李勇 ，王興志 ，馮明友，曾德銘，謝圣陽 ，凡睿，王良軍，曾韜，楊雪飛

（1. 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500；2. 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610500；3. 中國(guó)石油化工股份有限公司勘探分公司，成都 610041）

0 引言

2011年以來，四川盆地中部（后文簡(jiǎn)稱“川中”）高石梯—磨溪地區(qū)發(fā)現(xiàn)了中國(guó)迄今為止最大的碳酸鹽巖整裝氣藏，震旦系燈影組是其主要產(chǎn)層之一。這是繼20世紀(jì)60年代四川盆地西南部（后文簡(jiǎn)稱“川西南”）威遠(yuǎn)震旦系氣藏和資陽震旦系氣藏的發(fā)現(xiàn)后該領(lǐng)域油氣勘探的又一重大突破，展示出四川盆地深層—超深層元古界碳酸鹽巖地層具有巨大的勘探潛力[1-3]。然而目前針對(duì)燈影組的勘探和研究工作總體局限于川中及川西南地區(qū)，盆地其他地區(qū)的勘探程度相對(duì)較低，其儲(chǔ)集層發(fā)育情況尚不明確。隨著近年來四川盆地北部（后文簡(jiǎn)稱“川北”）震旦系燈影組勘探的不斷深入，筆者在對(duì)川北及周緣地區(qū)燈影組的野外地質(zhì)調(diào)查及研究中發(fā)現(xiàn)，龍門山北段和米倉山前緣燈影組中分布著眾多的瀝青脈，并在其中發(fā)現(xiàn)了孔隙極為發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層，這可能預(yù)示著該地區(qū)具備找尋古老燈影組油氣藏的良好前景。

前人針對(duì)川中及川西南地區(qū)震旦系燈影組做了大量研究并取得明顯進(jìn)展，對(duì)其儲(chǔ)集層成因的認(rèn)識(shí)主要有 3種觀點(diǎn)：莫靜、羅冰等認(rèn)為桐灣期表生巖溶作用是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵[4-5]；陳婭娜等認(rèn)為儲(chǔ)集層溶蝕孔隙主要形成于準(zhǔn)同生期的暴露溶蝕[6]；宋金民等則認(rèn)為燈影組為微生物巖儲(chǔ)集層，白云石化作用是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵[7]。筆者在野外地質(zhì)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，川北及周緣地區(qū)燈影組儲(chǔ)集層特征與川中及川西南地區(qū)存在一定差異，其儲(chǔ)集層成因可能不同。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過對(duì)川北及周緣地區(qū)燈影組二段與四段儲(chǔ)集層特征及成因進(jìn)行研究，討論其儲(chǔ)集層發(fā)育的主控因素及分布規(guī)律，以期為川北地區(qū)燈影組油氣勘探提供有益的地質(zhì)理論啟示和實(shí)際地質(zhì)資料依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于四川省北部及陜西省漢中市南部的川陜交界地帶，構(gòu)造上包括米倉山隆起帶、川北低緩帶北部，以及大巴山斷褶帶北部（見圖1）。由西至東從坳陷帶過渡為褶皺帶，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)逐漸增強(qiáng)。

圖1 研究區(qū)位置圖

四川盆地?zé)粲敖M是繼陡山沱組沉積之后發(fā)育的一套海侵退積式沉積序列，以淺水碳酸鹽臺(tái)地沉積為主[8]（見圖2）。根據(jù)野外露頭剖面及鉆井資料，結(jié)合四川盆地有關(guān)燈影組的劃分方案[9]，將研究區(qū)燈影組劃分為4段。燈一段沉積期，上揚(yáng)子地區(qū)發(fā)生較大規(guī)模海侵，形成了陸表海，四川盆地沉積基底相對(duì)平坦，水體深度相差不大，研究區(qū)沉積了一套貧藻泥粉晶白云巖；燈二段沉積期，伴隨著海平面的下降及構(gòu)造作用的影響，研究區(qū)演化成臺(tái)地-盆地環(huán)境，臺(tái)地邊緣及臺(tái)內(nèi)發(fā)育富含藻類的丘灘復(fù)合體，其巖性主要為藻疊層白云巖、藻黏結(jié)白云巖、泥粉晶白云巖及少量砂屑白云巖、白云質(zhì)巖溶角礫巖；燈二段沉積末期，桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕使燈二段地層遭受抬升剝蝕，形成燈二段與燈三段之間的不整合；燈三段沉積期發(fā)生快速海侵，四川盆地大部分地區(qū)主要堆積了一套厚度較薄、顏色較深的泥巖、粉砂巖，在研究區(qū)北部的漢中—寧強(qiáng)一帶，受漢南古陸的影響，主要沉積的是淺水潮坪相，紫紅色、土黃色為主，中—薄層狀泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾礫巖；燈四段沉積期，隨海平面的下降，水體變淺，研究區(qū)基本繼承了燈二段的沉積格局，底部巖性以泥粉晶白云巖為主，藻類相對(duì)較少。中上部巖性以藻疊層白云巖、藻黏結(jié)白云巖、砂屑白云巖以及泥粉晶白云巖為主，偶見條帶狀硅質(zhì)云巖；燈四段沉積末期，桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕導(dǎo)致燈四段遭受不同程度的剝蝕，在臺(tái)地區(qū)形成寒武系與燈影組之間的不整合。此外，已有的勘探及研究表明，川西綿陽—長(zhǎng)寧一線在燈影組沉積晚期出現(xiàn)一條南北分段、北深南淺、東陡西緩的拉張性海槽[10-12]，沿槽臺(tái)過渡帶呈南北向帶狀展布的臺(tái)地邊緣既是丘灘復(fù)合體發(fā)育的區(qū)帶，也是后期溶蝕作用強(qiáng)烈改造的部位，有利于儲(chǔ)集層的形成和油氣的聚集。

