代林呈，王興志，杜雙宇，楊雪飛，楊躍明

（1西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；2中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院）

四川盆地中部龍王廟組灘相儲層特征及形成機(jī)制

代林呈1，王興志1，杜雙宇1，楊雪飛1，楊躍明2

（1西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；2中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院）

依據(jù)巖心、常規(guī)薄片及鑄體薄片、物性分析、壓汞等資料的研究，四川盆地中部下寒武統(tǒng)龍王廟組灘相儲層為發(fā)育良好的中低孔、低滲的孔隙型儲層及裂縫—孔隙型儲層。儲集巖主要為砂屑白云巖、鮞粒白云巖與具殘余顆粒結(jié)構(gòu)的粉—細(xì)晶白云巖，儲集空間主要包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間溶孔、鑄?？?、殘余粒間孔、裂縫及溶洞，孔喉配置關(guān)系好。儲層形成機(jī)制研究表明，灘核和灘翼微相有利于儲層發(fā)育，灘相儲層在沉積早期具有典型的宏觀非均質(zhì)性，這為儲層的形成與演化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。同生巖溶作用控制了早期儲層的孔隙演化，表生巖溶作用決定了儲層分布的基本特征，埋藏巖溶作用有利于先期孔滲層的優(yōu)化改造。提出灘相儲層的演化主要經(jīng)歷三個(gè)階段，其中沉積—同生成巖階段是早期優(yōu)質(zhì)儲層形成的關(guān)鍵時(shí)期，表生巖溶改造階段是灘相儲層大規(guī)模增孔時(shí)期，埋藏成巖階段為灘相儲層孔隙調(diào)整和穩(wěn)定時(shí)期。

龍王廟組；灘相；碳酸鹽巖儲層；儲層特征；儲層成因；四川盆地中部

四川盆地中部的安岳氣田是近年來四川盆地碳酸鹽巖天然氣勘探取得的重要突破［1］，其中的磨溪區(qū)塊下寒武統(tǒng)龍王廟組探明含氣面積779.9km2，探明地質(zhì)儲量4403.8×108m3，可采儲量3082×108m3［2］。龍王廟組已成為四川盆地內(nèi)繼長興組、飛仙關(guān)組之后又一重要的產(chǎn)氣層位，展現(xiàn)出巨大的勘探潛力［3］。目前的研究表明，四川盆地中部龍王廟組以局限臺地相顆粒灘沉積為主，主要受沉積古地貌、海平面升降及古水深等因素的控制［4］，區(qū)內(nèi)灘相儲層分布廣泛，儲集性能良好。對灘相儲層主控因素的研究存在多種觀點(diǎn)，其中普遍認(rèn)為灘相儲層的發(fā)育與演化主要受沉積、成巖和構(gòu)造作用的聯(lián)合控制［5-8］，但在巖溶作用的認(rèn)識上存在著較大的分歧，爭論的焦點(diǎn)是同生巖溶、表生巖溶以及埋藏巖溶何為成巖過程中改造灘相儲層的關(guān)鍵因素［2，9-10］，這對于灘相儲層的預(yù)測和評價(jià)有著重要影響。

本文基于四川盆地中部磨溪—高石梯區(qū)塊19口典型鉆井的龍王廟組巖性和薄片資料以及相應(yīng)單井樣品的實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，對研究區(qū)龍王廟組灘相儲層的巖性、物性、儲集空間和孔隙結(jié)構(gòu)等儲層特征進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，探討龍王廟組灘相儲層的形成機(jī)制，以期為區(qū)內(nèi)后期的油氣勘探及開發(fā)提供有益的地質(zhì)資料。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地中部是指位于川中平緩構(gòu)造區(qū)東段的上斜坡部位（圖1），主體構(gòu)造屬于樂山—龍女寺古隆起上的一個(gè)次級隆起［11］。區(qū)內(nèi)寒武系發(fā)育齊全，由下至上劃分為筇竹寺組、滄浪鋪組、龍王廟組、高臺組以及洗象池群［12］。研究區(qū)內(nèi)龍王廟組與下伏滄浪鋪組和上覆高臺組均成整合接觸，巖性以顆粒白云巖和晶粒白云巖為主（圖2）。

