磨溪區(qū)塊龍王廟組儲(chǔ)層特征研究

張 燦，林佳佳

(長江大學(xué)，湖北 武漢 430100)

磨溪區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組是當(dāng)前油氣勘探最為主要的層位之一。在2013年的時(shí)候，勘探人員在四川盆地龍王廟組發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)的安岳特大型氣田[1]，該氣田是現(xiàn)階段我國發(fā)現(xiàn)的最古老、最大單體的特大型海相氣藏，現(xiàn)已探明的儲(chǔ)量接近4 404×108m3，其含氣面積約為780 km2，可供開采的量達(dá)到3 090×108m3左右[2-4]。據(jù)前人的研究成果顯示，磨溪區(qū)塊龍王廟組在構(gòu)造背景上主要屬于巖性氣藏，其巖性以白云巖為主[5-8]。磨溪區(qū)塊龍王廟組為臺(tái)地相顆粒灘沉積，其受到了沉積古地貌、古水深的因素的控制作用[9-10]；而現(xiàn)階段龍王廟組儲(chǔ)集層的主控因素仍存在爭端，巖性、孔隙性也有著不同的觀點(diǎn)，這種情況在一定程度上限制了油氣的勘探與開發(fā)，有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

磨溪區(qū)塊位于位于川中古隆中斜平緩構(gòu)造區(qū)威遠(yuǎn)—龍女寺構(gòu)造群，工區(qū)面積800 km2。工區(qū)內(nèi)生產(chǎn)井38口(探井11口，開發(fā)井27口)，產(chǎn)水氣井9口，日產(chǎn)氣2 062.92×104m3/d，日產(chǎn)液420.58 m3/d，累產(chǎn)140.96×108m3/d。龍王廟組地層埋深在4 500～4 800 m，地層厚度總體分布在80～100 m左右，厚度變化不大。其巖性以砂屑云巖、細(xì)晶殘余砂屑云巖、細(xì)晶云巖、泥晶云巖及砂質(zhì)云巖、含泥質(zhì)條帶云巖等，顆粒灘儲(chǔ)層發(fā)育。儲(chǔ)層主要類型為裂縫—孔洞型，集中發(fā)育于龍王廟組中下部，已探明儲(chǔ)量范圍內(nèi)裂縫—孔洞型儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)面積458.6 km2，約占整個(gè)探明儲(chǔ)量區(qū)的57%。龍王廟組孔隙度2%～8%，最高滲透率超過500 mD，普遍在5～80 mD之間，屬中高滲氣藏。構(gòu)造主體龍王廟組氣藏為具有邊水的巖性—構(gòu)造氣藏，其主體區(qū)具有一致的氣水界面。

2 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

龍王廟上覆地層的厚度變化大，接觸關(guān)系復(fù)雜，頂部地震可追蹤性差。下覆的滄浪鋪地層厚度及橫向展布穩(wěn)定，全區(qū)易追蹤的強(qiáng)波谷反射。龍王廟組內(nèi)部地層表現(xiàn)為明顯分段段特性，頂?shù)装l(fā)育兩套10 m左右的泥質(zhì)云巖，中下部主要為致密層段，分布穩(wěn)定，中部為主要的儲(chǔ)層發(fā)育段。

2.1 巖性特征

對(duì)工區(qū)內(nèi)14口井的巖性統(tǒng)計(jì)：以云巖為主約為96%(主要包括顆粒和晶粒白云巖)，龍王廟組頂?shù)状嬖谀鄮r段，泥巖含量約為3.5%，石英含量較少約為0.5%。

顆粒白云巖以砂屑白云巖為主，此外還有一些鮞粒白云巖與生物碎屑。并且砂屑白云巖最為常見且結(jié)構(gòu)清晰，多為中—細(xì)粒砂屑白云巖，并且砂屑含量在顆?？傎|(zhì)量中所占的比例高達(dá)60%，磨圓度較好。經(jīng)過成巖作用，顆粒間原生粒間孔部分殘留形成重要儲(chǔ)集空間，經(jīng)過表生巖溶作用或埋藏溶蝕作用可以沿殘余粒間孔發(fā)生溶蝕導(dǎo)致變大的溶蝕孔洞[5]。少數(shù)樣品可見滲流粉砂，可能存在表生巖溶作用。掃描電鏡下可見白云石晶內(nèi)存在微孔，可能是埋藏溶蝕作用形成的。

