發布時間：2020-04-06所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：以川中地區12口井龍王廟組巖心的詳細觀察為基礎，結合地震和鉆井資料，對該地區龍王廟組沉積古背景、灘相儲層特征、顆粒灘旋回與組合進行了探討，分析了大面積分布的灘相儲層與油氣高產富集的關系。研究區龍王廟組為緩坡沉積環境，沉積前發育川中高石
摘要：以川中地區12口井龍王廟組巖心的詳細觀察為基礎，結合地震和鉆井資料，對該地區龍王廟組沉積古背景、灘相儲層特征、顆粒灘旋回與組合進行了探討，分析了大面積分布的灘相儲層與油氣高產富集的關系。研究區龍王廟組為緩坡沉積環境，沉積前發育川中高石梯—磨溪同沉積古隆起，控制川中地區發育大面積分布的顆粒灘;受海平面整體海退影響，龍王廟組縱向上發育4期顆粒灘，每一期灘體厚約10～20m，橫向延伸5～15km，疊置連片;顆粒灘由灘主體和灘邊緣組成，其分布主要受構造微地貌差異控制，灘主體彼此分隔，灘邊緣橫向上疊置連片;顆粒灘主要為砂屑白云巖，受后期白云石化作用和表生溶蝕作用的控制，形成溶蝕孔洞和多期裂縫發育且大面積分布的優質儲層，其中顆粒灘主體儲層厚度大，單井測試產量高，為油氣高產富集區。
關鍵詞：四川盆地;高石梯—磨溪;顆粒灘;灘主體;白云巖儲層
0引言
四川盆地震旦系—寒武系經歷將近50年的勘探歷史，圍繞樂山—龍女寺古隆起開展持續研究，在寒武系地層劃分與對比、沉積相帶刻畫、儲層特征和烴源巖等方面提出了多項研究認識，發現了威遠氣田和資陽、龍女寺等含氣構造[1-5]。2012年，川中地區磨溪8井龍王廟組獲百萬立方米高產氣流后，眾多學者對川中古隆起龍王廟組進行了研究，提出龍王廟組巖相古地理主要受古地貌和海平面變化控制，垂向上發育3～4期顆粒灘，受顆粒灘、準同生溶蝕作用和表生巖溶作用的控制形成大面積分布顆粒灘巖溶儲層等認識[6-12]，為龍王廟組勘探開發提供了地質依據。本文在磨溪地區寒武系龍王廟組大氣田發現后，通過對川中地區16口龍王廟組取心井的系統解剖，利用16口成像測井，結合該地區的構造演化背景(圖1)，較為全面地揭示了川中地區龍王廟組顆粒灘的沉積特征，系統分析了顆粒灘縱向疊置關系和橫向分布，探討了灘相白云巖的成因，分析了高產井富集控制因素，供油氣勘探工作者參考。
1顆粒灘儲層基本特征
1.1地層特征與沉積背景
川中地區龍王廟組埋深在4500～4800m之間，地層厚度分布在80～110m之間，厚度變化不大，整體呈西薄東厚的特征。除已證實受斷層影響的安平1井厚度較小(52m)外，地層最小厚度為磨溪20井的79m，最大厚度為磨溪204井的104.18m，平均厚度為93.14m。從沉積環境分析看，四川盆地早寒武世龍王廟期處于上揚子臺地西北部邊緣，受西高東低的構造格局影響，整體上為西淺東深的碳酸鹽巖臺地沉積格局。受桐灣運動影響形成了川中繼承性發育的古隆起，龍王廟組沉積時期，該古隆起依舊存在，表現為大型水下古隆起，古地貌相對較高，有利于川中地區沉積大面積分布的顆粒灘，該套顆粒灘的橫向規模大、層位穩定性和連續性最好[7-9]。
相關期刊推薦：《天然氣地球科學》主要刊登天然氣地質學、天然氣地球化學、天然氣地球物理勘探和國內外典型氣田實例分析研究等方面的文章，同時報道國內外有關天然氣研究和開發方面的新理論、新技術、新方法和新成果，另外，對一些非常規氣資源(如天然氣水合物、煤層氣、深盆氣、未熟—低熟烴等)的研究論文在刊物中也占有一定比例。
1.2儲層巖石類型及儲集空間
儲層巖石類型以砂屑白云巖和細晶白云巖為主，包括中粗晶白云巖、含砂屑粉晶白云巖、泥粉晶含砂屑白云巖和鮞粒白云巖[13]。砂屑白云巖：呈中厚層狀，顆粒以砂屑為主，砂屑含量為50%～75%，砂屑顆粒分選好，巖心觀察中多發育中小溶洞及針孔[圖2(d)]。細晶白云巖：晶粒白云石呈嵌晶狀發育，晶粒粒徑處于0.1～0.25mm之間，發育中小溶孔[圖2(a)，圖2(e)]。中粗晶白云巖：晶粒粒徑處于0.25～1mm之間，發育大中型溶孔[圖2(b)，圖2(f)]。含砂屑粉晶白云巖：砂屑含量為25%～50%，砂屑顆粒間多為粉晶白云石充填，巖心上發育針狀溶蝕孔。鮞粒白云巖：多以薄層形式夾于砂屑白云巖中，粒間常可見第一期亮晶膠結物，晚期膠結多被溶解，因而鮞粒云巖中的粒間(溶)孔較發育[圖2(c)]。
