e時(shí)的泥晶，或?yàn)橹亟Y(jié)晶作用長(zhǎng)大、膠結(jié)作用形成的粉晶、細(xì)晶。非碳酸鹽組構(gòu)包括灰?guī)r中分散分布的石英顆粒和多種黏土礦物，也包括混夾在黏土礦物中的微小礦物顆粒。

表1 大安寨段灰?guī)r中不同成分特征

2 基質(zhì)孔縫類型

致密油儲(chǔ)集層中基質(zhì)孔縫發(fā)育特征與巖石組構(gòu)密切相關(guān)[19-20]，根據(jù)大安寨段灰?guī)r巖石組構(gòu)與孔縫的對(duì)應(yīng)關(guān)系歸納出7類縫、4類孔（見表2）。

表2 大安寨段灰?guī)r基質(zhì)孔縫類型及特征

殼體邊緣發(fā)育的殼間縫是大安寨段灰?guī)r中常見的孔縫類型（見圖 2a—2c）。雙殼碎片由于原始來(lái)源或后期保存的差異[21]，相應(yīng)地在殼體內(nèi)部具有不同的孔縫特征：①泥質(zhì)含量相對(duì)較高的灰?guī)r中出現(xiàn)的殼體個(gè)體大，原始組構(gòu)多被保存下來(lái)，殼體內(nèi)可見介殼的生物組構(gòu)小孔、縫（見圖2d）；②介殼殘存有部分原始組構(gòu)，新生變形作用導(dǎo)致部分殼體發(fā)育方解石晶粒，部分殼體內(nèi)發(fā)育晶間孔縫、解理縫；局部可見殼體的破裂縫，具有一定的應(yīng)力繼承性，但不似構(gòu)造破裂縫一樣平直且延伸遠(yuǎn)（見圖2e）；③常見殼體呈碎片狀，殼體小，新生變形作用導(dǎo)致內(nèi)部呈晶粒結(jié)構(gòu)，殼內(nèi)以晶間孔縫、解理縫為主；④完全不見殼體原始組構(gòu)，成巖早期可能已發(fā)生溶蝕，后被方解石充填，殼體邊緣偶見殘余溶孔，這類殼體少見。后兩種介殼的形態(tài)均已發(fā)生變形，完整性差，為方便區(qū)分將該類介殼顆粒命名為“介屑”，相應(yīng)地將前兩種介殼顆粒簡(jiǎn)稱為“介殼”。

方解石晶粒充填在生屑顆粒間，晶粒間發(fā)育呈網(wǎng)狀分布的晶間縫，偶見晶間孔（見圖2f、圖2g）。在一些灰?guī)r中可見自形—半自形的白云石晶粒充填在介殼之間，有時(shí)會(huì)沿介殼邊緣連片分布，白云石晶間孔大量發(fā)育（見圖2h）。

圖2 大安寨段灰?guī)r孔縫類型

非碳酸鹽組構(gòu)主要為硅酸鹽礦物和自生礦物。大多數(shù)灰?guī)r中可見石英顆粒，大小均一且磨圓程度相似，多呈半自形（見圖2i—2j），偶見長(zhǎng)石。石英、長(zhǎng)石等作為堅(jiān)硬的抗壓實(shí)礦物，顆粒周圍往往會(huì)殘存具有一定連通性的粒間孔，孔徑可達(dá)幾微米（見圖2i）。有些石英顆粒內(nèi)可見呈泡沫狀的粒內(nèi)孔，成因可能與細(xì)菌作用有關(guān)（見圖2i）。

