川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組碳酸鹽巖儲層孔隙特征與儲層成因

任夢怡， 汪澤成， 江青春， 胡光義， 范廷恩， 范洪軍

(1. 中海油研究總院有限責任公司，北京 100028； 2. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083 )

0 引言

古老碳酸鹽巖儲層經(jīng)歷多重成巖作用改造，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，導(dǎo)致儲層滲流能力和油氣藏產(chǎn)能存在差異分布[1]。中二疊統(tǒng)茅口組作為四川盆地中部和南部的重點勘探層系，在斷裂發(fā)育的構(gòu)造高部位發(fā)現(xiàn)一批小規(guī)模的“縫洞型”氣藏。近年來，老井復(fù)查發(fā)現(xiàn)川南天然氣富集不完全受構(gòu)造和裂縫帶控制，證實茅口組儲層具有連片分布的特征[2]。黃士鵬等[3]、郭旭升等[4]分析川南茅口組儲層，細化茅口組儲集層類型劃分方案，提出茅口組發(fā)育除受裂縫—巖溶控制的縫洞型和裂縫型儲層外，還發(fā)育受巖溶和生屑灘控制的孔隙—孔洞型儲層。目前，四川盆地縫洞體測井識別和地震預(yù)測研究較多，缺乏碳酸鹽巖儲層微觀特征和儲集性能的研究。明確儲層微觀孔隙特征，研究孔隙—孔洞型儲層的儲集性能，對茅口組油氣勘探開發(fā)具有重要意義。

儲層微觀表征的主要內(nèi)容是定量描述儲集巖的孔隙和喉道大小、形狀、連通性、空間分布特征[5-6]。二維表征技術(shù)主要基于巖心觀察、薄片鑒定和掃描電鏡圖像分析，巖心觀察不能識別微米級孔隙及巖心內(nèi)部孔隙特征，薄片鑒定對小于10 μm的微孔隙識別能力差，掃描電鏡分析只能反映二維微孔的形狀和孔喉大小。隨CT技術(shù)的發(fā)展，孔隙結(jié)構(gòu)研究逐漸從二維空間演變到三維空間。CT掃描可以觀測巖石的孔隙結(jié)構(gòu)、礦物與流體的分布狀態(tài)，構(gòu)建描述巖石真實孔隙空間的三維數(shù)字巖心，但分辨率有限(最高分辨率為30 nm)，不能對大量發(fā)育的納米級孔隙三維進行表征[1,7]。聚焦離子束掃描電鏡(Focused Ion Beam—Scanning Electron Microscope，F(xiàn)IB—SEM)技術(shù)提供一種研究納米級復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的方法，不僅具有較高的分辨率，還避免制樣過程中產(chǎn)生人造孔隙，能夠真實還原納米級孔隙的三維結(jié)構(gòu)特征[8]，可以應(yīng)用于致密油、致密氣、頁巖油儲層及烴源巖研究[9]。碳酸鹽巖儲層非均質(zhì)性強，發(fā)育溶蝕孔洞等孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙直徑范圍跨度大，采用FIB—SEM技術(shù)可以研究碳酸鹽巖微米級復(fù)雜孔隙，為探究儲層孔隙特征提供方法。

筆者利用FIB—SEM三維成像技術(shù)，結(jié)合巖心觀察、薄片鑒定和掃描電鏡等技術(shù)，分析四川盆地川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組的碳酸鹽巖樣品孔隙結(jié)構(gòu)；通過孔隙系統(tǒng)三維重構(gòu)及孔隙空間分形研究，刻畫微米—納米尺度的碳酸鹽巖儲層空間結(jié)構(gòu)，為評價川南地區(qū)碳酸鹽巖儲層的儲集性能和確定下一步勘探方向提供支持。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是揚子地臺西北部的NE向菱形沉積盆地，面積約為18×104km2。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造及地層巖性特征等，可劃分為米倉山—大巴山前緣褶皺帶、川西坳陷帶、川中低緩構(gòu)造帶、川東高陡構(gòu)造帶、川西南古中斜坡低褶帶和川南古坳中隆低陡穹形帶[10-13]。研究區(qū)主要位于川西南古中斜坡低褶帶和川南古坳中隆低陡穹形帶(見圖1(a))。

