基于CT成像技術(shù)的白云巖儲(chǔ)層微觀表征
——以川中磨溪—龍女寺臺(tái)內(nèi)地區(qū)震旦系燈影組四段為例

田興旺，楊岱林，鐘佳倚，孫奕婷，王云龍，楊雨，文龍，張璽華，彭瀚霖，何家歡，蒲治錦，馬奎

中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都 610041

0 引言

2011年7月，四川盆地中部（以下簡(jiǎn)稱川中）高石梯—磨溪地區(qū)震旦系燈影組風(fēng)險(xiǎn)探井GS1井獲得重大勘探突破，燈影組累計(jì)測(cè)試天然氣高達(dá)138.25萬(wàn)方/天，明確了其發(fā)育一套丘灘相+大規(guī)模巖溶作用改造聯(lián)合控制的儲(chǔ)集層的基本地質(zhì)認(rèn)識(shí)[1-16]。截至2019年底，川中高石梯—磨溪地區(qū)已明確震旦系燈影組四段氣藏富集區(qū)面積7 500 km2，累計(jì)提交天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量近6 000×108m3，其中臺(tái)緣區(qū)4 300×108m3，臺(tái)內(nèi)區(qū)1 700×108m3，試采井51口，累產(chǎn)氣近60×108m3，展現(xiàn)了良好的勘探開(kāi)發(fā)前景。

目前，川中高磨地區(qū)震旦系燈影組的勘探重心已從臺(tái)緣區(qū)向臺(tái)內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)移，但臺(tái)內(nèi)區(qū)探井效果明顯不如臺(tái)緣區(qū)。分析研究表明，臺(tái)緣區(qū)、臺(tái)內(nèi)區(qū)勘探效果差異的主要原因是燈影組儲(chǔ)層品質(zhì)的變化，由臺(tái)緣向臺(tái)內(nèi)整體儲(chǔ)層非均質(zhì)性更強(qiáng)，厚度變薄，物性變差，儲(chǔ)層孔隙度平均僅3.2%，為特低孔—低孔、低滲儲(chǔ)層[3-6,11-14]。加強(qiáng)磨溪—龍女寺臺(tái)內(nèi)區(qū)燈影組儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間孔喉結(jié)構(gòu)特征的研究，對(duì)該地區(qū)油氣勘探具有重要意義。但傳統(tǒng)儲(chǔ)層微觀研究方法如薄片鑒定、掃描電鏡及壓汞等實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)雜孔喉結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖具有一定的局限，不能識(shí)別微米級(jí)孔隙及巖心樣品內(nèi)部孔隙特征，更不能進(jìn)行三維表征[17-25]。因此，針對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)的磨溪—龍女寺臺(tái)內(nèi)地區(qū)，本文應(yīng)用CT成像技術(shù)對(duì)川中磨溪—龍女寺臺(tái)內(nèi)地區(qū)震旦系燈影組四段白云巖儲(chǔ)層樣品進(jìn)行三維可視化刻畫(huà)，提取表征不同類(lèi)型儲(chǔ)層孔隙和吼道結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)和定量表征，分析其形態(tài)、大小及其相互連通關(guān)系，定量計(jì)算其孔隙及喉道半徑及數(shù)量等表征連通性能關(guān)鍵特征參數(shù)，深入揭示儲(chǔ)層內(nèi)部三維空間結(jié)構(gòu)特征，為儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)、發(fā)育與分布規(guī)律研究提供重要依據(jù)，對(duì)提高該地區(qū)單井儲(chǔ)層鉆遇率和產(chǎn)能至關(guān)重要。

