川東云安廠地區(qū)黃龍組儲(chǔ)層成因類型及形成機(jī)制

左洺滔，胡忠貴,張偉，周道勇，朱賢強(qiáng)，羅毓明，龐宇來,邵燕林

1.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 武漢 430100 2.長江大學(xué)沉積盆地研究中心，湖北 武漢 430100 3.中國石油西南油氣田公司重慶氣礦，重慶 400021

川東地區(qū)位于四川盆地東部，作為四川盆地主要油氣聚集區(qū)，備受國內(nèi)外油氣地質(zhì)專家的關(guān)注[1-3]。上石炭統(tǒng)黃龍組氣藏有著巨大的油氣儲(chǔ)量，是川東地區(qū)天然氣主力產(chǎn)層之一，勘探潛力巨大[4-6]。自20世紀(jì)80年代起，前人對黃龍組層序劃分及沉積相類型進(jìn)行了大量的研究工作，得到了一個(gè)統(tǒng)一的四川盆地黃龍組層序劃分方案，即四川盆地黃龍組發(fā)育了一套由完整的低位體系域、海侵體系域及高位體系域組成的三級層序[7-10]，針對該時(shí)期發(fā)育的沉積體系類型的主流觀點(diǎn)認(rèn)為在該時(shí)期以潮坪-淺海陸棚沉積體系為主[11-14]；而有關(guān)黃龍組儲(chǔ)層方面的系統(tǒng)性研究則相對較晚，胡明毅、李祖兵、陳浩如等從物性特征及儲(chǔ)集空間等方面探討儲(chǔ)層特征并開展了成巖作用等因素探討儲(chǔ)層的主控因素研究，認(rèn)為黃龍組儲(chǔ)集物性較好，并且研究重點(diǎn)主要集中于經(jīng)表生期巖溶作用及白云巖化作用疊加所形成的優(yōu)勢儲(chǔ)集體[15-17]。針對成巖改造與儲(chǔ)層的關(guān)系研究，部分學(xué)者借助鍶同位素分析手段對黃龍組白云巖成因及儲(chǔ)集性能進(jìn)行了探討，并認(rèn)為僅有與顆粒白云巖和晶粒白云巖有關(guān)的成巖期交代成因的埋藏白云巖具有儲(chǔ)集意義[18]，另有學(xué)者認(rèn)為碳、氧與鍶同位素的演化趨勢與儲(chǔ)層物性的變化具有良好的正相關(guān)性，即隨著碳、氧與鍶同位素的增加，儲(chǔ)層物性有變好的趨勢[19,20]。此外，胡忠貴等利用稀土元素地球化學(xué)元素特征證實(shí)了黃龍組儲(chǔ)層經(jīng)歷了準(zhǔn)同生、表生期巖溶作用及埋藏期熱液活動(dòng)的影響，并認(rèn)為這類經(jīng)歷了強(qiáng)烈溶蝕的白云巖儲(chǔ)層具有較高的ΣREE(稀土元素總量)和ΣLREE(輕稀土元素含量)/ΣHREE(重稀土元素含量)[21,22]。綜上所述，研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層經(jīng)歷了多期次的成巖作用改造，對儲(chǔ)層產(chǎn)生了較大的影響。

川東地區(qū)黃龍組儲(chǔ)層孔隙類型多樣，儲(chǔ)層類型較多，各類儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間、成因機(jī)理各具特色。但前人并未對川東地區(qū)儲(chǔ)層的成因類型及控制因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究，嚴(yán)重阻礙了人們對于黃龍組儲(chǔ)層成因的認(rèn)識。因此，筆者根據(jù)最新的鉆井、巖心、薄片等大量地質(zhì)解釋資料，深入探討了研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層特征及孔隙類型，并依據(jù)時(shí)間序列及成巖作用改造因素，對儲(chǔ)層進(jìn)行成因類型劃分，進(jìn)而剖析各類型儲(chǔ)層的形成機(jī)制，以期為盆地內(nèi)后續(xù)勘探開發(fā)工作提供有力依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)云安廠氣田馮家灣區(qū)塊，為云安廠構(gòu)造帶的一個(gè)潛伏構(gòu)造，地理位置處于重慶市萬州區(qū)，構(gòu)造位置屬于四川盆地川東褶皺帶云安廠構(gòu)造帶中部(見圖1)。