圖1 川南地區(qū)區(qū)域構(gòu)造和地層柱狀圖Fig.1 Regional tectonicl position and stratigraphic histogram of the Southern Sichuan Basin

四川盆地茅口組為碳酸鹽巖緩坡沉積，根據(jù)巖性、電性及生物化石等特征，自下而上劃分為4個層段(茅一—茅四段)(見圖1(b))。茅一段沉積期，四川盆地發(fā)生中二疊世最大規(guī)模的海侵事件，主要發(fā)育灰黑色厚層—塊狀泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r[14-15]。茅二—茅三段沉積期，川南地區(qū)處于開闊海沉積背景，茅二段主要巖性為泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，普遍發(fā)育介形蟲、苔蘚蟲、有孔蟲和腹足類等生物化石；茅三段以亮晶生屑灰?guī)r為主，生物碎屑類型主要為有孔蟲、鈣藻、腕足和介形蟲等，顆粒體積分數(shù)較高，局部地區(qū)發(fā)生白云石化作用。中二疊世末，受東吳運動抬升作用影響，茅口組遭受不同程度的剝蝕，以灰色生屑泥晶灰?guī)r為主的茅四段在局部地區(qū)得以保存；經(jīng)歷7～8 Ma的沉積間斷，大氣淡水淋濾溶蝕作用在茅二—茅三段形成大面積層控古巖溶和溶蝕縫洞[16-17](見圖2)。

2 樣品及實驗

4塊碳酸鹽巖灰?guī)r樣品來自川南地區(qū)茅口組。利用鑄體薄片鑒定和掃描電鏡分析，確定樣品巖石學(xué)特征和基本孔隙結(jié)構(gòu)與類型。采用分辨率更高的FIB—SEM三維成像技術(shù)，根據(jù)樣品儲集空間的三維結(jié)構(gòu)，確定孔隙類型、大小及展布特征，分析不同類型孔隙對油氣儲集的貢獻程度，明確有利儲層。

圖2 川南地區(qū)茅口組巖石樣品鏡下照片F(xiàn)ig.2 Microscopic photos of cores from Maokou Formation in Southern Sichuan Basin

樣品B20-66為茅二段白云質(zhì)灰?guī)r，溶蝕孔洞充填方解石(見圖3(a))。樣品B35-45為茅三段泥晶生屑灰?guī)r，粒間主要為泥晶基質(zhì)，生物碎屑可見介形蟲、有孔蟲等，溶蝕孔隙充填方解石或有機質(zhì)(見圖3(b))。樣品B30-8為茅三段亮晶生屑灰?guī)r，可見有孔蟲等生物化石，方解石體積分數(shù)高(見圖3(c))。樣品Y12-14為茅三段亮晶生屑灰?guī)r，可見較明顯的白云石化，有機質(zhì)體積分數(shù)高，生屑體腔邊緣與晶間孔可見有機質(zhì)充填(見圖3(d))。

2.1 巖相學(xué)分析

鑄體薄片觀察在中國石油勘探開發(fā)研究院完成，分析儀器為OLYMPUS公司BX51偏光顯微鏡，巖石鑒定及觀察根據(jù)SY/T 5368—2000《巖石薄片鑒定》完成。掃描電鏡分析測試在中國石油天然氣集團公司油氣儲層重點實驗室完成，分析測試儀器為FEI Quanta 450 FEG場發(fā)射環(huán)境掃描電鏡，測試過程根據(jù)GB/T 18295-2001《油氣儲層砂巖樣品掃描電子顯微鏡分析方法》完成[18]。

