任夢怡， 汪澤成， 江青春， 胡光義， 范廷恩， 范洪軍

(1. 中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028； 2. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083 )

0 引言

古老碳酸鹽巖儲層經(jīng)歷多重成巖作用改造，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，導(dǎo)致儲層滲流能力和油氣藏產(chǎn)能存在差異分布[1]。中二疊統(tǒng)茅口組作為四川盆地中部和南部的重點勘探層系，在斷裂發(fā)育的構(gòu)造高部位發(fā)現(xiàn)一批小規(guī)模的“縫洞型”氣藏。近年來，老井復(fù)查發(fā)現(xiàn)川南天然氣富集不完全受構(gòu)造和裂縫帶控制，證實茅口組儲層具有連片分布的特征[2]。黃士鵬等[3]、郭旭升等[4]分析川南茅口組儲層，細(xì)化茅口組儲集層類型劃分方案，提出茅口組發(fā)育除受裂縫—巖溶控制的縫洞型和裂縫型儲層外，還發(fā)育受巖溶和生屑灘控制的孔隙—孔洞型儲層。目前，四川盆地縫洞體測井識別和地震預(yù)測研究較多，缺乏碳酸鹽巖儲層微觀特征和儲集性能的研究。明確儲層微觀孔隙特征，研究孔隙—孔洞型儲層的儲集性能，對茅口組油氣勘探開發(fā)具有重要意義。

儲層微觀表征的主要內(nèi)容是定量描述儲集巖的孔隙和喉道大小、形狀、連通性、空間分布特征[5-6]。二維表征技術(shù)主要基于巖心觀察、薄片鑒定和掃描電鏡圖像分析，巖心觀察不能識別微米級孔隙及巖心內(nèi)部孔隙特征，薄片鑒定對小于10 μm的微孔隙識別能力差，掃描電鏡分析只能反映二維微孔的形狀和孔喉大小。隨CT技術(shù)的發(fā)展，孔隙結(jié)構(gòu)研究逐漸從二維空間演變到三維空間。CT掃描可以觀測巖石的孔隙結(jié)構(gòu)、礦物與流體的分布狀態(tài)，構(gòu)建描述巖石真實孔隙空間的三維數(shù)字巖心，但分辨率有限(最高分辨率為30 nm)，不能對大量發(fā)育的納米級孔隙三維進(jìn)行表征[1,7]。聚焦離子束掃描電鏡(Focused Ion Beam—Scanning Electron Microscope，F(xiàn)IB—SEM)技術(shù)提供一種研究納米級復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的方法，不僅具有較高的分辨率，還避免制樣過程中產(chǎn)生人造孔隙，能夠真實還原納米級孔隙的三維結(jié)構(gòu)特征[8]，可以應(yīng)用于致密油、致密氣、頁巖油儲層及烴源巖研究[9]。碳酸鹽巖儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，發(fā)育溶蝕孔洞等孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙直徑范圍跨度大，采用FIB—SEM技術(shù)可以研究碳酸鹽巖微米級復(fù)雜孔隙，為探究儲層孔隙特征提供方法。

筆者利用FIB—SEM三維成像技術(shù)，結(jié)合巖心觀察、薄片鑒定和掃描電鏡等技術(shù)，分析四川盆地川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組的碳酸鹽巖樣品孔隙結(jié)構(gòu)；通過孔隙系統(tǒng)三維重構(gòu)及孔隙空間分形研究，刻畫微米—納米尺度的碳酸鹽巖儲層空間結(jié)構(gòu)，為評價川南地區(qū)碳酸鹽巖儲層的儲集性能和確定下一步勘探方向提供支持。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是揚子地臺西北部的NE向菱形沉積盆地，面積約為18×104km2。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造及地層巖性特征等，可劃分為米倉山—大巴山前緣褶皺帶、川西坳陷帶、川中低緩構(gòu)造帶、川東高陡構(gòu)造帶、川西南古中斜坡低褶帶和川南古坳中隆低陡穹形帶[10-13]。研究區(qū)主要位于川西南古中斜坡低褶帶和川南古坳中隆低陡穹形帶(見圖1(a))。

