程立雪, 王　威, 岳全玲, 王　瑋, 楊　帥

(1.中國(guó)石化 勘探分公司,成都 610041;

2.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，成都 610059)

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川東北地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層特征差異性

程立雪1, 王威1, 岳全玲1, 王瑋1, 楊帥2

(1.中國(guó)石化 勘探分公司,成都 610041;

2.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，成都 610059)

[摘要]利用巖屑薄片鑒定、巖心觀察、砂巖粒度概率統(tǒng)計(jì)、物性分析等資料，探討形成川東北元壩和馬路背2個(gè)地區(qū)須家河組第二段石英砂巖儲(chǔ)層的物源方向、沉積條件、成巖作用及構(gòu)造斷裂系統(tǒng)的特征差異。結(jié)果表明川東北地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層普遍受物源、沉積、成巖和構(gòu)造應(yīng)力等聯(lián)合控制，不同地區(qū)由于基礎(chǔ)地質(zhì)條件不同其儲(chǔ)層發(fā)育特征也隨之不同。元壩地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層較馬路背地區(qū)更致密，其沉積期經(jīng)過濱岸湖水反復(fù)淘洗作用導(dǎo)致易溶礦物缺失，加之成巖期強(qiáng)壓實(shí)作用的影響，形成了相對(duì)低孔低滲型儲(chǔ)層；而馬路背地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層物性較好，測(cè)試開發(fā)效果也優(yōu)于元壩地區(qū)，屬于相對(duì)高孔高滲型儲(chǔ)層。主要由于馬路背地區(qū)靠近物源區(qū)，儲(chǔ)層砂體中保留了部分不穩(wěn)定礦物，且該地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，微裂縫發(fā)育，利于后期溶蝕與破裂作用對(duì)儲(chǔ)層的改造。

[關(guān)鍵詞]川東北地區(qū)；須二段；石英砂巖儲(chǔ)層；差異性

經(jīng)過多年勘探實(shí)踐工作，川東北元壩、馬路背地區(qū)在上三疊統(tǒng)須家河組第二段(簡(jiǎn)稱“須二段”)先后獲得了工業(yè)油氣產(chǎn)能；但從實(shí)際效果看，兩個(gè)地區(qū)的產(chǎn)能差距還是非常明顯。元壩地區(qū)須二段石英砂巖層共測(cè)試4口井，其中YB11井測(cè)試為干層，YB4、YL1井日產(chǎn)氣分別為21 200 m3、21 400 m3，僅YB22井獲得工業(yè)氣流205 600 m3/d。而M101井在馬路背地區(qū)須二段試獲601 100 m3/d高產(chǎn)工業(yè)氣流，產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了元壩地區(qū)。這2個(gè)地區(qū)須二主力產(chǎn)氣段均為須二段中部泥巖段(俗稱“腰帶子”)下部的石英砂巖層，前人針對(duì)元壩地區(qū)須二段這套石英砂巖的沉積類型和儲(chǔ)層特征進(jìn)行了一定程度的探索，認(rèn)為須二段沉積期在元壩地區(qū)發(fā)育濱淺湖環(huán)境的石英灘壩沉積，石英砂巖以粉—細(xì)砂巖為主，發(fā)育少量微裂縫，儲(chǔ)層具備一定的儲(chǔ)集能力[1]。而馬路背地區(qū)由于在須二期地勢(shì)較高，地層大面積遭受剝蝕，石英砂巖層發(fā)育極少，目前僅M101井鉆遇該層段，前人對(duì)于該地區(qū)石英砂巖的研究甚少。因此，為了弄清楚造成2個(gè)地區(qū)石英砂巖產(chǎn)能差異如此大的原因，本文對(duì)川東北地區(qū)2套石英砂巖儲(chǔ)層進(jìn)行了詳細(xì)的比較分析，試圖通過研究這2套石英砂巖儲(chǔ)層的巖石學(xué)、物性、孔隙結(jié)構(gòu)特征，以及成因類型和控制因素等尋找答案。

1儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1碎屑成分

圖1　川東北地區(qū)須二段石英砂巖碎屑成分三角圖Fig.1　Triangle plot of quartz-sandstone for Member 2 reservoir of Xujiahe Formation in northeast Sichuan