受海西運(yùn)動(dòng)構(gòu)造隆升和侵蝕作用的影響，川東地區(qū)黃龍組沉積前缺失晚志留世、泥盆紀(jì)、早石炭世沉積，黃龍組超覆于下伏韓家店組/河洲組之上，頂部與上覆梁山組呈不整合接觸。區(qū)內(nèi)黃龍組沉積厚度約為40～50m，平均47m，黃龍組(C2hl)自下而上分為黃一段(C2hl1)、黃二段(C2hl2)和黃三段(C2hl3)3個(gè)巖性段，分別對應(yīng)三級層序的LST、TST和HST；依據(jù)沉積組合及旋回變化，又將C2hl2劃分為3個(gè)亞段(C2hl21、C2hl22和C2hl23)(見圖1)。綜合研究表明，川東地區(qū)黃龍組儲(chǔ)層以次生孔隙為主，原生孔隙少見；物性受成巖作用改造明顯，特別是受白云巖化作用和多期次的巖溶作用改造較為顯著[15-17]。

2 黃龍組儲(chǔ)層特征

2.1 儲(chǔ)集空間特征

通過對研究區(qū)內(nèi)9口黃龍組全取心井段的巖心觀察，以及對9口井約1500片普通薄片和30片鑄體薄片的鏡下鑒定及觀察，對黃龍組開展了系統(tǒng)的巖石學(xué)及孔隙特征分析。研究區(qū)黃龍組主要儲(chǔ)集巖石類型以各類顆粒白云巖、粉晶-細(xì)晶白云巖及云質(zhì)巖溶角礫巖為主，其次為(顆粒)泥晶-粉晶白云巖。顆粒成分以生屑、砂屑、藻砂屑、藻團(tuán)塊等類型為主，可見少量鮞粒及內(nèi)碎屑。結(jié)合鑄體薄片分析鑒定，研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層發(fā)育晶間孔、晶間溶孔、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔等孔隙類型，具體特征如下：

注：SBⅠ表示Ⅰ型層序邊界；TS1表示初始海泛面；TST表示海侵體系域；MFS表示最大海泛面；HST表示高位體系域;LST表示低位體系域。圖1 研究區(qū)分布范圍黃龍組地層綜合柱狀圖Fig.1 The comprehensive histogram of stratigraphic distribution of Huanglong Formation in the study area

1)晶間孔、晶間溶孔主要發(fā)育于晶粒白云巖中，而泥-微晶白云巖中不發(fā)育或發(fā)育條件很差。晶間孔多伴有溶蝕作用形成擴(kuò)大的晶間溶孔(見圖2(a)、(b))，部分晶間孔和晶間溶孔被晚期中-粗晶方解石、白云石、石英、黃鐵礦等充填(見圖2(b))。

2)粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔等主要發(fā)育在顆粒(生物屑、砂屑、鮞粒)粉-細(xì)晶白云巖中(見圖2(c)、(d))。粒間溶孔除部分溶孔中充填有少量瀝青，一般無充填物，因此，粒間溶孔的連通性極好[18]。粒內(nèi)溶孔在巖心上可見類似針狀溶孔，主要分布于部分藻屑、砂屑(見圖2(e))和生物屑(見圖2(f)、(g))中，是研究區(qū)較為常見孔隙類型。

3)粒內(nèi)溶孔多見于腹足和雙殼類生物化石中，并可形成鑄模孔(見圖2(h)、(i))，而棘屑、腕足等生物粒內(nèi)溶孔不發(fā)育。鑄?？自谘芯繀^(qū)較發(fā)育，對儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)較大。

4)角礫內(nèi)和角礫間溶孔在研究區(qū)常見，主要發(fā)育于黃龍組云質(zhì)巖溶角礫巖內(nèi)及巖溶角礫巖之間的部分。

2.2 儲(chǔ)層物性特征

對研究區(qū)內(nèi)6口井的全井段巖心物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(見圖3)表明，在700件樣品中，孔隙度分布于0.28%～21.94%之間，平均4.63%，孔隙度在2%～5%之間的樣品占41%；滲透率分布于0.001～40.20mD之間，平均0.53mD。

圖3 研究區(qū)黃龍組巖心孔隙度、滲透率分布規(guī)律直方圖(樣品數(shù)：700)Fig.3 Histograms of distribution of porosity and permeability of cores in Huanglong Formation in the study area(Sample numbers: 700)