1 儲(chǔ)層基本地質(zhì)特征

震旦系燈影組屬于四川盆地沉積的第一套碳酸鹽臺(tái)地建造沉積為主的蓋層和第一套含氣系統(tǒng)（震旦系—下古生界含氣系統(tǒng)），與上覆麥地坪組灰?guī)r或筇竹寺組泥頁(yè)巖不整合接觸，與其下伏陡山沱組整合接觸[6-11]，是目前川中地區(qū)油氣勘探開(kāi)發(fā)的主力產(chǎn)層之一。按巖性、電性等特征將燈影組地層分為四段，燈影組三段以沉積海相泥頁(yè)巖夾石英砂巖為特征，其余層段均為白云巖地層，燈影組四段巖性以富藻環(huán)境下發(fā)育的藻凝塊白云巖夾藻紋層白云巖、藻砂屑白云巖為主，中間夾硅質(zhì)層[6]。燈影組燈四段發(fā)育一套受巖溶作用控制的丘灘相儲(chǔ)層，儲(chǔ)層段孔、洞、縫發(fā)育，連通性好，儲(chǔ)層類(lèi)型以裂縫—孔隙型及裂縫—孔洞型儲(chǔ)層為主。儲(chǔ)層多以沉積期海水回流滲透與準(zhǔn)同生—早成巖期巖溶作用多期改造為成因，儲(chǔ)集空間類(lèi)型復(fù)雜多樣，包括粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間孔、藻格架孔等各類(lèi)孔隙，裂縫與溶洞[5-10]。

2 儲(chǔ)層微觀結(jié)構(gòu)

應(yīng)用鑄體薄片和掃描電鏡等直接觀察方法，發(fā)現(xiàn)臺(tái)內(nèi)區(qū)燈四段儲(chǔ)層主要發(fā)育縮頸、片狀和管束狀三類(lèi)喉道類(lèi)型，以縮頸和片狀喉道為主。縮頸喉道常見(jiàn)于臺(tái)內(nèi)地區(qū)具有明顯砂屑顆粒結(jié)構(gòu)特征的砂屑白云巖粒間溶孔中，片狀喉道在晶粒白云巖儲(chǔ)層中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，此外當(dāng)儲(chǔ)層中瀝青十分發(fā)育時(shí)可見(jiàn)瀝青收縮孔，其可部分形成管束狀連接殘余孔隙，如圖1所示。磨溪—龍女寺地區(qū)臺(tái)內(nèi)燈四段儲(chǔ)層全直徑孔隙度平均值4.34%，按照儲(chǔ)層孔隙度分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，屬于低孔儲(chǔ)層；磨溪—龍女寺地區(qū)的壓汞分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，燈四段存在中—大喉道和小—微喉道兩類(lèi)，對(duì)滲透率貢獻(xiàn)最大的主要是中—大喉道。樣品以微喉道為主（50%），其次為小喉道（33.33%），主要以小喉道貢獻(xiàn)滲透率，中喉最少（16.67%），但對(duì)滲透率的貢獻(xiàn)較大。

圖1 臺(tái)內(nèi)燈四段儲(chǔ)層鑄體薄片和掃描電鏡照片（a）縮頸喉道，磨溪17井，5 078.79 m，燈四段，泥晶砂屑云巖，溶孔充填瀝青和白云石，藍(lán)色鑄體，單偏光，×25；（b）縮頸喉道，磨溪17井，5 082.3 m，燈四段，砂屑云巖，溶孔充填瀝青，藍(lán)色鑄體，單偏光，×50；（c）管狀喉道，磨溪17井，5 077.04 m，燈四段，砂屑云巖，溶孔充填瀝青，藍(lán)色鑄體，單偏光，×25；（d）磨溪109井，燈四段，5 109.06～5109.25 m，砂屑云巖，片狀喉道；（e）磨溪109井，燈四段，5 126.43～5 126.56 m，砂屑云巖，縮頸喉道；（f）磨溪109井，燈四段，5 109.06～5 109.25 m，砂屑云巖，瀝青收縮片狀喉道Fig.1 Thin sections and SEM photographs of Dengsi reservoir in inner platform(a)necking throat,Moxi 17 well,5 078.79 m，Dengsi Fomation,micrite arenite dolomite,pores are filled with bitumen and dolomite,blue casting,plane?polarized light,×25;(b)necking throat,Moxi 17 well，5 082.3 m,Dengsi Fomation,arenite dolomite,pores are filled with bitumen,blue casting，blue casting,plane?polarized light,×50;(c)tubu?lar throat,Moxi 17 well,5 077.04 m,Dengsi Fomation,arenite dolomite,pores are filled with bitumen,blue casting，blue casting,plane?polarized light,×25;(d)Moxi 109 well,Dengsi Fomation,5 109.06?5 109.25 m,arenite dolomite,flake throat;(e)Moxi 109 well,Dengsi fomation,5 126.43?5 126.56 m,arenite dolomite,necking throat;(f)Moxi 109 well,Dengsi Fomation,5 109.06?5 109.25 m,arenite dolomite,asphalt contraction flake throat