晶粒白云巖以粉—細(xì)晶白云巖結(jié)構(gòu)最為常見，可見細(xì)晶白云巖晶粒且晶型完整性較好。

2.2 孔隙性

磨溪區(qū)塊龍王廟組儲(chǔ)層孔隙類型主要有溶蝕孔洞、殘余粒間孔、晶間孔及裂縫等4種類型。

溶蝕孔洞，龍王廟組巖溶的發(fā)生，與地表抬升，強(qiáng)烈的剝蝕作用有關(guān)[2]。溶蝕孔洞在顆粒和晶粒白云巖里面都能存在，不過其大多存在于顆粒白云巖之中，構(gòu)成了研究區(qū)龍王廟組最為主要的儲(chǔ)層。這些溶蝕孔洞不是順層分布，就是呈雜亂分布[11]。

殘余粒間孔，主要存在于顆粒白云巖之中，在顆粒灘沉積期而形成。經(jīng)過表生巖溶作用沿殘余粒間孔發(fā)生溶蝕后生成了擴(kuò)大的溶蝕孔洞。粒間溶孔既屬粒間孔亦屬于次生溶孔，且常半充填粗晶(鞍狀)白云石及自生石英[12]。這種種類的孔隙儲(chǔ)集能力略低于溶蝕孔洞。

晶間孔存在于晶粒白云巖之中，是白云巖化作用發(fā)生時(shí)對(duì)前期孔隙進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整所形成的孔隙，孔徑大小與晶粒大小相關(guān)[11]。這種種類的孔隙儲(chǔ)集能力和殘余粒間孔差不多或略低于殘余粒間孔。

裂縫主要有高角度構(gòu)造縫、網(wǎng)狀縫、縫合線3種類型。裂縫的儲(chǔ)集能力雖然有限，可是其對(duì)滲流條件的加強(qiáng)非常重要。

經(jīng)過對(duì)研究區(qū)內(nèi)多口井進(jìn)行分析研究發(fā)現(xiàn)，MX8井儲(chǔ)層發(fā)育好，孔隙度集中在4%～8%，含氣性好。MX19井儲(chǔ)層發(fā)育差，孔隙度集中在1%～4%，含氣性較差。本文工區(qū)儲(chǔ)集層的孔隙度大多分布在2%～8%左右，各井之間差異較大。

2.3 儲(chǔ)層的縱向展布特征

龍王廟組主要為裂縫—孔隙型儲(chǔ)層。以孔隙度、泥質(zhì)含量為主要依據(jù)，綜合參考縱橫波速度、密度以及電阻率曲線，將該型儲(chǔ)層進(jìn)一步劃分為I、II、III類。

Ⅰ類儲(chǔ)層主要占目的層厚度的7.04%，Ⅱ類儲(chǔ)層約占25.5%，Ⅲ類儲(chǔ)層約占17.3%；非儲(chǔ)層和泥質(zhì)約發(fā)育50%。 其中MX8、MX9、 MX11、 MX12、 MX13 Ⅰ類儲(chǔ)層發(fā)育較好，其試氣結(jié)果也均為百萬立方米/天；MX19、MX203、MX51、MX117等Ⅰ類儲(chǔ)層均不發(fā)育。

表1 龍王廟組儲(chǔ)層分類

3 儲(chǔ)層控制因素

3.1 沉積微相類型控制儲(chǔ)層巖性

沉積(微)相對(duì)儲(chǔ)層的控制是最基本的。高能沉積環(huán)境碳酸鹽沉積物的粒間孔隙發(fā)育、連通性好，沉積和埋藏后有利于孔隙水的流動(dòng)而具有復(fù)雜的成巖改造過程。另一方面，沉積時(shí)高能沉積體(灘)為正地形，早期易受大氣淡水影響，有利于孔隙的形成。