圖1 川南地區(qū)區(qū)域構(gòu)造和地層柱狀圖Fig.1 Regional tectonicl position and stratigraphic histogram of the Southern Sichuan Basin

四川盆地茅口組為碳酸鹽巖緩坡沉積，根據(jù)巖性、電性及生物化石等特征，自下而上劃分為4個層段(茅一—茅四段)(見圖1(b))。茅一段沉積期，四川盆地發(fā)生中二疊世最大規(guī)模的海侵事件，主要發(fā)育灰黑色厚層—塊狀泥灰?guī)r和泥晶灰?guī)r[14-15]。茅二—茅三段沉積期，川南地區(qū)處于開闊海沉積背景，茅二段主要巖性為泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，普遍發(fā)育介形蟲、苔蘚蟲、有孔蟲和腹足類等生物化石；茅三段以亮晶生屑灰?guī)r為主，生物碎屑類型主要為有孔蟲、鈣藻、腕足和介形蟲等，顆粒體積分?jǐn)?shù)較高，局部地區(qū)發(fā)生白云石化作用。中二疊世末，受東吳運動抬升作用影響，茅口組遭受不同程度的剝蝕，以灰色生屑泥晶灰?guī)r為主的茅四段在局部地區(qū)得以保存；經(jīng)歷7～8 Ma的沉積間斷，大氣淡水淋濾溶蝕作用在茅二—茅三段形成大面積層控古巖溶和溶蝕縫洞[16-17](見圖2)。

2 樣品及實驗

4塊碳酸鹽巖灰?guī)r樣品來自川南地區(qū)茅口組。利用鑄體薄片鑒定和掃描電鏡分析，確定樣品巖石學(xué)特征和基本孔隙結(jié)構(gòu)與類型。采用分辨率更高的FIB—SEM三維成像技術(shù)，根據(jù)樣品儲集空間的三維結(jié)構(gòu)，確定孔隙類型、大小及展布特征，分析不同類型孔隙對油氣儲集的貢獻(xiàn)程度，明確有利儲層。

圖2 川南地區(qū)茅口組巖石樣品鏡下照片F(xiàn)ig.2 Microscopic photos of cores from Maokou Formation in Southern Sichuan Basin

樣品B20-66為茅二段白云質(zhì)灰?guī)r，溶蝕孔洞充填方解石(見圖3(a))。樣品B35-45為茅三段泥晶生屑灰?guī)r，粒間主要為泥晶基質(zhì)，生物碎屑可見介形蟲、有孔蟲等，溶蝕孔隙充填方解石或有機(jī)質(zhì)(見圖3(b))。樣品B30-8為茅三段亮晶生屑灰?guī)r，可見有孔蟲等生物化石，方解石體積分?jǐn)?shù)高(見圖3(c))。樣品Y12-14為茅三段亮晶生屑灰?guī)r，可見較明顯的白云石化，有機(jī)質(zhì)體積分?jǐn)?shù)高，生屑體腔邊緣與晶間孔可見有機(jī)質(zhì)充填(見圖3(d))。

2.1 巖相學(xué)分析

鑄體薄片觀察在中國石油勘探開發(fā)研究院完成，分析儀器為OLYMPUS公司BX51偏光顯微鏡，巖石鑒定及觀察根據(jù)SY/T 5368—2000《巖石薄片鑒定》完成。掃描電鏡分析測試在中國石油天然氣集團(tuán)公司油氣儲層重點實驗室完成，分析測試儀器為FEI Quanta 450 FEG場發(fā)射環(huán)境掃描電鏡，測試過程根據(jù)GB/T 18295-2001《油氣儲層砂巖樣品掃描電子顯微鏡分析方法》完成[18]。