研究區(qū)龍王廟組沉積時(shí)經(jīng)歷了一次大規(guī)模海退事件，由于周邊古陸的作用，再加上全球性氣候變化的影響，在整體海退的基礎(chǔ)上，又經(jīng)歷了兩次次一級的快速海侵—緩慢海退的海平面升降變化，據(jù)此可將龍王廟組由下至上劃分為兩個(gè)段。每段底部為深灰色泥晶白云巖、泥質(zhì)白云巖及含泥質(zhì)條帶的泥晶白云巖，中上部為淺灰色砂屑白云巖、鮞粒白云巖與具殘余顆粒結(jié)構(gòu)的晶粒白云巖，頂部為晶粒白云巖與砂質(zhì)白云巖（圖2）。區(qū)內(nèi)的灘相儲層主要發(fā)育于各段中上部的顆粒白云巖與具殘余顆粒結(jié)構(gòu)的晶粒白云巖中。

圖1　　四川盆地中部龍王廟組沉積微相及構(gòu)造位置分布圖

圖2　　四川盆地中部M12井龍王廟組地層綜合柱狀圖

四川盆地早寒武世龍王廟期處于上揚(yáng)子臺地西北部邊緣［13］，整體上為西淺東深的碳酸鹽巖臺地沉積格局，川中地區(qū)龍王廟組以發(fā)育局限臺地相為特征，其中主要包括臺坪、臺內(nèi)灘、局限潟湖等亞相，并可進(jìn)一步識別出白云巖潮坪、灘核、灘翼、灘間、泥云質(zhì)潟湖等微相（圖1，圖2）。

2　灘相儲層特征

2.1儲集巖特征

對四川盆地中部8口井龍王廟組400塊樣品的宏觀及微觀資料的分析表明，龍王廟組巖石類型多樣，其中以碳酸鹽巖占絕對優(yōu)勢，灘相儲層主要賦存于砂屑白云巖、鮞粒白云巖與具殘余顆粒結(jié)構(gòu)的粉—細(xì)晶白云巖中（圖2）。

砂屑白云巖砂屑顆粒由泥晶—粉晶白云石組成，含量50%～80%，粒徑一般0.8～1.2 mm，磨圓度較好，呈橢圓狀或圓狀；分選中等—較好；粒間多見纖狀或短柱狀白云石組成的櫛殼環(huán)邊和粒狀亮晶白云巖膠結(jié)物。單灘體上部的砂屑白云巖中溶蝕孔洞發(fā)育（圖3a），下部巖性致密（圖3b）。

鮞粒白云巖鮞粒由粉晶—細(xì)晶白云石組成，含量50%～80%，粒徑在0.5～1.0 mm，磨圓較好，分選中等—較好，粒間和粒內(nèi)溶孔發(fā)育（圖3c）。區(qū)內(nèi)鮞粒白云巖的含量較砂屑白云巖少，單層厚度為2～8cm，多以中薄層形式夾于砂屑白云巖中。

具殘余顆粒結(jié)構(gòu)的粉—細(xì)晶白云巖由粉晶—細(xì)晶白云石組成，晶粒大小不一，一般在0.05～0.12mm；晶形以半自形為主，顆粒結(jié)構(gòu)已被破壞，僅見顆?；糜?，晶間溶孔發(fā)育（圖3d）。

