川 西 拗 陷 須 家 河 組 第 四 段致密砂巖孔隙演化定量研究

李曄寒,林良彪,余 瑜,卓俊馳,王亞男,郭 炎

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué))，成都 610059；2.中國石化西南油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，成都 610041)

致密砂巖一般是指孔隙度(q)<10%、滲透率(K)<1.0×10-3μm2的砂巖。川西拗陷發(fā)育豐富的致密砂巖氣，儲層以低孔低滲為特征[1-3]。致密砂巖氣藏又分為“先成型”與“后成型”2種，前者為儲層先致密化后才發(fā)生油氣聚集，后者為儲層先發(fā)生大規(guī)模油氣運(yùn)移，后期的成巖作用和構(gòu)造運(yùn)動等導(dǎo)致儲層致密化[4]。全球目前有 70 多個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)有致密砂巖氣，主要分布于北美、歐洲和亞太地區(qū)[5]，中國四川、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾等區(qū)域均發(fā)育有致密砂巖氣藏[6]。由于地史時(shí)間長、構(gòu)造期次多、成巖作用復(fù)雜等因素，導(dǎo)致致密砂巖油氣藏成藏機(jī)理研究困難。在成藏過程中孔隙度是控制油氣運(yùn)移的關(guān)鍵因素[7-9]，且孔隙演化又是油氣成藏機(jī)理研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)[10]。因此，儲層孔隙度演化規(guī)律是油氣成藏機(jī)理研究的基礎(chǔ)，也是儲層評價(jià)工作的重要參考。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者提出的孔隙度演化研究方法多樣。有的以孔隙度與深度為切入點(diǎn)，建立孔隙度隨深度和時(shí)間的演化關(guān)系，結(jié)合埋藏史可得任意地史時(shí)期的儲層孔隙度；但此方法沒有考慮成巖作用的影響。有的是結(jié)合孔隙度特征、成巖作用分析和巖石薄片觀察來建立孔隙度與礦物成分、地溫地壓之間的關(guān)系，以進(jìn)行砂巖孔隙度鉆前預(yù)測[11-16]；但該方法對于油藏孔隙度演化來說精度不夠。也有學(xué)者運(yùn)用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對一些未取心井區(qū)致密砂巖儲層孔隙進(jìn)行預(yù)測[17-18]。潘高峰等[11]運(yùn)用數(shù)值模擬研究砂巖孔隙演化，以地史時(shí)間為主線，提出孔隙的減小是從沉積作用開始就進(jìn)行至今的，并且受埋深和時(shí)間的影響?？紫兜脑龃髣t主要受到古地溫變化的影響。馮旭等[10]針對碎屑巖孔隙演化定量計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，并認(rèn)為在恢復(fù)孔隙度時(shí)，將面孔率與孔隙度混用、將壓實(shí)損孔全歸為成巖早期、不考慮巖石表觀體積的變化等，會導(dǎo)致計(jì)算的壓實(shí)損失孔隙度偏小，因此，研究孔隙演化時(shí)還需要考慮巖石表觀體積變化，并考慮各期成巖作用中壓實(shí)作用損失的孔隙度。

對川西拗陷孔隙演化或儲層致密化的研究多以須家河組第二段、雷口坡組、沙溪廟組等為對象，而對上三疊統(tǒng)須家河組第四段(T3x4，簡稱“須四段”)孔隙演化的研究相對缺乏。

須四段巖性較為復(fù)雜，且具埋藏深度較大、非均質(zhì)性強(qiáng)和成巖作用強(qiáng)烈等特點(diǎn)。本文應(yīng)用巖石薄片、孔滲分析、掃描電鏡等測試手段研究須四段致密砂巖儲層的成巖作用，結(jié)合埋藏史和自生礦物的包裹體測溫，建立成巖演化序列，并對須四段致密砂巖儲層孔隙的定量演化進(jìn)行精細(xì)刻畫。