元壩氣田須二段石英砂巖儲(chǔ)層石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)為95%~99%，平均達(dá)到97%；馬路背地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層石英含量較元壩地區(qū)略低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92%~94%，平均為93%。根據(jù)趙澄林、朱筱敏等(2001)提出的砂巖分類方案[2]，2個(gè)地區(qū)均符合石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)>90%、長(zhǎng)石和巖屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)<10%的石英砂巖定義標(biāo)準(zhǔn)(圖1)。元壩地區(qū)砂巖中長(zhǎng)石少見，質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為1%(圖2-A)；在馬路背地區(qū)長(zhǎng)石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~3%。巖屑組分上，2個(gè)地區(qū)存在一定差別，元壩地區(qū)巖屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2%；而馬路背地區(qū)巖屑組分含量較元壩地區(qū)略高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%~7%，平均為5%，以變質(zhì)巖和沉積巖碎屑為主(圖2-B)。

1.2填隙物組分

2套石英砂巖儲(chǔ)層填隙物中的膠結(jié)物均為次生加大的硅質(zhì)，而陸源雜基成分有所不同，也反映了2個(gè)地區(qū)的物源供給、形成環(huán)境與沉積分異作用存在一定的差異。元壩地區(qū)石英砂巖儲(chǔ)層中雜基含量較少，主要為少量鐵質(zhì)；馬路背地區(qū)則以伊利石黏土雜基為主，含少量絹云母等。

1.3巖石結(jié)構(gòu)

圖2　須二段石英砂巖顯微照片F(xiàn)ig.2　Microphotographs showing quartz-sandstone from Member 2 of Xujiahe Formation(A)元壩地區(qū); (B)M101井

元壩地區(qū)須二段石英砂巖以中粒結(jié)構(gòu)為主，主要粒徑為0.25~0.4 mm，分選好，磨圓度為次棱角狀—次圓狀，以線接觸為主，部分為凹凸接觸，顆粒之間多為次生石英加大膠結(jié)，充填有高嶺石及少量鐵質(zhì)雜基，為孔隙型膠結(jié)；馬路背地區(qū)須二段石英砂巖粒級(jí)較元壩地區(qū)明顯偏小，基本以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，主要粒徑為0.1~0.22 mm，分選較好，磨圓度較元壩石英砂巖好，為次圓狀—圓狀，顆粒之間以線接觸為主，硅質(zhì)膠結(jié)，少量伊利石黏土雜基，膠結(jié)類型為孔隙式。

2儲(chǔ)集層物性特征

根據(jù)元壩地區(qū)須二段大量石英砂巖巖心樣品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及馬路背地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層段測(cè)井解釋數(shù)據(jù)得知，元壩地區(qū)須二段石英砂巖段孔隙度(q)為4.62%~6.37%，滲透率(K)為(0.077 6~0.151 1)×10-3μm2(圖3-A,B)；馬路背地區(qū)石英砂巖段孔隙度為2.4%~14.3%，滲透率變化范圍較大，為(0.002 3~3 214)×10-3μm2，主要集中在(0.1~1)×10-3μm2(圖3-C,D)?？傮w上，元壩地區(qū)儲(chǔ)層的孔隙度與滲透率呈比較明顯的正相關(guān)性，滲透率的變化主要受孔隙發(fā)育程度及其連通性的控制[3,4]，顯示出孔隙型儲(chǔ)層的特征，屬于相對(duì)低孔低滲型儲(chǔ)層；而馬路背地區(qū)儲(chǔ)層的孔隙度高值較大，雖然孔、滲相關(guān)性差于元壩地區(qū)，但由于受破裂作用影響發(fā)育微裂縫，使其滲透率高值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于元壩地區(qū)，顯示出裂縫-孔隙型儲(chǔ)層的特征，說明兩大氣田石英砂巖儲(chǔ)層在孔隙結(jié)構(gòu)上存在著明顯的差異，馬路背須二段石英砂巖屬于相對(duì)高孔高滲型儲(chǔ)層。

圖3　川東北地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層物性直方圖Fig.3　Histogram showing physical properties of quartz-sandstone reservoir from Member 2 of Xujiahe Formation in northeast Sichuan

3孔隙類型及結(jié)構(gòu)