3 CT掃描測(cè)試方法及實(shí)驗(yàn)樣品

3.1 測(cè)試方法

伴隨著科技進(jìn)步的推動(dòng)，儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究手段由最初的簡(jiǎn)單物性分析向更為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)展。常規(guī)研究手段能夠還原沉積成巖過(guò)程，明確儲(chǔ)層孔洞成因、類(lèi)型以及發(fā)育程度，但臺(tái)內(nèi)儲(chǔ)層壓汞數(shù)據(jù)表明該地區(qū)孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其在對(duì)儲(chǔ)層空間展布特征研究上的局限性使其無(wú)法滿足研究區(qū)目前勘探、開(kāi)發(fā)工作中對(duì)儲(chǔ)層整體非均質(zhì)性以及有效性分析的需求。本文采用CT掃描技術(shù)嘗試研究臺(tái)內(nèi)燈影組廣義的“孔喉結(jié)構(gòu)”。此次樣品的分析測(cè)試在中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院碳酸鹽巖成藏與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。測(cè)試儀器由美國(guó)通用公司生產(chǎn)，儀器型號(hào)為phoenix v|tome|x M，其基本工作原理是將樣品放置于射線管及探測(cè)器之間，利用X-射線對(duì)樣品進(jìn)行穿透，根據(jù)不同巖石組分的原子序數(shù)、密度及內(nèi)部的厚度不同，導(dǎo)致射線穿過(guò)后的衰減程度具有明顯的差異，應(yīng)用靈敏度極高的phoenix v|tome|x M儀器對(duì)巖樣進(jìn)行測(cè)量，然后將測(cè)量所獲取的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)輸入電子計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)處理，便可形成被檢查巖石樣品三維立體的圖像。通過(guò)該技術(shù)可展示三維立體圖像的儲(chǔ)層形態(tài)，清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示儲(chǔ)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成。其突出特點(diǎn)為能夠精確無(wú)損地對(duì)儲(chǔ)層巖石樣品進(jìn)行高精度三維圖像CT掃描，空間分辨率為14.9μm，樣品尺寸為25 mm。具體工作流程為：準(zhǔn)備樣品—樣品放置于射線管及探測(cè)器之間—設(shè)置射線相關(guān)參數(shù)—探測(cè)器校準(zhǔn)—設(shè)置掃描參數(shù)—掃描樣品保存數(shù)據(jù)—掃描數(shù)據(jù)重建—分類(lèi)導(dǎo)出圖像—編寫(xiě)報(bào)告。

3.2 實(shí)驗(yàn)樣品

針對(duì)川中臺(tái)內(nèi)區(qū)燈影組四段3種儲(chǔ)集類(lèi)型，本文優(yōu)選磨溪—龍女寺臺(tái)內(nèi)地區(qū)3個(gè)儲(chǔ)層實(shí)驗(yàn)樣品（圖2）進(jìn)行高精度三維圖像CT掃描，并開(kāi)展了相應(yīng)的三維重構(gòu)、定量分析與評(píng)價(jià)：①M(fèi)X39井燈影組四段溶蝕孔洞的砂屑白云巖—孔洞型；②GS16井燈影組溶蝕孔洞發(fā)育的藻凝塊白云巖—溶孔型；③MX13井燈影組四段針孔發(fā)育的藻紋層白云巖—溶孔型。在CT掃描之前，進(jìn)行孔隙度鑒定實(shí)驗(yàn)分析，測(cè)得樣品①、樣品②、樣品③孔隙度分別為4.54%、4.93%、2.49%，樣品①宏觀發(fā)育大孔—中孔，樣品②宏觀發(fā)育中孔—小孔，樣品③宏觀溶蝕孔洞欠發(fā)育。