1 地質(zhì)概況

川西拗陷位于四川盆地西部，包括龍門山構(gòu)造帶以東、川中平緩褶皺帶以西區(qū)域，向東北方向展布，其中須家河組蘊(yùn)藏有豐富的天然氣[19]。川西拗陷北鄰秦嶺造山帶，西鄰青藏高原構(gòu)造帶，加上上揚(yáng)子地塊自身擠壓，于晚三疊世后形成了北西-南東向、南北向和東西向三大動力系統(tǒng)交匯疊加的局勢[20-22]，依次發(fā)育上三疊統(tǒng)、侏羅系、白堊系、古近系和新近系。研究區(qū)須家河組與香溪群相對應(yīng),須一段與香一段上部的碎屑巖部分對應(yīng)，須五段與香五段對應(yīng),統(tǒng)一命名為須家河組,共分為5段。須一段至須三段往東(至川中及川東地區(qū))逐漸變薄、缺失。須家河組富含動植物化石，主要發(fā)育沖積扇、湖泊、湖相三角洲、海相三角洲、濱岸和海灣等沉積相，經(jīng)歷了海相→海陸過渡相→陸相的環(huán)境轉(zhuǎn)變。其中，須四段主要發(fā)育三角洲沉積環(huán)境，包括西北方的三角洲前緣及東南方的水下分流河道(圖1)，巖性主要為礫巖、含礫砂巖、巖屑砂巖夾砂質(zhì)泥巖,偶見煤線[23-27](圖2)，且從西南到東北方向有砂體厚度逐漸增大的趨勢，在儲層劃分中T3x4-1-T3x4-3砂組為上亞段、T3x4-4-T3x4-6砂組為中亞段，T3x4-7-T3x4-9砂組為下亞段。

2 儲層特征

儲層物性是構(gòu)造格局、沉積環(huán)境、成巖作用等因素共同控制的結(jié)果，其中沉積作用對碎屑巖礦物成分、結(jié)構(gòu)、分選性、磨圓度和雜基含量等都有明顯的控制作用，它們對儲層物性具有不同程度的影響[28-29]。

研究區(qū)須四段儲層巖石碎屑組分包括長石、巖屑和石英，長石質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)平均為2.89%，石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為59.77%，巖屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為40.52%；將3 524個(gè)樣品的成分?jǐn)?shù)據(jù)投到三角形分類圖中(圖3-A)，有巖屑砂巖、巖屑石英砂巖和長石巖屑砂巖等；巖屑類型大多是沉積巖和變質(zhì)巖碎屑，少見火山巖碎屑。據(jù)薄片資料，該儲層多為中粒砂巖，其次為細(xì)-中粒砂巖，有少量粗砂巖；顆粒主要為次棱角狀，其次是次棱角-次圓狀，有少數(shù)次圓狀，總體上分選性較好；填隙物中雜基主要為泥質(zhì)，膠結(jié)物主要為碳酸鹽、硅質(zhì)及自生黏土礦物。據(jù)全巖X射線衍射分析結(jié)果(圖3-B)，碳酸鹽礦物主要為方解石(平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%)及白云石(平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.8%)，黏土礦物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為17.6%，除少量黃鐵礦(平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%)外，還含少量菱鐵礦(平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%)及硬石膏(平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%)。

研究區(qū)須四段儲層孔隙度(q)為0.02%～13.6%，平均為5.61%；滲透率(K)為(0.00～1 070.34)×10-3μm2。由于存在裂縫，導(dǎo)致滲透率突然增大，平均值為1.38×10-3μm2，排除最大滲透率后平均滲透率為0.7×10-3μm2。用于測試孔隙度的樣品1 936個(gè)，用于測試滲透率的樣品1 560個(gè)，樣品來自研究區(qū)所有鉆井，數(shù)據(jù)全面，可見該區(qū)儲層為典型的致密砂巖(圖3-C、D)。一般地，分選較好的中粒砂巖具有較好的孔隙性，孔隙度值分布較為集中，在4%～8%，滲透率>0.1×10-3μm2的巖樣占主體，多數(shù)為相對優(yōu)質(zhì)儲層。

圖1 川西拗陷須四段構(gòu)造分區(qū)及沉積相簡圖Fig.1 Structural division and sedimentary facies for the T3x4 reservoir in the western Sichuan Depression

圖2 德陽1井須四段沉積相綜合柱狀圖Fig.2 Composite histogram of sedimentary phase for the T3x4 reservoir of the Well Deyang-1

