開江—梁平海槽西側(cè)中東段長興組臺緣儲層特征及差異性

唐雨，張云峰，胡林輝，唐洪明，徐亮，陳思锜，劉冬璽，鐘平強

1.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610500

2.中國石油東方地球物理公司西南物探分公司，成都 610213

3.中國石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院，成都 610041

4.中國石油西南油氣田分公司重慶氣礦，重慶 400021

5.塔里木油田公司哈得作業(yè)區(qū)，新疆庫爾勒 841000

0 引言

臺緣礁灘復(fù)合體因沉積厚度大、期次多、橫向連續(xù)性好、易受溶蝕、白云巖化等成巖作用改造而形成規(guī)模性儲集層，是全球海相油氣勘探最為重要的領(lǐng)域之一[1-5]。近年來，世界范圍內(nèi)諸如阿姆達里亞盆地卡洛溫—牛津階[6]、菲律賓威薩洋島中新世礁群儲層[7]，中國塔里木盆地塔中地區(qū)上奧陶統(tǒng)[8-10]、四川盆地普光地區(qū)上二疊統(tǒng)臺緣礁灘型儲層[11-13]相繼獲得重要油氣發(fā)現(xiàn)，并在礁灘型儲層形成的沉積學(xué)背景、動力學(xué)機制、非均質(zhì)性等方面取得了諸多研究成果[9,14-15]。與此同時，臺緣礁灘體作為一種易溶體，其儲層形成機制較為復(fù)雜，常受到沉積微相、多期溶蝕/巖溶作用、白云巖化作用、構(gòu)造破裂作用等的綜合控制[16-21]，給有利儲層預(yù)測帶來諸多困難。

目前，四川盆地東部二疊系樂平統(tǒng)長興組勘探已經(jīng)取得了豐碩成果，發(fā)現(xiàn)了礁灘體氣藏10余個，儲量約2 065.78×108m3，尤其是臺緣礁灘體，占了天然氣產(chǎn)量的80%以上[22-23]。但是，對臺緣礁灘體儲層的成因研究多集中在某一、兩個方面，如沉積環(huán)境[14]、準同生期大氣淡水溶蝕[24]、白云巖化[25-26]、熱液溶蝕[27]等，缺乏對臺緣礁灘體儲層成因的多因素綜合分析，這影響了油氣高效勘探。本文以鉆井較多的（或勘探程度較高的）四川盆地東部開江—梁平海槽西側(cè)中東段二疊系樂平統(tǒng)長興組臺緣礁灘復(fù)合體為例，綜合應(yīng)用巖心、薄片、陰極發(fā)光、碳氧同位素、包裹體均一溫度、有序度等數(shù)據(jù)，從礁灘復(fù)合體類型及規(guī)模、儲集空間類型、多期巖溶、白云巖化等方面系統(tǒng)分析儲層特征，明確其成因，建立其演化模式，以期為本區(qū)及類似地質(zhì)條件下的礁灘體油氣勘探提供指導(dǎo)，為后期開發(fā)做準備。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)處于四川省的儀隴縣—重慶市梁平縣一帶，呈北西—南東向展布。二疊系樂平統(tǒng)長興組臺地邊緣的形成及分布與開江—梁平海槽的形成及演化密切相關(guān)：受晚二疊世長興期早期峨眉“地裂運動”拉張影響，先期存在的碳酸鹽巖臺地演化為臺—盆相間的沉積格局，開江—梁平海槽形成，呈北西—南東向展布[25]。研究區(qū)受此及生物建造影響，逐漸演化為臺地邊緣相，發(fā)育了多世代的礁灘復(fù)合體，亦呈北西—南東向展布[20,28]（圖1）；至早三疊世飛仙關(guān)期晚期，開江—梁平海槽由于沉積物的填平補齊作用而消失，研究區(qū)亦由臺地邊緣相演化為蒸發(fā)臺地相。研究區(qū)長興組地層自下而上劃分為長一段—長三段三個巖性段，地層厚度92～240 m，由臺緣外帶向內(nèi)帶逐漸減薄[29-30]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及晚二疊世長興期沉積特征（a）川東北地區(qū)晚二疊世長興期末沉積相平面；（b）地層綜合柱狀圖Fig.1 Structural location and sedimentary characteristics in the Late Permian Changxing Formation in the study area (red outline)

2 臺緣沉積微相特征

研究區(qū)長興組臺緣碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)組分包括生物格架、顆粒、泥、晶粒、膠結(jié)物等。生物類型豐富，包括海綿、苔蘚蟲、珊瑚、藻、層孔蟲等造礁生物及有孔蟲、介形蟲、海百合、腕足、雙殼、腹足等附礁生物（圖2a，c，d）；顆粒包括生物碎屑、內(nèi)碎屑、鮞粒、藻團塊等（圖2b，e～j）。晶粒存在于白云巖中，類型包括泥晶—粉晶、細晶等（圖2k，i）。碳酸鹽巖生物、顆粒間多碳酸鹽泥、膠結(jié)物充填，泥以云泥為主，膠結(jié)物多為亮晶方解石（圖2）。