對云安廠地區(qū)黃龍組儲(chǔ)層的巖心孔隙度與滲透率關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果如圖4所示。云安廠地區(qū)黃龍組儲(chǔ)層孔滲關(guān)系呈弱正相關(guān)性，隨著樣品孔隙度的增大，滲透率也具有緩慢增大的趨勢，表明孔喉特征對儲(chǔ)層滲流能力具有一定的影響；其次，在同一孔隙度范圍內(nèi)，滲透率變化較大，甚至跨越2～3個(gè)數(shù)量級，揭示了裂縫對儲(chǔ)層的滲流能力的改善有著較大的貢獻(xiàn)。

注1：(a)晶間孔、晶間溶孔，粉晶白云巖，云安11井，C2hl2，5254.90m；(b) 晶間溶孔、溶蝕擴(kuò)大孔，粉晶白云巖，云安2井，C2hl2，5281.40m；(c)粒間溶孔，藻砂屑白云巖，面孔率較高，約占20%，云安11井，C2hl2，5277.25m；(d)粒間溶孔，藻砂屑生屑白云巖，云安11井，C2hl2，5268.35m；(e)粒內(nèi)溶孔，藻砂屑白云巖，云安2井，C2hl2，5311m；(f)粒內(nèi)溶孔，藻砂屑白云巖，云安11井，C2hl2，5267.58m；(g)粒內(nèi)溶孔，藻砂屑生屑白云巖，云安11井，C2hl2，5266.85m；(h)鑄?？?，藻砂屑白云巖，云安2井，C2hl2，5310.50m；(i)鑄?？?，藻砂屑白云巖，云安11井，C2hl2，5276.70m。以上薄片照片均為單偏光鑄體薄片。注2：IP(intercrystalline pore)表示晶間孔;ISP (intercrystalline solution pore)表示晶間溶孔;IDP(intergranular dissolution pore)表示粒間溶孔;GSP(granular solution pore)表示粒內(nèi)溶孔;MP(moldic pore)表示鑄?？?D(dolomite)表示白云石。下同。圖2 研究區(qū)黃龍組典型孔隙特征Fig.2 Typical pore characteristics of Huanglong Formation in the study area

3 儲(chǔ)層成因類型及分布特征

3.1 儲(chǔ)層成因類型

圖4 研究區(qū)黃龍組巖心孔滲關(guān)系圖 Fig.4 Relationship diagram of porosity and permeability of cores in Huanglong Formation in the study area

根據(jù)巖心觀察及鏡下薄片鑒定結(jié)果，在儲(chǔ)集空間類型分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合主要的成巖作用改造因素，對黃龍組儲(chǔ)層進(jìn)行成因類型劃分，將儲(chǔ)層劃分為保持型儲(chǔ)層、溶蝕型儲(chǔ)層、云化型儲(chǔ)層3大類，并可識別出多種成因類型的儲(chǔ)層所組成的復(fù)合型儲(chǔ)層(見表1)。同時(shí)，綜合考慮儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的時(shí)間序列及成巖作用改造因素，溶蝕型儲(chǔ)層又可劃分為準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層、表生期巖溶儲(chǔ)層及埋藏期溶蝕儲(chǔ)層。

表1 研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層類型及特征

保持型儲(chǔ)層主要因?yàn)轭w粒間賦存的粒間孔隙由于泥晶作用或烴類的充注，致使粒間孔隙受到保護(hù)并得以保存；也可在此基礎(chǔ)上，受后期成巖作用或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的破壞，打破原有孤立孔隙狀態(tài)，與其他孔隙相連。這類儲(chǔ)層主要孔隙類型為粒間溶孔+粒間孔(見圖5(a))，所以又稱為顆粒間孔隙保持型儲(chǔ)層。

準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層以各類顆粒巖為主要的巖石類型，這種類型的儲(chǔ)層多為顆粒中文石質(zhì)組分在同生期-準(zhǔn)同生期發(fā)生選擇性溶蝕而形成的溶蝕孔隙，表現(xiàn)為粒內(nèi)溶孔+鑄模孔(見圖5(b))的孔隙組合。

表生期巖溶儲(chǔ)層主要分布于C2hl2，巖石類型以云質(zhì)巖溶角礫巖為主，角礫成分多為單一巖性，由各種破裂縫溝通疏導(dǎo)酸性流體流入，形成各類角礫內(nèi)+角礫間孔隙(見圖5(c))的組合。