3.1孔隙類型

通過統(tǒng)計(jì)元壩地區(qū)須二段大量石英砂巖鑄體薄片資料，面孔率一般為5%~6%，平均為5.5%。孔隙類型以粒間孔、粒間溶蝕孔為主(圖4-A)，平均孔徑為0.05~0.15 mm，見有少量的高嶺石晶間微孔。由馬路背地區(qū)M101井所取薄片資料統(tǒng)計(jì)得知，孔縫直徑很小，平均孔徑約為0.005 mm，受巖石中石英次生加大作用的影響，顆粒間原生孔隙多被充填，殘留部分粒間孔隙，多以粒間縫和穿粒縫的形式存在(圖4-B)，多為微孔微縫，發(fā)育少量粒間孔。

圖4　川東北地區(qū)須二段石英砂巖孔隙類型Fig.4　Microphotographs showing pore types of quartz-sandstone from Member 2 of Xujiahe Formation in northeast Sichuan(A)粒間孔, YB204井; (B)微裂縫, M101井

3.2孔隙結(jié)構(gòu)

根據(jù)壓汞資料，元壩地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層的壓汞曲線表現(xiàn)為斜度較大，無明顯孔隙平臺(tái)(圖5)，屬于中偏細(xì)歪度，分選性較差，變異系數(shù)較小，排驅(qū)壓力較大[5]，說明元壩須二段石英砂巖儲(chǔ)層在分選性、孔喉配置關(guān)系和孔隙結(jié)構(gòu)方面均發(fā)育較差。根據(jù)薄片觀察，元壩地區(qū)須二段石英砂巖較致密，也無明顯的粒間孔隙。

圖5　元壩地區(qū)須二段壓汞曲線圖Fig.5　Diagram showing mercury injection curve of Member 2 of Xujiahe Formation in Yuanba area

由于馬路背地區(qū)為老井，主探層位均為海相長(zhǎng)興/飛仙關(guān)組，陸相地層所取資料有限，所以馬路背地區(qū)孔隙結(jié)構(gòu)特征主要是通過鑄體薄片鑒定與元壩地區(qū)進(jìn)行比較。據(jù)薄片觀察，馬路背須二段石英砂巖儲(chǔ)層孔隙明顯較元壩地區(qū)發(fā)育，粒間孔清晰可見(圖2-B)；M101井的滲透率達(dá)到(0.01~0.25)×10-3μm2，平均為0.13×10-3μm2，也大于元壩地區(qū)的(0.077 6~0.151 1)×10-3μm2；馬路背地區(qū)裂縫也更發(fā)育，進(jìn)一步增強(qiáng)了儲(chǔ)層的連通性?？傮w上，馬路背須二段石英砂巖的儲(chǔ)層孔滲結(jié)構(gòu)及配置要優(yōu)于元壩地區(qū)。

4儲(chǔ)層成因分析

4.1不同物源為儲(chǔ)層提供了物質(zhì)基礎(chǔ)

須二段沉積期，川東北前陸盆地沉積范圍向東、向南超覆擴(kuò)展。這一時(shí)期北西向龍門山北段逐漸隆升，碎屑物逐漸向盆地內(nèi)堆積；而北東向大巴山也依然向盆地提供物源[6-8]。雖然元壩、馬路背地區(qū)均發(fā)育石英砂巖儲(chǔ)層，但2個(gè)地區(qū)儲(chǔ)層在重礦物組合和含量上有所不同。由于川東北地區(qū)須二段石英砂巖段未取樣品做重礦物測(cè)試分析，而石英砂巖發(fā)育位置位于須二段中部，所以本文根據(jù)物源方向具有繼承性的特點(diǎn)，采用對(duì)整個(gè)須二段砂巖的重礦物分析，以此推斷出2套石英砂巖的物質(zhì)來源。元壩須二段為以白鈦礦、電氣石、鋯石、金紅石、石榴子石為主的沉積巖，低級(jí)變質(zhì)巖組合；馬路背須二段則表現(xiàn)為白鈦礦、鋯石、電氣石、金紅石、赤鐵礦、褐鐵礦、石榴子石的主要重礦物組合。其中石榴子石的含量由北向南減小，特別是由北西向南東減少的態(tài)勢(shì)明顯(圖6)。