圖2 CT掃描實(shí)驗(yàn)巖心樣品宏觀照片（a）MX39（5 299.99）巖心；（b）GS16（5 455.05）巖心；（c）MX13（5 046.9）巖心；（d）MX39（5 299.99）薄片；（e）GS16（5 455.05）薄片；（f）MX13（5 046.9）薄片F(xiàn)ig.2 Photographs of core samples in CT scanning experiment(a)MX39（5 299.99）core;(b)GS16（5 455.05）core;(c)MX13（5 046.9）core;(d)MX39（5 299.99）section;(e)GS16（5 455.05）section;(f)MX13（5 046.9）section

4 測(cè)試結(jié)果

通過(guò)CT掃描，我們獲取了直觀的巖心橫縱切面視圖、巖心3D視圖、孔隙3D視圖以及巖心孔隙分布直方圖，并從微觀上定量分析了碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔喉的分布特征。

4.1 儲(chǔ)集空間性質(zhì)

4.1.1 樣品①CT成像特征

在14.9μm分辨率下，根據(jù)X、Y、Z3個(gè)方向的二維CT成像切片分析，溶蝕孔洞較為發(fā)育，儲(chǔ)集空間類(lèi)型復(fù)雜，不同尺度溶蝕孔洞和裂縫共生，充填情況介于未充填—半充填狀態(tài)之間。在三維空間上，孔洞分布不均勻，非均質(zhì)性強(qiáng)?？紫额?lèi)型以晶間孔為主，呈弧形，孔隙邊緣平滑，孔徑介于0.1～2 mm，洞穴直徑最高達(dá)到6 mm（圖3）。裂縫空間上呈片狀發(fā)育，有平直型和彎曲型，空間連續(xù)性強(qiáng)，溝通孤立溶蝕孔洞，有效提高了儲(chǔ)層有效性（圖3）。

借助色標(biāo)能夠直觀、定量反映樣品上孔洞的孔徑分布情況，粉紅色指示孔徑大于等于6 mm，4～6 mm孔徑為黃色至紅色漸變，1～4 mm孔徑為淺藍(lán)向綠色漸變，1 mm以下孔徑由深藍(lán)色漸變顯示。樣品①在三維空間上洞穴、大孔發(fā)育連續(xù)，中小孔隙欠發(fā)育，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，巖心主要儲(chǔ)集空間由孔徑大于4 mm的大孔、洞組成，孔洞間直接接觸或由孔徑較小的微裂縫溝通（圖3）。

圖3 樣品①儲(chǔ)層CT三維掃描成像及孔徑分布圖Fig.3 Three?dimensional CT scans and core section analysis image of sample from No.1 reservoir

4.1.2 樣品②CT成像特征

根據(jù)X、Y、Z3個(gè)方向的二維CT成像切片看出，溶蝕孔洞非常發(fā)育，儲(chǔ)集空間類(lèi)型復(fù)雜，以溶蝕孔隙為主體，洞穴、裂縫伴生，幾乎不充填。三維空間上，孔洞發(fā)育連續(xù)性好，各向分布均勻?？紫额?lèi)型以晶間孔為主，呈弧形，孔隙邊緣平滑，孔徑介于0.02～1.5 mm，洞穴直徑最高達(dá)3.5 mm。各種形態(tài)裂縫在空間上呈片狀發(fā)育，切穿溶孔、溶洞使后者達(dá)到相互溝通的效果，有力提升儲(chǔ)集空間的有效滲流能力（圖4）。

借助色標(biāo)對(duì)孔徑的反映看出，樣品②在三維空間上大孔洞與微孔隙非常發(fā)育，巖心主要儲(chǔ)集空間由孔徑達(dá)到4 mm大孔以及孔徑小于1 mm的微孔隙提供，孔洞間直接接觸或由不同尺度的裂縫溝通（圖4）。

圖4 樣品②儲(chǔ)層CT三維掃描成像及孔徑分析圖Fig.4 Three?dimensional CT scans and core section analysis diagram of sample from No.2 reservoir

4.1.3 樣品③CT成像特征

根據(jù)X、Y、Z3個(gè)方向的二維CT成像切片看出，溶孔、溶洞欠發(fā)育，空間上不連續(xù)，非均質(zhì)性強(qiáng)，大型溶蝕孔洞全充填，部分針孔未受充填，孔徑介于0.01～1mm之間。裂縫發(fā)育規(guī)模小，空間上連續(xù)性不強(qiáng)，少有與溶蝕孔洞切割，無(wú)法有效改善儲(chǔ)集空間連通性（圖5）。