大安寨段灰?guī)r中常見黏土礦物呈帶狀分布在方解石晶粒間（見圖2g）。黏土礦物在壓實(shí)作用下易變形而堵塞原生粒間孔隙[22-23]，但其與周圍顆粒接觸時(shí)可出現(xiàn)孔徑大小不一的粒間孔（見圖2j）。介殼之間會(huì)充填有棕黃色的雜基，多出現(xiàn)在泥質(zhì)含量相對(duì)較高的灰?guī)r中，礦物類型無(wú)法識(shí)別，主要成分由硅酸鹽礦物組成，其間發(fā)育大量孔隙，與泥頁(yè)巖中不穩(wěn)定礦物被溶蝕后留下的孔隙類似[24]，孔隙形態(tài)呈橢圓形或顆粒狀，內(nèi)部有時(shí)充填有小球粒（見圖2k）。其他自生礦物如黃鐵礦等分散分布，發(fā)育少量粒間孔（見圖2l）。此外，在不同礦物間發(fā)育的壓溶縫是大安寨段重要的裂縫類型之一，如在介殼與陸源碎屑的接觸處、方解石晶體與陸源碎屑的接觸處等，裂縫開度較大（1～3 μm）。

綜上所述，大安寨段灰?guī)r發(fā)育大量、多類型的微—納米孔縫。殼體間、殼體內(nèi)、方解石晶間發(fā)育大量的微裂縫。石英、黏土、黃鐵礦等硅酸鹽/次生礦物顆粒間則發(fā)育大量的粒間、粒內(nèi)孔隙。

3 巖石組構(gòu)與基質(zhì)孔縫特征

湖相沉積特征決定了大安寨段灰?guī)r具有混積特征。Mount提出硅質(zhì)碎屑砂、粉砂黏土混合泥、碳酸鹽異化顆粒、灰泥混積四端元[25]；張雄華等提出黏土、陸源碎屑和碳酸鹽三組分端元[26]?；诖蟀舱蔚奶攸c(diǎn)，確定以介殼為主的生屑、方解石/白云石晶粒以及硅酸鹽礦物為影響微觀孔縫發(fā)育的三端元組構(gòu)，這是劃分巖性的重要依據(jù)（見圖3）。

介殼特征：介殼變形程度決定殼內(nèi)孔縫類型、介殼大小決定破碎縫的發(fā)育程度、介殼與其他組構(gòu)的接觸方式?jīng)Q定殼間縫的開度、介殼含量決定殼間縫的數(shù)量。當(dāng)巖石中介殼數(shù)量多且個(gè)體較小時(shí)，殼體多發(fā)生變形，易與方解石晶粒接觸或介屑與介屑直接接觸，孔縫類型以殼內(nèi)晶間縫、納米級(jí)殼間縫為主；當(dāng)巖石中黏土、石英等陸源成分增多時(shí)，介殼保存完好、變形弱、個(gè)體偏大、數(shù)量較少，孔縫類型以殼內(nèi)孤立孔、開度較大的殼間縫為主。

圖3 大安寨段灰?guī)r三端元組構(gòu)及其與基質(zhì)孔縫關(guān)系示意圖

方解石/白云石晶體特征：當(dāng)方解石或白云石占比較大時(shí)，巖石組構(gòu)單一，孔縫類型以開度較小、納米級(jí)網(wǎng)狀晶間縫為主。巖石脆性相對(duì)較好，晶間縫在局部應(yīng)力作用下易沿薄弱面發(fā)生破裂形成平直的構(gòu)造縫或次生溶孔而形成高孔隙度儲(chǔ)集層。晶體大小會(huì)影響晶間縫的開度及發(fā)育數(shù)量。

多種硅酸鹽礦物組合可形成微米級(jí)的雜基孔。泥質(zhì)、硅質(zhì)的加入增加了壓溶縫的產(chǎn)生幾率。黏土礦物與碳酸鹽組構(gòu)接觸時(shí)，在微—納米尺度上表現(xiàn)出晶間縫和殼間縫增大的特征，而非充填孔隙的特征（見圖2b、圖2g）。石英、長(zhǎng)石及其他硅酸鹽顆粒裹夾在黏土礦物間可形成相對(duì)孤立的粒間孔、粒內(nèi)孔。大量研究表明，在以細(xì)粒沉積為主的致密儲(chǔ)集層中，泥質(zhì)中混雜的石英含量越高，孔隙度越大[27]。可見黏土、石英等“他源”物質(zhì)分布在灰?guī)r中會(huì)增加純灰?guī)r的孔隙類型并微弱增大孔徑和縫開度，可提高產(chǎn)生壓溶縫的幾率。

