川南地區(qū)沙溪廟組淺層致密砂巖沉積微相及儲集物性

羅炫 陳克勇 雷一文 劉文磊 崔靖 唐迅 聶煥然

1. 中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦 四川 瀘州 646000

2. 成都理工大學(xué)能源學(xué)院 四川 成都 610059

隨著中國油氣勘探領(lǐng)域由常規(guī)轉(zhuǎn)入非常規(guī)，致密砂巖油氣藏成為了重要的勘探領(lǐng)域，并取得了大量的成效[1]。四川盆地總面積約19×104km2，超過80%的區(qū)域沉積了侏羅系沙溪廟組致密砂巖儲層[2]。經(jīng)過多年的勘探開發(fā)，已在全盆地建立多個針對沙溪廟組的致密砂巖氣田。近年來四川盆地川中地區(qū)侏羅系沙溪廟組勘探接連取得重大突破，截止到2021年12月，金華-秋林區(qū)塊累計測試56口專層井，獲工業(yè)氣井54口，成功率達(dá)96%。永淺區(qū)塊沙溪廟組勘探已獲良好成效，鉆井過程中沙一段普見油氣顯示，多口直井測試獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，證實(shí)了區(qū)域上沙溪廟組儲層的富氣性。

川南地區(qū)沙溪廟組埋深淺（0～1500m），部分區(qū)域大面積出露地表，以往的油氣勘探未加以重視[3]，總體研究程度較低。針對沙溪廟組沉積和儲層方面的研究主要在川東北[4]、川西、川中等區(qū)域[5]，川南地區(qū)主要在川西南地區(qū)。川南宜賓-瀘州地區(qū)沙溪廟組油氣顯示良好，測試井54口，獲工業(yè)氣井41口。研究區(qū)內(nèi)大塔場區(qū)塊勘探已獲良好成效，廟高寺區(qū)塊也在200m井深附近測試獲得工業(yè)性產(chǎn)氣。對研究區(qū)進(jìn)行精細(xì)的沉積相及儲集物性研究，為“十四五”期間川南接替區(qū)致密氣增儲上產(chǎn)提供有力支撐。

1 地質(zhì)概況

四川盆地為典型克拉通盆地，自下古生界以來經(jīng)歷了印支、燕山、喜山等多期構(gòu)造運(yùn)動，形成了包括川東古斜中隆高陡斷褶帶、川北古中坳陷低緩帶、川西中新坳陷低陡帶、川中古隆中斜低緩帶和川南古坳中隆低陡穹形帶5個次級的構(gòu)造單元。

川南宜賓-瀘州研究區(qū)構(gòu)造上位于川中古隆中斜低緩帶和川南古坳中隆低陡穹形帶。包括50余個地面及腹地構(gòu)造，面積約1.2×104km2。

沙溪廟組是一套巨厚的陸相碎屑沉積，依據(jù)葉肢介頁巖劃分為沙一段和沙二段。依據(jù)陸相高分辨率層序地層理論，將其劃分為沙一段，沙二1、沙二2、沙二3、沙二4亞段5個四級旋回。沙一段可進(jìn)一步劃分為沙一1、沙一2、沙一3三個亞段，見表1。

表1 地層劃分方案

2 沉積特征及沉積相

2.1 沉積相標(biāo)志

2.1.1 顏色特征

川南地區(qū)沙溪廟組泥巖總體以暗紫色、紫紅色為主，在沙一段和沙二段下部分布有灰色或灰綠色泥巖，在沙一段與沙二段之間穩(wěn)定分布有3～5m的黑色、灰黑色葉肢介頁巖。說明沙溪廟組地層沉積期總體為炎熱干旱氣候和暴露氧化的沉積環(huán)境。在沙一段與沙二段過渡期為還原或弱氧化環(huán)境。

