地区鲕滩储层防控因素

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近年来，四川盆地下三叠统飞仙关组鲕滩天然气勘探取得了重大突破，先后在开江—梁平海槽周围发现了铁山坡、普光、渡口河、罗家寨等多个大中型鲕滩气藏［1-2］，成为天然气勘探重点领域。前人对川东飞仙关组鲕滩沉积、成岩等方面进行了较为深入的研究［3-11］，表明该区飞仙关组具有巨大的油气勘探潜力；但大部分研究集中在海槽东北侧，对海槽西南侧的鲕滩研究较少。目前，位于海槽西南侧的铁山—黄泥塘地区，已钻达飞仙关组的井均有不同程度的井漏、井涌、气侵和气测异常现象，已发现铁山5、铁山14等4口工业气流井，显示了该区飞仙关组良好的油气勘探前景。文中从飞仙关组鲕滩储层特征出发，探讨其主控因素及成因，为区内飞仙关组鲕滩进一步勘探开发提供重要的地质资料。1区域背景铁山—黄泥塘地区位于四川盆地东北部，大地构造位于川东断褶构造带北部（见图1），西邻川中平缓构造带，面积约8000km2。该区包括七里峡、云和寨、大天池、黄泥塘、雷音铺、铁山等地面及潜伏构造。早三叠世飞仙关期，川东地区属于上扬子地台的一部分。受康滇古陆影响，四川盆地自西向东存在明显的岩相变化，从陆源碎屑岩逐渐过渡为以碳酸盐岩为主的沉积体系。位于海槽西南侧的铁山—黄泥塘地区为碳酸盐岩台地相区，是典型的盆地-台地沉积体系［4-5］，从海槽向西的延伸方向，沉积相展布依次为盆地相—斜坡相—台缘鲕粒滩相—开阔台地相。海槽发育对飞仙关组鲕滩分布具有明显的控制作用，环海槽周边地势较高，海水较浅，常处于高能环境状态，鲕滩累积厚度较大，横向具有较好的稳定性。随着海平面持续下降，台缘高能带逐渐向海槽迁移，导致鲕滩横向上随台地的发展而逐渐向海槽方向迁移，同时，二叠世分异的古地貌也开始填平补齐，到飞四期海槽已完全关闭，全区演化为均一的潮坪环境，主要沉积泥灰岩、云灰岩、膏岩等。飞仙关组地层厚度350～800m，总体表现为北东厚、西部薄的特征。

2储层特征

2.1储集岩及储集空间类型研究区飞仙关组鲕滩储层以亮晶鲕粒灰岩为主，鲕粒云岩次之。岩石类型不同，储集性能也存在差异。亮晶鲕粒灰岩，鲕粒体积分数为50%～83%，粒径一般为0.4～1.0mm，以正常鲕为主，少见椭形鲕和复鲕，同心环大多较清晰，鲕粒间常被2至3期亮晶白云石或方解石胶结；平均孔隙度1.41%，主要储集空间为粒间、粒内溶孔和少量铸模孔，裂缝总体较少，构成储集性能中等—差的储集岩类。鲕粒云岩主要由具鲕粒残余结构的细粉晶白云石组成，由于云化作用对同心环影响不明显，仅具有鲕粒幻影，平均孔隙度7.93%，主要储集空间为溶蚀孔洞，储集性能远远大于鲕粒灰岩，是研究区飞仙关组鲕滩储集性能最好的岩类。粒间溶孔是区内鲕滩储层最主要的储集空间类型（见图2），此空间是由颗粒间胶结物或部分颗粒被溶蚀所形成。当颗粒间胶结物不发育或含量极少时，粒间孔保存，形成残余粒间孔。粒内溶孔是颗粒内部溶蚀形成的孔隙，多形成于早期，为大气、淡水的选择性溶蚀作用所致。当颗粒被完全溶解时，其外部轮廓保存较好，形成铸模孔，多呈圆—次圆状。粒间溶孔和残余粒间孔分别占总孔隙的48.27%和34.48%，粒内溶孔、铸模孔和裂缝不足17%。2物性特征