圖2 研究區(qū)上震旦統(tǒng)燈影組綜合柱狀剖面和沉積相特征簡(jiǎn)圖

2 儲(chǔ)集層特征及差異

受主控因素差異的影響，研究區(qū)燈二段和燈四段儲(chǔ)集層特征有著明顯的不同（見表1）。

表1 研究區(qū)燈二段、燈四段儲(chǔ)集層特征及主控因素對(duì)比簡(jiǎn)表

2.1 儲(chǔ)集巖類型

圖3 研究區(qū)燈影組主要儲(chǔ)集巖類型和儲(chǔ)集空間特征

研究區(qū)燈影組巖石類型主要有白云巖和細(xì)粒碎屑巖兩類，白云質(zhì)巖溶角礫巖和硅質(zhì)巖較少。儲(chǔ)集巖類相對(duì)簡(jiǎn)單，以富藻白云巖占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。其中燈二段主要的儲(chǔ)集巖石類型為藻黏結(jié)白云巖和藻疊層白云巖（見圖3a—圖3c），其次是具有“葡萄花邊”構(gòu)造的白云質(zhì)巖溶角礫巖（見圖3d）；燈四段儲(chǔ)集巖石類型以藻黏結(jié)白云巖和藻疊層白云巖為主（見圖3e—圖3h），其次是粉晶白云巖（見圖3i—圖3k）及砂屑白云巖（見圖3l）。

2.2 儲(chǔ)集空間

研究區(qū)燈影組儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集空間類型復(fù)雜多樣。宏觀及微觀研究發(fā)現(xiàn)，其儲(chǔ)集空間總體為次生成因的孔、洞，裂縫主要起連通各種孔洞、提高儲(chǔ)集層滲透率的作用。

燈二段儲(chǔ)集空間以近順層分布的拉長(zhǎng)狀孤立藻格架溶洞和白云質(zhì)巖溶角礫巖中的“葡萄花邊”洞常見。藻黏結(jié)白云巖和藻疊層白云巖中的原始藻格架孔極為發(fā)育，孔徑一般大于1 mm，經(jīng)膠結(jié)后空間大幅縮小，在后期又受到溶蝕作用改造擴(kuò)大，形成藻格架溶洞，洞徑一般為5～15 mm，局部可達(dá)20 mm以上，其中常被多期亮晶白云石及少量石英半充填，未見有瀝青的分布，連通性較差（見圖3b、圖3c）?！捌咸鸦ㄟ叀倍词前自瀑|(zhì)巖溶角礫間、溶溝、溶縫和溶洞被“葡萄花邊”構(gòu)造、粒狀亮晶白云石和石英充填后的殘余空間，洞徑一般為0.5～2.0 cm，最大可達(dá)10 cm以上（見圖3d）。因多圈層的纖狀白云石剖面形態(tài)似花邊、立體形態(tài)似葡萄而得名的“葡萄花邊”構(gòu)造，有學(xué)者認(rèn)為是與藍(lán)細(xì)菌有關(guān)的原生沉積成因[13]，但更多的則認(rèn)為是表生期巖溶產(chǎn)物[14-16]。“葡萄花邊”洞是燈二段特有的一種儲(chǔ)集空間，在燈四段地層中未見。