2.2 儲集性能評價

FIB—SEM三維表征是多尺度數(shù)字巖心技術(shù)分辨率方法之一，廣泛應(yīng)用于泥頁巖、碳酸鹽巖、致密砂巖等細(xì)粒沉積巖的粒間填充物三維表征[19]。FIB—SEM三維表征測試在中國石油天然氣集團(tuán)公司油氣儲層重點實驗室完成。將切割、機(jī)械磨平后的碳酸鹽巖樣品進(jìn)行氬離子拋光，在樣品表面噴涂金層，增加樣品的導(dǎo)電性。氬離子拋光利用Leica EM RES 102型儀器完成，F(xiàn)IB—SEM的切割與成像測試?yán)肍EI Helios 650型聚集離子束掃描電鏡完成。FIB—SEM三維表征：首先，利用鎵離子束對樣品連續(xù)切割，根據(jù)電子束成像得到二維切片，在微米級分辨率下，觀察與分析碳酸鹽巖孔隙顯微形貌，真實還原納米級別孔隙的三維結(jié)構(gòu)特征[20]；然后，將FIB—SEM二維切片導(dǎo)入Avizo?軟件進(jìn)行三維重構(gòu)；最終，獲得樣品的孔隙、有機(jī)質(zhì)、微裂縫和不同物相的三維結(jié)構(gòu)特征，以及孔徑分布、孔隙連通性等參數(shù)，為儲集性能評價提供依據(jù)。

圖3 川南地區(qū)茅二—茅三段碳酸鹽巖樣品鏡下照片F(xiàn)ig.3 Microscopic photos of experimental samples of carbonate from Mao 2 to Mao 3 Members in Southern Sichuan Basin

3 儲層孔隙結(jié)構(gòu)重建

3.1 孔徑分布特征

孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙體積是評價儲層儲集物性的重要參數(shù)，碳酸鹽巖儲層孔喉分布跨度較大，存在納米尺度到微米尺度的孔隙。利用Avizo?軟件對4個碳酸鹽巖樣品的二維切片進(jìn)行三維重構(gòu)，提取孔徑分布數(shù)據(jù)。4個碳酸鹽巖樣品提取的孔隙數(shù)量差別較大，其中白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66提取識別孔隙17.157×103個，泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45提取識別孔隙50.803×103個，亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8提取識別孔隙551個，亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14提取識別孔隙8.136×103個。白云質(zhì)灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r的孔隙數(shù)量明顯高于亮晶生屑灰?guī)r的。

白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66孔隙分布范圍較廣，以大孔—介孔為主，介孔數(shù)占總孔隙數(shù)的57.5%，大孔數(shù)占42.5%，主要孔徑分布在30.53～63.50 nm之間，孔徑中位數(shù)為44.03 nm，平均孔徑為55.66 nm，分形維數(shù)(D)為1.322 2(見圖4(a、e))；泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙在4個樣品中相對最小，以大孔—介孔為主，介孔數(shù)占總孔隙數(shù)的80.0%，大孔數(shù)占20.0%，孔徑最為集中，主要分布在24.23～44.03 nm之間，孔徑中位數(shù)為30.53 nm，平均孔徑為41.28 nm，分形維數(shù)為1.146 0(見圖4(b、e))；亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8孔隙數(shù)最少，大孔數(shù)占總孔隙數(shù)的69.9%，介孔數(shù)占30.1%，孔徑分布范圍較大，主要孔徑分布在44.03～95.39 nm之間，孔徑中位數(shù)為63.51 nm，平均孔徑為94.03 nm，分形維數(shù)在4個樣品中最高，為1.595 2(見圖4(c、e))；亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14介孔數(shù)占總孔隙數(shù)的69.6%，大孔數(shù)占30.4%，孔徑主要分布在24.23～55.47 nm之間，孔徑中位數(shù)為34.95 nm，平均孔徑為50.14 nm，分形維數(shù)為1.283 4(見圖4(d、e))。

圖4 川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖樣品孔徑分布

4個碳酸鹽巖樣品孔隙以大孔—介孔為主，泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙最多，孔隙分布范圍最集中，平均孔徑最??；亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8大孔占比最高，平均孔徑最大。根據(jù)分形維數(shù)信息，亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度最高；泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙結(jié)構(gòu)均質(zhì)性最高，分形維數(shù)最低。