借助色標(biāo)對(duì)孔徑的反映看出，樣品③在三維空間上孔洞欠發(fā)育，且展布不連續(xù)，巖心儲(chǔ)集空間不足，雖有個(gè)別大孔洞存在，但孔洞相對(duì)孤立存在，缺少微裂縫溝通（圖5），滲流能力較差。

圖5 樣品③儲(chǔ)層CT三維掃描成像及孔徑分析圖Fig.5 Three?dimensional CT scans and core section analysis diagram of sample from No.3 reservoir

4.2 儲(chǔ)集空間連通性定量表征

孔隙的有效性直接由孔隙之間連通性決定，對(duì)儲(chǔ)層的三維定量評(píng)價(jià)僅對(duì)孔隙連通性的評(píng)價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需對(duì)構(gòu)成儲(chǔ)層本身的孔隙和喉道進(jìn)行定量表征，更加直觀，更加具體。因此本文利用三維數(shù)據(jù)體進(jìn)行二值化分割重構(gòu)，在e-core軟件中將數(shù)據(jù)體設(shè)定為孔隙與基質(zhì)兩種相態(tài)，用0、1分別表征，將兩種相態(tài)邊界作為起點(diǎn)，確定兩相之間的中軸位置，并測(cè)量中軸上各點(diǎn)距邊界的距離。在孔隙相中將測(cè)到的最大距離嵌入等效的紅色球體，代表孔隙半徑；尋找其中最小距離嵌入等效的白色圓柱形棒體（白色），代表吼道半徑[17-18]。通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層孔隙、喉道的提取，建立三維孔喉網(wǎng)絡(luò)模型，能夠?qū)⒖紫栋l(fā)育情況與喉道分布在一個(gè)三維立方體中直觀展現(xiàn)出來(lái)，并能定量計(jì)算孔喉半徑、孔隙體積、表面積、孔喉數(shù)等參數(shù)（圖6）。

圖6 樣品①、②、③孔喉球棍模型圖Fig.6 Images of hole throat bat models of samples No.1,2 and 3

樣品①（MX39）中喉道最為發(fā)育，在三維空間上大量代表喉道的圓柱形棒體密集疊加在模型上構(gòu)成蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且喉道發(fā)育位置與孔洞位置匹配良好，樣品物性條件好，滲流能力強(qiáng)。樣品②（GS16）喉道較為發(fā)育，能觀察到三維空間中在孔隙之間均分布有指代喉道的白色棒體，局部上有圓柱形棒體疊加形成的片狀結(jié)構(gòu)。樣品③（MX13）中喉道欠發(fā)育，孔隙之間關(guān)系孤立，少有喉道連接，樣品物性條件差，滲流能力弱（圖7）。

圖7 樣品①②③喉道數(shù)字化三維圖Fig.7 Digital three?dimensional map of throat samples No.1,2 and 3

將喉道數(shù)據(jù)單獨(dú)提取，并加入色標(biāo)定量表征喉道孔徑，建立三維模型，能夠更加直觀判定喉道自身性質(zhì)，并定量計(jì)算喉道相關(guān)參數(shù)（表1）。樣品①（MX39）喉道品質(zhì)最優(yōu)，共識(shí)別出7 230條喉道，單個(gè)喉道發(fā)育規(guī)模大，延伸長(zhǎng)平均18.43 mm，平均喉道半徑1.75 mm，總長(zhǎng)度達(dá)1.30×105mm，總體積達(dá)8.16×106mm3，圖像上喉道組合呈花狀向周?chē)l(fā)散或相互交錯(cuò)疊加，喉道延伸長(zhǎng)、半徑大，有利于連通樣品中大尺度孔洞。樣品②（GS16）喉道品質(zhì)較優(yōu)，共識(shí)別出9 041條喉道，單個(gè)喉道發(fā)育長(zhǎng)度較長(zhǎng)，平均11.24 mm，喉道半徑較小，平均0.99 mm，總長(zhǎng)度達(dá)1.08×105mm，總體積達(dá)0.56×106mm3，圖像上喉道組合相互交錯(cuò)疊加，喉道數(shù)量多、延伸長(zhǎng)，有利于與樣品中大量發(fā)育的中、小孔隙相互切割、交匯。樣品③（MX13）喉道品質(zhì)較差，共識(shí)別出5 581條喉道，單個(gè)喉道發(fā)育長(zhǎng)度平均10.26 mm，喉道半徑平均1.47 mm，總長(zhǎng)度較短，僅0.59×105mm，總體積1.43×106mm3，圖像上喉道組合相互獨(dú)立存在，局部有重疊，喉道數(shù)量少、延伸短，不利于對(duì)樣品中孔隙之間的相互連通。