燈四段儲(chǔ)集空間以近順層分布的藻格架間溶孔、溶洞為主，其次為晶間孔、晶間溶孔及粒間溶孔。其中上部?jī)?chǔ)集層段中的藻格架間溶孔、溶洞近順紋層分布，且多被瀝青半充填，石英較少，幾乎未見有亮晶白云石充填物的分布（見圖3e—圖3h），這與燈二段儲(chǔ)集空間內(nèi)充填物有著明顯的差異。晶間孔、晶間溶孔主要分布在晶粒白云巖和具顆粒殘余結(jié)構(gòu)的粉晶白云巖中，多被瀝青及石英半充填（見圖3i—圖3k）。粒間溶孔較少，主要分布在砂屑白云巖中，孔徑大小一般為0.05～1.00 mm，常被少量瀝青充填（見圖3l）。

圖4 研究區(qū)燈影組物性分布直方圖（N表示樣品個(gè)數(shù)）

2.3 儲(chǔ)集層物性

根據(jù)野外樣品的常規(guī)物性分析，研究區(qū)燈二段孔隙度為 0.33%～5.12%，平均為 2.15%，樣品孔隙度均在6%以下（見圖4a）；其滲透率為（0.000 1～6.030 0）×10-3μm2，平均為 0.318×10-3μm2（見圖4b）。燈四段孔隙度為0.35%～21.69%，平均為4.95%，孔隙度主要集中在2%～8%，占樣品總數(shù)的71%，另有11.3%的樣品孔隙度大于10%（見圖4c）；其滲透率為（0.000 1～20.900 0）×10-3μm2，平均為 1.177×10-3μm2（見圖4d）。整個(gè)研究區(qū)燈影組多屬于中—低孔、低滲型儲(chǔ)集層，但燈四段儲(chǔ)集層物性明顯好于燈二段，相對(duì)高孔的樣品數(shù)多于燈二段，局部構(gòu)成中高孔、中滲型儲(chǔ)集層；燈四段、燈二段滲透性整體較差。燈二段儲(chǔ)集空間常被多期亮晶白云石半充填，連通性較差，因此儲(chǔ)集層滲透率低；燈四段儲(chǔ)集空間受到瀝青和石英的充填，部分喉道被堵塞是造成滲透率較低的主要原因。

3 儲(chǔ)集層成因及差異

3.1 沉積相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層形成的控制作用

研究區(qū)燈影組主體是碳酸鹽臺(tái)地相的產(chǎn)物（見圖2b、圖2c），主要包括臺(tái)地邊緣和局限臺(tái)地兩個(gè)亞相，其中臺(tái)地邊緣亞相主要由臺(tái)地邊緣丘灘和丘灘間洼地微相構(gòu)成，局限臺(tái)地亞相主要由云質(zhì)潟湖夾臺(tái)內(nèi)丘灘微相構(gòu)成。研究表明，最有利于儲(chǔ)集層形成與演化的沉積相帶是臺(tái)地邊緣丘灘，其次是局限臺(tái)地內(nèi)丘灘；臺(tái)地邊緣灘間洼地為較有利相帶，局限臺(tái)地內(nèi)云質(zhì)潟湖相通常不利于儲(chǔ)集層發(fā)育（見圖5）。

圖5 研究區(qū)震旦系燈影組各沉積相帶儲(chǔ)集層平均孔隙度

臺(tái)地邊緣丘灘和局限臺(tái)地內(nèi)丘灘在沉積時(shí)具有一定的相似性，均沉積于地貌相對(duì)高地（臺(tái)地邊緣或臺(tái)內(nèi)地貌高地），較強(qiáng)的水動(dòng)力條件和較多的營(yíng)養(yǎng)組分利于顆粒的堆積和藍(lán)藻（細(xì)菌）的生長(zhǎng)，主要形成藻黏結(jié)白云巖和藻疊層白云巖等，構(gòu)成地貌隆起的丘灘復(fù)合體。這些丘灘復(fù)合體中原生藻格架孔極為發(fā)育，雖然這些原生孔隙經(jīng)過多期亮晶白云石膠結(jié)后大幅縮小，局部消失（見圖3a），但也不失為地層中的相對(duì)孔滲較高部位。這些孔滲相對(duì)較高的沉積相帶利于后期成巖過程中各種溶蝕流體的通過，為后期次生溶孔、溶洞的形成奠定了基礎(chǔ)。臺(tái)地邊緣丘灘和局限臺(tái)地內(nèi)點(diǎn)丘灘的差異是前者分布在水動(dòng)力條件較強(qiáng)的臺(tái)地邊緣，形成的丘灘復(fù)合體規(guī)模大，在地層中的單層厚度和累計(jì)厚度較大，如胡家壩剖面的燈四段；后者分布在局限臺(tái)地內(nèi)的局部高地，由廣海推進(jìn)到該處時(shí)的水動(dòng)力條件也明顯減弱，堆積的丘灘復(fù)合體規(guī)模較小，在地層中的單層厚度及累計(jì)厚度較小，如旺蒼水磨剖面的燈四段。