2.2儲集空間類型

圖3　　四川盆地中部龍王廟組儲層巖石結(jié)構(gòu)特征及儲集空間類型

研究區(qū)龍王廟組灘相儲層的儲滲空間成因復(fù)雜，類型較多，以次生成因的孔、縫、洞為主，偶見殘余原生孔隙。通過對研究區(qū)5口井的246塊儲層薄片進(jìn)行分析，其孔隙主要有5種類型，其中以粒間溶孔、晶間溶孔和粒內(nèi)溶孔為主，其次為鑄模孔和殘余粒間孔（表1）。裂縫主要是構(gòu)造縫和溶蝕縫。裂縫和溶蝕孔洞對研究區(qū)的油氣儲滲也具有較大的貢獻(xiàn)。

表1　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層孔隙類型統(tǒng)計(jì)

粒間溶孔為粒間孔經(jīng)溶蝕擴(kuò)大形成，孔隙邊緣常有溶蝕圓滑的現(xiàn)象和膠結(jié)物的殘余部分?；痉植加谡麄€(gè)灘體，但位于單灘體中上部的粒間溶孔孔徑較大，數(shù)量較多，連通性較好（圖3c）。

晶間溶孔由晶間孔經(jīng)后期溶蝕擴(kuò)大形成，孔隙邊緣具明顯的港灣狀、孤島狀痕跡?？傮w上分布在單灘體中上部的晶粒白云巖中（圖3d）。

粒內(nèi)溶孔為顆粒內(nèi)部被部分溶解后的產(chǎn)物，形態(tài)不規(guī)則。多分布于單灘體的中上部（圖3b、3c）。

鑄?？诪轭w粒全部被溶蝕形成的孔隙，保留顆粒的外部形態(tài)，多呈圓形—次圓形。集中分布于單灘體的上部（圖3b）。

殘余粒間孔為顆粒間被膠結(jié)物或基質(zhì)充填后的殘余部分，呈不規(guī)則多邊形。多分布于單灘體的中下部（圖3a）。

構(gòu)造縫多以高角度縫出現(xiàn)，寬度一般為0.8～1.2 mm，充填程度低，有效性好（圖4a）。主要分布于灘體上部溶蝕孔洞發(fā)育區(qū)和灘體下部的致密巖層中，區(qū)內(nèi)主要儲集層段構(gòu)造縫密度可達(dá)5.4～10.1條/m。

溶蝕縫寬度一般大于1mm，形態(tài)不規(guī)則，縫壁不平整（圖4b）。多發(fā)育于灘體中上部溶蝕作用強(qiáng)烈區(qū)域。

溶洞主要分布于灘體中上部，洞徑一般2～20mm，最大可達(dá)50mm以上（圖4c）。受溶蝕作用的影響，溶洞多為順層拉長狀在灘相儲層中呈層狀穩(wěn)定分布，連通性好，充填程度低。垂向溶洞發(fā)育較少，僅在個(gè)別井段可見，大多被來源于上覆地層的泥質(zhì)、黃鐵礦等半充填—近全充填，有效性差。

圖4　　四川盆地中部龍王廟組儲集空間類型

2.3物性特征

通過對研究區(qū)3口井共158塊樣品的常規(guī)物性分析（圖5）可知，孔隙度平均值為5.06%，其中孔隙度在2%～8%之間的占樣品總數(shù)的79.03%。滲透率平均值為2.27×10-3μm2，其中滲透率大于1×10-3μm2的樣品占樣品總數(shù)的13.15%，滲透率小于1×10-3μm2的樣品占樣品總數(shù)的86.85%。龍王廟組灘相儲層總體上呈中低孔、低滲特征。

圖5　　四川盆地中部龍王廟組儲層孔隙度和滲透率分布直方圖

圖6　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層孔—滲關(guān)系圖

由孔—滲關(guān)系圖（圖6）可知，儲層的孔滲關(guān)系具有明顯的分區(qū)性：A區(qū)的孔滲關(guān)系相關(guān)性明顯——滲透率隨孔隙度的增大而增大；A區(qū)斜率值較低，表明隨著孔隙度的增加，滲透率上升程度不大；裂縫對該類儲層的孔隙度影響較小，孔隙結(jié)構(gòu)簡單，為孔隙型儲層。B區(qū)的孔滲關(guān)系不存在明顯的相關(guān)性，孔隙度變化不大，而滲透率變化較大，同時(shí)在孔隙度較低時(shí)，滲透率可高達(dá)100×10-3μm2，這表明該類儲層受裂縫影響較大，為裂縫—孔隙型儲層。由此認(rèn)為，龍王廟組灘相儲層主要表現(xiàn)為孔隙型儲層及裂縫—孔隙型儲層兩種類型。