表1 樣品①②③喉道結(jié)構(gòu)參數(shù)表Table1 Throat structure parameters for samples No.1,2 and 3

5 儲(chǔ)層品質(zhì)微觀參數(shù)表征

不同儲(chǔ)集空間受其形態(tài)、大小的影響在成藏過(guò)程中起著不同的作用，據(jù)此將其分為孔隙與喉道兩種微觀類(lèi)型，喉道的大小、類(lèi)型及分布直接決定了儲(chǔ)層的滲透性，孔喉的優(yōu)越配置關(guān)系則制約著儲(chǔ)層的有效性。通過(guò)對(duì)孔隙半徑分布、喉道半徑、單喉道延伸長(zhǎng)度分布等參數(shù)的定量表征，能夠充分反映臺(tái)內(nèi)區(qū)儲(chǔ)層微觀復(fù)雜結(jié)構(gòu)性質(zhì)。

5.1 微觀孔隙定量分析

運(yùn)用數(shù)字化孔隙模型分析孔隙發(fā)育程度和分布特征：樣品①（MX39）共發(fā)育8 288個(gè)孔隙，其中小于0.1 mm孔隙7 321個(gè)，0.1～1 mm孔隙955個(gè)，大于1 mm的孔隙12個(gè)，孔洞較為發(fā)育；樣品②（GS16）共發(fā)育32 323個(gè)孔隙，其中小于0.1 mm孔隙26 733個(gè)，0.1～1 mm孔隙5 576個(gè)，大于1 mm的孔隙14個(gè)，孔洞十分發(fā)育；樣品③（MX13）共發(fā)育4 034個(gè)孔隙，其中小于0.1 mm孔隙3 787個(gè)，0.1～1 mm孔隙239個(gè)，大于1 mm的孔隙8個(gè)，孔洞欠發(fā)育（表2）。因此確定樣品②（GS16）孔隙最為發(fā)育，且大于0.1 mm孔隙占比最大，達(dá)18%；樣品①孔隙較為發(fā)育，大于0.1 mm孔隙占比12%；樣品③孔隙發(fā)育少，且大于0.1 mm孔隙占比僅7%（圖8）。

表2 樣品①②③孔徑分布參數(shù)表Table2 Aperture distribution parameter table of samples No.1,2 and 3

圖8 樣品①②③孔隙半徑頻率分布圖Fig.8 Pore radius frequency distribution of samples No.1,2 and 3

5.2 微觀喉道定量分析

定量統(tǒng)計(jì)喉道半徑與單喉道長(zhǎng)度分布規(guī)律，樣品①（MX39）喉道總數(shù)較多，半徑大于1 mm喉道占比達(dá)84%，長(zhǎng)度大于10 mm喉道占比92%，有利于流體運(yùn)移與孔隙間的連通，儲(chǔ)層有效性高；樣品②（GS16）喉道總數(shù)多，半徑大于1 mm喉道占比63%，長(zhǎng)度大于10 mm喉道占比85%，較有利于流體運(yùn)移與儲(chǔ)集體內(nèi)部溝通，儲(chǔ)層有效性較高；樣品③（MX13）喉道總數(shù)少，半徑大于1 mm喉道占比僅45%，長(zhǎng)度大于10 mm喉道占比僅67%，不利于流體運(yùn)移與儲(chǔ)集體內(nèi)部溝通，儲(chǔ)層有效性低（圖9）。