通過對巖石薄片及掃描電鏡資料的研究，發(fā)現(xiàn)須四段主要發(fā)育溶蝕作用產(chǎn)生的次生孔隙(圖4-H、K)和次生裂縫(圖4-L)，原生孔隙較少(圖3-E)。其中次生溶蝕孔包括粒間溶蝕孔及粒內(nèi)溶蝕孔，且以粒內(nèi)溶蝕孔為主(圖3-F)，它們大多由長石顆粒被有機(jī)液體溶蝕后而形成。

3 成巖作用與成巖演化

對致密砂巖儲層而言，強(qiáng)烈的成巖作用致使巖石中微觀孔隙類型變得更加復(fù)雜，也使砂巖儲層的致密化成為一個(gè)非常復(fù)雜的過程，往往要受到很多因素的影響[31-34]，這些因素對儲層孔隙的形成、破壞、改造等起到非常關(guān)鍵的作用。在成巖過程中，壓實(shí)壓溶作用、膠結(jié)作用和溶蝕作用是影響儲層形成的關(guān)鍵因素，它們共同控制著儲層孔隙的發(fā)育[35-37]。本文在大量鏡下資料中挑選了現(xiàn)象明顯且具有代表性的12個(gè)巖石薄片或電鏡照片(共8口井)對研究區(qū)成巖作用進(jìn)行說明。

3.1 成巖作用

3.1.1 壓實(shí)壓溶作用

由于川西拗陷須四段埋藏較深，導(dǎo)致須四段儲層砂巖經(jīng)歷的壓實(shí)壓溶作用強(qiáng)度較大，主要表現(xiàn)在抗壓實(shí)能力弱的巖屑，如云母、泥巖碎屑等塑性顆粒被擠壓變形，形成假雜基堵塞孔隙，以及碎屑顆粒接觸方式表現(xiàn)為鑲嵌接觸或凹凸接觸；此外還有壓溶作用造成石英顆粒接觸處的石英溶解，產(chǎn)生的硅質(zhì)再沉淀形成的石英次生加大邊(圖4-A、B)。

3.1.2 膠結(jié)作用

研究區(qū)須四段砂巖儲層中膠結(jié)物成分大多為碳酸鹽、硅質(zhì)、黏土礦物及少量黃鐵礦。其中，前3類膠結(jié)物與儲層孔隙緊密相關(guān)，嚴(yán)重影響著儲層質(zhì)量。碳酸鹽膠結(jié)是須四段砂巖中含量最高的膠結(jié)物，根據(jù)礦物的不同可分為方解石膠結(jié)與白云石膠結(jié)。巖石薄片中方解石膠結(jié)多于白云石膠結(jié)，且方解石膠結(jié)充填了大量的原生粒間孔隙，呈連晶狀，為早期方解石膠結(jié)。根據(jù)鏡下觀察，碳酸鹽膠結(jié)在成巖演化過程中發(fā)育有2期(圖4-C、D、E、F)。須四段砂巖中自生硅質(zhì)膠結(jié)普遍發(fā)育，含量僅次于碳酸鹽膠結(jié)。硅質(zhì)膠結(jié)發(fā)育有2期，第一期以次生加大邊的形式產(chǎn)于石英顆粒的邊緣(圖4-G)，第二期呈自形粒狀充填于粒間或粒內(nèi)孔隙中(圖4-H)，但以第一期次生加大為主。黏土礦物膠結(jié)的礦物主要為綠泥石、高嶺石及伊利石。綠泥石呈葉片狀或針狀，圍繞顆粒垂直生長，形成環(huán)邊綠泥石(圖4-I)；自生伊利石呈毛發(fā)狀充填于粒間孔隙，鏡下可見環(huán)邊伊利石發(fā)育。

圖3 川西拗陷須四段儲層綜合特征Fig.3 Synthetic characteristics of the T3x4 reservoir in western Sichuan Depression(A)砂巖分類及巖屑類型圖(共3 524個(gè)樣品，劃分標(biāo)準(zhǔn)據(jù)曾允孚等[30]); (B)全巖X射線衍射分析圖; (C)孔隙度分布直方圖; (D)滲透率分布直方圖; (E)儲層儲集空間總體特征; (F)次生孔隙主要類型