沉積(微)相對(duì)龍王廟組儲(chǔ)層的控制還表現(xiàn)為對(duì)儲(chǔ)層類型的控制。顆粒白云巖儲(chǔ)層發(fā)育在顆粒灘的主體部位、晶粒白云巖儲(chǔ)層多發(fā)育在灘翼、花斑狀白云巖則多分布在灘間潟湖，灘間海微相則不發(fā)育儲(chǔ)層。

顆粒灘作為儲(chǔ)層形成的主要因素之一，從單個(gè)灘體來看，從下向上表現(xiàn)出由粗變細(xì)的旋回。下部為灘主體，發(fā)育灰色砂屑白云巖。向上變?yōu)槟嗑г茙r，屬于灘坪沉積。

從典型單井儲(chǔ)層評(píng)價(jià)圖和儲(chǔ)層橫向?qū)Ρ葋砜?，龍王廟組顆粒灘沉積分為三期，三期灘的演化共同控制了儲(chǔ)層的縱向發(fā)育和平面展布。

3.2 表生巖溶作用是形成孔隙的關(guān)鍵

寒武系與奧陶系之間存在剝蝕界面，奧陶系之上一直到二疊系沉積之前存在多個(gè)剝蝕面，多期次巖溶作用作用相互疊加，巖溶作用又疊加在準(zhǔn)同生期溶蝕等成巖作用之上，形成了復(fù)雜的巖溶現(xiàn)象。巖溶發(fā)育程度同時(shí)還受隆起幅度大小的影響。磨溪17井鉆遇的洞穴以及很多樣品中發(fā)現(xiàn)的滲流粉砂有力的指示了表生巖溶作用的存在?，F(xiàn)今的孔洞型儲(chǔ)層可能主要是由于表生巖溶作用形成的，典型的如高石10井4 631.07～ 4 631.26 m層段。另外，對(duì)孔洞型白云巖和基質(zhì)孔型白云巖所做的微量元素和碳氧同位素分析顯示，孔洞型白云巖明顯富Fe、富Mn、貧Sr(見圖1)，δ13C值比顆粒白云巖低，這些為大氣淡水成巖作用的典型特征。

圖1 龍王廟組兩類白云巖儲(chǔ)層微量元素分布圖

3.3 滲透回流白云石化使孔隙得以保存

龍王廟組白云巖為準(zhǔn)同生白云石化作用的產(chǎn)物。早期白云石化作用有利于顆粒巖中原生粒間孔的保存。一般來說，白云巖的孔隙度要大于同時(shí)代的灰?guī)r，這并不是由于白云巖比灰?guī)r更易溶，而是因?yàn)榘自茙r比灰?guī)r具有更強(qiáng)的抗壓溶性質(zhì)，而壓溶作用可形成大量的碳酸鹽膠結(jié)物堵塞孔隙。由于龍王廟組沉積的顆?；?guī)r本身就具有原生粒間孔，早期白云石化作用的發(fā)生有利于其保存。同時(shí)，由于白云巖較脆而易形成裂縫，這進(jìn)一步為埋藏成巖流體提供了活動(dòng)通道，有利于埋藏溶蝕作用的發(fā)生。

3.4 埋藏溶蝕作用

埋藏溶蝕作用表現(xiàn)為一種選擇性和繼承性，優(yōu)先溶解晶粒白云巖中的富鈣白云石，部分恢復(fù)或擴(kuò)大原來的儲(chǔ)滲空間。由于埋藏溶蝕作用的活性流體主要是從生烴巖系中在有機(jī)質(zhì)熱演化過程中排出的富有機(jī)酸、二氧化碳的熱流體，使埋藏溶蝕孔、洞、縫在形成時(shí)期和空間位置上都與烴類的早期運(yùn)移相配套，成為十分重要的成巖事件。