圖2 沉積微相特征（a）生物礁灰?guī)r，生物類型主要是棘皮、腹足、海綿，LG001-1井，6 157.32 m，單偏光；（b）藻灰?guī)r，顆粒主要為大量的藻黏結(jié)，呈現(xiàn)層狀形態(tài)，LG001-28井，4 516.05 m；（c）生物礁云巖，LG84 井，4 515.12 m，巖心；（d）生物礁云巖，LG84 井，4 516.01 m，單偏光；（e）礁云巖，見腦紋海綿，串管海綿，TS4，3 102.5 m，巖心；（f）棘屑云巖，LG001-28，4 932.79 m，單偏光；（g）砂屑云巖，TS4井，3 210.60 m，單偏光；（h）棘屑礫屑云巖，LG001-28井，4 941.09 m，單偏光；（i）砂屑云巖，TS4井，3 201.00 m，巖心；（j）棘屑云巖，LG001-28井，4 933.11 m，巖心；（k）含云生屑泥晶灰?guī)r，TS4井，3 105.20 m，單偏光；（l）粉晶白云巖，LG001-1井，5 997.05 m，鑄體（-）Fig.2 Sedimentary microfacies properties

2.1 微相類型及特征

對四川盆地晚二疊世開江—梁平海槽西側(cè)的LG001-1、LG001-10、LG001-28、LG84、TS4、TS5 等井的長興組取心井段的巖心和薄片觀察描述及測井資料進行分析，依據(jù)巖石類型、沉積構(gòu)造、生物組合等相標志，將研究區(qū)內(nèi)長興組沉積相劃分為臺地邊緣相，進一步劃分為顆粒灘和生物礁亞相，和生屑灘、砂屑灘、礁翼、礁核、礁間等微相。顆粒灘主要發(fā)育于長興組長二、長三段地層，厚度一般小于50 m；生物礁垂向上表現(xiàn)為多期旋回特征，單個生物礁厚度一般小于20 m，造礁生物呈樹枝狀、柱狀、丘狀等；它們通常以復(fù)合體形式存在，垂向上具多期加積的特征，礁頂部常發(fā)育顆粒灘，并常發(fā)生白云化作用（圖3）。

圖3 LG001-28 井上二疊統(tǒng)長興組臺緣礁灘沉積微相剖面圖及礁遷移模式圖Fig.3 Sedimentary microfacies profile and migration pattern of reef-shoal complex on the platform margin of Changxing Formation,Late Permian,well LG001-28

2.2 不同地區(qū)沉積特征的差異性

將開江—梁平海槽西側(cè)中東段臺地邊緣形態(tài)劃分為陡坡型臺地邊緣和緩坡型臺地邊緣2種類型，前者分布于龍崗主體地區(qū)，后者分布于龍崗東地區(qū)，二者在生物礁灘的平面組合特征、礁灘體大小、白云巖化程度以及空間遷移上具有一定的差異性。從地貌上來看，龍崗主體地區(qū)和龍崗東地區(qū)存在明顯的地貌差異，龍崗主體地區(qū)臺緣帶地貌相對較陡，而到龍崗東地區(qū)臺緣帶斜坡坡度變緩[20]。從生物礁的形態(tài)結(jié)構(gòu)來看，長興組生物礁的形態(tài)結(jié)構(gòu)也具明顯的分異：地貌相對更緩的龍崗東地區(qū)其臺緣帶礁灘體表現(xiàn)為寬緩的低丘，平行臺緣帶呈帶狀分布，發(fā)育規(guī)模略小，總厚度為20～100 m，礁灘體內(nèi)部次級礁灘體疊置方式以側(cè)積為主，可見垂向加積，單個礁灘復(fù)合體厚度介于30～50 m，其中礁體厚度介于5～10 m，顆粒灘厚度介于5～30 m；而地貌較陡的龍崗主體地區(qū)其臺緣帶礁灘體外形呈山脊線狀，緊靠臺地較陡一側(cè)生長，總體單排分布且遷移弱，分布較集中，礁灘以復(fù)合體形式存在，總體累計厚度大（80～400 m），橫向?qū)挾日?.5～2 km），礁灘體內(nèi)部多期次級礁灘體垂向加積，側(cè)積作用不明顯，單個礁灘體內(nèi)的生物礁厚度一般小于20 m，顆粒灘厚度一般小于50 m（圖4）[16,31]。龍崗主體地區(qū)礁灘白云化程度高于龍崗東地區(qū)。

圖4 開江—梁平海槽西側(cè)龍崗主體地區(qū)—龍崗東地區(qū)上二疊統(tǒng)長興組沉積相模式圖Fig.4 Sedimentary facies pattern of the Late Permian Changxing Formation in the central Longgang area and edge of Longgang area to the west of the Kaijiang-Liangping Trough