4 巖石類型精細(xì)劃分及孔縫特征

大安寨段灰?guī)r儲(chǔ)集層基質(zhì)孔縫特征與介殼、方解石/白云石、硅酸鹽礦物等不同巖石組構(gòu)特征與含量密切相關(guān)，而巖石類型作為對(duì)巖石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造提出的一種綜合性分類，具有客觀性、可測(cè)量性及可重復(fù)性的特點(diǎn)[28]，與儲(chǔ)集層基質(zhì)孔縫亦具有綜合性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。據(jù)此，本文根據(jù)礦物成分含量并按照生屑及晶粒特征將大安寨段灰?guī)r細(xì)分為10種類型，相應(yīng)地給出成因推斷及其孔縫組合特征（見表3）。

細(xì)中晶灰?guī)r：屬于晶?；?guī)r（見圖4a），生屑發(fā)生新生變形、重結(jié)晶作用導(dǎo)致形態(tài)已模糊。介殼之間多為亮晶方解石。巖石以納米級(jí)的晶間孔縫或細(xì)小的解理縫為主，儲(chǔ)集性和連通性均有限。此類巖石脆性好，易在應(yīng)力作用下發(fā)育平直的構(gòu)造微裂縫。

表3 大安寨段灰?guī)r巖石類型分類及孔縫特征

介屑灰?guī)r：介屑含量高、個(gè)體較小、密集分布（見圖4b）。殼間縫定向排列、數(shù)量較多，局部應(yīng)力作用下易形成穿越不同介殼的殼內(nèi)破裂縫而形成網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)。

細(xì)中晶灰?guī)r和介屑灰?guī)r形成于相對(duì)高能的介殼灘環(huán)境中，多存在于大安寨段大一、大三亞段的厚層灰?guī)r中。

泥粉晶介屑灰?guī)r：是大安寨段重要的灰?guī)r類型之一（見圖4c）。殼間以泥晶、粉晶方解石為主，晶體間有黏土礦物。巖石中介殼數(shù)量較多，可能形成于淺湖帶的近湖區(qū)或潮間潮下帶這類相對(duì)低能的環(huán)境中。巖石中少量黏土的出現(xiàn)阻礙了泥晶的重結(jié)晶作用。以殼間縫和泥晶間的孔縫為主，易發(fā)育壓溶縫。

圖4 大安寨段灰?guī)r不同巖石類型的微觀孔縫特征

生屑泥晶灰?guī)r：泥晶大量發(fā)育。生屑少，包括雙殼、介形蟲等，呈零星分布（見圖4d）。介形蟲的生活區(qū)域廣闊，鹽度和溫度是影響其生存的主要因素[29-30]。研究區(qū)的介形蟲多與泥晶伴生出現(xiàn)，指示相對(duì)低能的沉積環(huán)境。介形蟲相對(duì)于雙殼類尺寸小，在薄片中常見一個(gè)完整介形蟲的雙瓣扣合出現(xiàn)，顯示低能環(huán)境中的原地沉積特征。部分層段會(huì)介形蟲富集，伴生腹足類、雙殼類等其他生屑，生屑對(duì)儲(chǔ)集層的孔縫影響非常微弱，發(fā)育一些殼間縫，孔縫類型以未被黏土礦物充填的晶間微孔縫為主。

含云泥粉晶介殼灰?guī)r：巖石中白云石分布在介殼周圍（見圖4e）。根據(jù)白云石特征推測(cè)白云石化作用發(fā)生在埋藏時(shí)期，與地層流體中黏土等硅酸鹽礦物提供的Mg2+相關(guān)[31-32]。巖石中發(fā)育的白云石晶間孔增加了基質(zhì)孔隙。

云質(zhì)（介屑）灰?guī)r：主要分布在大一三亞段，生屑間為泥晶白云石（見圖4f、圖2h）。白云石自形程度高、晶體小，反映其形成時(shí)間早。白云石晶間孔是主要儲(chǔ)集空間和滲流通道。