2.2 儲集性能評價

FIB—SEM三維表征是多尺度數(shù)字巖心技術(shù)分辨率方法之一，廣泛應(yīng)用于泥頁巖、碳酸鹽巖、致密砂巖等細粒沉積巖的粒間填充物三維表征[19]。FIB—SEM三維表征測試在中國石油天然氣集團公司油氣儲層重點實驗室完成。將切割、機械磨平后的碳酸鹽巖樣品進行氬離子拋光，在樣品表面噴涂金層，增加樣品的導(dǎo)電性。氬離子拋光利用Leica EM RES 102型儀器完成，F(xiàn)IB—SEM的切割與成像測試利用FEI Helios 650型聚集離子束掃描電鏡完成。FIB—SEM三維表征：首先，利用鎵離子束對樣品連續(xù)切割，根據(jù)電子束成像得到二維切片，在微米級分辨率下，觀察與分析碳酸鹽巖孔隙顯微形貌，真實還原納米級別孔隙的三維結(jié)構(gòu)特征[20]；然后，將FIB—SEM二維切片導(dǎo)入Avizo?軟件進行三維重構(gòu)；最終，獲得樣品的孔隙、有機質(zhì)、微裂縫和不同物相的三維結(jié)構(gòu)特征，以及孔徑分布、孔隙連通性等參數(shù)，為儲集性能評價提供依據(jù)。

圖3 川南地區(qū)茅二—茅三段碳酸鹽巖樣品鏡下照片F(xiàn)ig.3 Microscopic photos of experimental samples of carbonate from Mao 2 to Mao 3 Members in Southern Sichuan Basin

3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)重建

3.1 孔徑分布特征

孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙體積是評價儲層儲集物性的重要參數(shù)，碳酸鹽巖儲層孔喉分布跨度較大，存在納米尺度到微米尺度的孔隙。利用Avizo?軟件對4個碳酸鹽巖樣品的二維切片進行三維重構(gòu)，提取孔徑分布數(shù)據(jù)。4個碳酸鹽巖樣品提取的孔隙數(shù)量差別較大，其中白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66提取識別孔隙17.157×103個，泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45提取識別孔隙50.803×103個，亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8提取識別孔隙551個，亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14提取識別孔隙8.136×103個。白云質(zhì)灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r的孔隙數(shù)量明顯高于亮晶生屑灰?guī)r的。

白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66孔隙分布范圍較廣，以大孔—介孔為主，介孔數(shù)占總孔隙數(shù)的57.5%，大孔數(shù)占42.5%，主要孔徑分布在30.53～63.50 nm之間，孔徑中位數(shù)為44.03 nm，平均孔徑為55.66 nm，分形維數(shù)(D)為1.322 2(見圖4(a、e))；泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙在4個樣品中相對最小，以大孔—介孔為主，介孔數(shù)占總孔隙數(shù)的80.0%，大孔數(shù)占20.0%，孔徑最為集中，主要分布在24.23～44.03 nm之間，孔徑中位數(shù)為30.53 nm，平均孔徑為41.28 nm，分形維數(shù)為1.146 0(見圖4(b、e))；亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8孔隙數(shù)最少，大孔數(shù)占總孔隙數(shù)的69.9%，介孔數(shù)占30.1%，孔徑分布范圍較大，主要孔徑分布在44.03～95.39 nm之間，孔徑中位數(shù)為63.51 nm，平均孔徑為94.03 nm，分形維數(shù)在4個樣品中最高，為1.595 2(見圖4(c、e))；亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14介孔數(shù)占總孔隙數(shù)的69.6%，大孔數(shù)占30.4%，孔徑主要分布在24.23～55.47 nm之間，孔徑中位數(shù)為34.95 nm，平均孔徑為50.14 nm，分形維數(shù)為1.283 4(見圖4(d、e))。

圖4 川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖樣品孔徑分布

4個碳酸鹽巖樣品孔隙以大孔—介孔為主，泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙最多，孔隙分布范圍最集中，平均孔徑最??；亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8大孔占比最高，平均孔徑最大。根據(jù)分形維數(shù)信息，亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度最高；泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙結(jié)構(gòu)均質(zhì)性最高，分形維數(shù)最低。

3.2 孔隙形態(tài)及類型

茅口組碳酸鹽巖孔隙類型多樣，基于SEM圖像(見圖5)，碳酸鹽巖發(fā)育粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、有機質(zhì)孔、溶蝕孔和微裂縫。