儲集空間包括溶洞、粒間溶孔、粒間孔、晶間孔和裂縫。溶蝕孔洞是龍王廟組最主要的儲集空間，孔洞長軸為0.2～12.0mm，主要為4～8mm。粒間孔主要在砂屑白云巖和晶粒白云巖中發育，為次要儲集空間，孔徑一般為0.02～0.08mm，常見到纖狀或刃狀白云石環邊膠結物[14]。晶間孔發育在晶粒白云巖中，為次要儲集空間，孔徑一般為0.003～0.004mm，多呈三角形或不規則多邊形，普遍見到瀝青半充填[14]。巖心上裂縫較發育，包括構造縫、成巖縫和縫合線，見到的構造縫相對較平直，大多以高角度縫出現。
1.3儲層物性特征
川中地區龍王廟組屬于低孔低滲儲層，儲層孔隙度在2.00%～18.48%之間，平均為4.27%(小柱樣);基質滲透率分布在(0.001～1)×10-3μm2之間(71.6%)，平均為1.59×10-3μm2。巖心全直徑物性整體好于小巖樣物性，儲層段巖心全直徑孔隙度(平均孔隙度為4.81%)明顯大于小樣孔隙度(平均孔隙度為4.28%)。巖心全直徑樣品統計分析表明(圖3)，全直徑孔隙度在2.0%～4.0%之間的樣品占總樣品的27.8%，在4.0%～6.0%之間的樣品占總樣品的41.73%，>6.0%的樣品占總樣品的20.47%。巖心儲層段全直徑樣品分析滲透率分布在(0.0101～78.5)×10-3μm2之間，單井平均滲透率分布在(0.534～17.73)×10-3μm2之間，總平均滲透率為3.91×10-3μm2。
2顆粒灘成因分析
2.1顆粒灘受古地貌和海平面變化控制，在川中地區大面積分布
2.1.1川中地區龍王廟組受繼承性同沉積古隆起影響，形成大面積分布的顆粒灘
前人[9，10]研究發現，四川盆地震旦紀—早寒武世受桐灣運動影響形成了川中古隆起，龍王廟組沉積時期，該古隆起依舊存在，古地貌相對較高、水體淺、水動力能量強，有利于龍王廟組沉積高能顆粒灘[8-16]。同時由于川中地區屬于剛性基底，促使古隆起區形成整體寬緩穩定的展布形態，這樣寬緩的海底古地貌，一方面為海底高能相帶沉積提供較強的水動力條件，同時平緩的古地形有助于川中地區形成連續性好且分布廣泛的顆粒灘(圖4)。從沉積相帶上看，最優質的顆粒灘主要分布在古隆起上。巖心上龍王廟組顆粒灘粒度粗、細粉晶結構、部分為中粗晶，顏色為灰白色、發育大的溶洞孔洞;儲層單層厚度大，物性好，如磨溪12井儲層厚度為60.9m，全直徑平均孔隙度為6.71%(9個樣)，磨溪8井儲層厚度為58.6m，儲層孔隙度為5.23%。
2.1.2海平面相對升降變化控制顆粒灘垂向分布，縱向上發育4期顆粒灘
前人[17-19]研究表明：陸表海碳酸鹽巖臺地海侵—海退的頻繁轉化形成多期沉積旋回，有利于顆粒灘沉積。通過碳氧同位素、測井和巖性組合分析，受控于川中古隆起的持續抬升，寒武系龍王廟組沉積時期水體持續變淺，垂向上可劃分為4期向上變淺的旋回。海平面升降變化控制著龍王廟組灘體發育期次，灘體主要發育在旋回的海退階段。因此，龍王廟4期向上變淺的旋回，控制著4期顆粒灘的發育(圖5)。單個旋回由砂屑白云巖、晶粒白云巖、泥質白云巖和泥晶白云巖組成，每個旋回底部主要發育泥晶白云巖、泥質白云巖，中上部為淺灰色砂屑白云巖、晶粒白云巖，粒度從旋回底部往頂部逐漸變粗，顆粒含量增多。如磨溪17井龍王廟組可分為4個沉積旋回，每一期旋回下部為泥質條帶泥晶云巖，表現出水體能量較弱的特征，沉積相主要為灘間海(云坪)，向上由于水體逐漸變淺，水體能量增強，沉積物則以砂屑白云巖為主，部分為細—中晶云巖，顆粒灘相為主。龍王廟組受4期沉積旋回的控制，垂向上發育4期疊置的顆粒灘，每一期灘體厚度約為10～20m，橫向可延伸5～15km，第二期和第三期灘體最為發育，厚度最大，分布范圍最廣。
2.2顆粒灘分為灘主體和灘邊緣，灘主體彼此分隔，灘邊緣疊置連片