圖9 樣品①②③喉道半徑、單喉道長(zhǎng)度頻率分布圖Fig.9 Throat radius and single throat length frequency distribution of samples No.1,2 and 3

6 儲(chǔ)層孔隙地質(zhì)控制因素分析

儲(chǔ)層物性受沉積環(huán)境和成巖作用共同控制，造成儲(chǔ)集層中孔隙類(lèi)型多樣、孔隙內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。沉積過(guò)程主要控制了巖石礦物成分、結(jié)構(gòu)、分選、磨圓等，而這些因素不同程度的影響了儲(chǔ)層物性。隨著沉積巖埋藏深度的不斷增大，后期的成巖作用不斷改造儲(chǔ)層，導(dǎo)致儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)更加多樣化和復(fù)雜化。一般來(lái)講，在儲(chǔ)層形成過(guò)程中，白云石化作用、表生巖溶作用、埋藏溶解作用對(duì)儲(chǔ)層孔隙起建設(shè)性成巖作用，壓實(shí)、膠結(jié)及各種礦物充填作用抑制儲(chǔ)層孔隙發(fā)育起破壞性成巖作用[8-10,19-20]。磨溪—龍女寺臺(tái)內(nèi)地區(qū)震旦系燈影組四段白云巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性更強(qiáng)，儲(chǔ)集空間類(lèi)型復(fù)雜多樣，發(fā)育原生基質(zhì)孔隙、溶蝕孔洞及不同尺度的裂縫等[18-21]，主要受丘灘復(fù)合體發(fā)育和桐灣II幕表生巖溶作用共同控制。

（1）有利丘灘復(fù)合體發(fā)育程度

燈影組有利沉積相組合類(lèi)型，無(wú)論是垂向演化序列還是平面分異格局，都突出表現(xiàn)為丘灘復(fù)合體。丘核以藻凝塊云巖為主，并富含層狀晶洞及窗格構(gòu)造；丘蓋由藻疊層云巖構(gòu)成；丘翼發(fā)育藻砂屑云巖。從臺(tái)緣至臺(tái)內(nèi)地區(qū)燈四段沉積相和儲(chǔ)層對(duì)比中發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在丘、灘相中，相控作用明顯。丘灘相縱向上主要發(fā)育在燈四上亞段的中上部或頂部，自臺(tái)緣帶向東發(fā)育程度減弱，臺(tái)緣發(fā)育厚層藻丘微相，臺(tái)內(nèi)以薄層的藻丘、顆粒灘互疊置。與之對(duì)應(yīng)，燈四段儲(chǔ)層也主要發(fā)育在臺(tái)緣帶，向東發(fā)育程度逐漸減弱。藻丘和顆粒灘復(fù)合體決定了儲(chǔ)層的發(fā)育位置和儲(chǔ)集性能，但丘灘復(fù)合體發(fā)育程度存在差異，存在較強(qiáng)的非均質(zhì)性。西部臺(tái)緣帶燈四段地層厚度較大，介于260～340 m，藻丘、顆粒灘體發(fā)育程度高（丘地比>50%）；臺(tái)內(nèi)區(qū)地層厚度整體減薄，介于250～290 m，有利丘灘體發(fā)育程度小于臺(tái)緣地區(qū)（丘地比30%～50%）[6]。

（2）桐灣II幕表生巖溶作用強(qiáng)度

根據(jù)下寒武統(tǒng)印模厚度，結(jié)合燈四段頂部灰?guī)r段發(fā)育分布趨勢(shì)，編制川中安岳氣田桐灣末期巖溶古地貌圖，其整體表現(xiàn)為東南高、西北低的古地貌格局。由東南向西北方向可劃分為巖溶臺(tái)地、巖溶斜坡、巖溶洼地三個(gè)地貌單元。巖溶臺(tái)地區(qū)主要位于東南部的高石梯東和龍女寺地區(qū)，該地區(qū)頂部侵蝕作用強(qiáng)，孔洞層主要發(fā)育在頂部40 m以內(nèi)，頂部孔洞層發(fā)育較為穩(wěn)定。巖溶斜坡區(qū)巖溶作用垂向影響范圍加深（主要在80 m以內(nèi)），上部孔洞層發(fā)育，但磨溪地區(qū)頂部孔洞層非均質(zhì)性較強(qiáng)。巖溶洼地區(qū)受剝蝕、灰?guī)r充填影響，垂向影響范圍加深、順層巖溶作用強(qiáng)，上部孔洞層穩(wěn)定發(fā)育，但頂部孔洞層非均質(zhì)性較強(qiáng)，主要在距寒武系底界80 m以內(nèi)。巖溶洼地區(qū)位于臺(tái)緣帶磨溪以北的磨溪110井區(qū)附近，為地下水的匯聚泄流區(qū)，垂直滲流巖溶帶很薄或不發(fā)育，水平潛流巖溶帶也發(fā)育較差，孔洞層發(fā)育程度低。高石梯主體及磨溪北地區(qū)發(fā)育巖溶殘丘，儲(chǔ)層整體發(fā)育較好，為燈四上頂部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)（圖10）。