2.4孔隙結(jié)構(gòu)

龍王廟組灘相儲層孔隙間的喉道以縮頸型喉道（圖7a）為主，中值喉道半徑較大，為0.44～9.78μm，平均4.15 μm；排驅(qū)壓力較低，為0.33～18.74MPa，平均5.17MPa；退汞效率較高，為7.31%～48.84%，平均為27.98%（表2）。壓汞曲線表現(xiàn)為排驅(qū)壓力較低，中值壓力較低，分選好，粗歪度，呈凹型曲線形態(tài)特征（圖7b）。這些特征均表明龍王廟組灘相儲層孔隙結(jié)構(gòu)較好，孔喉配置較為有利，具有較好的滲透能力。

圖7　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層典型壓汞曲線與孔喉結(jié)構(gòu)

表2　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層壓汞數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3　灘相儲層形成機(jī)制

3.1顆粒灘相

研究區(qū)龍王廟組灘相儲層為典型的相控型儲層［14］，儲層質(zhì)量的優(yōu)劣受沉積微相的控制［15］。根據(jù)研究區(qū)龍王廟組灘相儲層216塊巖心物性樣品分析資料（表3），儲層儲集性能最好的沉積微相是灘核微相，其次為灘翼微相，而灘間微相則最差。此外，區(qū)內(nèi)灘核、灘翼微相往往發(fā)育于古微地貌相對高處（圖1，圖8），此地水體淺、能量高，海水淘洗作用充分，易于顆粒的形成和灰泥基質(zhì)的帶出。同時(shí)，受顆粒灘垂向加積和海平面變化等因素的影響，微地貌高地極易出露于海面，使顆粒巖接受大氣淡水淋濾改造，利于后期溶蝕作用的進(jìn)行。而灘間微相主要位于古地貌相對低處（圖1，圖8），長期處于水下環(huán)境，沉積水動力弱，水體能量低，儲層質(zhì)量差。

表3　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層不同沉積微相巖心孔隙度與滲透率統(tǒng)計(jì)

由此可見，灘核和灘翼微相有利于儲層發(fā)育，且沉積微相的平面分布使這種相控型碳酸鹽巖儲層在沉積早期就具有典型的宏觀非均質(zhì)性，這為儲層的形成與演化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2同生巖溶作用

同生巖溶作用發(fā)生于同生（或準(zhǔn)同生）大氣水環(huán)境中。龍王廟期，受川中樂山—龍女寺古隆起的影響，研究區(qū)所處的磨溪—高石梯構(gòu)造為一繼承性水下隆起。受次級沉積旋回和海平面升降變化等因素的控制，區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖臺地內(nèi)部的顆粒灘等淺水沉積體伴隨海平面暫時(shí)性相對下降而極易出露于海面，受到富含CO2的大氣淡水的淋濾，發(fā)生以選擇性溶蝕為主的溶蝕作用，形成相應(yīng)的巖溶組構(gòu)。大氣淡水既可以對文石、高鎂方解石等不穩(wěn)定礦物組成的顆粒或第一期纖狀膠結(jié)物進(jìn)行選擇性溶蝕，形成粒內(nèi)溶孔、鑄模孔和粒間溶孔，又可以發(fā)生非選擇性溶蝕，形成小型溶縫和溶洞。由于同生巖溶作用通常發(fā)生在文石、高鎂方解石等不穩(wěn)定礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的低鎂方解石之前，因此，鑄?？缀土?nèi)溶孔等組構(gòu)選擇性溶孔常被看作同生巖溶作用的主要識別標(biāo)記之一［16］。