埋藏期溶蝕儲(chǔ)層主要指深埋藏作用下各種酸性流體對原始儲(chǔ)層孔隙的擴(kuò)容而形成的溶孔+溶洞。而云化型儲(chǔ)層主要是成巖期發(fā)生白云巖化作用的過程中產(chǎn)生的晶間孔隙，以及伴隨溶蝕作用形成的晶間溶孔(見圖5(d)、(e))。

復(fù)合型儲(chǔ)層往往疊加了多種成巖作用的改造，儲(chǔ)集空間組合往往也疊加了多種類型(見圖5(f))，為研究區(qū)儲(chǔ)集性能最佳的儲(chǔ)層類型。

3.2 儲(chǔ)層分布特征

注：(a)粒間溶孔、粒間孔，云安24井，C2hl2，5548.88～5548.98m；(b)粒內(nèi)溶孔、鑄?？祝瓢?4井，C2hl2，5550.14～5550.24m；(c)礫內(nèi)溶孔，云質(zhì)巖溶角礫巖，溶孔發(fā)育不均勻，主要在角礫內(nèi)發(fā)育粒內(nèi)溶孔，虛線圈定為角礫邊界，云安11井，C2hl2，5808.85～5808.97m；(d)粒間晶間(溶)孔、粒內(nèi)晶間(溶)孔，云安21井，C2hl2，5790.44～5790.49m；(e)晶間(溶)孔，云安21井，C2hl2，5794.28～5794.38m；(f)粒間溶孔、晶間(溶)孔、粒內(nèi)溶孔等多種孔隙，云安24井，C2hl2，5355.58～5355.62m。(a)為正交偏光普通薄片，(b)、(d)、(e)均為單偏光普通薄片，(c)為巖心照片，(f)為單偏光鑄體薄片。圖5 研究區(qū)黃龍組典型儲(chǔ)層孔隙特征Fig.5 Pore characteristics of typical reservoirs of Huanglong Formation in the study area

為進(jìn)一步厘清不同類型的儲(chǔ)層孔隙度及滲透率特征，分別對云安廠地區(qū)6口黃龍組全井段取心井的巖心進(jìn)行孔隙類型的標(biāo)定，并對巖心孔隙度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，縱向上不同成因類型的儲(chǔ)層分布具有規(guī)律性，由于儲(chǔ)層類型的差異變化，自下而上物性呈現(xiàn)由好變差的趨勢。

以云安11井為例，對其儲(chǔ)層物性及儲(chǔ)層成因類型開展精細(xì)化研究。云安11井石炭系殘厚46.1m，白云巖厚度較大，為38.59m，孔隙類型發(fā)育多樣，有效孔隙占比較高。其中，依據(jù)儲(chǔ)集性能及孔隙類型，可將云安11井黃龍組地層分為上部儲(chǔ)層段、下部儲(chǔ)層段和致密儲(chǔ)層～非儲(chǔ)層段3段(見圖6)，儲(chǔ)層段部分均表現(xiàn)為以溶蝕型儲(chǔ)層為主的復(fù)合型儲(chǔ)層。

圖6 云安11井黃龍組儲(chǔ)層特征分析圖Fig.6 Analysis diagram of characteristics of Huanglong Formation reservoirs in well Yun’an 11

上部儲(chǔ)層段巖性以云質(zhì)巖溶角礫巖、泥-粉晶白云巖為主，含少量顆粒白云巖；孔隙類型以晶間孔、晶間溶孔及溶蝕擴(kuò)大孔為主，部分云質(zhì)巖溶角礫巖原巖成分為鮞粒白云巖、砂屑白云巖等，存在部分角礫內(nèi)粒間、粒內(nèi)溶孔及角礫間晶間孔，裂縫較為發(fā)育。儲(chǔ)層類型為復(fù)合型儲(chǔ)層，但主要在表生期巖溶作用所形成的表生期巖溶型儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上，經(jīng)過埋藏期溶蝕作用及白云巖化作用改造而形成，孔隙度分布于0.28%～14.38%，主要集中于0～2.5%，以低孔低滲裂縫-孔隙型儲(chǔ)層為主。