根據(jù)野外露頭和盆地內(nèi)所取砂巖樣品進(jìn)行巖屑類型分區(qū)(表1)表明，川東北地區(qū)須二段主要分為兩大巖屑類型區(qū)，一是以碳酸鹽巖碎屑為主的西部近龍門山山前帶(元壩地區(qū))；二是以變質(zhì)巖碎屑、硅質(zhì)巖碎屑、少量火山巖碎屑(見有玄武巖碎屑)為主的近大巴山山前帶(馬路背地區(qū))，變質(zhì)巖碎屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)15%～20%，與大巴山物源區(qū)震旦系-志留系中所含的變質(zhì)巖及硅質(zhì)巖特征相似。所以兩大物源區(qū)不同的巖石類型同時(shí)在川東北地區(qū)堆積，造成了川東北地區(qū)須二段碎屑巖成分分布的差異。特別是馬路背地區(qū)碎屑巖的母巖區(qū)發(fā)育的基性火山巖中富含長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽礦物[9,10]，有利于后期儲(chǔ)層的溶蝕改造作用。

圖6　四川盆地須二段石榴石含量分布Fig.6　Garnet distribution of Member 2 of Xujiahe Formation in Sichuan Basin(據(jù)謝繼容(2006)，有修改)

地區(qū)鉆井砂巖碎屑特征元壩YB204碳酸鹽巖碎屑為主YB4硅質(zhì)巖碎屑為主,含碳酸鹽巖、千枚巖、粉砂巖碎屑通南巴M201千枚巖、變粉砂巖及硅巖碎屑為主,含少量碳酸鹽巖碎屑,見玄武巖碎屑HB102硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖碎屑為主,見沉積石英巖及酸性凝灰?guī)r礫石

4.2不同沉積環(huán)境導(dǎo)致儲(chǔ)層發(fā)育特征差異

通過以上物源分析可知，須二段沉積期，龍門山和大巴山兩大造山帶開始同時(shí)向盆地提供物源，川東北地區(qū)以大面積發(fā)育三角洲和湖泊沉積為主。而該時(shí)期四川盆地也進(jìn)入一個(gè)整體湖平面上升的湖侵期，在須二段中部發(fā)育一套連續(xù)分布基本可以覆蓋全盆地的泥巖層(腰帶子)，為最大湖泛期的產(chǎn)物。川東北2套石英砂巖儲(chǔ)層在縱向上緊挨著“腰帶子”下部發(fā)育，說明這2套石英砂巖均在接近最大湖泛期的湖侵末期形成，為退積型三角洲前緣朵體遠(yuǎn)端的灘壩沉積；但由于2個(gè)地區(qū)古地貌的不同，導(dǎo)致2套儲(chǔ)層的沉積模式完全不同。

圖7　須二段石英砂巖粒度概率曲線Fig.7　Probability curve of quartz-sandstone granularity of Member 2 of Xujiahe Formation(A)YB123井，深度4 769~4 770 m; (B)M101井，深度3 231~3 232 m

元壩地區(qū)距主物源區(qū)(龍門山造山帶)較遠(yuǎn)，地勢(shì)相對(duì)平坦且較低，由東向西地勢(shì)逐漸升高，中間發(fā)育階梯狀微古隆起，隨著三角洲砂體向西側(cè)(龍門山一側(cè))退積，水下古隆起區(qū)域也為石英灘壩提供了良好的發(fā)育場(chǎng)所[11,12]。在平面上，石英砂巖灘壩主要沿湖侵方向多期次發(fā)育，總體與辮狀河三角洲平原陸上岸線近水平狀分布。從YB123井須二段石英砂巖粒度概率曲線特征看，也屬于典型的濱淺湖灘壩沉積，具有典型的“三段式”結(jié)構(gòu)(圖7-A)，躍移質(zhì)發(fā)育，其粒度區(qū)間在2.0φ~4.0φ，顆粒分選較好，說明灘壩砂體位于湖浪作用較強(qiáng)的部位，經(jīng)過了多次往返搬運(yùn)簸選，并隨湖平面的升降而發(fā)生遷移(圖8)。

馬路背地區(qū)須二期基本處于通南巴鼻狀高陡構(gòu)造帶的側(cè)翼坡折帶中，屬于高地勢(shì)區(qū)中的相對(duì)低洼區(qū)。由于其距主物源區(qū)(大巴山造山帶)較近，隨著造山帶的構(gòu)造隆升，加之湖平面上升湖盆面積擴(kuò)大，在盆緣發(fā)育的三角洲砂體進(jìn)入通南巴高地后沿坡折處直接進(jìn)入側(cè)面低勢(shì)湖盆區(qū)，形成扇三角洲。而馬路背地區(qū)須二段沉積的石英砂巖應(yīng)為扇三角洲朵體前緣的灘壩沉積，在通南巴高地另一側(cè)低洼區(qū)(南江地區(qū))也見有相同的石英灘壩沉積。與元壩地區(qū)不同的是，馬路背地區(qū)M101井附近的MS1井在須二段“腰帶子”下部鉆遇一套中層灰色細(xì)粒巖屑砂巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖，測(cè)井曲線表現(xiàn)為寬幅指狀型，表現(xiàn)為灘壩沉積特征，說明馬路背地區(qū)屬于石英砂巖灘壩和巖屑砂巖灘壩混積。