圖4 川西拗陷須四段砂巖儲層微觀特征Fig.4 Microscopic features of the T3x4 reservoir sandstones in western Sichuan Depression(A)石英具次生加大邊，顆粒間鑲嵌接觸或凹凸接觸，廣漢2井，深度3 923.1 m，單偏光; (B)泥巖雜基壓實(shí)變形，廣漢2井，深度3 919.7 m，正交偏光; (C)晚期方解石膠結(jié)物充填于粒間孔隙，廣漢2井，深度3 923.8 m，單偏光; (D)長石溶蝕之后大量方解石膠結(jié)物沉淀，德陽1井，深度4 198.3 m，單偏光; (E)晚期方解石交代長石，高廟3井，深度3 784.2 m，正交偏光; (F)晚期方解石膠結(jié)和白云石膠結(jié)，新盛1井，深度3 507.9 m，單偏光; (G)硅質(zhì)膠結(jié)以次生加大邊產(chǎn)于石英顆粒邊緣，廣漢2井，深度4 013.4 m，正交偏光; (H)粒內(nèi)溶孔，可見長石溶蝕后殘留，自生石英呈自形粒狀，充填于粒內(nèi)溶孔，新856井，深度3 464 m，單偏光; (I)綠泥石圍繞顆粒生長形成環(huán)邊綠泥石，川豐563井，深度3 886.6 m，單偏光; (J)高嶺石充填孔隙，川綿39井，深度3 180.7 m，單偏光; (K)長石晶體被強(qiáng)烈溶蝕淋濾形成窗格狀粒內(nèi)次生溶蝕孔隙，川豐563井， 深度3 886.7 m， 掃描電鏡; (L)長石晶體被溶蝕形成粒內(nèi)次生溶孔，見粒內(nèi)次生裂縫，馬深1井，深度4 590.9 m，掃描電鏡

3.1.3 溶蝕作用

次生溶孔包括粒內(nèi)溶孔(圖4-H)、粒間溶孔、鑄?？准皫r屑微孔。研究區(qū)的溶蝕作用主要形成粒內(nèi)溶孔，其中發(fā)生溶蝕的顆粒主要為長石，大量長石顆粒的溶蝕導(dǎo)致須四段砂巖總體上長石含量極低。鑄體薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)須四段砂巖中至少存在2期溶蝕作用，霧狀高嶺石充填于粒內(nèi)溶孔，說明溶蝕作用早于膠結(jié)物的沉淀(圖4-J)。

3.2 成巖階段劃分與成巖演化

本文利用鏡質(zhì)體反射率(Ro)、黏土礦物中伊/蒙混層(I/S)及古地溫等方法進(jìn)行成巖階段劃分，劃分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù) 《中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：碎屑巖成巖階段劃分》(SY/T 5477-2003) 。隨機(jī)抽取研究區(qū)須四段的洛深1、馬深1、豐谷21等鉆井，其Ro值為1.1～1.56，為中成巖B期；隨機(jī)抽取須四段若干口井的砂巖黏土礦物X射線衍射分析結(jié)果，可見伊/蒙混層比多數(shù)為5%～20%，大部分砂巖樣品的伊/蒙混層比<15%，也表明其處于中成巖B期。

同沉積階段成巖作用主要為強(qiáng)烈的壓實(shí)作用造成原生孔隙的減少，同時(shí)也發(fā)生鋁硅酸鹽類礦物的水化作用。

早成巖A期須四段上亞段(T3x4-1—T3x4-5砂組)在湖平面快速下降時(shí)部分受到大氣淡水淋慮的影響，且富煤系的地層進(jìn)入埋藏階段可產(chǎn)生酸性水。大氣淡水和煤系酸性水作用于長石類礦物顆粒發(fā)生第一期溶蝕作用，產(chǎn)生溶蝕孔隙，并形成高嶺石、硅質(zhì)和少量的碳酸鹽礦物。在pH值較高的成巖環(huán)境中，發(fā)生早期方解石膠結(jié)作用，大量自生方解石膠結(jié)物充填粒間孔隙形成連晶式方解石膠結(jié)，且環(huán)邊綠泥石開始形成。蒙脫石不斷地向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化的同時(shí)產(chǎn)生自生黃鐵礦。