含硅（泥晶）介殼灰?guī)r：由于硅質(zhì)陸源碎屑的大量注入，泥質(zhì)含量往往較高，為方便比較，命名時(shí)忽略了“泥質(zhì)”的影響。根據(jù)硅質(zhì)的相對(duì)含量，分為含硅/硅質(zhì)介殼灰?guī)r（后文統(tǒng)稱為含硅介殼灰?guī)r）。多發(fā)育在有陸源注入的濱湖帶[10]。石英顆粒的出現(xiàn)會(huì)增加石英粒間、粒內(nèi)孔（見圖4g—圖4h）。

含泥（泥晶）介殼灰?guī)r：殼間含有一定的泥質(zhì)（以黏土礦物為主），將這類巖石命名為含泥介殼灰?guī)r或泥質(zhì)介殼灰?guī)r（后文統(tǒng)稱為含泥介殼灰?guī)r）。除出現(xiàn)雙殼類的殼體外，也含有小的介形蟲和腹足類殼體。若泥質(zhì)中富含有機(jī)質(zhì)，在薄片下會(huì)呈黑色（見圖4i）；若以黏土礦物為主，在薄片下會(huì)呈棕黃色。這類巖石多發(fā)育在半深湖—深湖的沉積環(huán)境中。黏土夾雜著其他微小顆粒，包括糞球粒、黃鐵礦小顆粒、石英小顆粒等，形成一定數(shù)量的粒間、粒內(nèi)孔。

含硅、含泥介殼灰?guī)r中，與介殼相關(guān)的孔縫以殼內(nèi)孤立孔和開度較大的殼間縫為主。

5 巖石類型劃分的油氣意義

5.1 不同巖石類型的物性特征

飽和法主要用于測(cè)量連通孔隙，對(duì)于低孔隙度、低滲透率儲(chǔ)集層的孔隙介質(zhì)不能充分測(cè)量[33]。酒精法得到的孔隙度值數(shù)量多、涉及的樣品廣，更適于進(jìn)行趨勢(shì)性研究。根據(jù)上述巖石劃分方案，將大安寨段16口井的酒精法孔隙度與氣體平均滲透率繪制成圖（見圖 5—圖 6），顯示出不同巖石類型的物性變化趨勢(shì)：細(xì)中晶灰?guī)r的儲(chǔ)滲空間類型單一，以晶間縫和殼間縫為主，孔隙度偏低；介屑灰?guī)r中定向排列的殼間縫發(fā)育，雖孔隙度較低，但滲透率較高；泥粉晶介屑灰?guī)r、生屑泥晶灰?guī)r均含有一定的泥質(zhì)，少量黏土的加入更易發(fā)育壓溶縫，泥粉晶介屑灰?guī)r中介殼更多，殼間縫更發(fā)育，表現(xiàn)為總孔隙度較純灰?guī)r有所升高，滲透率較高；含云、含硅介殼灰?guī)r由于增加的是孤立孔隙， 孔隙度雖改善明顯，但滲透率值并未增加；含泥介殼灰?guī)r的殼間縫開度更大，黏土間會(huì)發(fā)育少量微縫，易發(fā)育壓溶縫，滲透率有微弱增加。泥質(zhì)、硅質(zhì)、云質(zhì)等多種成分的加入增加了灰?guī)r儲(chǔ)集層的孔隙度，殼間縫、壓溶縫的發(fā)育程度是改善儲(chǔ)集層滲透率的關(guān)鍵。泥粉晶介屑灰?guī)r、含云介殼灰?guī)r、含硅介殼灰?guī)r、含泥介殼灰?guī)r具有更好的儲(chǔ)集性，介屑灰?guī)r、泥粉晶介屑灰?guī)r、含泥介殼灰?guī)r具有更好的滲流能力。