圖5 川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖樣品背散射圖像Fig.5 Backscatter image of carbonate samples from Maokou Formation in Southern Sichuan Basin

3.2.1 粒間孔

粒間孔是沉積時各顆粒之間支撐作用形成的粒間孔隙。粒間孔是研究區(qū)的主要孔隙類型(見圖5(a-b))。黏土顆粒粒間孔隙多呈長軸狀，孔徑以中孔為主；黏土礦物與礦物顆粒間孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔徑變化大；白云石、方解石和石英等礦物顆粒粒間孔隙形態(tài)多樣，孔徑相對較大。

3.2.2 粒內(nèi)孔

粒內(nèi)孔指石英、長石、碳酸鹽等易溶礦物，經(jīng)過酸性流體的溶蝕作用而在顆粒內(nèi)及顆粒表面產(chǎn)生的溶蝕孔隙[21]。粒內(nèi)孔多呈橢圓狀或不規(guī)則形狀，平均孔徑小，粒徑在5 nm～10 μm之間(見圖5(a-b))。粒內(nèi)孔成因有原生與次生兩種[22]，樣品中大部分粒內(nèi)孔是在生烴過程中產(chǎn)生的有機酸對不穩(wěn)定礦物的溶蝕作用而形成的。

3.2.3 晶間孔

晶間孔指組成碳酸鹽巖中的礦物晶體(如黃鐵礦、白云石、方解石、自生微晶石英和伊利石等)之間的孔隙[23]。白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66可見無定形白云石礦物晶間孔和窄縫狀黏土礦物晶間孔，部分孔隙被有機質(zhì)充填(見圖5(c-e))。泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45可見黃鐵礦晶間孔隙。

3.2.4 有機質(zhì)孔

有機質(zhì)孔是有機質(zhì)熱演化階段形成的孔隙，實驗樣品中有機質(zhì)孔形態(tài)不規(guī)則，常與黃鐵礦伴生(可見霉菌狀黃鐵礦和草莓狀黃鐵礦)(見圖5(a、e-f))。黃鐵礦形成于還原環(huán)境，有機質(zhì)及周邊沉積物含有較多鐵質(zhì)，鐵質(zhì)在還原環(huán)境下結(jié)晶聚集而形成黃鐵礦。黃鐵礦常與有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，且黃鐵礦和有機質(zhì)之間易發(fā)育有機質(zhì)邊緣縫。

3.2.5 溶蝕孔

溶蝕孔指沉積過程及成巖作用后經(jīng)過溶解作用而形成的孔隙[24]。茅口組碳酸鹽巖樣品溶蝕孔隙發(fā)育，主要為晶間溶孔和晶間溶蝕擴大孔(見圖5(g-h))。晶間溶蝕擴大孔是白云石或方解石晶粒間孔隙經(jīng)過溶蝕擴大而形成的，溶蝕孔多被瀝青充填，部分被方解石充填。

3.2.6 微裂縫

微裂縫發(fā)育類型與骨架顆粒特征、成巖作用的關(guān)系密切[25]。微裂縫廣泛存在于茅口組碳酸鹽巖，改善儲層微觀儲集性能。構(gòu)造微裂縫(見圖5(a、i))切穿白云石、方解石及石英等，構(gòu)造縫多為未被完全充填的有效縫。

白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66孔隙類型以晶間孔和粒間孔為主，連通性最好，粒內(nèi)孔和有機質(zhì)邊緣孔數(shù)較少；亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8主要孔隙類型為微裂縫和溶蝕孔，孔徑相對較大，但孔隙數(shù)相對較少；亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14有機質(zhì)孔豐富，可見溶蝕孔和微裂縫，粒間孔體積分數(shù)相對較少；泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙最發(fā)育，粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、溶蝕孔和微裂縫體積分數(shù)較高，但有機質(zhì)孔的體積分數(shù)較少。

3.3 孔隙三維重構(gòu)