圖8　　四川盆地中部龍王廟組古地貌分布圖

儲層配套分析表明，龍王廟組灘相儲層中粒內(nèi)溶孔及鑄模孔（圖3b）的發(fā)育，溶蝕孔隙部分被黏土、滲流粉砂等充填，早期淡水溶蝕特征明顯。垂向上，灘體中上部在海平面相對下降時(shí)極易暴露，接受大氣淡水淋溶，發(fā)生選擇性溶蝕作用，形成粒內(nèi)溶孔和鑄?？椎冉M構(gòu)選擇溶孔發(fā)育的“針孔層”，灘體下部則處于海平面之下，發(fā)育海底潛流環(huán)境，溶蝕作用弱，方解石膠結(jié)作用占主導(dǎo)地位，形成致密層。因此，粒內(nèi)溶孔和鑄?？准蟹植加跒w的中上部（圖2），且受同生巖溶作用控制的儲層的發(fā)育也具有明顯的縱向?qū)游恍浴Ｆ矫嫔?，同生巖溶作用主要在M12井—M203井—M19井等微古地貌高地發(fā)育，而G2井—G3井等微古地貌低地則不發(fā)育（圖8，表4），受同生巖溶作用控制的儲層主要沿高能顆粒灘相帶分布。

3.3表生巖溶作用

受樂山—龍女寺古隆起構(gòu)造演化的影響，四川盆地中部下寒武統(tǒng)龍王廟組自沉積埋藏后經(jīng)歷了多期構(gòu)造抬升。加里東期中幕的都勻運(yùn)動事件作用時(shí)間較短，且影響范圍主要在盆地西部，對川中地區(qū)的影響較?。ㄑ芯繀^(qū)奧陶系與寒武系之間呈整合接觸），故加里東期中幕的都勻事件對區(qū)內(nèi)龍王廟組灘相儲層的意義不大。至加里東期晚幕的廣西運(yùn)動事件，盆地自中志留世開始抬升剝蝕，一直到二疊紀(jì)才開始沉降接受沉積，暴露時(shí)間長達(dá)120Ma，這導(dǎo)致研究區(qū)西北部龍王廟組缺失或者直接暴露［9］。在區(qū)內(nèi)的其他區(qū)域，龍王廟組抬升至近地表環(huán)境，距二疊紀(jì)初期不整合面0～200m，平均100m左右，且越往東南方向，殘余厚度越大（最大厚度可達(dá)300m左右），這有利于表生巖溶作用的進(jìn)行。

表4　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層巖溶作用特征統(tǒng)計(jì)

綜上所述，地表水經(jīng)由研究區(qū)西北部龍王廟組露頭區(qū)或區(qū)內(nèi)高臺組剝蝕區(qū)下滲，沿著龍王廟組先期孔滲層流動并溶蝕灘相儲層。垂向上，由于上覆于龍王廟組的高臺組巖性致密，對巖溶水具有阻擋作用，流體相對較難透過高臺組向下運(yùn)移而對龍王廟組地層進(jìn)行溶蝕。因此，研究區(qū)龍王廟組灘相儲層內(nèi)部垂向溶洞溶溝較少（僅在個(gè)別井中常見），溶洞溶溝主要沿垂直裂縫分布，且常被黃鐵礦、泥質(zhì)及角礫等不同來源的物質(zhì)半充填—近全充填（圖9a，9b）。但由于四川盆地樂山—龍女寺古隆起的影響，研究區(qū)處于構(gòu)造窗的東部，區(qū)內(nèi)西北部龍王廟組露頭區(qū)成為表生巖溶水的主要供給區(qū)，在壓力梯度的影響下，巖溶水以順層流動的方式溶蝕龍王廟組地層（圖9c）。最顯著的巖溶特征是出現(xiàn)大型的順層拉長狀溶蝕孔洞，這些孔洞呈層狀穩(wěn)定分布，充填程度低，連通性強(qiáng)。平面上，受表生巖溶改造的儲集巖在各井區(qū)所占比例差異較大。