圖5 大安寨段不同巖石類型孔滲關(guān)系圖

圖6 大安寨段不同巖石類型孔滲特征

5.2 不同巖石類型的含油性

大安寨段灰?guī)r儲(chǔ)集層均普遍含油[9]，掃描電鏡下可看到孔縫內(nèi)有殘存的瀝青。在進(jìn)行巖石學(xué)分析時(shí)，可通過(guò)熒光特征來(lái)評(píng)價(jià)含油性和油氣運(yùn)移特征。一般巖石中有機(jī)質(zhì)含量高，熒光強(qiáng)度大[34]。不同巖石類型在熒光顯微鏡下顯示出不同的特征：細(xì)中晶灰?guī)r以晶間孔縫為主，熒光薄片顯示整體發(fā)微弱的熒光，沒有組構(gòu)差異；介屑灰?guī)r熒光薄片顯示殼間縫發(fā)光，殼間方解石發(fā)微弱的光，顯示油氣運(yùn)移通道以殼間縫為主，晶間縫為輔（見圖7a）；泥粉晶介屑灰?guī)r在熒光顯微鏡下介殼間泥晶普遍發(fā)光，但殼間縫顯示熒光更強(qiáng)，說(shuō)明晶間孔縫和殼間縫為主要油氣儲(chǔ)滲空間（見圖7b）；含泥、含硅、含云介殼灰?guī)r則有一定的相似性，介殼間的填隙物顯示強(qiáng)烈的發(fā)光特征，由于殼體往往較大，易發(fā)生破碎，殼體破裂縫亦為重要的油氣運(yùn)移通道（見圖7c）。

大安寨段以輕質(zhì)油為主，巖心因放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而難以直接見到油氣顯示，為討論不同灰?guī)r類型的含油性差異，本文主要針對(duì)巖心薄片鏡下熒光顯示進(jìn)行評(píng)價(jià)。含油性好的巖石薄片在鏡下發(fā)光強(qiáng)烈，含油性差的薄片則基本不發(fā)光。統(tǒng)計(jì)了包括J61井、G3井等300余張主要巖石類型的薄片熒光顯示特征。細(xì)中晶介殼灰?guī)r雖也會(huì)出現(xiàn)含油性較好的情況，但大部分含油性較差；介屑灰?guī)r含油性好的樣本有限；泥粉晶介屑灰?guī)r稍好于介殼灰?guī)r；含泥、含硅介殼灰?guī)r由于介殼間的填隙物部分往往發(fā)光較強(qiáng)，其整體發(fā)光性更好，不發(fā)光、含油性差的概率低（見圖8）。雖含油性影響作用有多種，但就巖石特征而言，含泥介殼灰?guī)r的鏡下熒光顯示稍好于細(xì)中晶灰?guī)r、介屑灰?guī)r、泥粉晶介屑灰?guī)r等。

圖7 大安寨段不同巖性的含油性熒光特征

圖8 大安寨段不同巖性的含油性比較

5.3 巖石類型與單井產(chǎn)能特征

大安寨段產(chǎn)能特征受裂縫發(fā)育、儲(chǔ)集層物性、地層壓力、氣油比以及工作制度等多種因素的影響。致密油開發(fā)初期產(chǎn)能取決于大裂縫的流出能力[35-36]，巖石類型所決定的儲(chǔ)集層物性、微觀孔縫及儲(chǔ)滲特征會(huì)在一定程度上影響遞減率和穩(wěn)產(chǎn)期的特征。

選取工作制度接近的 5口典型井進(jìn)行致密灰?guī)r巖石類型對(duì)自然產(chǎn)能的影響分析。其中J61井、N4井、Ju1井屬于累計(jì)產(chǎn)油量大于10×103t的高產(chǎn)井，S2井屬于累計(jì)產(chǎn)油量為（5～10）×103t的中高產(chǎn)井，X3井屬于累計(jì)產(chǎn)油量為（1～5）×103t的中低產(chǎn)井。

