陳肯，肖傳桃，馮鎮(zhèn)濤，艾軍

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

中上揚(yáng)子地區(qū)在各個(gè)時(shí)代地層中均有海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育，顆?；?guī)r作為區(qū)內(nèi)灰?guī)r中最主要的巖石類型可以分為：生物碎屑灰?guī)r、砂－礫屑灰?guī)r、粉屑灰?guī)r、球?；?guī)r、鮞?；?guī)r、藻?；?guī)r等［1］。儲(chǔ)集空間類型主要有：粒間孔、晶間孔、鑄?？住?gòu)造裂縫等。巖石類型和物性特征之間的特殊聯(lián)系，為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的尋找提供了導(dǎo)向。

1 顆粒灰?guī)r的類型和特征

1.1 生物碎屑灰?guī)r

巖石多為深灰－褐灰色，生物碎屑雜亂分布（圖1（a）、（b）），在淺灘、潮下靜水環(huán)境中較為發(fā)育。主要顆粒成分為生物碎屑（約50%～60%），偶見少量球粒及鮞粒。生物碎屑多破損嚴(yán)重，其直徑約為0.2～1.5mm，分選較差。生物類別主要為有孔蟲及少量珊瑚、腕足類、介形蟲等。亮晶方解石膠結(jié)物體積分?jǐn)?shù)約為45%，呈顆粒支撐［2］。

1.2 砂－礫屑灰?guī)r

礫屑灰?guī)r為灰色，厚層～巨厚層狀，礫屑體積分?jǐn)?shù)約為25%～35%，粒徑在1～25cm，磨圓較好，分選極差，排列規(guī)則，多形成于潮汐等波浪活動(dòng)強(qiáng)烈的高能環(huán)境。砂屑灰?guī)r為灰色－深灰色，砂屑體積分?jǐn)?shù)約為60%～80%，粒徑在0.05～0.4mm，分選和磨圓均較好，顆粒間多為亮晶方解石膠結(jié)（圖1（c）），主要形成于碳酸鹽巖斜坡等水動(dòng)力較強(qiáng)的淺海環(huán)境中。

1.3 粉屑灰?guī)r

粉屑灰?guī)r呈淺灰至深灰色，中層～薄層狀，顆粒多為生物碎片及內(nèi)碎屑，體積分?jǐn)?shù)約為15%～40%。其中，生物碎片主要為個(gè)體較小的有孔蟲，體積分?jǐn)?shù)約為10%～25%，粒徑在0.1～0.3mm，多呈球形、圓柱形或紡錘形，保存條件好，房室構(gòu)造清晰可見。巖石水平紋層發(fā)育，顆粒有規(guī)則排列，多形成于深水斜坡沉積中。

1.4 球?；?guī)r

球粒灰?guī)r粒度較小，分選較好，無任何內(nèi)部構(gòu)造，常與其他礫屑灰?guī)r伴生，顆粒中常含有生物碎屑且種類齊全。對(duì)于球粒的成因，主要有2種觀點(diǎn)：一是認(rèn)為球粒是一種特殊的內(nèi)碎屑，即將磨圓度好的粉砂級(jí)或細(xì)砂級(jí)內(nèi)碎屑作為球粒；二是將球粒定義為糞球粒，即分選極好、有機(jī)質(zhì)含量充足，鏡下呈暗色的橢球形或卵形顆粒。球粒及糞球粒主要出現(xiàn)于現(xiàn)代濱海碳酸鹽巖沉積物中，形成于水動(dòng)力較弱的安靜環(huán)境［3］。

1.5 鮞粒灰?guī)r

鮞?；?guī)r中的鮞粒多為橢圓形和圓形，直徑在0.05～0.5mm，大小不均（圖1（d））膠結(jié)物為亮晶方解石，呈顆粒支撐結(jié)構(gòu)。根據(jù)鮞粒的結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征可將其劃分為表皮鮞和正常鮞，其中表皮鮞呈橢圓形，粒徑約0.2～0.5mm，生物碎屑是核心的主要構(gòu)成部分，同心紋發(fā)育［3］。該類巖石形成于水動(dòng)力條件較強(qiáng)且潮汐作用發(fā)育的地區(qū)。

圖1 研究區(qū)主要顆?；?guī)r類型

1.6 藻?；?guī)r

藻?；?guī)r顏色為淺灰至深灰色，中厚層狀，表皮多發(fā)生鈣化，蓋殼厚約0.5mm。其形態(tài)以中空的圓柱形或圓管形為主，內(nèi)腔被亮晶方解石填充，孔徑大小在0.02～0.06mm［4］。巖內(nèi)顆粒的破損程度一般，排列不規(guī)則，有機(jī)質(zhì)及泥質(zhì)含量較高，多發(fā)育于水動(dòng)力條件較弱的低洼潮下地區(qū)。

2 儲(chǔ)集空間類型及物性特征

2.1 儲(chǔ)集空間類型

碳酸鹽巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間不同于碎屑巖儲(chǔ)層，除孔隙之外，裂縫和洞穴也占有極為重要的地位。