早成巖B期蒙脫石持續(xù)向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化，出現(xiàn)自生硅質(zhì)和少量的碳酸鹽膠結(jié)物，石英次生加大形成。鋁硅酸鹽礦物繼續(xù)溶蝕形成次生孔隙。壓實(shí)作用使原生孔隙進(jìn)一步減少。

中成巖A期古地溫升高，有機(jī)質(zhì)大量成熟，在未受大氣淡水淋慮的巖石中發(fā)生第二期溶蝕作用。長石和巖屑發(fā)生溶蝕并沉淀出自生硅質(zhì)，部分充填于粒間孔隙中。蒙脫石向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化加快。晚期碳酸鹽膠結(jié)物沉淀并充填孔隙。

中成巖B期古地溫持續(xù)升高，有機(jī)質(zhì)進(jìn)入高成熟階段，有機(jī)酸減少。高嶺石轉(zhuǎn)化為伊利石或綠泥石。

4 孔隙演化定量計(jì)算

砂巖儲層的原始孔隙度與其分選性密切相關(guān)，可以通過其分選系數(shù)近似恢復(fù)砂巖儲層的初始孔隙度(q0)。根據(jù)Housekencht等[38]的研究可知

q0=20.91+(22.90/s0)

(1)

4.1 儲層減孔成巖效應(yīng)

須四段的減孔作用主要是壓實(shí)作用與膠結(jié)作用。壓實(shí)作用主要是由于須四段被深埋，表現(xiàn)為碎屑顆粒的凹凸接觸，使石英形成次生加大邊以及云母等塑性顆粒變形等。壓實(shí)作用從同沉積階段開始在各成巖階段均有發(fā)育，早成巖A末期到中成巖A中期最為強(qiáng)烈。研究區(qū)須四段以碳酸鹽膠結(jié)為主，硅質(zhì)為次，以石英次生加大邊的形式出現(xiàn)，早成巖A期膠結(jié)作用最為強(qiáng)烈。研究區(qū)砂巖流體包裹體均一溫度為54～184℃，平均為99.46℃(圖5)；包裹體溫度絕大多數(shù)為60～120℃，>140℃或<60℃的極少。包裹體的出現(xiàn)表明儲層孔隙開始減小。

參考前人的公式[38-39]，可量化壓實(shí)作用對孔隙演化的影響

(2)

壓實(shí)損孔=初始孔隙度×壓實(shí)系數(shù)

(3)

對于膠結(jié)作用的定量化采用膠結(jié)系數(shù)概念，利用前人的公式[40-41]可得膠結(jié)系數(shù)和因膠結(jié)作用而減少的孔隙度

(4)

膠結(jié)損孔=壓實(shí)后孔隙度×膠結(jié)系數(shù)

(5)

在研究區(qū)范圍內(nèi)均勻地抽取12口井(圖1)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，平均壓實(shí)系數(shù)為0.68，壓實(shí)損孔量為25.71%，由此可得經(jīng)過壓實(shí)作用后的平均剩余孔隙度為12.02%；平均膠結(jié)系數(shù)為0.55，則膠結(jié)作用損孔量為6.75%；計(jì)算所得經(jīng)歷壓實(shí)作用與膠結(jié)作用后的平均剩余孔隙度為5.26%。

4.2 儲層增孔成巖效應(yīng)

溶蝕作用對改善儲層的性能有著重要作用，主要是有機(jī)酸溶蝕長石顆粒。第一期溶蝕作用于早成巖A期出現(xiàn)，并伴生大量的膠結(jié)物；第二期溶蝕于中成巖A期出現(xiàn)，伴隨少量膠結(jié)物。根據(jù)前人總結(jié)的公式[38-39]可計(jì)算溶蝕系數(shù)，帶入公式(7)可大致恢復(fù)溶蝕作用帶來的孔隙增加量

圖5 川西拗陷須四段流體包裹體均一溫度分布直方圖Fig.5 Histogram showing homogenization temperature of the fluid inclusions from T3x4 reservoir in western Sichuan Depression

溶蝕系數(shù)=溶蝕孔隙度/初始孔隙度

(6)