3.2 孔隙形態(tài)及類型

茅口組碳酸鹽巖孔隙類型多樣，基于SEM圖像(見圖5)，碳酸鹽巖發(fā)育粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、有機(jī)質(zhì)孔、溶蝕孔和微裂縫。

圖5 川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖樣品背散射圖像Fig.5 Backscatter image of carbonate samples from Maokou Formation in Southern Sichuan Basin

3.2.1 粒間孔

粒間孔是沉積時各顆粒之間支撐作用形成的粒間孔隙。粒間孔是研究區(qū)的主要孔隙類型(見圖5(a-b))。黏土顆粒粒間孔隙多呈長軸狀，孔徑以中孔為主；黏土礦物與礦物顆粒間孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔徑變化大；白云石、方解石和石英等礦物顆粒粒間孔隙形態(tài)多樣，孔徑相對較大。

3.2.2 粒內(nèi)孔

粒內(nèi)孔指石英、長石、碳酸鹽等易溶礦物，經(jīng)過酸性流體的溶蝕作用而在顆粒內(nèi)及顆粒表面產(chǎn)生的溶蝕孔隙[21]。粒內(nèi)孔多呈橢圓狀或不規(guī)則形狀，平均孔徑小，粒徑在5 nm～10 μm之間(見圖5(a-b))。粒內(nèi)孔成因有原生與次生兩種[22]，樣品中大部分粒內(nèi)孔是在生烴過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸對不穩(wěn)定礦物的溶蝕作用而形成的。

3.2.3 晶間孔

晶間孔指組成碳酸鹽巖中的礦物晶體(如黃鐵礦、白云石、方解石、自生微晶石英和伊利石等)之間的孔隙[23]。白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66可見無定形白云石礦物晶間孔和窄縫狀黏土礦物晶間孔，部分孔隙被有機(jī)質(zhì)充填(見圖5(c-e))。泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45可見黃鐵礦晶間孔隙。

3.2.4 有機(jī)質(zhì)孔

有機(jī)質(zhì)孔是有機(jī)質(zhì)熱演化階段形成的孔隙，實驗樣品中有機(jī)質(zhì)孔形態(tài)不規(guī)則，常與黃鐵礦伴生(可見霉菌狀黃鐵礦和草莓狀黃鐵礦)(見圖5(a、e-f))。黃鐵礦形成于還原環(huán)境，有機(jī)質(zhì)及周邊沉積物含有較多鐵質(zhì)，鐵質(zhì)在還原環(huán)境下結(jié)晶聚集而形成黃鐵礦。黃鐵礦常與有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系，且黃鐵礦和有機(jī)質(zhì)之間易發(fā)育有機(jī)質(zhì)邊緣縫。

3.2.5 溶蝕孔

溶蝕孔指沉積過程及成巖作用后經(jīng)過溶解作用而形成的孔隙[24]。茅口組碳酸鹽巖樣品溶蝕孔隙發(fā)育，主要為晶間溶孔和晶間溶蝕擴(kuò)大孔(見圖5(g-h))。晶間溶蝕擴(kuò)大孔是白云石或方解石晶粒間孔隙經(jīng)過溶蝕擴(kuò)大而形成的，溶蝕孔多被瀝青充填，部分被方解石充填。

3.2.6 微裂縫

微裂縫發(fā)育類型與骨架顆粒特征、成巖作用的關(guān)系密切[25]。微裂縫廣泛存在于茅口組碳酸鹽巖，改善儲層微觀儲集性能。構(gòu)造微裂縫(見圖5(a、i))切穿白云石、方解石及石英等，構(gòu)造縫多為未被完全充填的有效縫。

白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66孔隙類型以晶間孔和粒間孔為主，連通性最好，粒內(nèi)孔和有機(jī)質(zhì)邊緣孔數(shù)較少；亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8主要孔隙類型為微裂縫和溶蝕孔，孔徑相對較大，但孔隙數(shù)相對較少；亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14有機(jī)質(zhì)孔豐富，可見溶蝕孔和微裂縫，粒間孔體積分?jǐn)?shù)相對較少；泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙最發(fā)育，粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、溶蝕孔和微裂縫體積分?jǐn)?shù)較高，但有機(jī)質(zhì)孔的體積分?jǐn)?shù)較少。