下部儲(chǔ)層段以各類顆粒白云巖為主，部分沉積泥晶白云巖，極少量發(fā)育有灰?guī)r沉積；孔隙類型以與顆粒有關(guān)的各類孔隙為主，疊加各時(shí)期巖溶作用，形成主要以粒間孔、粒間溶孔及粒間晶間孔等為主的儲(chǔ)層，局部存在厚度不大的角礫巖，保存部分礫間孔及礫內(nèi)孔隙。儲(chǔ)層類型為復(fù)合型儲(chǔ)層，與上部儲(chǔ)層段的差異主要表現(xiàn)為，該段是以準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層和顆粒間保持型溶蝕儲(chǔ)層為主組成的經(jīng)過白云巖化作用改造而形成的復(fù)合型儲(chǔ)層，孔隙度主要分布于0.52%～19.90%，大于2.5%的樣品占64%，以低-中孔低滲孔隙型儲(chǔ)層為主。

研究表明，上部儲(chǔ)層段孔隙度分布較為集中，儲(chǔ)層平均孔隙度較?。幌喾?，下部儲(chǔ)層段的孔隙度分布范圍較大，儲(chǔ)層的孔隙度分布占比相差不大?？傮w上，下部儲(chǔ)層段的儲(chǔ)集性能優(yōu)于上部儲(chǔ)層段，兩者均好于非儲(chǔ)層段(見圖7)。此外，上部儲(chǔ)層段主要分布于C2hl2中上部，平面上普遍發(fā)育；而下部優(yōu)勢儲(chǔ)層段主要分布于C2hl2中下部，平面上呈零星狀分布，與顆粒灘分布范圍相一致。

圖7 云安11井不同儲(chǔ)層段孔隙分布直方圖Fig.7 Histogram of pore distribution of different reservoir sections in well Yun’an 11

4 儲(chǔ)層形成機(jī)制分析

四川盆地石炭系黃龍組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層受多種因素的綜合控制。其中，巖相及微相是控制儲(chǔ)層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，成巖改造是儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵因素，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對黃龍組儲(chǔ)層進(jìn)行改造[4,15,17]。因此，以成巖作用改造為基礎(chǔ)，對不同儲(chǔ)層成因類型形成的成巖環(huán)境進(jìn)行分析，從而探討不同成因類型儲(chǔ)層的形成機(jī)制。

4.1 準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層特征及形成機(jī)制

這類儲(chǔ)層主要形成于準(zhǔn)同生時(shí)期大氣淡水的環(huán)境中，各類顆粒灘體接受富含CO2的大氣水淋濾而發(fā)生選擇性溶蝕，形成各類孔隙。這類選擇性溶蝕作用受大氣水環(huán)境中的Ph及CaCO3的影響，但主要原因還是受到海平面升降變化造成的成巖環(huán)境發(fā)生了變化，使得顆粒灘體內(nèi)形成各類粒內(nèi)溶孔及鑄?？椎冗x擇性孔隙。這類儲(chǔ)層在橫向上往往以透鏡體的形式展布，研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育在局部地貌高點(diǎn)處；縱向上，頻繁的、多級次的海平面升降變化有利于該類儲(chǔ)層的復(fù)合疊置，從而形成以多期溶蝕孔隙為主的準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層(見圖8)。

圖8 準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層示意圖Fig.8 Schematic diagram of selective dissolution reservoirs in the contemporaneous-penecontemporaneous period

4.2 表生期巖溶儲(chǔ)層特征及形成機(jī)制

晚石炭世中-晚期的云南運(yùn)動(dòng)使川東地區(qū)整體構(gòu)造抬升為陸，致使該區(qū)石炭系地層接受了長達(dá)20～25Ma的持續(xù)暴露剝蝕，形成了黃龍組頂部的古喀斯特地貌及古巖溶體系[23，24]，發(fā)育了一套以巖溶角礫巖為代表的優(yōu)質(zhì)古巖溶儲(chǔ)層。

表生期巖溶儲(chǔ)層主要形成于大規(guī)模性的海平面下降事件或者區(qū)域性的構(gòu)造升降事件所形成的表生巖溶環(huán)境中。這類儲(chǔ)層常常具有豐富的巖溶水系統(tǒng)及裂縫系統(tǒng)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期形成各類裂縫，不僅為大氣水及地下水提供了有利的疏導(dǎo)通道，而且增大了巖溶水系統(tǒng)的溶蝕范圍及接觸面積，加快水-巖反應(yīng)速率，增加溶解作用，有利于形成表生期巖溶儲(chǔ)層，從而在碳酸鹽巖中形成各種溶孔、溶洞及溶蝕擴(kuò)大縫等儲(chǔ)集空間。并且，若原巖以礁灘相為基礎(chǔ)，因其具有先存或準(zhǔn)同生期成巖改造而形成的良好的孔隙系統(tǒng)，更加有利于巖溶系統(tǒng)的改造，形成與周圍原巖更加有利的優(yōu)質(zhì)巖溶儲(chǔ)層(見圖9)。