溶蝕增孔=壓實(shí)膠結(jié)后孔隙度×溶蝕系數(shù)

(7)

研究區(qū)在須四段開始沉積時(shí)壓實(shí)作用較為強(qiáng)烈，幾乎不發(fā)育原生孔隙，孔隙主要是溶蝕作用所形成的次生溶孔，所以計(jì)算溶蝕孔隙時(shí)可用“(次生孔隙/總孔隙)×面孔率”，計(jì)算得溶蝕孔隙度平均為3.19%，溶蝕系數(shù)平均為0.084，增孔量平均為0.44%，最終得出儲層經(jīng)歷成巖作用后的平均孔隙度為5.71%(表1)。

通過定量計(jì)算，可知壓實(shí)減孔量為25.71%，膠結(jié)減孔量為6.75%，溶蝕增孔量為0.44%。再一次驗(yàn)證了須四段溶蝕作用為其儲層主要的增孔途徑；造成儲層致密化的關(guān)鍵原因?yàn)閺?qiáng)烈的壓實(shí)作用，其次是膠結(jié)作用。

由于物源與成巖過程具有一定的復(fù)雜性，自生黏土礦物與泥質(zhì)在鏡下不容易區(qū)分，在膠結(jié)物含量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算中容易出現(xiàn)一定誤差，測定顆粒直徑和孔隙度時(shí)也可能存在人工誤差。另外，由于研究區(qū)須四段存在2期溶蝕作用，溶蝕后出現(xiàn)的孔隙有可能被方解石、高嶺石等礦物重新填充，所以計(jì)算溶蝕增孔的公式(6)和(7)并不能準(zhǔn)確計(jì)算出實(shí)際增孔量；且由于數(shù)據(jù)的不完善，計(jì)算溶蝕孔隙時(shí)所用數(shù)據(jù)為研究區(qū)須四段整體的平均值。這些誤差導(dǎo)致定量計(jì)算所得的儲層孔隙度與測試所得孔隙度有一定差異；但總體來說計(jì)算所得結(jié)果與測試結(jié)果一致，證明該方法具有一定的合理性與可靠性。此次計(jì)算所用巖心樣品或巖石薄片共102個(gè)，其中上亞段共31個(gè)，中亞段共35個(gè)，下亞段共36個(gè)，橫向及縱向的抽取情況較為平均，基本可以代表研究區(qū)整體情況。

表1 川西拗陷須四段砂巖儲層孔隙度演化定量計(jì)算結(jié)果Table 1 Quantitative calculation of porosity evolution for the T3x4 reservoir in western Sichuan Depression

4.3 孔隙演化過程

根據(jù)M.K.Hubbert等[42]，砂巖儲層由于壓實(shí)作用所剩余的孔隙度(q)

q=q0e-cz

(8)

式中:q0表示初始孔隙度；c表示壓實(shí)因子；z表示埋藏深度。根據(jù)粒度分析、埋藏史等資料可知研究區(qū)須四段壓實(shí)因子為 0.000 33～0.000 40，最大埋藏深度為5 km，計(jì)算得到各埋藏時(shí)期因壓實(shí)作用所引起的孔隙變化(表2)。

表2 須四段砂巖儲層由壓實(shí)作用產(chǎn)生的孔隙度演化Table 2 Primary pore evolution due to compaction of the T3x4 reservoir sandstones in western Sichuan Depression

結(jié)合原生孔隙演化埋藏史及須四段儲層的物性、成巖資料(圖6)可知：A點(diǎn)處為J1末期，此時(shí)須四段埋深約為1 km，屬于早成巖A期；根據(jù)定量計(jì)算，參考表1可知該時(shí)期由于壓實(shí)作用造成的減孔量為10.44%，J1末剩余孔隙度為27.3%；該階段發(fā)育早期溶蝕作用與第一期膠結(jié)作用，溶蝕增孔量約為0.1%，第一期方解石膠結(jié)減孔量約為1.2%，即： J1末期孔隙度=J1末剩余孔隙度-早期方解石膠結(jié)減孔+早期溶蝕增孔=26.2%。

圖6 川西拗陷須四段儲層孔隙演化圖Fig.6 Diagram illustrating the porosity evolution of the T3x4 reservoir in western Sichuan Depression(須四段埋藏史據(jù)冷濟(jì)高等[43])