3.3 孔隙三維重構(gòu)

利用FIB—SEM三維成像技術(shù)和Avizo?軟件，對茅口組4個碳酸鹽巖樣品進(jìn)行孔隙三維表征和重構(gòu)提取，統(tǒng)計與計算孔隙體積和孔徑，獲得每個碳酸鹽巖樣品孔隙分形維數(shù)，結(jié)合樣品的巖性特征，劃分優(yōu)質(zhì)孔隙類型(見圖6)。

白云質(zhì)灰?guī)r樣品B20-66孔隙度為2.81%(見圖6(a))。根據(jù)三維孔隙與分布特征，主要孔隙類型為白云石晶間孔和晶間溶蝕孔。晶間孔常隨晶粒粒徑的增大而變大，局部被灰泥充填。晶間溶蝕孔是晶間孔后期溶蝕擴(kuò)大而形成的。晶間溶蝕孔可以增加有效孔隙度，提升儲集性能。除晶間孔和晶間溶蝕擴(kuò)大孔外，粒內(nèi)孔在樣品中有分布，對儲層孔隙度的貢獻(xiàn)有限。

圖6 川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖樣品FIB—SEM圖像及分類Fig.6 FIB-SEM image and classification of carbonate from Maokou Formation in Southern Sichuan Basin

泥晶生屑灰?guī)r樣品B35-45孔隙度為4.46%，孔隙分布集中，平均孔徑小(見圖6(b))。泥晶生屑灰?guī)r的孔隙類型以粒間孔和粒內(nèi)孔為主，孔隙體積相對平均，孔隙連通性好，可見少量有機(jī)質(zhì)孔和晶間孔。相比于白云質(zhì)灰?guī)r，泥晶生屑灰?guī)r孔隙度更高、連通性更好，有利于油氣儲存和運移。

亮晶生屑灰?guī)r樣品B30-8孔隙度為0.65%(見圖6(c))；亮晶生屑灰?guī)r樣品Y12-14孔隙度為0.80%(見圖6(d))。亮晶生屑灰?guī)r的孔隙度是碳酸鹽巖樣品中最低的，主要孔隙類型為微裂縫、有機(jī)質(zhì)孔和溶蝕孔。相比于白云質(zhì)灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r，亮晶生屑灰?guī)r樣品大孔占比較高，平均孔徑較大，孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度較高，孔隙數(shù)相對較少，孔隙連通性差，粒間孔體積分?jǐn)?shù)相對較少。

4 建設(shè)性成巖作用

碳酸鹽巖的成巖作用包括造成儲層原生孔隙大量縮減、消失和致密化的壓實—壓溶、膠結(jié)和交代等破壞性成巖作用，以及在儲層中新生成大量次生孔隙的埋藏(或熱液)白云石化、溶蝕和破裂等建設(shè)性成巖作用[26-28]。成巖作用是決定碳酸鹽巖有效孔隙最為關(guān)鍵的因素。四川盆地東南部地區(qū)古生界和二疊系海相碳酸鹽巖經(jīng)歷復(fù)雜的成巖改造過程，其中在白云石化和溶蝕作用等關(guān)鍵建設(shè)性成巖作用影響下，形成的次生孔隙為油氣儲存和運移提供主要的空間和通道。

4.1 白云石化作用

白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r是川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組茅二—茅三段的重要儲層，白云石化作用在茅口組地層局部可見，主要孔隙類型為晶間孔和晶間溶蝕孔。鑲嵌接觸的自形—半自形粉晶白云石充填于溶蝕孔隙，晶間孔受較強(qiáng)烈的溶蝕改造而形成孔徑較大的晶間溶蝕孔，瀝青等有機(jī)質(zhì)常充填于晶間孔。