据常规岩心统计，研究区飞仙关组孔隙度1.09%～23.85%，平均5.38%，其中小于2%的非储层段样品数占18%，2%~6%的样品占50.31%，大于6%的约占30.4%，极少数大于12%；基质渗透率（0.00987～423）×10－3μm2，其中小于0.1×10－3μm2的样品占总数的56.48%，（0.1～10.0）×10－3μm2的样品占29.5%。整体看，研究区飞仙关组鲕滩储层的孔隙度、渗透率变化较大，基本为低孔、中—低渗特征，局部井段高孔、高渗。飞仙关组样品的孔渗数据点具有明显的分区分布特征。鲕粒云岩样品的孔隙度和渗透率具有明显的正相关性，随着孔隙度增加，渗透率迅速增加，表现为“中孔中渗”孔隙型储层特征，受孔喉影响比较明显；而鲕粒灰岩样品渗透率不随孔隙度的增大而增大，表现为“低孔中渗”裂缝型渗流特征，为具有裂缝影响作用的致密岩层。这表明飞仙关组鲕滩储层的孔隙结构复杂，储层的形成可能存在多种成因。

2.3孔喉结构特征岩石中喉道的大小和形态决定油气储集的渗透性，而孔喉配置关系最终决定岩石的储集性能。研究区飞仙关组鲕粒云岩储层的粒间孔之间常见缩颈喉道和片状喉道，缩颈喉道宽度一般大于10μm，孔喉配置为中孔中喉关系，储层渗透性较好；而鲕粒灰岩储层经压实变形或溶蚀后，相近的粒内溶孔之间常以管状喉道相连，喉道宽度一般小于10μm，孔喉配置为细孔微喉关系，连通性差。对21块样品进行压汞分析发现，压汞曲线形态及压汞参数也表现出这种特征（见图3）。鲕滩储层的排驱压力变化较大，介于0.005～20.450MPa，饱和度中值压力0.07～73.08MPa。典型的鲕粒云岩储层具有较低的排驱压力和饱和度中值压力，曲线形态具有明显的粗歪度特征，喉道连通性较好。典型的鲕粒灰岩储层排驱压力低—中等，但中值压力一般较高，歪度较细；孔喉分布频带较宽，孔喉具有一定的分选性，但分选较差，表明储渗性能差异较大，储层连通性较差。

3储层主控因素

3.1沉积相带飞仙关期台地边缘鲕滩相是优质储层可能发育的特定相带［6］。从岩性组合和沉积特征来看，研究区飞仙关组鲕滩储层主要发育在台地边缘，为典型的相控型储层。台地边缘带海水循环通畅，受潮汐和风浪作用影响，水动力条件强，常形成粒度较粗、厚度较大的鲕粒沉积体，灰泥沉积较少；滩相高能颗粒岩由于颗粒的支撑作用，压实作用相对较弱，压实率较小，加上早期胶结使渗滤通道堵塞，阻碍了胶结充填作用的进一步进行，原生孔得以保存。这种保留原始孔隙系统的颗粒岩更易接受后期成岩作用的改造。另外，受区内基底断裂棋盘状分布及断裂阶段性活动的影响，研究区古地貌高地亦存在次级微地貌分异，台地边缘微地貌高地鲕滩在海平面相对下降时易暴露出海平面，接受大气、淡水的溶蚀，也有利于后期建设性成岩作用改造。这些条件为优质鲕滩储层的形成奠定了良好的基础。

3.2海平面相对升降飞仙关组鲕滩储层的形成与沉积和成岩环境密切相关，但早期海平面的相对变化是其主要控制因素，因为它直接影响鲕滩所经历的成岩环境。鲕滩沉积不久，受次级海平面频繁变化影响，飞仙关组鲕滩相往往表现为由多个具有向上变浅的单个小型滩体构成，单滩体厚度较小，一般小于10m。滩体在海平面相对下降或滩体快速加积时易暴露于大气下，发生早期溶蚀和白云石化作用，形成滩体中上部的早期储层（见图4）。如前所述，研究区鲕粒白云岩平均孔隙度高于鲕粒灰岩，这表明早期云化作用对储层的改造作用明显，是优质储层形成的关键作用之一，并有利于地层水的流通，为后期成岩流体提供了良好的运移通道。海平面相对升降幅度、频率及持续时间，决定了鲕滩发生大气淡水溶蚀和白云石化作用的程度，最终控制了早期鲕滩储层的发育程度及规模。