3 儲集特征差異性

龍崗主體地區(qū)和龍崗東地區(qū)長興組均發(fā)育臺緣礁灘儲層，但在儲層巖性、儲集性能、礁灘體白云巖化程度等方面存在差異。龍崗主體地區(qū)地處陡坡型臺地邊緣，其礁灘體暴露時間較長，白云化和溶蝕作用時間較強，在礁灘體頂部可見溶蝕孔隙更為發(fā)育，而龍崗東地區(qū)地處緩坡型臺地邊緣，其礁灘暴露時間短且頻繁，其礁灘體白云化程度不高，儲集巖類發(fā)育的厚度薄但期次多，橫向分布廣?？傮w上龍崗主體地區(qū)的礁灘儲層優(yōu)于龍崗東地區(qū)。

3.1 儲層巖石學(xué)特征

龍崗主體地區(qū)與龍崗東地區(qū)長興組儲層巖石類型相似，均以礁云巖、顆粒云巖及細—粉晶白云巖為主。龍崗東地區(qū)含有少量的礁灰?guī)r儲層。其中顆粒云巖主要包括生屑、砂屑和礫屑云巖，以生屑云巖為主。礁云巖中造礁生物主要為串管海綿、纖維狀海綿、硬海綿及水螅等，局部達90%，附礁生物有孔蟲、介形蟲、苔蘚、藻類等。顆粒云巖、晶粒云巖中發(fā)育粒內(nèi)孔、串珠狀溶孔、粒間孔、晶間孔、溶蝕縫等。礁云巖中則發(fā)育大量的生物格架孔、體腔孔等。礁灰?guī)r中未云化或弱云化，儲集空間以生物體腔溶蝕孔、粒內(nèi)微孔為主，局部見壓溶縫和構(gòu)造縫，具有一定的儲集能力（圖2，5）。

3.2 儲層儲集空間類型

龍崗主體地區(qū)與龍崗東地區(qū)長興組臺緣礁灘儲層儲集空間類型幾乎全為次生孔隙類型，包含組構(gòu)選擇性的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間溶孔、體腔孔、格架孔和非組構(gòu)選擇性的溶洞、粒間溶孔、構(gòu)造縫和縫合線、溶蝕縫等。兩地區(qū)儲集空間的發(fā)育有一定差異性，前者以組構(gòu)選擇性的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間孔、晶間溶孔與非組構(gòu)選擇性的溶蝕縫洞和構(gòu)造裂縫并存為特征，后者以晶間孔、晶間溶孔、非組構(gòu)選擇性粒間溶孔、構(gòu)造縫、構(gòu)造溶蝕縫等為主（圖5）。儲集空間類型含量上亦有較大差異性，區(qū)內(nèi)龍崗主體長興組儲層最主要類型為粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔，在統(tǒng)計385 張薄片中其各占儲集空間頻率22.3%和30.1%。龍崗東長興組儲層主要類型為晶間孔、裂縫等，在統(tǒng)計的324 張薄片中其各占儲集空間頻率為23.2%和15.3%。（圖6）。

圖5 研究區(qū)孔隙裂縫特征（a）含砂屑棘屑云巖，串珠狀溶孔，LG001-28井，4 939.14 m，巖心；（b）生物礁云巖，粒內(nèi)、粒間溶孔，LG001-1井，6 180.88 m，巖心；（c）棘屑細晶云巖，粒內(nèi)孔、鑄?？?，LG84 井，4 511.43 m，巖心；（d）含砂屑棘屑云巖，洞穴中充填晶形完好的石英晶體，LG001-28 井，4 937.05 m，巖心；（e）生屑泥晶灰?guī)r—珊瑚格架巖，生物格架孔，LG001-1井，6 174.16 m；（f）泥晶生物灰?guī)r，生物體腔孔、溶蝕微縫，LG001-1井，5 101.7 m，單偏光；（g）亮晶棘屑灰?guī)r，體腔孔，LG001-1井，6 182.7 m，單偏光；（h）棘屑云巖，部分晶間孔、粒內(nèi)溶孔、粒間孔，LG001-28井，4 937.55 m，單偏光；（i）砂屑云巖，大量的粒間孔和少量粒內(nèi)孔、粒間溶孔、晶間孔，LG001-1井，6 182.05 m，鑄體（-）；（j）粉晶白云巖，溶溝和白云石晶間孔，LG001-1井，6 010.83 m，鑄體（-）；（k）含生屑殘余砂屑細晶云巖，構(gòu)造縫、溶蝕縫，LG84井，4 511.10 m，單偏光；（l）含生屑粉晶云巖，晶間孔、晶洞構(gòu)造、縫合線發(fā)育，為瀝青及亮晶方解石充填，TS4井，3 102.5 m，單偏光；（m）生屑泥晶灰?guī)r，溶溝和溶蝕縫發(fā)育，為瀝青及亮晶方解石充填，TS4井，3 104.3 m，單偏光；（n）粉晶云巖，晶間孔發(fā)育，為亮晶方解石全充填，同時可見晶洞構(gòu)造，為瀝青和中晶方解石充填，構(gòu)造縫發(fā)育，為瀝青及泥質(zhì)充填，TS4井，3 116.6 m，單偏光；（o）細晶云巖，構(gòu)造微縫和晶間孔發(fā)育，為泥質(zhì)和泥晶充填，同時可見粒內(nèi)溶孔，TS5井，3 119.3 m，單偏光Fig.5 Pore and fracture features in study area