4 斷裂對(duì)儲(chǔ)層含氣性的影響

龍王廟組發(fā)育北東—南西向和北西西—東南向兩期斷裂，工區(qū)南部以北東—南西向?yàn)橹?，北部以北西西—東南向?yàn)橹鳌?斷裂對(duì)氣水分布具有一定的影響，儲(chǔ)層含氣區(qū)集中在工區(qū)核心區(qū)周緣斷裂發(fā)育較少的區(qū)域，其周緣斷裂發(fā)育區(qū)主要為高滲水區(qū)域。 龍王廟組上腹地層(高臺(tái)組等)同樣也發(fā)育北東—南西向和北西西—東南向兩期斷裂。上腹地層(高臺(tái)組等)在儲(chǔ)層含氣集中區(qū)域斷裂發(fā)育較少，為龍王廟組氣藏起到保護(hù)作用。

5 結(jié) 論

龍王廟組儲(chǔ)集巖性為白云巖，主要為顆粒白云巖以及晶粒白云巖。磨溪區(qū)塊龍王廟組儲(chǔ)層孔隙類型主要有溶蝕孔洞、殘余粒間孔、晶間孔及裂縫4種。儲(chǔ)層的控制因素主要有沉積微相類型、表生巖溶作用、滲透回流白云石化作用、埋藏溶蝕作用，并且斷裂對(duì)儲(chǔ)層含氣性也具有一定的影響。

[1] 汪濤，胡明毅，高達(dá). 四川高石梯—磨溪地區(qū)燈四段沉積相研究[J]. 中國錳業(yè)，2016,34(6): 8-11.

[2] 徐春春，沈平，楊躍明，等. 樂山—龍女寺古隆起震旦系—下寒武統(tǒng)龍王廟組天然氣成藏條件與富集規(guī)律[J]. 天然氣工業(yè)，2014，33(3)：1-7.

[3] 鄒才能，杜金虎，徐春春，等. 四川盆地震旦系—寒武系特大型氣田形成分布資源潛力及勘探發(fā)現(xiàn)[J]，石油勘探與開發(fā)，2014,40(3)：278-293.

[4] 杜金虎, 鄒才能, 徐春春,等. 川中古隆起龍王廟組特大型氣田戰(zhàn)略發(fā)現(xiàn)與理論技術(shù)創(chuàng)新[J]. 石油勘探與開發(fā), 2014, 41(3):268-277.

[5] 黃文明, 劉樹根, 王國芝,等. 四川盆地下古生界油氣地質(zhì)條件及氣藏特征[J]. 天然氣地球科學(xué), 2011, 22(3):465-476.

[6] 鄭民, 賈承造, 王文廣,等. 海相疊合盆地構(gòu)造演化與油裂解氣晚期成藏關(guān)系[J]. 天然氣地球科學(xué), 2015, 26(2):277-291.

[7] 張璐, 謝增業(yè), 王志宏,等. 四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)震旦系—寒武系氣藏蓋層特征及封閉能力評(píng)價(jià)[J]. 天然氣地球科學(xué), 2015, 26(5):796-804.

[8] 魏國齊, 楊威, 謝武仁,等. 四川盆地震旦系—寒武系大氣田形成條件、成藏模式與勘探方向[J]. 天然氣地球科學(xué), 2015, 26(5):785-795.

[9] 姚根順, 周進(jìn)高, 鄒偉宏,等. 四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組顆粒灘特征及分布規(guī)律[J]. 海相油氣地質(zhì), 2013, 18(4):1-8.

[10] 周進(jìn)高, 房超, 季漢成,等. 四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組顆粒灘發(fā)育規(guī)律[J]. 天然氣工業(yè), 2014, 34(8):27-36.

[11] 王丹玲, 薛純琦, 李生濤,等. 四川盆地高磨區(qū)塊龍王廟儲(chǔ)層巖性特征及其孔隙特征分析[J]. 中國錳業(yè), 2017,35(3):47-49.

[12] 萬晶，孫玉朋. 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):60-62.