王身建，彭瑤圓 ，肖國梁 ，楊宗恒 ，錢楊嬌嬌，劉 青

（1.廣東石油化工學(xué)院石油工程學(xué)院，廣東茂名 525000；2.廣東省非常規(guī)能源工程技術(shù)研究中心，廣東茂名 525000； 3.中國石化中原油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南鄭州 457001；4.中國石油西南油氣田分公司川中油氣礦地質(zhì)研究所，四川遂寧 629000；5.廣東石油化工學(xué)院設(shè)備管理處，廣東茂名 525000）

四川盆地東北地區(qū)在長興組–飛仙關(guān)礁灘儲層中鉆獲了多口高產(chǎn)工業(yè)氣井，建成了目前國內(nèi)最大的海相碳酸鹽氣田之一[1–2]。然而隨著開采時(shí)間的推移，普光氣田長興組–飛仙關(guān)組礁灘儲層的儲采比逐年下降，穩(wěn)產(chǎn)壓力日漸增大[3]。因此，在普光地區(qū)尋找新的替代層系，保持氣田的可持續(xù)發(fā)展，成為今后一段時(shí)間的重要目標(biāo)。近年來在該地區(qū)的嘉陵江組有多口井鉆獲工業(yè)氣流，揭示該地區(qū)嘉陵江組具有較好的勘探前景。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

普光氣田位于四川盆地東北地區(qū)的黃金口構(gòu)造帶，包括雙石廟構(gòu)造、雙廟場構(gòu)造和雷音鋪構(gòu)造北段等3 個(gè)局部構(gòu)造（圖1），目前該氣田的長興組–飛仙關(guān)組礁灘儲層為主力產(chǎn)層。為了進(jìn)一步擴(kuò)大普光地區(qū)的勘探領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)普光氣田的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。本文以現(xiàn)代沉積學(xué)為指導(dǎo)，利用巖石學(xué)特征結(jié)合實(shí)驗(yàn)室分析測試技術(shù)對普光地區(qū)嘉陵江組的沉積相及儲層特征進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，進(jìn)而為普光地區(qū)嘉陵江組勘探開發(fā)提供基礎(chǔ)資料。

圖1 普光地區(qū)構(gòu)造位置（引自文獻(xiàn)［1］,有改動）

2 沉積相類型及特征

本次研究選取取心井段較長、資料比較齊全的雷北1 井進(jìn)行單井沉積相分析。該井下三疊統(tǒng)嘉陵江組巖性主要為灰色灰?guī)r（微晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、介屑灰?guī)r以及云質(zhì)灰?guī)r）、灰–深灰色白云巖（微晶云巖、砂屑云巖、灰質(zhì)云巖以及膏質(zhì)云巖）、白–灰白色硬石膏巖（硬石膏巖、云質(zhì)膏巖）（圖2）。通過對鉆井取心及巖石薄片研究，結(jié)合區(qū)域沉積背景，認(rèn)為雷音鋪–雙石廟地區(qū)下三疊統(tǒng)嘉陵江組主要發(fā)育陸表海碳酸鹽巖臺地?？蓜澐殖鲩_闊臺地、局限臺地和蒸發(fā)臺地沉積相類型，并進(jìn)一步劃分出灘間海、臺內(nèi)灘、局限潟湖、局限潮坪、蒸發(fā)潟湖和蒸發(fā)潮坪等六個(gè)亞相及相應(yīng)若干微相（表1）。

2.1 開闊臺地相

開闊臺地相主要發(fā)育于嘉陵江組一段，以大套灰–深灰色灰?guī)r、含泥灰?guī)r為主體，以發(fā)育鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r及少量含云灰?guī)r為特征，發(fā)育水平層理、正粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造。該相帶可進(jìn)一步分為臺內(nèi)灘和灘間海兩個(gè)亞相。

2.1.1 臺內(nèi)灘亞相

臺內(nèi)灘亞相位于開闊臺地內(nèi)部，為水下相對高地[4]，受潮汐與波浪雙重作用影響，水動力相對較強(qiáng)，屬淺水高能環(huán)境。研究區(qū)內(nèi)巖石類型主要為各類淺灰色的亮晶顆粒（鮞粒、砂屑和生屑）灰?guī)r。該相帶在臺地淺灘化過程中不同程度地發(fā)生白云巖化，各種顆?；?guī)r形成粒屑云質(zhì)灰?guī)r或顆粒白云巖。