須二期大巴山還處于初始隆升期，沉積物供應(yīng)有限，馬路背地區(qū)這套須二段灘壩砂體分布面積不大，在研究區(qū)內(nèi)僅M101、MS1井發(fā)育。根據(jù)M101井須二段石英砂巖粒度概率曲線特征分析，也是以躍移質(zhì)為主(圖7-B)，推移質(zhì)和懸移質(zhì)基本不發(fā)育，說明扇三角洲砂體經(jīng)過相對(duì)高陡坡折帶快速沉降，分選相對(duì)較差，儲(chǔ)層存在非均質(zhì)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，且砂體搬運(yùn)距離不遠(yuǎn)，保留了部分母巖區(qū)原始易溶填隙物，經(jīng)后期溶蝕作用，有利于形成良好的儲(chǔ)層[13-15]。

所以，由于不同地區(qū)沉積環(huán)境的差異，在川東北地區(qū)存在2種模式的石英砂巖儲(chǔ)層展布格局。元壩地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層為遠(yuǎn)源三角洲—石英灘壩的沉積模式，有穩(wěn)定的物源注入，延伸范圍較遠(yuǎn)，受沿岸流和湖浪共同作用，在三角洲前部平行岸線發(fā)育。馬路背地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層為近源扇三角洲—混積灘壩的沉積模式，局部地形相對(duì)陡，延伸范圍較小，水動(dòng)力條件弱，對(duì)砂體的改造作用小，形成范圍較小(圖8)。

4.3不同水動(dòng)力條件對(duì)儲(chǔ)層的改造作用

須二期，川西龍門山造山帶受擠壓作用開始抬升，將海水逐漸擠出四川盆地。但此時(shí)期龍門山島鏈并未完全閉合，與西部特提斯海仍有連接，所以須二期川東北地區(qū)屬于海陸過渡相的沉積環(huán)境[16,17]，盆內(nèi)濱岸湖水具有類似海水波浪帶的特征，對(duì)濱岸沉積砂體進(jìn)行沖刷淘洗；特別是元壩地區(qū)鄰近川西龍門山，受此類湖水改造作用的影響更強(qiáng)。馬路背地區(qū)遠(yuǎn)離龍門山島鏈，且通南巴構(gòu)造高部位還隔擋了馬路背地區(qū)與廣湖的連接，為類似岸后潟湖的沉積環(huán)境，因此缺乏湖浪水體的改造。

圖8　川東北地區(qū)須二段石英砂巖展布圖Fig.8　Quartz-sandstone distribution of Member 2 of Xujiahe Formation in northeast Sichuan

圖9　須二段石英砂巖粒度分布直方圖Fig.9　Histogram of quartz-sandstone granularity of Member 2 of Xujiahe Formation

從雙眾數(shù)粒度分布可以看出，元壩地區(qū)見有明顯的雙眾數(shù)分布特征(圖9-A)，也證明濱岸石英砂體受到湖浪和湖岸風(fēng)的雙重作用。馬路背地區(qū)則表現(xiàn)為單眾數(shù)的特點(diǎn)，說明主要受扇三角洲河道單方向水流的影響(圖9-B)。

根據(jù)觀察152個(gè)石英砂巖薄片得知，元壩、馬路背地區(qū)須二段石英砂巖石英的質(zhì)量分?jǐn)?shù)雖然均>90%，但元壩地區(qū)石英砂巖中石英的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均達(dá)97%，含極少量變質(zhì)巖、沉積巖碎屑(質(zhì)量分?jǐn)?shù)<2%)，幾乎不含黏土雜基等，充分說明了經(jīng)過湖水的反復(fù)淘洗使得巖石顆粒中石英含量極高，均質(zhì)性強(qiáng)，在橫向上可以疊置連片。

而馬路背地區(qū)石英含量較元壩明顯偏低一些，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為93%；見有長(zhǎng)石顆粒，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~3%；硅質(zhì)膠結(jié)：充分反映了扇三角洲河道沉積分異作用較弱，導(dǎo)致快速沉積過程中巖石分選性較差，距離物源區(qū)近且后期水體改造作用弱，殘留了部分不穩(wěn)定礦物。