利用FIB—SEM三維成像技術(shù)和Avizo?軟件，對茅口組4個碳酸鹽巖樣品進行孔隙三維表征和重構(gòu)提取，統(tǒng)計與計算孔隙體積和孔徑，獲得每個碳酸鹽巖樣品孔隙分形維數(shù)，結(jié)合樣品的巖性特征，劃分優(yōu)質(zhì)孔隙類型(見圖6)。

白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66孔隙度為2.81%(見圖6(a))。根據(jù)三維孔隙與分布特征，主要孔隙類型為白云石晶間孔和晶間溶蝕孔。晶間孔常隨晶粒粒徑的增大而變大，局部被灰泥充填。晶間溶蝕孔是晶間孔后期溶蝕擴大而形成的。晶間溶蝕孔可以增加有效孔隙度，提升儲集性能。除晶間孔和晶間溶蝕擴大孔外，粒內(nèi)孔在樣品中有分布，對儲層孔隙度的貢獻有限。

圖6 川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖樣品FIB—SEM圖像及分類Fig.6 FIB-SEM image and classification of carbonate from Maokou Formation in Southern Sichuan Basin

泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙度為4.46%，孔隙分布集中，平均孔徑小(見圖6(b))。泥晶生屑灰?guī)r的孔隙類型以粒間孔和粒內(nèi)孔為主，孔隙體積相對平均，孔隙連通性好，可見少量有機質(zhì)孔和晶間孔。相比于白云質(zhì)灰?guī)r，泥晶生屑灰?guī)r孔隙度更高、連通性更好，有利于油氣儲存和運移。

亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8孔隙度為0.65%(見圖6(c))；亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14孔隙度為0.80%(見圖6(d))。亮晶生屑灰?guī)r的孔隙度是碳酸鹽巖樣品中最低的，主要孔隙類型為微裂縫、有機質(zhì)孔和溶蝕孔。相比于白云質(zhì)灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r，亮晶生屑灰?guī)r樣品大孔占比較高，平均孔徑較大，孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度較高，孔隙數(shù)相對較少，孔隙連通性差，粒間孔體積分數(shù)相對較少。

4 建設(shè)性成巖作用

碳酸鹽巖的成巖作用包括造成儲層原生孔隙大量縮減、消失和致密化的壓實—壓溶、膠結(jié)和交代等破壞性成巖作用，以及在儲層中新生成大量次生孔隙的埋藏(或熱液)白云石化、溶蝕和破裂等建設(shè)性成巖作用[26-28]。成巖作用是決定碳酸鹽巖有效孔隙最為關(guān)鍵的因素。四川盆地東南部地區(qū)古生界和二疊系海相碳酸鹽巖經(jīng)歷復(fù)雜的成巖改造過程，其中在白云石化和溶蝕作用等關(guān)鍵建設(shè)性成巖作用影響下，形成的次生孔隙為油氣儲存和運移提供主要的空間和通道。

4.1 白云石化作用

白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r是川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組茅二—茅三段的重要儲層，白云石化作用在茅口組地層局部可見，主要孔隙類型為晶間孔和晶間溶蝕孔。鑲嵌接觸的自形—半自形粉晶白云石充填于溶蝕孔隙，晶間孔受較強烈的溶蝕改造而形成孔徑較大的晶間溶蝕孔，瀝青等有機質(zhì)常充填于晶間孔。