B點(diǎn)處于J2末期，須四段埋深約2 km，成巖階段進(jìn)入早成巖B期。該時(shí)期由于壓實(shí)造成的減孔量為6.8%，J2末剩余孔隙度為19.4%；同時(shí)硅質(zhì)膠結(jié)形成石英次生加大邊，約減孔0.7%，即： J2末期孔隙度=J2末剩余孔隙度-早期硅質(zhì)膠結(jié)減孔=18.7%。

據(jù)冷濟(jì)高等[43-44]可知，研究區(qū)須四段成藏期為J1到J2早期，包裹體均一溫度集中在80～120℃(圖6)，對應(yīng)的地質(zhì)時(shí)間為J2末期(B點(diǎn))，說明研究區(qū)須四段砂巖儲層于J2中期(早成巖A中期)就開始致密化，從J2末期(早成巖B中期)后致密化開始加速。往后進(jìn)入K1時(shí)期，包裹體含量急劇減少，證明此時(shí)期砂巖儲層致密化速率開始逐漸變緩。

C點(diǎn)處于K1末期，成巖演化處于中成巖A期末尾，埋藏深度大約為4 km，較大的埋深使壓實(shí)作用較前一階段有所增強(qiáng)，壓實(shí)損孔量約8.47%，剩余孔隙為10.23%；同時(shí)該階段晚期溶蝕作用增孔量約0.36%，晚期硅質(zhì)膠結(jié)損孔量約0.05%，晚期碳酸鹽膠結(jié)損孔約4.9%，即： K1末期孔隙度=K1末期剩余孔隙-晚期硅質(zhì)膠結(jié)減孔-晚期碳酸鹽膠結(jié)減孔+晚期溶蝕增孔=5.64%

一般地，孔隙度<10%即為致密儲層，須四段儲層于早白堊世達(dá)到致密，可見須四段儲層致密較晚，晚于天然氣充注。

后來須四段進(jìn)入中成巖B期，孔隙度變化雖趨于平穩(wěn)，但還是會因僅存的少量有機(jī)酸及含鐵碳酸鹽膠結(jié)物影響儲層孔隙度，使其發(fā)生輕微的變化，最終的孔隙度為5.12%～5.71%。

5 結(jié) 論

a.川西拗陷須四段主要發(fā)育巖屑砂巖與巖屑石英砂巖，孔隙度為5.61%，滲透率為1.38×10-3μm2；須四段廣泛發(fā)育次生溶蝕孔隙，由于成巖初期強(qiáng)烈的壓實(shí)使原生孔隙幾乎不發(fā)育，整體為典型的低孔低滲砂巖儲層。

b.研究區(qū)須四段以方解石膠結(jié)為主的碳酸鹽膠結(jié)強(qiáng)烈；其次為硅質(zhì)膠結(jié)，主要表現(xiàn)為石英次生加大；黏土膠結(jié)中含伊利石、高嶺石及綠泥石，其中伊利石含量較多；此外膠結(jié)物還包括少量黃鐵礦。溶蝕作用主要以溶蝕長石為主，是須四段孔隙的重要形成途徑。研究區(qū)須四段砂巖目前已達(dá)到中成巖B期?？紫堆莼?jīng)歷了同沉積階段的原生孔隙破壞、早成巖A期次生孔隙的形成、早成巖B期次生孔隙及原生孔隙破環(huán)及中成巖期的次生孔隙再次形成等多個(gè)階段。

c.須四段儲層因壓實(shí)作用損孔25.71%，壓實(shí)作用是導(dǎo)致儲層致密的關(guān)鍵因素；膠結(jié)作用損孔6.75%，溶蝕作用增孔0.44%，定量計(jì)算儲層孔隙度為5.71%，接近儲層實(shí)際平均孔隙度5.12%。須四段儲層孔隙整體上在早白堊世降至10%以下，形成致密砂巖儲層，同沉積階段儲層孔隙度處于26.2%左右；早成巖A階段和早成巖B階段孔隙度演化為18.7%左右；中成巖A階段和中成巖B階段孔隙度演化為5.12%～5.71%。