圖10 安岳氣田桐灣末期巖溶古地貌圖Fig.10 Karst paleogeomorphology map of the end of Tongwan tectonization in the Anyue gas field

丘灘復(fù)合體發(fā)育規(guī)模與遭受表生巖溶作用強(qiáng)度共同決定了儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)差異，結(jié)合巖心與3D孔喉模型微觀分析：樣品①發(fā)育于丘灘相沉積有利區(qū)，巖性為藻凝塊白云巖，沉積期具有良好原生孔基礎(chǔ)，受后期巖溶作用改造，小孔、縫連通合并形成大尺度孔洞、裂縫搭配的儲(chǔ)集空間（圖2），微觀上孔喉半徑、喉道長(zhǎng)度以及喉道體積相對(duì)最大，為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層（圖3、表1，2）；樣品②巖性為藻砂屑白云巖，丘灘相沉積基礎(chǔ)相對(duì)減弱，主要依靠后期強(qiáng)烈溶蝕改造形成密集發(fā)育的孔洞—孔隙搭配溶蝕縫提供儲(chǔ)集空間（圖2），微觀上孔喉半徑相對(duì)較小，孔隙數(shù)量多、發(fā)育密集，喉道長(zhǎng)度最長(zhǎng)，依靠孔喉高匹配度提升了儲(chǔ)層有效性（圖4、表1，2）；樣品③為受白云石膠結(jié)充填泥晶白云巖，非丘灘相沉積形成，巖溶作用效果較差（圖2），微觀上孔隙數(shù)量少、孤立發(fā)育，喉道發(fā)育長(zhǎng)度短，孔喉匹配程度低，整體儲(chǔ)層空間少、儲(chǔ)層有效性差。

7 結(jié)論

（1）川中磨溪—龍女寺地區(qū)燈影組為是一套碳酸鹽臺(tái)地建造，燈四上亞段儲(chǔ)集空間以溶蝕孔洞為主，具有孔洞類(lèi)型復(fù)雜、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、孔隙度低、厚度薄的特點(diǎn)。

（2）CT掃描成像技術(shù)全面表征了臺(tái)內(nèi)區(qū)燈四段碳酸鹽巖非均質(zhì)性儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，深入揭示了不同品質(zhì)儲(chǔ)集空間孔隙和吼道在立體上其形態(tài)、大小、分布以及相互連通關(guān)系等特征。優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層在三維空間上孔洞十分發(fā)育，充填少，孔徑大，各向連續(xù)性好，不同尺度裂縫密集發(fā)育，溝通相鄰孔洞，增加連通性；差儲(chǔ)層孔洞在三維空間上欠發(fā)育，受充填嚴(yán)重，孔徑小，各向非均質(zhì)性強(qiáng)，裂縫發(fā)育少且難與孔洞相匹配。

（3）不同品質(zhì)儲(chǔ)層微觀孔喉定量分析證實(shí)，儲(chǔ)集性能受孔喉共同控制，孔隙發(fā)育越多、孔徑越大，喉道發(fā)育越多、半徑越大、延伸越長(zhǎng)，越有利于油氣富集成藏。磨溪東—龍女寺臺(tái)內(nèi)區(qū)裂縫發(fā)育區(qū)孔洞型儲(chǔ)集空間是臺(tái)內(nèi)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層關(guān)鍵勘探目標(biāo)。