2.1.2 灘間海亞相

灘間海亞相位于平均低潮面以下，浪基面之上的淺水地帶[5]，與廣海連通性好且水體較深，沉積環(huán)境相對安靜。研究區(qū)內(nèi)該相帶巖石類型主要為灰–深灰色泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖，發(fā)育水平層理、沙紋層理及生物鉆孔等沉積構(gòu)造。該相帶縱向上和臺內(nèi)灘亞相呈韻律互層，多由下部灘間海、上部臺內(nèi)灘構(gòu)成的向上變淺的正韻律沉積序列。

2.2 局限臺地相

局限臺地相是指水動力上受限制的一種淺水低能的碳酸鹽沉積環(huán)境[6–8]。局限臺地相對于開闊臺地相，其水體鹽度更高，生物種類更少。研究區(qū)內(nèi)，局限臺地水體較局限，以石膏或硬石膏巖的出現(xiàn)作為典型的特征，與開闊臺地相區(qū)分開。根據(jù)相對地理位置及沉積物特點(diǎn)，局限臺地相可進(jìn)一步劃分出局限潮坪、局限潟湖及臺內(nèi)灘三個(gè)亞相。

表1 普光地區(qū)嘉陵江組沉積相劃分

2.2.1 局限潮坪亞相

局限潮坪亞相位于平均高潮面和平均低潮面之間，周期性出露和淹沒，研究區(qū)內(nèi)巖石類型主要為灰?guī)r（藻疊層灰?guī)r、藻凝塊石灰?guī)r、泥晶球?；?guī)r）、白云巖（灰質(zhì)白云巖、白云巖）等。多見水平紋層、沙紋層理、生物鉆孔及生物擾動等沉積構(gòu)造，以發(fā)育鳥眼和潮汐層理為其典型相標(biāo)志特征。研究區(qū)局限潮坪亞相可以進(jìn)一步分為云坪、灰云坪、泥灰坪及泥云坪等沉積微相。

2.2.2 局限潟湖亞相

局限潟湖亞相是局限臺地內(nèi)的低洼地帶，水體循環(huán)受限，水體能量低，該環(huán)境與廣海水體連通較差，研究區(qū)內(nèi)以泥晶灰?guī)r、含泥泥晶灰?guī)r為主，夾薄層泥晶灰質(zhì)云巖、云質(zhì)灰?guī)r，見少量的石膏巖，發(fā)育水平層理，局部有生物擾動構(gòu)造。

2.2.2 臺內(nèi)灘亞相

臺內(nèi)灘亞相位于局限臺地內(nèi)部，地貌上為潟湖內(nèi)古水下隆起，水體相對較淺，水動力作用較強(qiáng)。在研究區(qū)內(nèi)巖性多為顆粒（砂屑、鮞粒及生屑）云巖，顆粒間由亮晶白云石或泥晶白云石充填，該相帶以顆粒巖發(fā)育為特征。在顆粒內(nèi)部容易見到較多的受準(zhǔn)同生期大氣淡水淋濾改造形成的粒內(nèi)溶孔或鑄?？?，這類孔隙形成了良好的儲層。研究區(qū)內(nèi)該類臺內(nèi)灘上覆層一般為微晶灰?guī)r或石膏層，形成了良好的油氣蓋層。臺內(nèi)灘亞相為研究區(qū)最有利的儲層發(fā)育相帶。

2.3 蒸發(fā)臺地相

蒸發(fā)臺地相經(jīng)常位于海平面之上，僅在特大高潮或特大風(fēng)暴時(shí)才被水淹沒。干熱地區(qū)潮上鹽沼或薩布哈沉積均為此帶的典型代表。主要巖石類型為白云巖、石膏或硬石膏巖。蒸發(fā)臺地主要分布在嘉四段–嘉五段和嘉二段。該相帶由蒸發(fā)潮坪、蒸發(fā)潟湖及臺內(nèi)灘等三個(gè)亞相組成，發(fā)育有云坪、膏云坪、泥云坪、石膏湖、云膏湖等沉積微相。