結(jié)合圖8和表4可以看出，在M201井—M12井—M203井—M202井等微古地貌高地及其周緣斜坡部位，巖溶水流動快，溶蝕能力強(qiáng)，受表生巖溶作用控制的儲層儲集性能好，表生巖溶改造明顯；而在G2井—G3井等微古地貌低地，巖溶水活動弱，受表生巖溶作用影響的儲層厚度減少，儲集性能變差，表生巖溶發(fā)育程度降低。

3.4埋藏巖溶作用

研究區(qū)龍王廟組灘相儲層的埋藏巖溶作用發(fā)生于中—深埋藏階段。存在埋藏巖溶作用的主要依據(jù)，一是在壓溶縫合線基礎(chǔ)上形成的溶蝕孔洞，二是沿微裂縫中可見少量串珠狀溶孔。研究表明，龍王廟組灘相儲層主要有兩期埋藏巖溶作用。

第一期埋藏巖溶作用主要與烴類充注有關(guān)。在中三疊世后，下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖開始成熟并進(jìn)入大規(guī)模排烴期［2］，所釋放出的含大量有機(jī)酸等腐蝕性組分的地層水沿顆粒灘中原生殘余的孔隙層以及同生、表生巖溶作用形成的孔洞層運(yùn)移，對早期孔隙及孔洞充填物進(jìn)行擴(kuò)容，形成溶蝕孔洞及溶擴(kuò)縫等，隨后大量石油充注。由于后期的石油熱演化，現(xiàn)今這些儲集空間中普遍賦存瀝青（圖9d，9e）。

第二期埋藏溶蝕作用主要發(fā)生在液態(tài)烴裂解過程中，所生成的有機(jī)酸、CO2、H2S、CH4等組分的酸性流體繼續(xù)沿著地層薄弱部分對先期孔隙層進(jìn)行溶蝕，所形成的孔洞一般較為干凈（圖9f），通常不含或少含瀝青［17］。

3.5形成機(jī)制

圖9　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層巖溶作用特征

根據(jù)上文分析，四川盆地中部龍王廟組灘相儲層形成的主控因素包括沉積相、同生巖溶作用、表生巖溶作用及埋藏巖溶作用，其中顆粒灘相是儲層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，三種巖溶作用則是儲層成巖演化過程中的重要保障。

同生巖溶作用控制了早期灘相儲層的形成與分布，但由于其形成的孔洞層的展布受沉積期古地貌、高能灘相和海平面升降的嚴(yán)格控制，故其對儲層的影響具有局限性。

與同生巖溶作用相比，受表生巖溶作用控制的儲層厚度明顯增加（表4），儲集性能更好。在平面上，受同生巖溶作用控制的儲層主要沿古地貌相對高部位分布，而表生巖溶的影響范圍則是在古地貌高地及其周緣斜坡部位；此外，同生巖溶作用主要形成粒內(nèi)溶孔及鑄?？椎冉M構(gòu)選擇性溶孔，表生巖溶作用主要形成粒間溶孔、溶擴(kuò)縫及順層拉長狀溶洞，溶蝕規(guī)模相對較大；因此，表生巖溶作用決定了儲層分布的基本特征，是影響儲層形成的關(guān)鍵因素。

受沉積相、同生巖溶及表生巖溶的影響，縱向上儲層儲集空間集中于單個(gè)沉積旋回的中上部，具有明顯的層位性；平面上微地貌高地及周緣斜坡部位是儲層發(fā)育的優(yōu)勢區(qū)，儲層分布不受區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)的控制，而埋藏巖溶往往與斷裂和深部流體改造聯(lián)系緊密［18-19］，埋藏巖溶作用不是灘相儲層儲集空間形成的主要因素，其作用結(jié)果不改變?yōu)┫鄡拥幕咎卣髋c分布規(guī)律，但有利于先期孔隙層的調(diào)整。