2.1.2 巖性特征

巖性主要為細(xì)-粗粒長石巖屑砂巖，石英含量41%～64%之間，平均為52.5%；長石含量在12%～31%之間，平均為22.2%；以鉀長石為主（17.6%），少量斜長石（3.3%），巖屑含量在20%～35%之間，平均為25.3%；以沉積巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑為主（分別為9.9%和9.8%）；巖漿巖巖屑較少（5.6%）。填隙物以方解石膠結(jié)為主，含量在1%～30%，平均11%，其次為黏土雜基充填，含量在1%～7%，平均3.3%，偶見綠泥石或硅質(zhì)膠結(jié)。巖石磨圓度為次棱狀，分選中等-好，點(diǎn)-線接觸、孔隙式膠結(jié)為主。從巖性特征上，具有河流和三角洲的特征。

2.1.3 粒度特征

粒度概率累計曲線呈現(xiàn)兩段式，或以跳躍和懸浮兩個總體為主的三段式。滾動總體粒徑0～1.5Φ之間，含量小于10%，跳躍總體粒徑1～3Φ之間，含量在60%～70%，懸浮總體粒徑大于3Φ，含量在30%～40%。C-M圖反映主要為PQ段的牽引流特征，為懸浮和滾動的搬運(yùn)方式。從粒度特征上反映了河流及三角洲的典型特征。

2.1.4 沉積構(gòu)造特征

根據(jù)巖芯和野外露頭觀察，沙溪廟組地層發(fā)育大量的平行層理、斜層理、板狀交錯層理、沙紋層理、底沖刷、底部及層間順層礫巖、正韻律等沉積構(gòu)造特征，反映總體強(qiáng)水動力條件及間歇性洪水沉積環(huán)境。從沉積構(gòu)造特征上，反映了河流和三角洲的典型特征。

2.1.5 測井響應(yīng)特征

根據(jù)取芯井巖芯與測井響應(yīng)曲線特征分析，塔19井取芯段巖性巖性以綠灰色中-粗粒砂巖為主，中段見角礫巖（礫石為紫紅色泥礫為主，順層團(tuán)塊狀），可見底沖刷，正粒序特征明顯，GR曲線響應(yīng)為低幅箱形。為三角洲平原分流河道典型特征。

塔18井取芯段巖性主要為灰綠色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，少量淺灰色細(xì)砂巖，指示低能、水下弱還原環(huán)境，砂巖正粒序，見少量泥礫，GR曲線響應(yīng)為高值平直形及局部低幅小相形。為淺水三角洲前緣特征。

GR曲線幅度大小可反映砂巖顆粒粗細(xì)特征。GR漏斗形反映砂巖由下向上變粗的逆粒序特征，為三角洲前緣河口壩典型特征；GR漏斗形+箱形+鐘形組合反映砂巖由下向上變粗后又變細(xì)的粒序特征，對應(yīng)為三角洲前緣河口壩+水下分流河道的組合；GR齒化箱形反映砂巖總體均勻，頂?shù)淄蛔儯瑑?nèi)部由多個小型正粒序組成，對應(yīng)三角洲平原分流河道沉積；GR鐘形反映砂巖由下向上變細(xì)的粒序特征，對應(yīng)曲流河邊灘或邊灘+天然堤組合沉積。

2.2 沉積相類型及沉積演化

根據(jù)沉積相標(biāo)志綜合分析，沙一段-沙二1亞段為淺水三角洲沉積，包括三角洲平原和三角洲前緣兩個亞相?？v向上，沙一段的三個亞段中，由下向上分別為三角洲前緣-三角洲平原-三角洲前緣演化。在沙二段底部達(dá)到最大湖泛，之后在沙二1亞段下部為三角洲前緣沉積，向上過渡到沙二1亞段上部為三角洲平原沉積。之后在沙二2、沙二3、沙二4亞段均為曲流河沉積。