局限臺(tái)地云質(zhì)潟湖、丘灘間洼地位于各類丘灘之間的平坦洼地之中，范圍較廣。由于受到周圍丘灘地貌高地的屏蔽作用，水動(dòng)力條件弱，因此主要堆積的是泥—粉晶白云石。這些細(xì)粒沉積物在后期埋藏過程中受到極強(qiáng)的壓實(shí)和壓溶作用，原生晶間孔隙大幅縮小，殘存的微小晶間孔也多為無效孔隙。但是由于丘灘間洼地的沉積物質(zhì)地較純，基本不含藻類及泥質(zhì)等，在埋藏過程中重結(jié)晶作用相對(duì)較強(qiáng)，易形成粉—細(xì)晶白云巖，使白云石晶粒變粗和趨于自形，從而提高了巖石的有效孔隙度和滲透率，在后期溶蝕流體的作用下形成一定數(shù)量的晶間溶孔，從而提高其儲(chǔ)集性能。局限臺(tái)地內(nèi)的云質(zhì)潟湖中除主要堆積細(xì)粒碳酸鹽巖外，還含有一定數(shù)量的泥質(zhì)和分散狀藻類，不利于后期重結(jié)晶作用及溶蝕作用的進(jìn)行，儲(chǔ)集性能較差。

3.2 表生期巖溶作用對(duì)燈二段儲(chǔ)集層形成的控制作用

受桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕和Ⅱ幕的影響，研究區(qū)燈影組經(jīng)歷了兩期表生巖溶作用的改造，分別在燈二段頂部與燈四段頂部形成兩個(gè)風(fēng)化面。在野外剖面及鉆井巖心中，燈二段及燈四段中上部均見有被機(jī)械碎屑物充填的溶溝、溶縫及白云質(zhì)巖溶角礫巖（見圖6），但燈四段地層中未見大型溶洞及典型表生巖溶充填產(chǎn)物——“葡萄花邊”構(gòu)造，說明表生巖溶作用對(duì)燈四段影響不明顯；而燈二段中上部分布有大量的順層、穿層的“葡萄花邊”構(gòu)造及殘余“葡萄花邊”洞，其洞徑可達(dá)幾厘米至數(shù)十厘米；“葡萄花邊”纖狀白云石中的Sr2+、Na+、K+和 Fe2+等元素與其后兩期粒狀亮晶白云石充填物相比明顯偏低（見表2），陰極射線下“葡萄花邊”構(gòu)造發(fā)光較弱（見圖6e），表明其屬于開放氧化的大氣淡水環(huán)境產(chǎn)物，而粒狀亮晶白云石則為較為封閉的埋藏環(huán)境產(chǎn)物，沉淀水體鹽度較高。結(jié)合大量野外剖面的觀察和地球化學(xué)特征，筆者認(rèn)為“葡萄花邊”構(gòu)造的形成與桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕導(dǎo)致的燈二段表生巖溶作用有關(guān)，類似于現(xiàn)代碳酸鹽巖溶洞中的鐘乳石。

研究區(qū)燈二段與桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕有關(guān)的表生期巖溶作用模式如圖7所示。從風(fēng)化面向下分為垂直滲流帶、水平潛流帶和深部緩流帶，分別對(duì)應(yīng)于燈二段上部、燈二段中部以及燈二段下部。在垂直滲流帶中，下滲的大氣淡水主要形成一定數(shù)量近垂向分布的溶溝、溶縫，但多被后期機(jī)械碎屑物充填。在水平潛流帶中，下滲的大氣淡水尚未飽和，并在潛水面頂托作用的影響下變?yōu)榻竭\(yùn)移為主，形成較多近水平方向展布的溶孔、溶洞和溶縫，如該帶與臺(tái)地邊緣或臺(tái)內(nèi)的丘灘疊加，則可形成更多和更大的儲(chǔ)集空間；同時(shí)，可在相應(yīng)地層中形成一定數(shù)量的溶塌角礫巖和順層、穿層的溶溝，并被多圈層的葡萄花邊狀白云石半充填。上述溶蝕孔隙雖被后來的多期粒狀亮晶白云巖半充填，但仍然殘留有較多的儲(chǔ)集空間。在深部緩流帶，下滲的流體達(dá)到過飽和，主要發(fā)生粒狀亮晶白云石的沉淀，充填早期孔隙，導(dǎo)致其儲(chǔ)集層不發(fā)育。