圖6 開江—梁平海槽西側(cè)臺緣礁灘體儲層主要儲集空間類型統(tǒng)計直方圖Fig.6 Histogram of frequency of main reservoir pore types in the platform margin reef-shoal reservoirs west of Kaijiang-Liangping Trough

3.3 儲層物性

對龍崗主體地區(qū)臺緣礁灘儲層20 余口井、近400 張鑄體薄片、1 245 個孔隙度數(shù)據(jù)、620 個滲透率數(shù)據(jù)和龍崗東地區(qū)臺緣礁灘儲層4 口井、200 張薄片、1 050個孔隙度數(shù)據(jù)、620個滲透率數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可得，兩地區(qū)長興組儲層孔隙度和滲透率具有一定的可比性。

據(jù)龍崗主體地區(qū)物性統(tǒng)計資料顯示，各樣品孔隙度大小差別很大，大部份樣品具有低孔低滲的特征，其中孔隙度大于或等于2%的樣品數(shù)（即儲層樣品）占總樣品數(shù)的50.4%，大于5%的樣品占總樣品數(shù)的7.3%，表明雖然儲層整體不是特別發(fā)育，但總體仍有高孔層存在；滲透率級差較大，其中（0.001～0.1）×10-3μm2的樣品數(shù)占總樣品數(shù)的36.3%；（0.1～10）×10-3μm2之間的樣品數(shù)占總樣品數(shù)的58.8%，大于10×10-3μm2的樣品數(shù)占總樣品數(shù)的4.9%，區(qū)內(nèi)儲層雖然整體不是很發(fā)育，但局部地區(qū)仍有高滲層的存在（圖7）。

據(jù)龍崗東地區(qū)物性統(tǒng)計資料顯示，大部份樣品具有特低孔隙度和低滲透率的特征，其中低值孔隙度占比高，孔隙度小于2%的占76.6%，但也存在較高值（7.62%）；滲透率小于0.1×10-3μm2的樣品占82.1%，但滲透率較高值的樣品亦占一定比例（17.9%），顯示了裂縫發(fā)育的特征（圖7）。

圖7 龍崗主體地區(qū)與龍崗東地區(qū)礁灘體儲層物性統(tǒng)計直方圖Fig.7 Histograms of physical properties of platform margin reef-shoal reservoirs west of the Kaijiang-Liangping Trough

3.4 儲層分布

海槽兩側(cè)臺地邊緣形態(tài)不僅控制礁灘體的沉積模式和成巖作用，并最終影響礁灘體儲層的分布。龍崗主體地區(qū)礁灘體儲層主要集中分布在臺緣陡坡一側(cè)的每期礁灘體旋回的頂部，累計厚度介于30～60 m，橫向分布窄，儲層類型多屬于低孔隙度、低滲透率的孔隙型儲層。龍崗東地區(qū)其礁灘體儲層主要位于大型緩坡附近，分布在每期礁灘體旋回的頂部，其厚度薄，但期次多，累計厚度約為20 m，橫向分布較廣，儲層類型多屬于特低孔隙度和低滲透率的裂縫—孔隙型儲層[16]。

4 儲層成因分析

4.1 樣品分析化驗方法

室內(nèi)磨制薄片812 片并鑒定，應(yīng)用設(shè)備為Zeiss AXIO SCOPE.A1 偏光顯微鏡；陰極發(fā)光觀察共完成LG001-1、LG001-28、LG84、TS4等井150張薄片，應(yīng)用設(shè)備為CL8200 MK5 陰極發(fā)光儀；δ13C、δ18O 測定共完成211 個樣點，應(yīng)用設(shè)備為Isoprime100 同位素質(zhì)譜儀；微量元素測試共完成156 個樣點，應(yīng)用設(shè)備為JXA-8230 型電子探針—波譜儀；包裹體溫度測試共完成86 個樣點，應(yīng)用設(shè)備為THMSG 600 地質(zhì)冷熱臺；白云石有序度測試共完成80個樣點，應(yīng)用設(shè)備理學(xué)DMAX-3C 衍射儀。實驗分析均在西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室完成。