2.3.1 蒸發(fā)潮坪亞相

蒸發(fā)潮坪亞相位于平均高潮面之上，長期暴露，只有受風(fēng)暴大潮的影響才會被海水淹沒，該相帶含生物少，研究區(qū)內(nèi)以巖石類型主要為淺灰–深灰色泥晶白云巖、含膏白云巖以及膏質(zhì)白云巖為特征，常見干裂、鳥眼等暴露標(biāo)志。該亞相主要分布于嘉四段–嘉五段和嘉二段。

2.3.2 蒸發(fā)潟湖亞相

蒸發(fā)潟湖亞相位于蒸發(fā)臺地內(nèi)的低洼地帶，被海水淹沒，海水總體很淺，蒸發(fā)速度大于補(bǔ)給速度，該環(huán)境與廣海水體連通極差，在干旱炎熱氣候條件影響下，水體鹽度大，可導(dǎo)致大量膏鹽巖礦物和回流滲透白云巖的形成。研究區(qū)內(nèi)以石膏巖的廣泛發(fā)育為特征，其相帶內(nèi)還發(fā)育有泥晶白云巖、云質(zhì)膏巖等巖石類型，發(fā)育水平層理等沉積構(gòu)造。該亞相主要分布于嘉四段–嘉五段和嘉二段。

2.3.3 蒸發(fā)臺內(nèi)灘亞相

蒸發(fā)臺內(nèi)灘亞相是蒸發(fā)潟湖內(nèi)部或邊緣一些規(guī)模不大的高能顆粒巖沉積。該類臺內(nèi)灘特征同局限臺地內(nèi)的臺內(nèi)灘類似，各類顆粒巖較發(fā)育，相對局限臺地發(fā)育的臺內(nèi)灘，該相帶臺內(nèi)灘規(guī)模小，后期溶蝕作用弱，較難發(fā)育為后期有利儲層。

2.4 沉積相演化特征

隨著海平面相對上升、下降周期性的變化導(dǎo)致研究區(qū)在不同的時(shí)期發(fā)育不同的沉積相類型（圖3）。嘉一段沉積期主要發(fā)育開闊臺地灘間海亞相沉積，臺內(nèi)灘亞相主要發(fā)育于普光地區(qū)北部毛壩–大灣構(gòu)造上。研究區(qū)主要為灘間海沉積（圖3a），有利沉積相帶不發(fā)育。

嘉二段沉積期，隨著地殼的抬升，普光大部分地區(qū)發(fā)育局限–蒸發(fā)環(huán)境（圖3b），其中局限潮坪亞相的云坪微相和臺內(nèi)灘亞相為較有利相帶。臺內(nèi)灘亞相主要分布于雙廟–雷音鋪構(gòu)造以及清溪場構(gòu)造上，云坪微相分布于毛壩構(gòu)造主體、老君構(gòu)造和鐵山構(gòu)造–雙廟構(gòu)造。研究區(qū)處于有利儲層沉積相發(fā)育最有利時(shí)期。

圖2 雷北1 井嘉陵江組單井沉積相柱狀圖

嘉三段沉積期，隨著地殼再次下沉，普光地區(qū)主要發(fā)育開闊臺地灘間海和臺內(nèi)灘沉積，僅部分井區(qū)為局限潮坪環(huán)境。研究區(qū)主要為開闊臺地灘間海沉積亞相（圖3c），僅雷音鋪構(gòu)造雷北1 井區(qū)發(fā)育淺灘，研究區(qū)有利儲層沉積相帶不發(fā)育。

嘉四段–嘉五段沉積期，普光地區(qū)普遍發(fā)育蒸發(fā)潟湖和蒸發(fā)潮坪沉積，主要為薄層的臺內(nèi)灘和蒸發(fā)潮坪環(huán)境（圖3d），為較有利儲層沉積相帶發(fā)育區(qū)。

圖3 普光地區(qū)嘉陵江組不同時(shí)期的沉積相

3 儲層特征

3.1 儲層發(fā)育影響因素

嘉二段儲層發(fā)育主要受控于沉積微相、成巖作用及后期構(gòu)造破裂作用，儲層主要發(fā)育于易云化的顆粒灘相沉積中，局限臺地的灰坪經(jīng)白云化后也可以形成較好的儲層[9–10]；顆?；?guī)r經(jīng)過白云化和溶蝕作用后孔隙條件大為改善[11]；構(gòu)造破裂作用則能增大儲層滲透性，提高儲層產(chǎn)量[12]，使之成為裂縫–孔隙型儲層。