表2 研究區(qū)燈二段溶洞中白云石充填物電子探針分析結(jié)果

通過野外實(shí)測(cè)及采樣分析，對(duì)研究區(qū) 3個(gè)露頭剖面的燈二段儲(chǔ)集層進(jìn)行了劃分。將孔隙度大于 10%的儲(chǔ)集層段劃分為一類層，孔隙度為5%～10%的儲(chǔ)集層段劃分為二類層，孔隙度為 2%～5%的儲(chǔ)集層段劃分為三類層。從儲(chǔ)集層分布對(duì)比圖可以看出，儲(chǔ)集層主要發(fā)育在燈二段中部，即表生期巖溶中的水平潛流帶（見圖8），并且丘灘復(fù)合體越發(fā)育的地方，儲(chǔ)集層發(fā)育越好；其垂直滲流帶和深部緩流帶中僅有零星的孔隙發(fā)育層段且厚度很薄，一般都小于半米。因此，與桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕有關(guān)的表生期巖溶作用是燈二段儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵，有利的沉積相帶與桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕表生期巖溶的水平潛流帶疊加是儲(chǔ)集層形成的主要原因；而與桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕有關(guān)的表生期巖溶作用對(duì)燈四段儲(chǔ)集層有一定影響，但不是其儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵。

3.3 埋藏期溶蝕作用對(duì)燈四段儲(chǔ)集層形成的控制作用

大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為埋藏期溶蝕作用可有效改善碳酸鹽巖儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集性能[17-22]。Mazzullo等[23]提出埋藏成巖階段有機(jī)質(zhì)熱成熟作用釋放出的CO2、H2S及有機(jī)酸能使碳酸鹽巖儲(chǔ)集層產(chǎn)生次生孔隙。佘敏等[24]針對(duì)埋藏有機(jī)酸性流體對(duì)白云巖儲(chǔ)集層的溶蝕作用做了模擬，認(rèn)為有機(jī)酸在深埋條件下對(duì)白云巖地層有較強(qiáng)的溶蝕性。通過對(duì)野外剖面以及鏡下薄片的觀察分析認(rèn)為，研究區(qū)燈四段雖然經(jīng)歷了準(zhǔn)同生期暴露溶蝕、表生期暴露溶蝕和埋藏期溶蝕作用，但是現(xiàn)今儲(chǔ)集層的孔隙空間主要是在埋藏溶蝕作用下形成并保存至今。從儲(chǔ)集層溶蝕孔洞的充填特征來看，研究區(qū)燈四段儲(chǔ)集層溶蝕孔洞中充填物主要為瀝青和少量石英（見圖3f、圖3h—圖3j），說明燈四段儲(chǔ)集層孔洞在形成后不久就發(fā)生了油氣充注。如果溶蝕孔洞形成于準(zhǔn)同生期或表生期，孔洞中必然會(huì)有多期白云石膠結(jié)物存在，這在燈二段儲(chǔ)集層孔洞中明顯可見（見圖3d）。從儲(chǔ)集層垂向分布特征來看，燈四段儲(chǔ)集層主要分布在燈四段中上部至頂部，且從頂部往下儲(chǔ)集層物性逐漸變差，這與燈二段儲(chǔ)集層垂向分布特征明顯不同。表生期巖溶頂部的垂直滲流帶中溶溝、溶縫常常被機(jī)械碎屑物充填（見圖6a），使得儲(chǔ)集層物性比中上部的水平潛流帶差。另一方面，研究區(qū)燈四段中未發(fā)現(xiàn)大型溶蝕縫洞，這與川中地區(qū)明顯不同。川中地區(qū)燈四段與燈二段中均發(fā)育大型溶洞、溶縫，鉆井過程中常出現(xiàn)井漏、放空等現(xiàn)象。說明桐彎運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕的抬升剝蝕對(duì)研究區(qū)燈四段儲(chǔ)集層的影響不明顯。