茅口組經(jīng)歷復(fù)雜的成巖演化過程，任夢怡等[29]利用稀土元素、碳氧同位素及流體包裹體分析，提出茅口組經(jīng)歷“準同生—早成巖期混合水膠結(jié)→表生期大氣淡水溶蝕→中—晚成巖期地層水膠結(jié)、交代與酸性流體溶蝕”的成巖演化過程，白云巖的形成為混合水白云石化作用和埋藏熱液白云石化疊加作用的結(jié)果。早成巖期灰?guī)r受大氣淡水和富鎂海水混合的影響而發(fā)生白云石化，形成大量晶間孔。隨后富含CO2的大氣淡水淋濾使碳酸鹽巖發(fā)生選擇性溶蝕，形成粒內(nèi)溶孔，后期多被有機質(zhì)填充。棲霞—茅口組白云巖(或白云石斑塊)是構(gòu)造熱液蝕變作用產(chǎn)物[30]。早三疊世峨眉玄武巖噴發(fā)引起的異常熱事件使志留系烴源巖成熟，原油沿斷裂向上充注至茅口組，使茅口組發(fā)生短暫白云石化作用。酸性烴類流體與白云石化作用抑制地層水膠結(jié)作用，對茅口組儲層起到建設(shè)性作用[31]。受白云石化作用熱事件持續(xù)時間短的影響，形成部分穩(wěn)定性較差的鞍形白云石。因此，茅口組白云石化作用為早成巖期的混合水白云石化作用，以及中成巖階段川南地區(qū)埋藏熱液白云石化作用的綜合產(chǎn)物。

4.2 溶蝕作用

溶蝕作用是川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組碳酸鹽巖最普遍的成巖作用，是形成優(yōu)質(zhì)儲層的關(guān)鍵因素。根據(jù)溶蝕作用發(fā)生階段和作用對象，茅口組溶蝕作用劃分為3個階段，分別為準同生—早成巖期大氣淡水—海水混合、表生期大氣淡水及中—晚成巖期埋藏溶蝕作用。

準同生—早成巖期碳酸鹽巖受富含CO2的大氣淡水的淋濾和海水混合作用影響，發(fā)生選擇性溶蝕。在茅口組表現(xiàn)為茅二段顆粒灰?guī)r粒內(nèi)溶蝕孔隙的大量發(fā)育，粒內(nèi)孔隙后期被有機質(zhì)(瀝青等)充填。表生期受東吳運動期抬升暴露剝蝕下的大氣淡水溶蝕作用影響，中二疊統(tǒng)頂部古風化殼廣泛發(fā)育溶蝕孔洞或溶蝕縫孔洞[32-33]。中—晚成巖期埋藏溶蝕作用是對儲層貢獻最大的建設(shè)性成巖作用。碳酸鹽巖成巖作用晚期，有機質(zhì)熱成熟過程形成的酸性流體作用于方解石和白云石等碳酸鹽礦物，產(chǎn)生大量的溶蝕孔。埋藏溶蝕作用沿裂縫和原生孔隙發(fā)生溶蝕，產(chǎn)生的孔隙類型多樣。川南地區(qū)茅口組表現(xiàn)為白云質(zhì)灰?guī)r被溶蝕而形成晶間溶蝕孔和粒間溶蝕孔，亮晶顆?；?guī)r方解石被溶蝕而形成溶蝕孔，泥晶灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r被溶蝕而形成粒內(nèi)孔和粒間孔等。

茅口組白云石化和溶蝕作用是影響儲層發(fā)育最關(guān)鍵的因素。早成巖期，在大氣淡水淋濾與原生海水的混合作用下，碳酸鹽巖發(fā)生白云石化，形成大量晶間孔和晶間擴大孔，受選擇性溶蝕作用影響，碳酸鹽巖顆粒形成粒內(nèi)溶孔和鑄?？?。表生期，受地層抬升暴露剝蝕溶蝕作用影響，茅口組發(fā)育大量溶蝕孔洞或溶蝕縫孔洞。中—晚成巖期，早三疊世峨眉玄武巖噴發(fā)引起異常熱事件，導(dǎo)致茅口組發(fā)生短暫的白云石化作用，相比于埋藏溶蝕作用對提高儲層孔滲能力程度有限。有機質(zhì)熱成熟過程產(chǎn)生有機酸及CO2形成的酸性水對碳酸鹽巖產(chǎn)生非選擇性溶蝕，形成大量粒內(nèi)孔、粒間孔、晶間孔等，是提高儲層儲集物性重要的成巖階段。

5 儲集空間特征

5.1 儲集空間組合

川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖儲集空間類型多樣，根據(jù)孔隙的形態(tài)、連通性及孔隙結(jié)構(gòu)等條件，將茅口組儲集空間分為兩類：一類儲集空間包括粒間孔、晶間溶蝕孔和微裂縫；二類儲集空間包括粒內(nèi)孔、晶間孔、有機質(zhì)孔和生物體腔溶孔等。