3.2 巖石學(xué)特征

根據(jù)薄片鑒定結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)嘉陵江組巖石類型較多，包括灰?guī)r類（微晶灰?guī)r、顆粒灰?guī)r）、膏巖類、云巖類（顆粒云巖、晶粒云巖）以及三者之間的各種過渡巖石類型，其中儲層巖石類型主要為顆粒云巖、其次為晶粒云巖，另有部分顆粒灰?guī)r。

3.2.1 顆粒云巖

顆粒云巖包括砂屑云巖、鮞粒云巖、生物碎屑云巖以及各種殘余顆粒云巖等。這類儲集巖一般認(rèn)為演化自顆?；?guī)r，當(dāng)顆?；?guī)r沉積后由于高水位時(shí)期海平面下降，環(huán)境變得較局限，灘體暴露受大氣水和海水的共同作用，從而發(fā)生白云石化作用形 成顆粒云巖。該類儲集巖粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔較常見，為區(qū)內(nèi)最主要的儲層巖石類型。

3.2.2 晶粒云巖

該類儲集巖包括微晶云巖、粉晶云巖、微–粉晶含膏或膏質(zhì)云巖等。這類巖石中的白云石晶體一般較為細(xì)小，自形程度不高，多為半自形–他形。該類儲集巖主要發(fā)育于局限臺地和半局限臺地中；縱向上大量發(fā)育于嘉二段和嘉四段–嘉五段。該類儲集巖沉積時(shí)大氣水的改造形成的晶間溶孔，具有較好的儲集性能。

3.2.3 顆?；?guī)r

顆?；?guī)r主要包括鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r及砂屑灰?guī)r。該類巖石顆粒分選較好，填隙物多以亮晶膠結(jié)為主；但是研究區(qū)內(nèi)該類巖性較為致密，粒間孔隙多被亮晶方解石充填完畢，一般難以形成有效儲層，只有裂縫發(fā)育時(shí)局部可以形成裂縫型儲層。

3.3 物性特征

3.3.1 儲層孔滲特征

孔隙度特征：雷北1 井嘉一段儲層孔隙度值主要為0.69%～5.91%，其中90%以上樣品孔隙度小于2.00%，不到10%的樣品孔隙度值為2.00%～5.00%，其儲層平均孔隙度小于2.00%，嘉二段儲層50%左右的樣品孔隙度值小于2.00%，40%左右的樣品孔隙度值為2.00%～5.00%，還有少量樣品孔隙度值大于5.00%，其平均孔隙度約2.00%（圖4a）。與嘉一段相比，嘉二段儲層相對較優(yōu)，嘉二段儲層也是研究區(qū)嘉陵江組最重要的儲層發(fā)育層段。

滲透率特征：雷北1 井嘉一段80%的儲層樣品滲透率值小于0.020×10–3μm2，10%左右的樣品滲透率為0.020×10–3～0.250×10–3μm2，2%左右的樣品滲透率為0.250×10–3～1.000×10–3μm2，不到3%的樣品滲透率大于1.000×10–3μm2；嘉二段儲層60%左右的樣品滲透率小于0.020×10–3μm2，30%左右的樣品滲透率為0.020×10–3～0.250×10–3μm2，2%左右樣品滲透率為0.250×10–3～1.000×10–3μm2，不到5%的樣品滲透率大于1.000×10–3μm2，嘉二段儲層平均滲透率為0.230×10–3μm2（圖4b）。

圖4 雷北1 井巖心儲層物性特征

孔滲關(guān)系特征：研究區(qū)嘉陵江組二段儲層孔隙度與滲透率孔滲相關(guān)性較好，基本呈正相關(guān)關(guān)系，即隨著儲層孔隙度的增大，滲透率也相應(yīng)增大，氣藏以孔隙（溶孔）型儲層為主；但另一部分儲層孔滲相關(guān)性較差，即孔隙度變化不大，而滲透率卻成倍增大，說明有一定的裂縫起作用；還有一部分儲層盡管孔隙度增大，但滲透率卻未變化，以發(fā)育孤立、連通性較差的孔隙為主，其孔隙度雖然較高，但滲透率較低（圖5）。