3.3溶蚀作用和构造作用溶蚀作用是优质储层发育的控制因素之一［7］。通过岩心和镜下薄片观察，发现研究区飞仙关组鲕滩储层发育大量溶蚀孔洞，主要为同生期或准同生期的溶蚀和埋藏溶蚀作用形成。同生期溶蚀作用发生于同生期大气成岩环境中，飞仙关期区内浅水环境发育的滩体伴随海平面的相对下降而出露海面，发生选择性溶蚀，形成粒间、粒内溶孔和铸模孔，经埋藏期成岩改造及油气侵入影响，部分被方解石、沥青等充填。埋藏溶蚀作用需要先期的孔隙或裂缝作为溶蚀流体的运移通道，形成与破裂作用相关的溶缝、溶洞。研究区主要发生2期溶蚀作用，第1期溶蚀作用形成的溶孔中普遍见沥青充填物（见图2b），为液烃的主要储渗空间；第2期埋藏溶蚀作用改造早期形成的孔隙，这些孔隙中充填有沥青，呈圆环状分布于孔隙中央（见图2a）。喜山期构造运动和大量构造裂缝发育也为埋藏溶蚀作用提供渗流通道，形成与裂缝相关的非选择性溶蚀孔隙，并且网状裂缝沟通相对孤立的孔隙，改造鲕滩储层，成为良好的储集层。埋藏溶蚀作用改变了孔隙层的储渗能力，但并不改变早期成因的储渗体分布特征。因此，先期孔隙层的存在是优质储层形成的关键。

4储层成因

鲕滩储层的成因，主要有埋藏溶蚀型、白云石化叠加埋藏溶蚀型、早期岩溶型和残余原生孔保存型等［12］。实际上，鲕滩储层孔隙的形成不是单一因素影响的结果，而是受沉积环境、成岩演化等多种因素的影响。铁山—黄泥塘地区飞仙关组鲕滩储层，主要发育在台地边缘高能环境，滩体厚度、规模较大。根据鲕滩经历的沉积成岩环境，将储层演化归纳为早期孔隙形成期、浅埋藏、深埋藏及构造缝发育等阶段（见图5）。1）早期孔隙形成阶段。由于颗粒骨架的支撑作用，形成大量的粒间孔隙，颗粒纯净时，原生粒间孔隙可达40%以上，经初始压实仍能保持20%左右的孔隙；处于微地貌高地的滩顶部，在海平面下降时易出露水面，发生早期溶蚀和白云石化作用，形成次生孔隙。但是早期大气淡水的淋溶作用仅局限于滩体上部，底部溶蚀作用较弱。2）浅埋藏期。随上覆地层的沉积，发生压实作用，鲕粒灰岩储层被压实后，由于成岩流体的胶结作用使储层孔隙度损失很大；而鲕粒云岩，由于白云岩的抗压实性，压实作用较弱，同期胶结作用仅在粒间孔的孔壁少量发育，残余粒间孔得以保存。3）构造破裂-深埋藏溶蚀期。该阶段主要有2期，第1期与烃源岩成油期产生的有机酸沿构造裂缝发生溶蚀作用，溶孔中常见沥青充填物；第2期与深埋高温环境下进行的热化学硫酸盐还原作用有关，主要改造第1期埋藏溶蚀形成的粒间溶孔和白云石晶间溶孔。在温度高于55℃的深埋条件下，白云石的溶解度通常高于方解石［13］，因此，受埋藏流体影响，鲕粒云岩比鲕粒灰岩更易发生溶蚀作用而形成溶蚀孔洞，成为台缘鲕滩优质储层。研究区飞仙关组鲕滩储层，是原生粒间孔和早期溶蚀及云化作用形成的早期孔隙经埋藏溶蚀作用改造而成，其成因为早期孔保存的叠合构造破裂-埋藏溶蚀。

5结论

1）铁山—黄泥塘地区飞仙关组鲕滩储层主要发育在台地边缘相，储集岩以鲕粒云岩和鲕粒灰岩为主；主要储集空间类型有残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔和铸模孔等；鲕滩储层属于低—中孔、中渗特征，局部井段为高孔、高渗。2）飞仙关组鲕滩储层的发育程度受沉积环境、海平面相对变化和成岩作用影响，沉积环境决定了鲕滩储层分布范围，为典型的相控型储层；次级海平面频繁变化有利于鲕滩的早期云化及溶蚀作用，优质储层主要发育在单滩体中上部。3）飞仙关组优质鲕滩储层，是原生粒间孔和早期溶蚀及云化作用形成的早期孔隙，经埋藏溶蚀作用改造而成，储层为早期孔保存的叠合构造破裂-埋藏溶蚀成因。