一類儲集空間是茅口組最重要的孔隙類型組合，是構(gòu)成良好儲集體最基礎(chǔ)的條件。茅口組粒間孔是生物碎屑、藻球?；騼?nèi)碎屑顆粒被溶蝕而形成的次生孔隙[32]，孔隙數(shù)多、有效孔隙度大，主要受大氣淡水淋濾和酸性流體的控制，是較好的儲集空間。晶間溶蝕孔多為亮晶方解石或白云石晶間孔受溶蝕作用而擴大形成的，增加有效孔隙度，提高孔隙連通性。微裂縫是除粒間溶孔和晶間溶蝕擴大孔外不能忽略的儲層空間類型，可以有效改善儲層的滲透能力，使孤立的溶蝕孔洞連通。微裂縫常被方解石、白云石或瀝青充填，是提高儲層滲透性的重要儲集空間。

二類儲集空間是茅口組次要的孔隙類型。粒內(nèi)孔分布相對獨立，孔隙連通性較差；晶間孔常被灰泥和黏土礦物等充填，造成總孔隙度降低；有機質(zhì)孔雖然在茅口組廣泛發(fā)育，但無法形成規(guī)模性孔隙。因此，二類儲集空間對于儲集性能改善的作用有限，是次要的儲集空間類型。

5.2 有利儲層類型

根據(jù)不同類型孔隙在茅口組碳酸鹽巖的分布，明確有利儲層類型。泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r是川南地區(qū)茅口組主要的碳酸鹽巖。其中，泥晶生屑灰?guī)r(樣品B35-45)主要孔隙類型為粒間孔和粒內(nèi)孔，可見少量晶間孔和有機質(zhì)孔。泥晶生屑灰?guī)r孔隙之間連通性好，孔隙孔徑相對集中，分形維數(shù)低，孔滲條件最好，以泥晶生屑灰?guī)r為主的儲集相帶可以成為優(yōu)質(zhì)孔隙—孔洞型儲層。白云質(zhì)灰?guī)r(樣品B20-66)的晶間孔和晶間溶孔受白云石化和溶蝕作用的影響，孔隙分布具有明顯的分區(qū)分帶性，晶間溶蝕孔儲集性能明顯增強。亮晶生屑灰?guī)r(樣品B30-8和Y12-14)的孔隙類型多樣，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔隙分形維數(shù)最大。亮晶生屑灰?guī)r孔隙數(shù)和孔隙連通性相對較差，難以形成優(yōu)質(zhì)的孔隙—孔洞型儲層，在孔隙與裂縫連通條件下形成裂縫—孔隙型儲層。

6 結(jié)論

(1)川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組海相碳酸鹽巖經(jīng)歷復(fù)雜的成巖改造過程，白云石化和溶蝕作用是最重要的建設(shè)性成巖作用，形成晶間孔、粒間孔和粒內(nèi)孔等次生孔隙，為油氣儲存和運移提供重要的儲集空間和通道。

(2)茅口組孔隙—孔洞型儲層主要發(fā)育粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、有機質(zhì)孔和微裂縫5種孔隙類型。主要儲集空間組合類型為粒間孔—晶間溶蝕孔—微裂縫；次要儲集空間組合類型為粒內(nèi)孔—晶間孔—有機質(zhì)孔—生物體腔溶孔。

(3)研究區(qū)以亮晶生屑灰?guī)r為主的儲層大孔數(shù)多，孔隙連通性差，非均質(zhì)性較強，在孔隙與裂縫連通條件下形成裂縫—孔隙型儲層。泥晶生屑灰?guī)r廣泛發(fā)育粒間孔和粒內(nèi)孔，孔隙具有較好的連通性且非均質(zhì)性弱，具有較優(yōu)質(zhì)的孔隙發(fā)育條件，以泥晶生屑灰?guī)r為主的儲集相帶可以成為優(yōu)質(zhì)孔隙—孔洞型儲層。