3.3.2 儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征

目前本區(qū)僅雷北1 井、雙廟1 井在嘉二段有壓汞資料。雷北1 井嘉二段白云巖儲層最大喉道半徑0.013 5～0.077 5 μm，平均0.023 9 μm；中值喉道半徑為0.004 2～0.023 5 μm，平均為0.007 8 μm。雙廟1 井嘉陵江組二段白云巖最大喉道半徑為0.036 3～2.167 6 μm，平均為0.683 7 μm；中值 喉道半徑0.019 9～1.307 4 μm，平均0.274 0 μm。 按碳酸鹽巖儲層孔隙、喉道分級標(biāo)準(zhǔn)[13]，利用壓汞分析中喉道半徑大于0.075 0 μm 的頻數(shù)與飽和度中值喉道半徑，對儲層孔喉大小進(jìn)行劃分。

圖5 嘉陵江組二段儲層孔滲關(guān)系

雷北1 井嘉二段的孔隙85%以上的孔隙為微孔隙，10%以上為小孔隙；雙廟1 井嘉二段的孔隙50%左右為微孔隙，10%左右為小孔隙，另有30%以上為大孔隙（圖6a）。

雷北1 井嘉二段的喉道85%以上為微喉道，10%以上為細(xì)喉道；雙廟1 井嘉二段的吼道45%左右為微喉道，15%左右為細(xì)喉道，18%左右為中喉道，另有5%左右為粗喉道（圖6b）?？傮w而言，嘉二段儲層孔隙不發(fā)育，孔隙類型以微孔隙為主，喉道類型以微喉道為主，嘉陵江組儲層整體上連通性較差。相對而言，雙廟1 井儲層的孔隙性和連通性較雷北1 井好。

圖6 嘉二段孔隙和喉道類型分布

3.4 儲層分類

參照四川盆地碳酸鹽巖儲集巖分類方法[13]，根據(jù)儲層巖石的孔隙度、滲透率以及中值喉道等孔隙結(jié)構(gòu)特征等參數(shù)，將孔隙度大于2.00%的有效儲層定性劃分為以下三類：Ⅰ類為孔隙度大于10.00%，滲透率大于1.000×10–3μm2；Ⅱ類為孔隙度5.00%～10.00%，滲透率0.250×10–3～1.000×10–3μm2；Ⅲ類為孔隙度2.00%～5.00%，滲透率0.002×10–3～0.250×10–3μm2。

根據(jù)研究區(qū)鉆井巖心實(shí)驗(yàn)分析測試資料，嘉陵江組儲層孔隙度多為2.00%～5.00%，滲透率主要為0.002×10–3～0.250×10–3μm2，因此，普光地區(qū)嘉陵江組二段儲層主要為Ⅲ類儲層。

4 結(jié)論

（1）普光地區(qū)嘉陵江組可以分為開闊臺地、局限臺地和蒸發(fā)臺地三類沉積相，并進(jìn)一步劃分出灘間海、臺內(nèi)灘、局限潟湖、局限潮坪、蒸發(fā)潟湖和蒸發(fā)潮坪等六個(gè)亞相和相應(yīng)若干微相，其中臺內(nèi)灘亞相為最有利儲層發(fā)育的沉積相帶。

（2）隨著海平面相對上升、下降周期性的變化導(dǎo)致研究區(qū)在不同的時(shí)期發(fā)育不同的沉積相類型，嘉一段沉積期研究區(qū)主要為灘間海沉積相；嘉二段沉積期普遍發(fā)育局限臺地沉積相，其中，局限云坪微相和臺內(nèi)灘亞相為儲層發(fā)育較有利相帶；嘉三段沉積期主要為開闊臺地灘間海沉積相，局部地區(qū)發(fā)育有淺灘相；嘉四段–嘉五段沉積期，普光地區(qū)普遍發(fā)育蒸發(fā)潟湖和蒸發(fā)潮坪沉積相，在巖性上表現(xiàn)為巨厚的石膏沉積。

（3）普光地區(qū)嘉陵江組巖性主要包括灰?guī)r類、白云巖類、膏巖類以及三者之間的過渡類型巖石，其中儲層巖性主要為顆粒云巖、其次為晶粒云巖，另有少數(shù)的顆?；?guī)r。

（4）普光地區(qū)嘉陵江組儲層主要分布于嘉二段，儲層物性整體較差，嘉二段儲層孔隙度平均為2.00%，滲透率平均為0.230×10–3μm2，屬于低孔、低滲儲層，以Ⅲ類儲層為主。