根據(jù)單井沉積相類型識別及縱向演化規(guī)律分析，建立了工區(qū)東西向沉積微相連井對比剖面。在工區(qū)內(nèi)，相帶橫向分布穩(wěn)定，縱向演化規(guī)律一致。邊灘、分流河道和水下分流河道微相具有厚度大，橫向分布相對穩(wěn)定的特征，工區(qū)內(nèi)大面積分布，其次為河口壩和決口扇微相。天然堤和河道滯留沉積微相為河道伴生微相，通常厚度較薄。

依據(jù)單井沉積微相類型劃分與識別，結(jié)合亞段內(nèi)砂地比信息，分析了各亞段優(yōu)勢相平面部分。沙一1亞段-沙二1亞段為三角洲沉積，總體表現(xiàn)為多條（水下）分流河道呈網(wǎng)狀從工區(qū)西南部和南部流入，形成大面積交織連片分布；沙二2-沙二3亞段為曲流河沉積，平面總體表現(xiàn)多條河道從工區(qū)南部流入，由于縱向多期河道疊加影響，平面形成大面積連片。沙二4亞段由于在工區(qū)內(nèi)大面積剝蝕，厚度保存差異大，未開展沉積相平面分析。

3 物性特征

與川東五寶場沙溪廟組砂巖孔、洞、縫型儲集空間不同，川南宜賓-瀘州地區(qū)沙溪廟組儲層儲集空間類型為孔隙型，包括殘余粒間孔、原生粒間孔、粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔等，其中以殘余粒間孔和粒內(nèi)溶孔最為常見。經(jīng)壓汞數(shù)據(jù)分析，儲層最大連通孔喉半徑（Rd）為0.4～4.03μm，平均為1.27μm，儲層平均孔喉半徑（R50）為0.04～0.32μm，平均0.12μm。

根據(jù)常規(guī)物性分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計，儲層孔隙度介于3.03～12.4%，平均8.6%，滲透率介于0.017～2.91×10-3μm2，平均0.45×10-3μm2，中值為0.18×10-3μm2，屬于低孔、低滲砂巖儲層。孔隙度與滲透率具有較好的正相關(guān)關(guān)系，數(shù)據(jù)分布無明顯異常，說明本地區(qū)砂巖儲層孔隙類型較為單一。

4 沉積相與物性關(guān)系

經(jīng)單井沉積微相劃分和物性參數(shù)測井解釋，統(tǒng)計了不同沉積微相內(nèi)物性參數(shù)分布規(guī)律。結(jié)果表明，物性最好的為曲流河邊灘微相，其孔隙度平均為8.8%，滲透率平均為0.423×10-3μm2。其次為三角洲平原分流河道微相和三角洲前緣水下分流河道微相，其孔隙度均為7.6%，滲透率分別為0.271×10-3μm2和0.227×10-3μm2。三角洲前緣河口壩微相亦可成為較好的儲層，其孔隙度平均為5.8%，滲透率平均為0.121×10-3μm2。三角洲平原及曲流河上的決口扇和天然堤微相、曲流河河道滯留沉積微相，雖然在局部也具有較高的孔滲，但由于其厚度?。ㄐ∮?m），難以形成有效的儲層。三角洲前緣分流間灣、三角洲平原洼地和曲流河泛濫平原主要由紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，儲集物性差。

5 結(jié)束語

1）川南宜賓-瀘州地區(qū)沙溪廟組沙一段～沙二1亞段整體為淺水三角洲沉積，期間有兩次由三角洲前緣向三角洲平原沉積演化，分別對應(yīng)著四個亞段，在之后的沙二段三個亞段均為曲流河沉積。

2）儲層儲集空間類型為孔隙型，以殘余粒間孔和粒內(nèi)溶孔為主，其次為原生粒間孔和粒間溶孔，總體屬于低孔、低滲致密砂巖儲層。

3）曲流河邊灘微相物性最好，其次為分流河道微相和水下分流河道微相，河口壩微相亦可成為較好的儲層，決口扇、天然堤微相、河道滯留沉積微相物性較差，分流間灣、洼地和泛濫平原主要由紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成，為非儲層。