總而言之，以上所述的三種巖溶作用對儲層的影響具有連續(xù)性，形成的孔隙分布空間具有繼承性，這種良好的時(shí)空耦合關(guān)系是區(qū)內(nèi)龍王廟組灘相儲層形成的根本原因。

4　儲層演化

在龍王廟組灘相儲層的儲層特征及形成機(jī)制的研究基礎(chǔ)之上，可以將灘相儲層的演化主要?jiǎng)澐譃橐韵氯齻€(gè)階段。

沉積—同生成巖階段主要經(jīng)歷了灘體沉積、海底膠結(jié)、同生巖溶作用以及準(zhǔn)同生白云石化作用。龍王廟期，研究區(qū)位于樂山—龍女寺古隆起的東南翼，長期處于浪基面附近，發(fā)育了大面積連片分布的顆粒灘，這種灘體沉積時(shí)產(chǎn)生的原始孔隙可達(dá)30%～50%［20］，這為儲層的形成和演化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)（圖2）。隨后的海底膠結(jié)作用使得顆粒間被馬牙狀或纖狀膠結(jié)物充填，加之早期的機(jī)械壓實(shí)，孔隙度大幅下降，降低至5%～10%。在同生期，受海平面波動頻繁及灘體垂向堆積的影響，位于古地貌高地的顆粒灘極易暴露于海面，同生巖溶進(jìn)行選擇性溶蝕，形成粒內(nèi)溶孔及鑄?？椎冉M構(gòu)選擇性溶孔發(fā)育的早期孔隙（洞）層（圖10a）。與之伴生和滯后的準(zhǔn)同生白云石化使得灘體沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)榘自剖?，并產(chǎn)生少量的晶間孔。此外，白云石相比于方解石具有更強(qiáng)的抗壓溶性質(zhì)，可有效地減少孔隙的損失。在經(jīng)過此階段后，孔隙度增至10%～20%。

圖10　　四川盆地中部龍王廟組灘相儲層成因模式

表生巖溶改造階段主要發(fā)生在加里東末期。受構(gòu)造抬升和樂山—龍女寺古隆起形成演化的影響，該期巖溶作用持續(xù)時(shí)間較長，可能持續(xù)到早二疊世，區(qū)內(nèi)龍王廟組被整體抬升至地表—近地表環(huán)境。表生巖溶水沿研究區(qū)西北部龍王廟組露頭區(qū)順層運(yùn)移或者由區(qū)內(nèi)高臺組剝蝕區(qū)下滲，溶蝕龍王廟組巖石，形成大量的粒間溶孔、晶間溶孔、溶擴(kuò)縫以及順層拉長狀溶洞，垂向溶洞則發(fā)育較少（圖10b）。該階段為區(qū)內(nèi)龍王廟組灘相儲層大規(guī)模增孔階段，表生巖溶作用后儲層孔隙度增加至15%～30%。

埋藏成巖階段主要發(fā)生在中二疊世以后。隨著地殼的下降，上覆沉積物逐漸增厚，溫度、壓力增高，灘相儲層壓實(shí)-壓溶、膠結(jié)和充填作用強(qiáng)烈，孔隙度大幅減少（區(qū)內(nèi)19口取心井結(jié)果表明，減孔率15%～25%）。隨后，灘相儲層經(jīng)歷了兩期埋藏巖溶作用，在烴類充注以及液態(tài)烴裂解時(shí)期內(nèi)形成的酸性巖溶水，沿顆粒灘中原生殘余的孔隙層以及同生、表生巖溶作用形成的孔洞層運(yùn)移，對早期孔隙及孔洞充填物進(jìn)行擴(kuò)容，孔隙度增加至4%～12%（圖10c）。該階段主要是灘相儲層孔隙的調(diào)整期，孔隙度變化最終趨于穩(wěn)定。