4.2 成巖演化序列

龍崗主體地區(qū)和龍崗東地區(qū)臺緣礁灘均發(fā)生膠結(jié)、白云化、溶蝕、壓實、破裂等作用，但兩地區(qū)膠結(jié)以及溶蝕、白云化作用規(guī)模有所不同。通過成巖作用類型及相互作用關(guān)系，結(jié)合碳酸鹽巖成巖階段劃分標準[32]建立龍崗主體地區(qū)和龍崗東地區(qū)臺緣礁灘成巖序列（圖8）。研究區(qū)海底成巖環(huán)境時形成了第一期纖狀方解石膠結(jié)物。進入到準同生期后，局部礁灘地貌高部位被準同生期大氣淡水溶蝕，選擇性地溶蝕第一期方解石膠結(jié)物，并與隨后的粒狀方解石呈膠結(jié)不整合接觸的情況。溶蝕形成了選擇性溶蝕的粒內(nèi)溶孔、骨架孔、體腔孔。部分礁灘未受大氣淡水的影響，未發(fā)生溶蝕作用；隨后，由于高Mg的流體密度較大，將在重力作用下向下回流滲透進入生物礁、顆粒灘、灘間沉積物中，交代改造礁灘體高陡部位及膠結(jié)物，導(dǎo)致生物礁發(fā)育段自上而下白云石含量逐漸減弱，白云化程度逐漸減小。龍崗主體地區(qū)礁灘體位于臺緣帶較陡區(qū)域，更易于受到波浪改造，準同生期容易暴露水面，高陡部位生物礁發(fā)育較好且礁蓋易于白云巖化；龍崗東地區(qū)礁灘體位于在臺緣帶坡度較緩區(qū)域，由于水動力條件較弱，生物礁發(fā)育較小，且未經(jīng)歷或者很少經(jīng)歷，白云巖化弱甚至不發(fā)育。

圖8 臺緣礁灘成巖序列紅色線條代表龍崗主體地區(qū)，黑色線條代表龍崗東地區(qū)；線的粗細程度代表成巖強弱Fig.8 Diagenetic sequence of the platform margin reef-shoal complex

隨著上覆沉積物堆積加厚，礁灘復(fù)合體進入到淺埋藏環(huán)境（即成巖早期），在上升的巖溶成巖環(huán)境中，經(jīng)歷較短的海平面下降和上升時期側(cè)向擠壓和構(gòu)造抬升，因臺地邊緣古地形相對較高，暴露范圍大，進行抬升巖溶作用，以原生及準同生期大氣水溶蝕形成的孔隙作為重要的先期通道基礎(chǔ)，發(fā)生早成巖近地表巖溶作用，形成了非選擇性的溶縫、洞，呈現(xiàn)花斑狀。龍崗東地區(qū)臺緣礁灘古地形相對較緩，早成巖近地表溶蝕較弱。淺埋藏環(huán)境時，受地層中封存的高鹽度海水的影響，再次發(fā)生白云化，這一次白云化對前期形成的白云石改造較為強烈，同時，交代部分方解石，形成粉—細晶自形白云石。埋藏期溶蝕、膠結(jié)作用溶蝕早期的粒狀方解石膠結(jié)物并被單晶方解石所膠結(jié)（圖9）。中—深埋藏環(huán)境后，構(gòu)造拉張以及熱液活動強烈，發(fā)育大量的低角度斜交縫或網(wǎng)狀縫，流體沿斷層下盤及裂縫帶上涌，對早期大氣成巖透鏡體中的孔隙層等儲集層進行多期埋藏溶蝕改造，形成規(guī)?？捎^的非選擇性溶蝕縫洞系統(tǒng)。

圖9 埋藏期白云石被溶蝕特征（a，b）生屑云巖，白云石被溶蝕，形成晶間溶孔、不規(guī)則孔，LG001-28井，4 936.47 m，（a）為單偏光，（b）為陰極發(fā)光；（c，d）泥晶生物灰?guī)r，構(gòu)造縫被方解石多期充填，第一期方解石膠結(jié)物被溶蝕，與隨后的粒狀方解石呈膠結(jié)不整合接觸，TS4井，3 107.5 m，（c）為單偏光，（d）為陰極發(fā)光Fig.9 Dissolution characteristics of dolostone during burial period

4.3 儲層成因差異性分析

開江—梁平海槽西側(cè)上二疊統(tǒng)長興組臺緣帶礁灘體主要經(jīng)歷了準同生期大氣淡水溶蝕、回流滲透白云化、早成巖近地表巖溶及埋藏溶蝕4個階段。

4.3.1 準同生期大氣淡水溶蝕

準同生期，沉積物處于半固結(jié)成巖狀態(tài)，受次級沉積旋回和海平面變化的控制，臺緣礁灘沉積體，短暫出露海面或處于大氣淡水透鏡體內(nèi)，遭受富含CO2的大氣淡水溶蝕作用，并有具明顯的垂向分帶特征。在大氣滲流帶和潛水面附近，沉積物中多發(fā)生組構(gòu)選擇性溶蝕，常形成粒內(nèi)溶孔、鑄?？?、粒間溶孔等溶蝕孔縫并可見滲流粉砂（圖10）。