顆粒灘按其物質組分和發育位置可分為灘主體(灘核)和灘邊緣(灘翼)，它們具有不同的巖性組合特征。
2.2.1灘主體(灘核)
灘主體是灘體發育的核心地帶，垂向上厚度大，為顆粒灘堆積最主要的部位。由厚層—塊狀的單層或多層顆粒巖疊合而成，平面上灘主體相互獨立。古地貌高部位最有利于發育灘主體，沉積時期，水動力較強，灘體從主體開始垂向加積，橫向上逐漸向外擴展，呈現繼承性堆積。由于灘主體長期處于水動力條件較強的浪基面附近，堆積的巖石顆粒分選性較好，粒度相對較粗，主要由淺灰色砂屑白云巖、鮞粒白云巖及少量礫屑白云巖等顆粒巖組成，原始粒間孔隙較大，有利于后期大氣淡水和酸性水沿構造縫及微裂縫的溶蝕擴大，形成大孔大洞及針狀溶孔，孔隙度為4%～12%，灘主體微相儲層發育厚度較大，一般為5～20m。
2.2.2灘邊緣(灘翼)
灘邊緣分布在灘主體的四周，屬于灘主體與灘間洼地之間的過渡部位，形態常呈指狀，是灘主體堆積產物的擴散地，沉積時期地貌相對灘主體稍低，水動力相對弱于灘主體，主要發育薄層砂屑白云巖、粉晶白云巖。巖心上常見小型交錯層理和遞變層理，見到針狀溶孔和少量的溶洞。灘邊緣單層顆粒巖厚度一般小于5m，其顆粒直徑小于灘核，一般小于0.5mm，顆粒的分選、磨圓中等。測井響應上，灘邊緣具有低GR特點，雙側向電阻率具有一定的差異，但不如灘主體明顯;灘邊緣相帶儲層主要為針孔狀白云巖，孔隙度為1%～7%，發育微裂縫和小型垂直縫(圖6)。
2.2.3顆粒灘主體分布與形成受控于沉積微地貌
川中古隆起地區主要發育2組斷裂：一組為近南北向控制川中古隆起與綿竹—長寧裂陷形成的大型斷裂;另一組為近東西向展布分隔川中古隆起形成多個古地貌的斷裂(圖4)，這些斷裂控制了古隆起內部地貌的差異，形成高低起伏的古地貌，微古地貌高部位發育灘主體，微古地貌低部位發育灘邊緣和灘間海。通過對川中地區已鉆井灘體厚度的分析，高石梯和磨溪地區灘體發育受古地貌的影響，厚薄不一，磨溪地區灘體發育，灘體期次多，灘體厚度大，總厚度在30～70m之間，主要發育灘主體;高石梯地區灘體期次少，厚度相對較小，總厚度在10～50m之間。如磨溪8井發育4期灘體，最厚一期灘體為18m;磨溪13井龍王廟組發育2期灘體，最厚一期灘體為26m。龍王廟組連井沉積相對比顯示(圖7)，不同井的灘體發育在垂向上具有一定的差異，安平1井發育1期顆粒灘，磨溪11井發育4期顆粒灘。不同鉆井顆粒灘期次與厚度規模的差異主要受古地貌的影響，川中古隆起區域存在高低起伏的沉積地貌背景，古地貌高部位顆粒灘期次多、厚度大，古地貌低部位顆粒灘期次少、厚度小[20]。
3顆粒灘白云巖儲層形成探討
3.1準同生白云巖化作用形成川中大面積分布的白云巖，奠定了儲層基礎
.龍王廟組發育(準)同生期、淺埋藏、中深埋藏3期白云石化作用，其中(準)同生期的第一期白云石最發育，有利于孔隙的保存。(準)同生期白云石形成于海底成巖階段，顯微鏡下能觀察到顆粒白云巖中顆粒結構顏色為暗紅色，而部分粒間膠結物發暗紅色光，說明白云石化作用發生于海水成巖環境[21]鉆井巖心碳、氧同位素數據表明，龍王廟組白云巖δ13CPDB值分布在-1.5‰～0.5‰之間，δ18OPDB值分布在-7.5‰～-5.7‰之間，其中磨溪17井龍王廟組頂部2個樣品明顯受淡水影響，表現出碳、氧同位素值均向負向偏移、計算Z值較小(<120)外，其余均表現為δ13C值接近0的低負值、δ18O值為較高負值、Z值均大于120，反映出龍王廟組白云石化時期處于較高鹽度的蒸發環境中(圖8);四川盆地內龍王廟組為局限臺地沉積，巖層中含有膏質假結核、泥質條帶等，也反映了白云巖的形成與局限高鹽度水體滲透回流作用具有一定的關聯[22]。究其原因，主要是川中地區東南方向為潟湖沉積，發育厚層膏鹽巖為大面積白云石化提供了充足的Mg2+，同時古隆起區顆粒灘原生粒間孔發育，成為白云石化流體通道，最終通過蒸發濃縮—回流滲透形成白云石。巖石學和地球化學特征均證實龍王廟組白云巖形成于準同生期[23]，同時該時期川中地區形成大面積分布的白云巖，提高了巖石抗壓實強度[24]和滲濾流體的能力，奠定了龍王廟組儲層的基礎。
SCISSCIAHCI