1）粒間孔 其大小、形狀和分布主要由顆粒的類型、膠結(jié)程度及溶蝕程度所決定。該孔隙類型在整個(gè)研究區(qū)分布范圍廣，連通性都較好，多見于砂屑灰?guī)r、藻?；?guī)r［5］。

2）晶間孔 為礦物晶粒之間的孔隙，在具晶粒結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖中均有發(fā)育。其形成時(shí)間跨度之大，從開始沉積直至成巖后期持續(xù)發(fā)育，排列不均勻，雜亂分布，孔徑約為0.04～0.1mm。

3）粒內(nèi)孔 為顆粒遭受溶蝕而形成的孔隙，在顆?；?guī)r中普遍發(fā)育，孔徑約為0.1mm，面孔率一般小于0.5%，后期常被方解石、白云石等礦物充填，連通性較差。

4）鑄?？?為巖石中易溶蝕的顆粒或晶體被完全溶濾所形成的孔隙，成巖后期多被方解石、瀝青所充填，分布均一，但是連通性較差。

5）構(gòu)造裂縫 區(qū)內(nèi)構(gòu)造裂縫主要為中、小、微縫，多按組系分布，縫系較平直，為礦物所充填［6］。

2.2 物性特征

區(qū)內(nèi)石炭系儲(chǔ)層孔隙度為0.25%～12.26%之間，平均為2.7%，滲透率為0.01～39.85mD，平均為0.49mD；二疊系儲(chǔ)層孔隙度為0.17%～15.13%之間，平均為7.4%，滲透率為0.001～40.65mD，平均為0.89mD。雖區(qū)內(nèi)發(fā)育的大量構(gòu)造裂縫對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行了后期改造，使得部分區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)層的滲透性得以明顯改善，但總體仍呈現(xiàn)超低孔、超低滲的特征［7］。

3 儲(chǔ)層控制因素

海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層受多種因素的控制，有沉積作用、成巖作用、風(fēng)化作用和構(gòu)造作用等，它們共同控制著儲(chǔ)層的發(fā)育和分布。

3.1 沉積作用對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

沉積作用是儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)和先決條件，影響著儲(chǔ)集巖的結(jié)構(gòu)組分特征，是后期成巖改造的物質(zhì)基礎(chǔ)。石炭系儲(chǔ)層在臺(tái)內(nèi)淺灘巖相、藻坪巖相帶發(fā)育，該類巖相帶沉積地貌高，經(jīng)歷強(qiáng)風(fēng)浪作用以及充分的海水淘洗，有利于形成結(jié)構(gòu)粗、孔隙多的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層［8］。二疊系碳酸鹽巖儲(chǔ)層分布受臺(tái)內(nèi)生物礁巖相、臺(tái)緣生物礁巖相帶控制，發(fā)育大量生物礁灰?guī)r，形成的灘相顆?；?guī)r普遍遭受白云巖化作用，形成較大規(guī)模的礁、灘白云巖組合，是天然氣富集的有利儲(chǔ)集相帶。

3.2 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

能使孔隙度和滲透率大幅改善的成巖作用有白云巖化作用和溶蝕作用。白云巖化作用是形成優(yōu)質(zhì)孔隙型儲(chǔ)層的必要條件，白云巖晶間孔較灰?guī)r更為發(fā)育，有利于次生孔隙的形成，且白云巖比灰?guī)r抗壓實(shí)能力更強(qiáng)，也更有利于早期孔隙的有效保存。溶蝕作用可分成同生期淡水溶解作用、古風(fēng)化期的淋濾作用和埋藏成巖階段的巖溶作用［9］，對(duì)儲(chǔ)層孔隙連通性起積極作用。

3.3 風(fēng)化作用對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

碳酸鹽巖在遭受淋濾和物理風(fēng)化時(shí)，也可使原始孔隙的規(guī)模增大，使儲(chǔ)集性能得到改善。

3.4 構(gòu)造裂縫對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

當(dāng)碳酸鹽巖地層遇到構(gòu)造抬升，上覆巖層被剝蝕，地層靜壓力減小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生卸壓裂縫。構(gòu)造裂縫形成時(shí)期較晚，且數(shù)量多，能有效提升儲(chǔ)層的連通性和滲透率［10］。

4 結(jié)論

1）中上揚(yáng)子地區(qū)石炭系－二疊系的顆粒灰?guī)r可分為生物碎屑灰?guī)r、砂－礫屑灰?guī)r、粉屑灰?guī)r、球粒灰?guī)r、鮞?；?guī)r和藻?；?guī)r6種類型，其中以生物碎屑灰?guī)r孔隙結(jié)構(gòu)最好，其次為砂－礫屑灰?guī)r。

2）區(qū)內(nèi)灰?guī)r儲(chǔ)集空間以粒間孔和晶間孔為主，構(gòu)造裂縫多被礦物充填。

3）區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖儲(chǔ)層主要受沉積作用、成巖作用、風(fēng)化作用和構(gòu)造作用的共同控制。

本文屬長江大學(xué)科研發(fā)展基金（0709001）產(chǎn)出論文。

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