圖10 準同生期大氣淡水溶蝕識別標志（a）棘屑細晶云巖，粒內(nèi)孔、鑄模孔發(fā)育，未充填，均勻分布，LG84井，4 511.43 m，巖心；（b）殘余砂屑云巖，粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔發(fā)育，LG001-1井，5 993.23 m，單偏光；（c）生物礁灰?guī)r，生物體腔孔發(fā)育，發(fā)育分散分布的晶間孔，LG001-1井，6 178.32 m，單偏光；（d）砂屑云巖，粒間、粒內(nèi)溶孔發(fā)育，未充填，4 783.22 m，LG001-28 井，單偏光；（e）泥晶生屑灰?guī)r，粒內(nèi)、粒間溶孔發(fā)育，LG001-1 井，6 183.2 m，單偏光；（f）含殘余砂屑棘屑細晶云巖，顆粒間局部可見滲流粉砂，LG001-28 井，4 936.38 m，單偏光；（g）棘屑云巖，粒內(nèi)、粒間、晶間孔隙發(fā)育，LG001-28 井，4 937.52 m，單偏光；（h）含生屑泥晶灰?guī)r，可見滲流粉砂，TS4 井，3 106.8 m，單偏光；（i）灰質(zhì)生屑云巖，粒內(nèi)孔、鑄模孔發(fā)育，LG84井，4 515.82 m，單偏光Fig.10 Identification mark of the meteoric water dissolution in penecontemporaneous stage

龍崗主體地區(qū)和龍崗東地區(qū)臺緣礁灘體沿臺地邊緣分布，海平面下降時，地勢較高的龍崗主體地區(qū)暴露時間較長，地貌高點受大氣淡水淋濾作用改造較強，選擇性地溶蝕由準穩(wěn)定礦物組成的顆粒或第一期方解石膠結(jié)物，形成生物碎屑以及非生物碎屑的粒內(nèi)溶孔和鑄模孔以及出現(xiàn)海底纖狀環(huán)邊方解石被溶蝕，并與隨后的粒狀方解石呈膠結(jié)不整合接觸的情況。龍崗東地區(qū)因地勢較緩，礁灘體暴露時間短，大氣淡水淋濾作用改造弱，粒內(nèi)溶孔等儲集空間發(fā)育較龍崗主體地區(qū)弱。潛流帶中下部形成的第二期葉片狀、等軸細粒狀及共軸增生的方解石膠結(jié)物比正常海水膠結(jié)物具較少的Sr、Mg和Na，陰極發(fā)光為昏暗光，反映了來自大氣淡水的稀釋作用，為典型的大氣淡水膠結(jié)物特性，溶蝕在膠結(jié)之前發(fā)生（圖11、表1）。

表1 膠結(jié)物微量元素特征Table 1 Electron probe microanalysis (EPMA) of calcite cements

圖11 膠結(jié)物陰極發(fā)光特征Fig.11 Cathodoluminescence of calcite cements

4.3.2 白云化作用

研究區(qū)內(nèi)長興組臺緣礁灘白云巖分為兩類，具殘余結(jié)構(gòu)的云巖和顆粒云巖。白云石晶型大小、自形程度大致能夠反映白云巖的成因。粉晶、細晶云巖大多呈半自形白云石殘余結(jié)構(gòu)生屑，反映了快速白云巖化導(dǎo)致的晶型較差，主要形成于準同生期的回流滲透白云巖化。部分以自形細晶白云石形式存在，主要形成于淺埋成巖環(huán)境中較緩慢結(jié)晶生長環(huán)境[33-35]?？傮w來說，龍崗主體地區(qū)及龍崗東地區(qū)礁灘白云巖特征具有一定的相似性也存在差異（表2）。

表2 礁灘云巖巖石學(xué)特征Table 2 Petrological properties of reef-shoal dolostones

龍崗主體地區(qū)和龍崗東地區(qū)長興組生物礁灘白云巖均具有高Fe、低Mn、δ13C（PDB）值為正低值，δ18O（PDB）值為中等負值特征，含量有所區(qū)別[36-37]（表3）。其中龍崗主體地區(qū)δ13C（2.23‰～2.71‰），且向礁頂部位變輕，δ18O（-5.94‰～-5.00‰）；龍崗東地區(qū)δ13C（2.13‰～2.63‰），δ18O（-6.94‰～-5.55‰），均分布在同時期全球古海水δ13C、δ18O變化范圍內(nèi)[38]，并與全球典型埋藏白云巖δ13C、δ18O分布區(qū)間一致，表明白云化作用發(fā)生于埋藏成巖環(huán)境中；研究區(qū)內(nèi)長興組白云化流體的古鹽度指數(shù)Z全部大于120，均值為128（表3）[36]，反映了其成巖流體鹽度較高，根據(jù)白云巖的δ18O值與其形成溫度之間的經(jīng)驗關(guān)系式，計算白云巖形成的溫度56 ℃～70 ℃[37]（表3）；據(jù)前人研究，川東地區(qū)上二疊統(tǒng)古地溫梯度為3.5 ℃/100 m[39]，取古地表溫度為25 ℃，得出白云巖的成巖深度區(qū)間：885～1 285 m，屬于淺埋藏環(huán)境。綜上，推測白云化作用發(fā)生在淺埋藏環(huán)境，白云化流體為地層中封存的高鹽度海水。

表3 礁灘云巖微量元素特征Table 3 Electron probe microanalysis (EPMA) of reef-shoal dolostones