注：C2cs為上石炭統(tǒng)船山組。圖9 表生期巖溶儲(chǔ)層示意圖Fig.9 Schematic diagram of karst reservoirs in the supergene period

4.3 埋藏期溶蝕儲(chǔ)層特征及形成機(jī)制

研究證實(shí)，四川盆地黃龍組在埋藏期經(jīng)歷了不同程度的溶蝕作用改造，該時(shí)期所形成的儲(chǔ)層通常與烴源巖熱演化過程中所伴生的有機(jī)酸流體、熱化學(xué)硫酸鹽還原反應(yīng)所產(chǎn)生的H2S等各類埋藏成巖流體有著密切的關(guān)系，在原有孔隙的基礎(chǔ)上，沿著各類裂縫，形成溶蝕擴(kuò)大孔、擴(kuò)容縫等各類擴(kuò)容儲(chǔ)集空間(見圖10(a)、(b))，但是根據(jù)最新的研究成果顯示，這類同時(shí)作用的效果較為局限，曾有學(xué)者提出埋藏溶蝕作用在深埋碳酸鹽巖儲(chǔ)層中極有可能發(fā)生，但是對于大多數(shù)深層儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)也許并非重要[25，26]；而對于原巖較為致密的情況，由于孔隙欠發(fā)育，成巖流體的滲流受到限制，埋藏溶蝕作用欠發(fā)育。由于四川盆地黃龍組埋藏溶蝕作用對儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)程度一直存在著爭議，故在此不再做細(xì)致探討，并留存該種儲(chǔ)層成因類型。

4.4 顆粒間孔隙保持型儲(chǔ)層特征及形成機(jī)制

研究區(qū)黃龍組顆粒間孔隙保持型儲(chǔ)層多表現(xiàn)為“相控型”儲(chǔ)層，儲(chǔ)層的形成與顆粒巖有著密不可分的關(guān)系。這類儲(chǔ)層巖石類型以各類顆粒巖為主，儲(chǔ)集空間以粒間孔和粒間溶孔為代表，孔隙間喉道較為發(fā)育，物性特征較其他儲(chǔ)層類型好，以孔隙型儲(chǔ)層為主，面孔率可高達(dá)40%左右。

顆粒間孔隙保持型儲(chǔ)層的形成與壓實(shí)程度及早期膠結(jié)作用有著很大的關(guān)系：①顆粒灘沉積后，上覆地層的壓實(shí)強(qiáng)度直接影響著顆粒的接觸關(guān)系；在適宜的壓實(shí)強(qiáng)度條件下，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的顆粒間接觸關(guān)系表現(xiàn)為點(diǎn)接觸或線接觸，使孔隙形成一定的封閉條件，形成孤立孔隙，后期成巖流體不易進(jìn)入，無法發(fā)生膠結(jié)及充填作用，而使孔隙得以保存；當(dāng)壓實(shí)作用強(qiáng)度過大，顆粒間接觸關(guān)系則表現(xiàn)為凹凸接觸，此時(shí)孔隙欠發(fā)育；而壓實(shí)作用不發(fā)育時(shí)，顆粒呈漂浮狀，喉道極其發(fā)育，各類成巖流體進(jìn)入，在成巖晚期易被石膏、白云石等礦物充填，而使孔隙被充填直至消失(見圖10(c)、(d))；②顆粒灘沉積后，進(jìn)入海底膠結(jié)環(huán)境，海水鹽度、CaCO3等鹽類物質(zhì)的濃度影響著膠結(jié)作用的發(fā)生。較弱的膠結(jié)作用有利于粒間孔隙的保存，反之，鹽類物質(zhì)濃度過大，還易形成各類鹽類及石膏充填孔隙，使孔隙消失殆盡。