N4井射孔段在大一亞段，沉積環(huán)境為介殼灘，發(fā)育厚層灰?guī)r，巖性以細(xì)中晶灰?guī)r、介屑灰?guī)r為主（見圖9）。該井產(chǎn)能特征表現(xiàn)為穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)且產(chǎn)量高、產(chǎn)量遞減慢（見圖10），這是由于儲(chǔ)集層巖石脆性高，在局部構(gòu)造應(yīng)力作用下易發(fā)育網(wǎng)狀微裂縫（見圖4a）。該井巖石的儲(chǔ)滲空間以納米級(jí)晶間孔縫和殼間縫為主，油氣無(wú)法及時(shí)供給導(dǎo)致后期產(chǎn)量很低。

X3井的射孔段為大一、大三亞段，測(cè)井曲線顯示發(fā)育少量裂縫，巖性以細(xì)中晶灰?guī)r和泥粉晶介屑灰?guī)r為主。其中大一亞段以泥巖—純灰?guī)r的巖性組合為主，應(yīng)力傳導(dǎo)性差，構(gòu)造微裂縫發(fā)育非常有限，基質(zhì)孔縫以納米級(jí)的晶間縫為主，儲(chǔ)集層供給較差。該井產(chǎn)能特征表現(xiàn)為初始產(chǎn)量中等、產(chǎn)量遞減快、穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量低（見圖9—圖10）。

J61井的射孔段為大一亞段厚層灰?guī)r，巖性以泥粉晶介屑灰?guī)r、含泥介殼灰?guī)r、含云介殼灰?guī)r為主，儲(chǔ)集性較以上兩口井稍好，但構(gòu)造微裂縫不似 N4井發(fā)育。該井產(chǎn)能特征表現(xiàn)為產(chǎn)量遞減較快、穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量稍高、低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)（見圖10）。

Ju1井和S2井的射孔段為大一、大一三、大三亞段，以薄互層灰?guī)r為主，含泥介殼灰?guī)r大量發(fā)育，夾雜著低能環(huán)境下發(fā)育的泥粉晶介屑灰?guī)r，微米—納米級(jí)孔縫相互匹配形成了較好的孔縫系統(tǒng)。由于致密灰?guī)r儲(chǔ)集層的供給能力較強(qiáng)，這兩口井產(chǎn)能特征均表現(xiàn)為初始產(chǎn)量中等、低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量相對(duì)較高（見圖9—圖10）。

因此，在具有大裂縫溝通的情況下，致密灰?guī)r儲(chǔ)集層類型主要影響產(chǎn)量遞減率、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間及產(chǎn)量。細(xì)中晶灰?guī)r、介屑灰?guī)r在應(yīng)力作用下易形成構(gòu)造微裂縫，從而提高產(chǎn)量、延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期；含硅、含云介殼灰?guī)r儲(chǔ)集性較好，基質(zhì)孔縫供給能力中等；含泥介殼灰?guī)r兼具較好儲(chǔ)集性和滲透性，可降低遞減率、延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期、提高產(chǎn)量。

圖9 大安寨段典型井單井柱狀圖（GR—自然伽馬；Δt—聲波時(shí)差；Rd—深側(cè)向電阻率）

圖10 大安寨段典型井產(chǎn)能曲線特征對(duì)比圖

6 結(jié)論

大安寨段灰?guī)r包括以雙殼類殼體、方解石/白云石晶粒為主的碳酸鹽組構(gòu)和以石英、黏土、黃鐵礦等硅酸鹽/自生礦物為主的非碳酸鹽組構(gòu)?；?guī)r中發(fā)育大量、多類型的微—納米孔縫，可劃分為7類縫、4類孔。

介殼和方解石/白云石晶粒發(fā)育特征與微裂縫的特征密切相關(guān)，石英、黏土等硅酸鹽礦物間發(fā)育大量的微—納米級(jí)孔隙，構(gòu)成影響大安寨段儲(chǔ)集層基質(zhì)孔縫的三端元組構(gòu)。根據(jù)灰?guī)r中不同成分含量以及介殼、方解石等特征，將研究區(qū)致密灰?guī)r劃分為10種類型，各自對(duì)應(yīng)不同的沉積成巖演化史及孔縫特征。