4.4成巖作用對(duì)儲(chǔ)層的控制作用

整個(gè)川東北地區(qū)上三疊統(tǒng)儲(chǔ)層埋深較大，成巖演化程度高，總體上均為致密型砂巖儲(chǔ)層；但因?yàn)榕璧貎?nèi)古地勢(shì)和埋深的差異，所以元壩、馬路背地區(qū)須二段石英砂巖儲(chǔ)層經(jīng)受的成巖作用具體表現(xiàn)也不相同。

由于元壩、馬路背沉積物質(zhì)來自于不同的物源區(qū)且與造山帶的距離不同，導(dǎo)致2個(gè)地區(qū)沉積物中組分的差異。馬路背地區(qū)主要由大巴山提供物源，此時(shí)期大巴山母巖中發(fā)育有玄武巖等火成巖碎屑，至馬路背地區(qū)的搬運(yùn)距離較近，為馬路背地區(qū)須二段儲(chǔ)層中發(fā)育的長(zhǎng)石提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。存在這種不穩(wěn)定的易溶物質(zhì)有利于后期溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層的改造，通過有機(jī)酸作用可以形成各類溶蝕孔縫，所以馬路背地區(qū)須二段儲(chǔ)層孔隙類型以粒間溶孔為主。而且川東北須家河組本身為一套煤系地層，早期烴類已充注于儲(chǔ)層中[18，19]，加上后期地層中酸性流體的充注形成了次生溶孔，在這兩大因素聯(lián)合控制下促使了馬路背須二段石英砂巖儲(chǔ)層孔滲性都相對(duì)較好。

元壩地區(qū)須二段儲(chǔ)層由于埋深較大，普遍大于4 km，雖然前期在烴類的充填和純凈石英砂巖的大背景下保留了大量原生粒間孔，但由于后期強(qiáng)烈壓實(shí)作用，以及湖浪的反復(fù)淘洗，使原生粒間孔被大量壓縮減少的同時(shí)，顆粒間的不穩(wěn)定巖屑礦物、雜基等易溶蝕物質(zhì)也被湖浪沖刷帶走，造成了后期次生溶孔基質(zhì)的缺乏?？傮w上雖然抗壓實(shí)能力強(qiáng)的石英含量更多，在原生孔隙內(nèi)保存有少量前期注入的烴類，但是在后期強(qiáng)壓實(shí)和溶蝕作用極弱的情況下，其儲(chǔ)層的保存條件還是較馬路背地區(qū)差，所以產(chǎn)量不及馬路背的高產(chǎn)井。

4.5構(gòu)造斷裂對(duì)儲(chǔ)層的影響

圖10　馬路背地區(qū)須二段時(shí)期斷裂系統(tǒng)分布圖Fig.10　Distribution of fault system in Member 2 of Xujiahe Formation in Malubei area

馬路背地區(qū)所位于的通南巴構(gòu)造帶表現(xiàn)為一個(gè)大型的由NEE轉(zhuǎn)NE向的斷鼻，北翼相對(duì)較緩，南翼相對(duì)較陡，中間被大量NW向斷裂平行切割。該構(gòu)造形成于印支—燕山早幕，燕山期受大巴山推覆帶的影響，在NE向構(gòu)造上又疊加了NW向背斜和斷裂。所以馬路背地區(qū)斷裂系統(tǒng)相對(duì)元壩地區(qū)更為發(fā)育(圖10)，且長(zhǎng)期位于烴源巖生烴中心區(qū)域，以及所處的構(gòu)造相對(duì)高部位也有利于油氣的運(yùn)移。

目前的研究表明，該地區(qū)氣源主要來自2個(gè)方面，且都與區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育相關(guān)。一方面為高角度逆斷層的斷距較大，造成了須二段儲(chǔ)層上覆于須三段，須二、須三段烴源層生烴后可以向石英砂巖儲(chǔ)層直接供烴；另一方面則由于部分大型斷層斷穿了下伏嘉陵江組膏巖層，溝通下部海相烴源，海相氣通過斷層向上垂向運(yùn)移，成為石英砂巖儲(chǔ)層充足的氣源。相對(duì)于元壩地區(qū)，馬路背地區(qū)的氣源條件更為優(yōu)越。