圖7 研究區(qū)燈二段沉積相橫向?qū)Ρ燃氨砩趲r溶模式圖

前人研究表明，燈影組上覆地層筇竹寺組是研究區(qū)最好的烴源巖之一，在寒武紀(jì)末期已經(jīng)達(dá)到了生烴門限，二疊紀(jì)到三疊紀(jì)期間開始大量生烴[1,25]。烴源巖中的有機(jī)質(zhì)在向液態(tài)烴及液態(tài)烴在向氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化過程中，產(chǎn)生大量有機(jī)酸、CO2、H2S等腐蝕性流體為研究區(qū)燈四段埋藏溶蝕提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在生烴及排烴的早期，筇竹寺組釋放出大量腐蝕性組分隨壓實(shí)流體向下運(yùn)移至燈四段，并發(fā)生選擇性或非選擇性溶蝕；其中富藻類白云巖中多發(fā)生選擇性溶蝕，主要原因是富藻部分（富藻紋層、藻黏結(jié)組分）難于溶解，因此多選擇性溶蝕貧藻組構(gòu)（見圖3f、圖3h），形成近順層展布的藻格架間溶孔、溶洞和溶縫；而貧藻白云巖多發(fā)生非選擇性溶蝕（見圖3i、圖3j），形成晶間溶孔、溶洞和粒間溶孔等。此外，緊鄰臺(tái)地邊緣西側(cè)的拉張槽內(nèi)（斜坡-盆地）發(fā)育有巨厚的麥地坪段和筇竹寺組兩套烴源巖，其有機(jī)質(zhì)含量更高[26]，大量的腐蝕性流體可側(cè)向進(jìn)入東側(cè)臺(tái)地相的燈四段。其溶蝕模式如圖9所示。燈四段頂部及臺(tái)地邊緣更靠近烴源巖，腐蝕性流體更充足，使這些部位形成較多的溶蝕孔隙；由燈四段頂部向下或由臺(tái)地邊緣向臺(tái)地內(nèi)部，侵入的腐蝕性流體逐漸減少，溶蝕作用逐漸減弱，形成的溶蝕孔隙減少。溶蝕發(fā)生后的油氣充注避免了后期碳酸鹽礦物的沉淀，從而導(dǎo)致研究區(qū)現(xiàn)今燈四段儲(chǔ)集層儲(chǔ)集空間中幾乎未見碳酸鹽礦物的分布，期間僅有少量 SiO2從孔隙流體中析出充填溶蝕孔洞。

三疊紀(jì)以后，隨著埋深增加，地層溫度升高至160 ℃以上[27]，油氣開始裂解形成大量的天然氣和瀝青，并釋放出一定的H2S和CO2[28]。在較為封閉的高壓環(huán)境下，造成氣-水界面下降，不僅使原有的儲(chǔ)集空間增大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量具有溶蝕性的水溶氣，使早期孔隙進(jìn)一步溶蝕擴(kuò)大，甚至孔隙中充填的石英發(fā)生局部溶解（見圖3k）。裂解產(chǎn)生的瀝青雖堵塞了部分孔隙，但殘留的孔隙仍然是重要的儲(chǔ)集空間。

通過對(duì)研究區(qū)寧強(qiáng)胡家壩、旺蒼鼓城、旺蒼水磨、南江貴民等剖面的研究，縱向上，燈四段儲(chǔ)集層主要發(fā)育在中上部—頂部；頂部物性最好，盡管有較多瀝青及少量石英的充填，面孔率最大仍超過 15%；往下物性逐漸變差，到下部幾乎無儲(chǔ)集層的分布。橫向上，寧強(qiáng)胡家壩剖面處于拉張槽（斜坡-盆地）東側(cè)的臺(tái)地邊緣，丘灘復(fù)合體發(fā)育，燈四段儲(chǔ)集層發(fā)育程度最好，其次為靠近臺(tái)地邊緣的鼓城剖面；水磨剖面和貴民剖面因處于臺(tái)地內(nèi)部，僅分布有一定數(shù)量的臺(tái)內(nèi)丘灘復(fù)合體，儲(chǔ)集層發(fā)育相對(duì)較差（見圖10）。因此，埋藏期溶蝕作用是燈四段優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵，有利的沉積相帶與埋藏巖溶作用的疊加是燈四段儲(chǔ)集層形成的主要原因。

圖8 研究區(qū)燈二段儲(chǔ)集層分布對(duì)比簡(jiǎn)圖

圖9 研究區(qū)燈四段埋藏溶蝕模式圖

圖10 研究區(qū)燈四段儲(chǔ)集層分布對(duì)比圖

對(duì)于研究區(qū)燈二段來說，一方面，其上覆地層燈三段主要由混積潮坪相的細(xì)粒碎屑巖組成，其下伏陡山沱組也為一套紫紅色含礫砂巖，來自于燈三段和陡山沱組的與有機(jī)質(zhì)成熟演化有關(guān)的埋藏溶蝕作用極弱；另一方面，燈影組上覆筇竹寺組有機(jī)質(zhì)成熟演化過程中產(chǎn)生的腐蝕性組分也難于向下運(yùn)移到燈二段。因此，埋藏溶蝕作用對(duì)燈二段儲(chǔ)集層的改造不明顯，這可能也是燈二段中幾乎未見有瀝青分布的主要原因。但是川中地區(qū)燈二段儲(chǔ)集層孔隙中普遍見瀝青，這是因?yàn)榇ㄖ械貐^(qū)陡山沱組泥頁巖與燈三段泥巖均含有較高的有機(jī)質(zhì)豐度，是良好的烴源巖，其生成的烴類在裂解過程中產(chǎn)生瀝青會(huì)充填在孔洞中。