注：(a)裂縫較為發(fā)育，沿裂縫出現(xiàn)溶蝕擴(kuò)大孔，云安11井，C2hl2，5255.88～5256.00m；(b)裂縫較為發(fā)育，沿裂縫出現(xiàn)溶蝕擴(kuò)大孔，云安11井，C2hl2，5256.00～5256.25m；(c)藻砂屑生屑白云巖，孔隙類型復(fù)雜多樣，粒內(nèi)及粒間溶孔發(fā)育，照片中綠色箭頭所示為顆粒呈漂浮狀時(shí)，原有的粒間孔隙被白云石所充填，云安11井，C2hl2，5266.95m；(d)溶孔狀藻砂屑白云巖，整體面孔率較高，粒內(nèi)及粒間溶孔發(fā)育，照片中紅色箭頭所示為顆粒排列較為緊密時(shí)，保存的粒間溶孔，云安11井，C2hl2，5268.20m。(a)、(b)為巖心照片，(c)、(d)為單偏光鑄體薄片。圖10 埋藏期溶蝕作用典型擴(kuò)溶現(xiàn)象及粒間孔隙形成示意圖Fig.10 Schematic diagram of typical dissolution phenomena and intergranular pore formation in the burial period

4.5 云化型儲(chǔ)層特征及形成機(jī)制

通過研究發(fā)現(xiàn)，川東地區(qū)黃龍組受到白云巖化作用的改造，形成各類以白云石為基礎(chǔ)的儲(chǔ)層，主要巖石類型為各類顆粒白云巖、粉-細(xì)晶白云巖及云質(zhì)巖溶角礫巖；儲(chǔ)集空間以晶間孔、晶間溶孔及粒間晶間孔等各類孔隙類型為主。雖然研究區(qū)白云巖化作用的成因模式存在較多類型，但前人研究一致認(rèn)同白云巖化作用對儲(chǔ)層的貢獻(xiàn)[15-18]。

5 儲(chǔ)層發(fā)育模式探討

綜上所述，在解剖研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層特征及孔隙類型基礎(chǔ)上，以儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間為主要參考，結(jié)合時(shí)間序列及成巖作用的影響，對儲(chǔ)層發(fā)育模式進(jìn)行探討。

黃龍組沉積時(shí)期，研究區(qū)處于碳酸鹽巖潮坪沉積環(huán)境，局部水體能量較高、營養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)給充足，在地貌相對高部位發(fā)育了大量顆粒灘(生屑灘、鮞粒灘及藻砂屑灘等)沉積；顆粒灘沉積厚度與海平面變化有著密切的關(guān)系。隨著顆粒灘快速生長或海平面相對下降，灘體就會(huì)出露海面，處于大氣淡水環(huán)境中，接受大氣淡水淋濾而發(fā)生選擇性溶蝕作用，在橫向上以灘體為單位形成多個(gè)大氣淡水透鏡體，透鏡體頂部孔隙發(fā)育程度較潛水面附近及下部孔隙更具優(yōu)勢(見圖11(a))；又由于該時(shí)期如果海水鹽度濃度較大，易發(fā)生(準(zhǔn))同生期白云巖化作用，由于這種條件下白云石的溶解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于文石及高鎂方解石等易溶礦物，在經(jīng)過選擇性溶蝕作用形成各類粒內(nèi)溶孔及鑄?？椎瓤紫逗?，白云巖化作用所形成的泥晶白云巖有利于這些孔隙的保存。

晚石炭世，研究區(qū)整體受云南運(yùn)動(dòng)的影響，整體發(fā)生構(gòu)造抬升為陸，此時(shí)研究區(qū)處于表生期巖溶環(huán)境，發(fā)生暴露剝蝕(見圖11(b))。據(jù)前人研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)受大氣水及地下水等巖溶水系統(tǒng)的影響，發(fā)生了多期喀斯特古巖溶作用，形成了以巖溶角礫巖為代表的喀斯特地貌[24]。在一次潛水面較大幅度下降過程所造成的單次古巖溶旋回中，可分為多個(gè)溶蝕帶，各溶蝕帶的溶蝕作用強(qiáng)度有所差異。

隨著海平面的下降，研究區(qū)繼續(xù)接受沉積并進(jìn)入埋藏階段。這一階段早期，上覆地層對黃龍組地層的壓實(shí)作用產(chǎn)生不同的影響：在黃龍組顆粒灘沉積處，隨著壓實(shí)作用的加強(qiáng)，顆粒灘兩側(cè)地層中富存Mg2+的流體不斷流入灘核內(nèi)部，發(fā)生白云巖化作用，由于壓實(shí)作用初期，粒間孔隙逐漸變小，喉道逐漸變窄，進(jìn)一步阻礙膠結(jié)作用的發(fā)生，使粒間孔隙得以保存，同時(shí)由于白云巖化作用的改造，使顆粒具有較強(qiáng)的抗壓實(shí)能力，伴隨著淺埋藏階段烴類占位，有利于粒間孔隙的保存(見圖11(c))。