根據(jù)Fe、Mn 含量及Fe/Mn 值，陰極發(fā)光強度中等，并且在白云巖的晶間孔、晶間溶孔的孔壁發(fā)育有瀝青斑點及薄膜，再次印證龍崗—龍崗東地區(qū)長興組白云巖形成于油氣充注之前的淺埋藏環(huán)境（圖12）。通過以上對白云石特征的分析，認為龍崗主體以及龍崗東地區(qū)內(nèi)白云石化作用包括準同生期的回流滲透白云石化及淺埋藏期的白云石化。

圖12 陰極發(fā)光特征（a）殘余砂屑細晶云巖，LG001-28井，4 712.35 m，單偏光；（b）為圖（a）的陰極發(fā)光；（c）含生屑泥晶灰?guī)r，TS4井，3 217.00 m，單偏光；（d）為圖c的陰極發(fā)光Fig.12 Cathodoluminescence characteristics of reef-shoal dolostones

4.3.3 早成巖近地表溶蝕

早成巖近地表溶蝕在沉積巖未經(jīng)中深埋藏抬升暴露即成巖早期發(fā)生，此時巖石礦物未經(jīng)過完全穩(wěn)定化轉(zhuǎn)變便抬升剝蝕，以原生及準同生期大氣水溶蝕形成的孔隙作為重要的先期通道基礎(chǔ)，形成的儲集空間包括溶蝕孔洞、縫、小型洞穴等，充填物有碳酸鹽巖砂、泥，呈花斑狀、蜂窩狀等特征。通過龍崗主體地區(qū)、龍崗東地區(qū)等井的早成巖近地表巖溶發(fā)育層段的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)LG001-28、LG84 等井以及TS4 井等井均有不同程度的早成巖近地表巖溶發(fā)育。LG001-28 井發(fā)育3 套早成巖近地表巖溶，發(fā)育深度為4 698.22～4 701.54 m、4 710.5～4 718.28 m、4 784.91～4 788.53 m，厚度分別為3.32 m、7.78 m、3.62 m；LG84 井發(fā)育1 套早成巖近地表巖溶，深度為4 515.3～4 515.6 m；TS4井發(fā)育一套厚約2.6 m的早成巖近地表巖溶（圖13）。說明該期巖溶作用發(fā)育普遍，長興組末期應(yīng)存在區(qū)域性的暴露面。龍崗主體地區(qū)發(fā)育厚度更大，厚度較大的井一般也是礁灘體較發(fā)育的井，其原生、準同期溶蝕形成的孔隙是該期巖溶作用的發(fā)育重要基礎(chǔ)。

圖13 早成巖近地表巖溶特征（a）皮殼狀孔洞中被方解石、碎屑充填，LG001-1井，6 174.15 m；（b）不均勻溶蝕呈“花斑狀”，LG001-1井，6 177.19 m；（c）溶洞中方解石膠結(jié)充填，LG001-1井，6 178.73 m；（d）不均勻溶蝕呈“花斑狀”，TS4井，4 142.27 m；（e）溶洞中方解石膠結(jié)充填，TS4井，3 102.5 m；（f）溶洞中角礫、泥質(zhì)充填，TS4井，3 116.6 mFig.13 Features of early diagenetic near-surface karstification

4.3.4 埋藏溶蝕

中—深埋藏環(huán)境后，埋藏溶蝕作用不僅期次多，而且分布較普遍，規(guī)模也較大，伴隨著下伏地層烴源巖熱演化過程中形成的酸性流體及巖漿期后熱液的進入斷層、裂縫及先期存在的孔洞層，對臺緣近斷層孔洞層進行溶蝕，形成了孤立狀溶蝕小型洞穴、沿裂縫、縫合線擴溶形成的串珠狀溶孔、以及埋藏期白云石被溶蝕，形成晶間溶孔、不規(guī)則孔，這都使得優(yōu)質(zhì)儲層更加發(fā)育。通過對龍崗、龍崗東地區(qū)礁灘云巖中裂縫中方解石均一溫度的測試，發(fā)現(xiàn)龍崗主體地區(qū)多分布在120 ℃～128 ℃之間，龍崗東地區(qū)多分布在105 ℃～108 ℃之間，均為埋藏成因（圖14，15）。

圖14 裂縫中方解石包裹體均一溫度統(tǒng)計直方圖Fig.14 Frequency histogram of homogeneous temperature of calcite in fractures