3.4 燈二段、燈四段儲(chǔ)集層成因差異

從前文的論述中可以看出，研究區(qū)震旦系燈影組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的形成受到沉積相和溶蝕作用共同控制。丘灘復(fù)合體是儲(chǔ)集層發(fā)育的基礎(chǔ)，其展布規(guī)律及發(fā)育程度對(duì)燈二段、燈四段儲(chǔ)集層的分布都有明顯的影響。但是影響燈二段、燈四段儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵因素是不同的。對(duì)于燈二段而言，儲(chǔ)集層的形成主要受到桐灣運(yùn)動(dòng)I幕表生期巖溶作用影響，后期埋藏溶蝕作用對(duì)燈二段儲(chǔ)集層的改造不明顯。對(duì)燈四段而言，桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕表生期巖溶作用對(duì)其影響較小，由此形成的孔隙空間有限，主要為后期腐蝕性流體進(jìn)入提供了通道。埋藏溶蝕作用是燈四段優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層形成的主要原因。埋藏過程中，多期腐蝕性流體的充注使得大量次生孔洞形成的同時(shí)也阻止了新的碳酸鹽礦物沉淀，且油氣的充注可以有效阻止燈四段儲(chǔ)集層孔隙被后期成巖礦物充填，因此燈四段儲(chǔ)集層物性明顯要好于燈二段。這與川中地區(qū)燈影組儲(chǔ)集層成因有差異。前人研究認(rèn)為川中地區(qū)震旦系燈影組燈二段、燈四段為裂縫孔洞型儲(chǔ)集層，大型溶洞、溶縫發(fā)育，表生巖溶作用是其儲(chǔ)集層形成的關(guān)鍵[5]。

4 儲(chǔ)集層分布及有利勘探區(qū)預(yù)測(cè)

儲(chǔ)集層成因研究表明，研究區(qū)燈影組儲(chǔ)集層的發(fā)育主要受沉積相和溶蝕作用的共同控制。丘灘復(fù)合體發(fā)育并經(jīng)歷表生期巖溶或埋藏溶蝕改造的地區(qū)是有利儲(chǔ)集層的發(fā)育區(qū)，深埋地表之下的儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)則是有利勘探區(qū)。

4.1 燈二段

研究區(qū)燈二段儲(chǔ)集層主要發(fā)育在地層的中部，具有單層厚度?。ㄒ话銥?～10 m），層數(shù)較多，累積厚度較大（一般為20～60 m）的特點(diǎn)（見圖8）。平面上，有利儲(chǔ)集相帶分布范圍較廣，主要沿寧強(qiáng)—廣元—?jiǎng)﹂w呈弧形分布，該帶是在丘灘復(fù)合體的基礎(chǔ)上經(jīng)表生期巖溶流體的溶蝕-沉淀復(fù)合改造而成的孔洞型白云巖儲(chǔ)集層分布區(qū)，儲(chǔ)集厚度一般為40～60 m，為最有利儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。如胡家壩燈二段儲(chǔ)集層厚約50 m，平均孔隙度為 2.48%，平均滲透率為 0.49×10-3μm2。而旺蒼鼓城—水磨、元壩—旺蒼、通江以北（MS1井）一帶發(fā)育局限臺(tái)地內(nèi)丘灘復(fù)合體，單層厚度較薄，累計(jì)厚度為20～50 m，在成巖作用及構(gòu)造復(fù)合改造下可形成裂縫-孔隙、裂縫-孔洞型儲(chǔ)集層，為較有利儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)。如水磨燈二段儲(chǔ)集層厚約47.2 m，平均孔隙度為 2.18%，平均滲透率為0.04×10-3μm2。