5結(jié)論

（1）川中地區(qū)下寒武統(tǒng)龍王廟組灘相儲層分布廣泛，儲集性能良好。儲集巖主要為砂屑白云巖、鮞粒白云巖與具殘余顆粒結(jié)構(gòu)的粉—細(xì)晶白云巖，儲集空間主要包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、晶間溶孔、鑄模孔、殘余粒間孔、裂縫及溶洞，喉道以縮頸型喉道為主，孔喉配置關(guān)系好，總體上表現(xiàn)為中低孔、低滲的孔隙型儲層及裂縫—孔隙型儲層。

（2）灘相儲層形成機(jī)制研究表明，灘核和灘翼微相有利于儲層發(fā)育，且沉積微相的平面分布使這種相控型碳酸鹽巖儲層在沉積早期就具有典型的宏觀非均質(zhì)性，這為儲層的形成與演化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。同生巖溶作用控制了早期儲層的孔隙演化，表生巖溶作用決定了儲層分布的基本特征，埋藏巖溶作用有利于先期孔滲層的優(yōu)化改造，三種巖溶作用對儲層的影響具有連續(xù)性，形成的孔隙分布空間具有繼承性，這種良好的時(shí)空耦合關(guān)系是區(qū)內(nèi)龍王廟組灘相儲層形成的根本原因。

（3）灘相儲層演化經(jīng)歷了三個(gè)階段。沉積—同生成巖階段是早期優(yōu)質(zhì)儲層形成的關(guān)鍵時(shí)期；表生巖溶改造階段是灘相儲層大規(guī)模增孔時(shí)期；埋藏成巖階段為灘相儲層孔隙調(diào)整時(shí)期，孔隙度變化最終趨于穩(wěn)定。

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編輯：趙國憲

Dai Lincheng：Master degree in progress at Southwest Petroleum University.Add：School of Geoscience and Technology，Southwest Petroleum University，Xindu，Chengdu，610500，China

Characteristics and Genesis of Lower Cambrian Longwangmiao Beach-facies Reservoirs in Central Part of Sichuan Basin

Dai Lincheng，Wang Xingzhi，Du Shuangyu，Yang Xuefei，Yang Yueming

Based on the analysis of core observation，conventional and cast slices，physical property analysis and mercury penetration，it is indicated that the Lower Cambrian Longwangmiao beach facies reservoirs that develop well in the central part of Sichuan Basin are composed of dolarenite，oolitic dolostone and the dolostone with residual particle texture.The pore space mainly includes intergranular dissolved pores，intragranular dissolved pores，intercrystalline dissolved pores，moldic pores，residual intergranular pores，fractures and vugs.Configuration between pores and throats are well in the reservoirs.The research on origin mechanism of the reservoirs indicates that beach-core and bank-wing microfacies are conducive to the development of the reservoirs.The feature of microfacies distribution in plane leads to the typical macroscopic heterogeneity of the reservoirs during early sedimentary stage，which provides good material foundation for formation and evolution of the beach facies reservoirs.It is suggested that the beach facies reservoirs went through three stages of karst diagenesis，i.e.the syndeposition，the epigenesis and the buried karstification.The syndepositional karstification controls the evolution of pores in the reservoirs formed during the early stage，which is critical to formation of good reservoirs.Epigenesis karstification determines the basic characteristics of reservoir distribution，when porosity increased in large scale.Buried karstification is favorable to the optimization of the porous beds formed previously.

Lower Cambrian；Longwangmiao Fm.；Beach facies；Carbonate reservoir；Reservoir characteristics；Reservoir genesis；Sichuan Basin

沉積·儲層

TE122.2

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.01.004

1672-9854（2016）-01-0019-10

2015-04-23；改回日期：2015-07-21

本文受四川省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：SZD0414）資助

代林呈：1991年生，碩士研究生。主要從事沉積儲層地質(zhì)學(xué)研究。通訊地址：610500四川省成都市新都區(qū)；E-mail：1197861302@qq.com