5 儲層演化模式

在對四川盆地東部開江—梁平海槽西側(cè)中東段上二疊統(tǒng)長興組進行地層及沉積相等分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)實際油氣勘探成果，建立了四川盆地東部開江—梁平海槽西側(cè)中東段二疊系樂平統(tǒng)長興組龍崗主體—龍崗東地區(qū)臺緣礁灘復(fù)合體儲層演化模式（圖16）。區(qū)內(nèi)二疊系樂平統(tǒng)長興組儲層主要發(fā)育在開江一梁平海槽西側(cè)中東段臺地邊緣相中，儲層發(fā)育分布受礁體制約，受控于晩二疊世長興期沉積環(huán)境變遷。在準同生期，礁灘處于海平面以下，未被溶蝕；海平面下降，龍崗主體地貌較陡，大多數(shù)臺緣礁灘復(fù)合體暴露在大氣中，接受淡水淋濾，在礁灘頂部形成淡水透鏡體，礁灘地貌高部位被準同生期大氣淡水溶蝕，以選擇性溶蝕的粒內(nèi)溶孔為主，局部礁灘未受大氣淡水的影響，未發(fā)生溶蝕作用；而龍崗東地區(qū)地貌較緩，大多數(shù)臺緣礁灘未暴露在大氣中，未發(fā)生溶蝕作用，局部礁灘地貌高部位被溶蝕；隨后，由于高Mg 的流體密度較大，將在重力作用下向下回流滲透進入生物礁、顆粒灘、灘間沉積物中，交代改造礁灘體高陡部位及膠結(jié)物，導(dǎo)致生物礁發(fā)育段自上而下白云石含量逐漸減弱，白云化程度逐漸減小，在礁頂部位多形成選擇性溶蝕孔為主。同理，龍崗東地區(qū)臺緣礁灘白云化程度較低，選擇性溶蝕孔洞發(fā)育較龍崗主體差。在上升的巖溶成巖環(huán)境中，經(jīng)歷較短的海平面下降和上升時期側(cè)向擠壓和構(gòu)造抬升后，臺地邊緣古地形相對較高，暴露范圍大，形成抬升巖溶作用，以原生及準同生期大氣水溶蝕形成的孔隙作為重要的先期基礎(chǔ)通道，發(fā)生早成巖近地表巖溶作用，形成了非選擇性的巖溶縫、洞。

圖15 裂縫中方解石晶體均一溫度（a）裂縫中方解石晶體均一溫度，LG001-1井，5 994.11 m，單偏光；（b）裂縫中方解石晶體均一溫度，LG84井，4 507.24 m，單偏光；（c）裂縫中方解石晶體均一溫度，TS4井，3 112.6 m，單偏光Fig.15 Homogeneous temperature of calcite in fractures

圖16 開江梁平海槽西側(cè)龍崗主體地區(qū)—龍崗東地區(qū)臺緣帶礁灘復(fù)合體儲層演化模式Fig.16 Reservoir evolution patterns of the Late Permian Changxing Formation in the center and edgeof Longgang area west of the Kaijiang-Liangping Trough

在淺埋藏時期，由于上覆地層的壓實作用，地層中封存的高鹽度海水在弱固結(jié)的沉積物中運動而發(fā)生白云石化，由于Mg2+供給相對不足，白云石結(jié)晶緩慢，形成自形程度較好的白云石晶體。中—深埋藏環(huán)境后，下伏地層烴源巖熱演化過程中形成的酸性流體及巖漿期后熱液沿著斷層、裂縫及先期存在的孔洞層，對臺緣近斷層礁灘體進行溶蝕，使得礁灘體優(yōu)質(zhì)儲層更加發(fā)育。

6 結(jié)論

（1）研究區(qū)內(nèi)長興組沉積相劃分為臺地邊緣相，將臺地邊緣相帶按其沉積特征進一步劃分為顆粒灘亞相、生物礁亞相，這些亞相又可進一步劃分為砂屑灘、生屑灘、礫屑灘、灘間海、礁間、礁核等微相。長興組不同地區(qū)生物礁差異性明顯，相比之下，臺緣礁發(fā)育規(guī)模較大，分布穩(wěn)定。

（2）開江—梁平海槽西側(cè)中東段臺地邊緣根據(jù)臺地邊緣形態(tài)劃分為龍崗主體的陡坡型臺地邊緣和龍崗東的緩坡型臺地邊緣2種類型；前者礁灘體呈山脊線狀、緊靠臺緣外帶生長、累計厚度大，北西—南東向單排分布，垂向呈多期次加積、橫向?qū)挾日?；后者礁灘體寬緩、平行于臺緣呈帶狀分布、累計厚度薄，垂向側(cè)積為主、橫向?qū)挾却蟆?/p>

（3）儲集空間類型前者以組構(gòu)選擇性的粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間孔、晶間溶孔和非組構(gòu)選擇性的溶蝕縫洞和構(gòu)造裂縫并存為特征，后者以晶間孔、晶間溶孔、非組構(gòu)選擇性粒間溶孔、構(gòu)造縫、構(gòu)造溶蝕縫等為主；儲集類型前者為低孔低滲的孔隙型，后者為特低孔特低滲的裂縫型—孔隙型儲層。

（4）龍崗主體臺緣礁灘儲層受準同生期大氣淡水溶蝕、回流滲透白云化、早成巖近地表巖溶及埋藏溶蝕、埋藏白云化等的綜合控制；龍崗東地區(qū)水體相對較深，同生階段的大氣淡水溶蝕和早成巖期近地表溶蝕較弱，優(yōu)質(zhì)儲層受裂縫及埋藏溶蝕作用控制。

致謝 衷心感謝評審專家和編輯對本文提出的建設(shè)性修改意見。