4.2 燈四段

研究區(qū)燈四段儲(chǔ)集層主要發(fā)育在地層的中上部—頂部，具有單層厚度相對(duì)較?。ㄒ话銥?～17 m），層數(shù)較多，累積厚度大（一般為40～160 m）的特點(diǎn)（見圖10）。橫向上，有利儲(chǔ)集相帶分布范圍較廣，沿寧強(qiáng)胡家壩—廣元—?jiǎng)﹂w—閬中一帶發(fā)育臺(tái)地邊緣丘灘復(fù)合體與丘灘間洼地，單個(gè)丘灘復(fù)合體雖然厚度小、但縱向頻繁發(fā)育，橫向發(fā)育廣（連片分布可達(dá) 10～40 km），經(jīng)后期埋藏溶蝕作用改造后可形成極佳的孔洞型或洞孔型白云巖儲(chǔ)集層，為研究區(qū)燈四段儲(chǔ)集層最有利發(fā)育區(qū)。如研究區(qū)北部寧強(qiáng)胡家壩一帶燈四段儲(chǔ)集層極為發(fā)育，儲(chǔ)集層以藻黏結(jié)白云巖、藻疊層白云巖及晶粒白云巖為主，儲(chǔ)集層厚度累計(jì)可達(dá)165 m，發(fā)育較多順層分布的溶孔、溶洞，平均孔隙度為5.377%，平均滲透率為1.36×10-3μm2，面孔率可達(dá)10%以上。此外，旺蒼鼓城—水磨、元壩—旺蒼、巴中—通江一帶發(fā)育臺(tái)內(nèi)點(diǎn)丘灘，儲(chǔ)集層厚度為20～60 m，規(guī)模相對(duì)較小，在后期埋藏溶蝕作用改造下可形成孔隙型、孔洞型儲(chǔ)集層，為較有利儲(chǔ)集相帶。鼓城—桃園—水磨一帶燈四段野外露頭實(shí)測(cè)顯示該區(qū)儲(chǔ)集層厚度約40～60 m，鼓城一帶燈四段儲(chǔ)集層平均孔隙度為5.17%，平均滲透率為0.23×10-3μm2；水磨一帶燈四段儲(chǔ)集層平均孔隙度為 4.14%，平均滲透率為 0.13×10-3μm2，指示該區(qū)燈四段儲(chǔ)集層總體孔滲較好。

研究區(qū)內(nèi)廣元—南江一線以北地區(qū)燈影組抬升至地表之上，喪失了油氣保存條件；但該線以南則深埋于地表之下，油氣保存條件良好。因此，發(fā)育于當(dāng)時(shí)臺(tái)地邊緣的廣元—?jiǎng)﹂w一線應(yīng)該屬于燈二段油氣勘探的有利地區(qū)；廣元—閬中一線應(yīng)該屬于燈四段油氣勘探的有利地區(qū)。近期閬中地區(qū)已鉆的川深 1井在燈四段頂部及中上部鉆遇較好的丘灘相溶蝕孔洞型儲(chǔ)集層，巖心觀察面孔率可達(dá)4%～10%，孔洞被瀝青半充填，證實(shí)該地區(qū)具有較好的勘探潛力。

5 結(jié)論

研究區(qū)燈影組主要的儲(chǔ)集巖類為藻黏結(jié)白云巖、藻疊層白云巖和粉晶白云巖。此外，燈二段發(fā)育部分白云質(zhì)巖溶角礫巖儲(chǔ)集層，燈四段發(fā)育少量砂屑白云巖儲(chǔ)集層。燈二段儲(chǔ)集層為低孔、低滲型儲(chǔ)集層，其儲(chǔ)集空間以近順層分布的拉長(zhǎng)狀孤立藻格架溶洞和殘余“葡萄花邊”洞為主，儲(chǔ)集空間內(nèi)常被多期亮晶白云石半充填，未見有瀝青的分布，彼此連通性較差。燈四段儲(chǔ)集層為中低孔、低滲型儲(chǔ)集層，局部為中高孔、中滲型，其儲(chǔ)集空間為近順層分布的藻格架溶孔、溶洞、晶間孔和晶間溶孔，儲(chǔ)集空間內(nèi)常被瀝青和少量石英半充填，幾乎未見有白云巖的充填，連通性相對(duì)較好。

研究區(qū)燈影組儲(chǔ)集層受沉積相疊加溶蝕作用共同控制。沉積相是燈二段與燈四段儲(chǔ)集層發(fā)育的基礎(chǔ)，臺(tái)地邊緣丘灘復(fù)合體是儲(chǔ)集層發(fā)育最有利的沉積相帶，其次為局限臺(tái)地內(nèi)丘灘。有利的沉積相帶與桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ期表生巖溶的水平潛流帶疊加是燈二段儲(chǔ)集層形成的主要原因；燈四段儲(chǔ)集層的形成是有利的沉積相帶與埋藏溶蝕作用疊加的結(jié)果。

受丘灘復(fù)合體發(fā)育程度與溶蝕作用差異的影響，靠近拉張槽的東側(cè)臺(tái)地邊緣帶為燈二段及燈四段最有利的儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)，主要分布在寧強(qiáng)—廣元—?jiǎng)﹂w—閬中一帶；臺(tái)地內(nèi)部丘灘發(fā)育的局部地區(qū)為較有利的儲(chǔ)集層發(fā)育區(qū)，如旺蒼鼓城—光霧山一帶。其中深埋于地表之下的廣元—閬中一線可作為燈影組今后油氣勘探的最有利地區(qū)。