物性數(shù)據(jù)顯示，泥粉晶介屑灰?guī)r、含泥/泥質(zhì)介殼灰?guī)r具有較好的儲(chǔ)集性；介屑灰?guī)r、泥粉晶介屑灰?guī)r、含泥介殼灰?guī)r具有較好的滲流能力；鏡下熒光顯示含泥介殼灰?guī)r的含油性稍好于細(xì)中晶灰?guī)r、介屑灰?guī)r、泥粉晶介屑灰?guī)r等。巖石類型主要影響產(chǎn)量遞減速率、穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間及產(chǎn)量。具有一定儲(chǔ)集能力的含硅、含云介殼灰?guī)r能夠增加儲(chǔ)集層供給能力；含泥介殼灰?guī)r兼具較好儲(chǔ)集性和滲透性，可減緩遞減率、延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)期、提高產(chǎn)量。因此，巖性差異造成的孔縫組合及物性差異是導(dǎo)致大安寨段單井產(chǎn)能差異的重要原因。

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（編輯 王暉）

Classification of lacustrine tight limestone considering matrix pores or fractures: A case study of Da’anzhai Member of Jurassic Ziliujing Formation in central Sichuan Basin, SW China

TIAN Zepu1, 2, 3, SONG Xinmin2, 3, WANG Yongjun2, RAN Qiquan2, LIU Bo3, XU Qilu4, LI Yang4
(1. School of Earth & Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China; 2. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China; 3. Oil & Gas Research Center, Peking University, Beijing 100871, China; 4. China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

To improve the prediction accuracy of sweet spots in tight reservoirs, the Da’anzhai Member limestone in Jurassic Ziliujing Formation, central Sichuan Basin was subdivided based on the relationship between characteristics of matrix pores and fractures and rock fabric, and the physical properties and oiliness of every type and the effect of different rock types on the natural productivity were discussed. The limestone reservoir has plenty, multi-type nano- to micro-meter micropores or microfractures. Bioclastics which mainly are bivalve shells, calcite or dolomite crystalline grains and silicate minerals are the three endmembers affecting the development of micropores or microfractures in the limestones. According to this, the limestone in Da’anzhai Member is subdivided into 10 different types, each with unique sedimentary and diagenetic history, and pore and fracture features. The study results show that siliceous bivalve packstone and clay bivalve packstone have better storage property; bivalve-clastic grainstone and bivalve mudstone have higher permeability; clay bivalve packstone has higher oil content; and siliceous shell packstone, dolomitic shell packstone and argillaceous shell packstone can increase the supply ability of reservoirs. Lithologic difference results in different pore-fracture and physical properties, which are the main reason of the different single well productivity in the Da’anzhai Member.

tight limestone; matrix pores or fractures; rock types; physical property; oilliness; productivity features; Da’anzhai Member; Jurassic

國(guó)家自然科學(xué)基金“深部碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)集層原位溶蝕模擬實(shí)驗(yàn)研究”（41272137）；中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院院級(jí)項(xiàng)目“四川盆地侏羅系大安寨段致密油儲(chǔ)層模式與地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)研究”（2016yj01）

TE122

A

1000-0747(2017)02-0213-12

10.11698/PED.2017.02.05

田澤普（1991-），女，湖北潛江人，北京大學(xué)與中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院聯(lián)合培養(yǎng)在讀博士，主要從事碳酸鹽巖儲(chǔ)集層綜合研究和致密油開發(fā)地質(zhì)研究。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)，中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院數(shù)據(jù)中心 617室，郵政編碼：100083。E-mail：tianzepu1991@163.com

聯(lián)系作者：劉波（1965-），男，北京大學(xué)石油與天然氣研究中心副主任、研究員，主要從事構(gòu)造-沉積演化、儲(chǔ)集層地質(zhì)學(xué)、層序地層學(xué)、碳酸鹽巖沉積-成巖作用方面研究。地址：北京市海淀區(qū)頤和園路5號(hào)，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，郵政編碼：100871。E-mail：bobliu@pku.edu.cn

2016-02-29

2017-02-08