茅口組經(jīng)歷復(fù)雜的成巖演化過程，任夢怡等[29]利用稀土元素、碳氧同位素及流體包裹體分析，提出茅口組經(jīng)歷“準(zhǔn)同生—早成巖期混合水膠結(jié)→表生期大氣淡水溶蝕→中—晚成巖期地層水膠結(jié)、交代與酸性流體溶蝕”的成巖演化過程，白云巖的形成為混合水白云石化作用和埋藏?zé)嵋喊自剖B加作用的結(jié)果。早成巖期灰?guī)r受大氣淡水和富鎂海水混合的影響而發(fā)生白云石化，形成大量晶間孔。隨后富含CO2的大氣淡水淋濾使碳酸鹽巖發(fā)生選擇性溶蝕，形成粒內(nèi)溶孔，后期多被有機(jī)質(zhì)填充。棲霞—茅口組白云巖(或白云石斑塊)是構(gòu)造熱液蝕變作用產(chǎn)物[30]。早三疊世峨眉玄武巖噴發(fā)引起的異常熱事件使志留系烴源巖成熟，原油沿斷裂向上充注至茅口組，使茅口組發(fā)生短暫白云石化作用。酸性烴類流體與白云石化作用抑制地層水膠結(jié)作用，對茅口組儲層起到建設(shè)性作用[31]。受白云石化作用熱事件持續(xù)時間短的影響，形成部分穩(wěn)定性較差的鞍形白云石。因此，茅口組白云石化作用為早成巖期的混合水白云石化作用，以及中成巖階段川南地區(qū)埋藏?zé)嵋喊自剖饔玫木C合產(chǎn)物。

4.2 溶蝕作用

溶蝕作用是川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組碳酸鹽巖最普遍的成巖作用，是形成優(yōu)質(zhì)儲層的關(guān)鍵因素。根據(jù)溶蝕作用發(fā)生階段和作用對象，茅口組溶蝕作用劃分為3個階段，分別為準(zhǔn)同生—早成巖期大氣淡水—海水混合、表生期大氣淡水及中—晚成巖期埋藏溶蝕作用。

準(zhǔn)同生—早成巖期碳酸鹽巖受富含CO2的大氣淡水的淋濾和海水混合作用影響，發(fā)生選擇性溶蝕。在茅口組表現(xiàn)為茅二段顆?；?guī)r粒內(nèi)溶蝕孔隙的大量發(fā)育，粒內(nèi)孔隙后期被有機(jī)質(zhì)(瀝青等)充填。表生期受東吳運動期抬升暴露剝蝕下的大氣淡水溶蝕作用影響，中二疊統(tǒng)頂部古風(fēng)化殼廣泛發(fā)育溶蝕孔洞或溶蝕縫孔洞[32-33]。中—晚成巖期埋藏溶蝕作用是對儲層貢獻(xiàn)最大的建設(shè)性成巖作用。碳酸鹽巖成巖作用晚期，有機(jī)質(zhì)熱成熟過程形成的酸性流體作用于方解石和白云石等碳酸鹽礦物，產(chǎn)生大量的溶蝕孔。埋藏溶蝕作用沿裂縫和原生孔隙發(fā)生溶蝕，產(chǎn)生的孔隙類型多樣。川南地區(qū)茅口組表現(xiàn)為白云質(zhì)灰?guī)r被溶蝕而形成晶間溶蝕孔和粒間溶蝕孔，亮晶顆?；?guī)r方解石被溶蝕而形成溶蝕孔，泥晶灰?guī)r和泥晶生屑灰?guī)r被溶蝕而形成粒內(nèi)孔和粒間孔等。

茅口組白云石化和溶蝕作用是影響儲層發(fā)育最關(guān)鍵的因素。早成巖期，在大氣淡水淋濾與原生海水的混合作用下，碳酸鹽巖發(fā)生白云石化，形成大量晶間孔和晶間擴(kuò)大孔，受選擇性溶蝕作用影響，碳酸鹽巖顆粒形成粒內(nèi)溶孔和鑄模孔。表生期，受地層抬升暴露剝蝕溶蝕作用影響，茅口組發(fā)育大量溶蝕孔洞或溶蝕縫孔洞。中—晚成巖期，早三疊世峨眉玄武巖噴發(fā)引起異常熱事件，導(dǎo)致茅口組發(fā)生短暫的白云石化作用，相比于埋藏溶蝕作用對提高儲層孔滲能力程度有限。有機(jī)質(zhì)熱成熟過程產(chǎn)生有機(jī)酸及CO2形成的酸性水對碳酸鹽巖產(chǎn)生非選擇性溶蝕，形成大量粒內(nèi)孔、粒間孔、晶間孔等，是提高儲層儲集物性重要的成巖階段。