經(jīng)歷了喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，研究區(qū)內(nèi)也形成了大量的裂縫發(fā)育帶，鏡下觀察可見砂巖中微裂縫和顆粒破裂紋較發(fā)育，裂縫形狀不規(guī)則，縫寬為0.06～0.10 mm，最大可達(dá)0.6 mm，常貫穿顆粒發(fā)育，為致密石英砂巖儲(chǔ)層中天然氣的富集高產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

5結(jié) 論

川東北元壩和馬路背2個(gè)地區(qū)須二段均發(fā)育一套石英砂巖儲(chǔ)層，馬路背地區(qū)石英砂巖儲(chǔ)層物性優(yōu)于元壩地區(qū)，且勘探開發(fā)井M101井的測(cè)試和試采效果也明顯好于元壩地區(qū)的測(cè)試井。對(duì)于同一類型致密砂巖儲(chǔ)層而言，元壩地區(qū)屬于相對(duì)低孔低滲型儲(chǔ)層，馬路背地區(qū)屬于相對(duì)高孔高滲型儲(chǔ)層。這種差異主要來源于物源區(qū)母巖性質(zhì)、沉積相發(fā)育特征、成巖作用以及經(jīng)歷后期構(gòu)造演化改造程度的不同。元壩須二段主要為正常三角洲—灘壩沉積，受湖浪的淘洗沖刷作用較強(qiáng)，缺乏易溶物質(zhì)，雖然石英含量高，但經(jīng)歷深埋藏強(qiáng)壓實(shí)作用后巖石結(jié)構(gòu)變得致密，加之該地區(qū)后期構(gòu)造活動(dòng)較穩(wěn)定，對(duì)巖石結(jié)構(gòu)改造程度弱，形成了更致密的相對(duì)低孔低滲儲(chǔ)層。馬路背須二段為扇三角洲—灘壩沉積，沉積區(qū)距離物源區(qū)近，保留了部分不穩(wěn)定礦物，為后期溶蝕作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；燕山—喜馬拉雅期馬路背地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)劇烈，發(fā)育了大量斷裂，伴生的微裂縫也有效溝通了致密儲(chǔ)層，有利于形成相對(duì)高孔高滲型儲(chǔ)層。

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Differences of quartz sandstone reservoir characteristics for the Member 2 of Xujiahe Formation in Northeast Sichuan Basin, China

CHENG Li-xue1, WANG Wei1, YUE Quan-ling1, WANG Wei1, YANG Shuai2

1.Exploration Company of SINOPEC, Chengdu 610041, China;2.Institute of Sedimentary Geology, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China

Abstract:Differences of provenance direction, depositional condition, diagenesis and fracture fault system and characteristics between the quartz-sandstone reservoirs of Member 2 of Upper Triassic Xujiahe Formation in the area of Yuanba and Malubei area of northeast Sichuan are studied by means of debris section identification, core observation, sandstone grain size probability statistics and physical characteristic analysis. It shows that the Member 2 of Xujiahe Formation in the area is controlled by provenance, deposition, digenesis and structural pressure. The characteristics of reservoir development are different due to different geological conditions in different areas. The quartz-sandstone reservoirs of Member 2 of Xujiahe Formation in the area of Yuanba is more denser than that in Malubei because the depositional stage here is affected by the repeated wash effect of shore lake water and resulted in the absence of soluble mineral and the early stage strong compaction digenesis lead to the formation of low permeability and low porosity reservoir. While the quartz-sandstone reservoirs of Member 2 of Xujiahe Formation in the area of Malubei has better physical characteristics with favorable testing and exploiting effects and belongs to relatively high permeability and high porosity reservoir. It considered that the Malubei area is closer to the provenance indicated by appearance of some unstable minerals in the reservoir sand bodies. In the Malubei area, late stage relatively strong structural activity bring in the development of micro-fractures which are good condition for later digenesis modifications such as corrosion and fracture.

Key words:Sichuan; Xujiahe Formation; quartz sandstone reservoirs; differences

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼][分類號(hào)] TE122.221 A

[基金項(xiàng)目]國(guó)家科技重大專項(xiàng)( 2011ZX05002-004)。

[收稿日期]2015-05-13。

[文章編號(hào)]1671-9727(2016)02-0207-09

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.02.07

[第一作者] 程立雪(1986-)，男，博士，工程師，研究方向：沉積學(xué), E-mail:hyperfisker@163.com。