埋藏晚期，在早期形成的各類孔隙的基礎(chǔ)上，深埋藏階段的烴類熱演化過程中所產(chǎn)生的酸性流體及熱化學(xué)硫酸鹽還原反應(yīng)所產(chǎn)生的H2S等晚成巖階段的酸性流體對現(xiàn)存孔隙進(jìn)行調(diào)整、擴(kuò)溶(見圖11(d))。

圖11 研究區(qū)黃龍組不同儲(chǔ)層成因類型發(fā)育模式示意圖Fig.11 Schematic diagram of development models of different reservoir genetic types of Huanglong Formation in the study area

白云巖化作用自準(zhǔn)同生期-埋藏期均有發(fā)育，除與準(zhǔn)同生期白云巖化作用有關(guān)的泥-微晶白云石不利于儲(chǔ)層的形成外，白云巖化作用有利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成得到了廣大學(xué)者的普遍認(rèn)同[15-18]。

綜上所述，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成往往是在各類成因類型儲(chǔ)層的基礎(chǔ)上相互疊加改造而形成的復(fù)合型儲(chǔ)層，但因儲(chǔ)層之間仍存在差異，表現(xiàn)為以單一儲(chǔ)層成因?yàn)橹鞯谋憩F(xiàn)形式。因此，對于優(yōu)勢儲(chǔ)層的預(yù)測，應(yīng)首先考慮“相控型”為主的顆粒間孔隙保持型儲(chǔ)層和準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層為主的儲(chǔ)層類型及其分布，再考慮因白云巖化作用的改造而形成的次生孔隙富集范圍。

6 結(jié)論

1)研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層巖石類型以各類顆粒白云巖、粉晶-細(xì)晶白云巖及云質(zhì)巖溶角礫巖為主，其次為(顆粒)泥晶-粉晶白云巖?？紫额愋椭饕芯чg孔、晶間溶孔、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、角礫間溶孔、角礫內(nèi)溶孔等孔隙類型，其中，晶間孔、晶間溶孔、粒內(nèi)溶孔及粒間溶孔極其發(fā)育，原生孔隙不發(fā)育。表現(xiàn)為低孔低滲孔隙型和裂縫-孔隙型儲(chǔ)層。

2)研究區(qū)黃龍組按儲(chǔ)層按成因類型來看，可分為保持型儲(chǔ)層、溶蝕型儲(chǔ)層、云化型儲(chǔ)層3大類，進(jìn)一步識別出多類型組合的復(fù)合型儲(chǔ)層。依據(jù)時(shí)間序列及成巖作用改造因素，進(jìn)一步將溶蝕型儲(chǔ)層劃分為準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層、表生期巖溶儲(chǔ)層及埋藏期溶蝕儲(chǔ)層。保持型儲(chǔ)層與高能顆粒灘相息息相關(guān)，主要為顆粒間孔隙保持型儲(chǔ)層，而云化型儲(chǔ)層主要為埋藏期白云巖化作用改造的云化型儲(chǔ)層。

3)各成因類型的儲(chǔ)層發(fā)育獨(dú)特的孔隙組合類型。保持型儲(chǔ)層(顆粒間孔隙)主要孔隙類型為粒間溶孔+粒間孔，準(zhǔn)同生期選擇性溶蝕儲(chǔ)層表現(xiàn)為粒內(nèi)溶孔+鑄?？椎目紫督M合，表生期巖溶儲(chǔ)層形成各類角礫內(nèi)+角礫間孔隙的組合，埋藏期溶蝕儲(chǔ)層主要是對原始儲(chǔ)層孔隙擴(kuò)容而形成的溶蝕孔洞+溶蝕擴(kuò)大孔，而云化型儲(chǔ)層主要是晶間孔以及晶間溶孔的組合，但復(fù)合型儲(chǔ)層往往疊加了多種成巖作用的改造，儲(chǔ)集空間組合往往也疊加了多種類型。

4)研究區(qū)黃龍組儲(chǔ)層縱向上具有明顯的分帶性，最具優(yōu)勢的儲(chǔ)層類型為以溶蝕作用為主的復(fù)合型儲(chǔ)層，特別是以表生期巖溶儲(chǔ)層為主的復(fù)合型儲(chǔ)層。這類儲(chǔ)層多在顆粒灘相的發(fā)育基礎(chǔ)上，疊加多期成巖流體改造，形成有效的次生孔隙富集帶。