5 儲集空間特征

5.1 儲集空間組合

川南地區(qū)茅口組碳酸鹽巖儲集空間類型多樣，根據(jù)孔隙的形態(tài)、連通性及孔隙結(jié)構(gòu)等條件，將茅口組儲集空間分為兩類：一類儲集空間包括粒間孔、晶間溶蝕孔和微裂縫；二類儲集空間包括粒內(nèi)孔、晶間孔、有機(jī)質(zhì)孔和生物體腔溶孔等。

一類儲集空間是茅口組最重要的孔隙類型組合，是構(gòu)成良好儲集體最基礎(chǔ)的條件。茅口組粒間孔是生物碎屑、藻球粒或內(nèi)碎屑顆粒被溶蝕而形成的次生孔隙[32]，孔隙數(shù)多、有效孔隙度大，主要受大氣淡水淋濾和酸性流體的控制，是較好的儲集空間。晶間溶蝕孔多為亮晶方解石或白云石晶間孔受溶蝕作用而擴(kuò)大形成的，增加有效孔隙度，提高孔隙連通性。微裂縫是除粒間溶孔和晶間溶蝕擴(kuò)大孔外不能忽略的儲層空間類型，可以有效改善儲層的滲透能力，使孤立的溶蝕孔洞連通。微裂縫常被方解石、白云石或瀝青充填，是提高儲層滲透性的重要儲集空間。

二類儲集空間是茅口組次要的孔隙類型。粒內(nèi)孔分布相對獨立，孔隙連通性較差；晶間孔常被灰泥和黏土礦物等充填，造成總孔隙度降低；有機(jī)質(zhì)孔雖然在茅口組廣泛發(fā)育，但無法形成規(guī)模性孔隙。因此，二類儲集空間對于儲集性能改善的作用有限，是次要的儲集空間類型。

5.2 有利儲層類型

根據(jù)不同類型孔隙在茅口組碳酸鹽巖的分布，明確有利儲層類型。泥晶生屑灰?guī)r、亮晶生屑灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r是川南地區(qū)茅口組主要的碳酸鹽巖。其中，泥晶生屑灰?guī)r(樣品B35-45)主要孔隙類型為粒間孔和粒內(nèi)孔，可見少量晶間孔和有機(jī)質(zhì)孔。泥晶生屑灰?guī)r孔隙之間連通性好，孔隙孔徑相對集中，分形維數(shù)低，孔滲條件最好，以泥晶生屑灰?guī)r為主的儲集相帶可以成為優(yōu)質(zhì)孔隙—孔洞型儲層。白云質(zhì)灰?guī)r(樣品B20-66)的晶間孔和晶間溶孔受白云石化和溶蝕作用的影響，孔隙分布具有明顯的分區(qū)分帶性，晶間溶蝕孔儲集性能明顯增強(qiáng)。亮晶生屑灰?guī)r(樣品B30-8和Y12-14)的孔隙類型多樣，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔隙分形維數(shù)最大。亮晶生屑灰?guī)r孔隙數(shù)和孔隙連通性相對較差，難以形成優(yōu)質(zhì)的孔隙—孔洞型儲層，在孔隙與裂縫連通條件下形成裂縫—孔隙型儲層。

6 結(jié)論

(1)川南地區(qū)中二疊統(tǒng)茅口組海相碳酸鹽巖經(jīng)歷復(fù)雜的成巖改造過程，白云石化和溶蝕作用是最重要的建設(shè)性成巖作用，形成晶間孔、粒間孔和粒內(nèi)孔等次生孔隙，為油氣儲存和運移提供重要的儲集空間和通道。

(2)茅口組孔隙—孔洞型儲層主要發(fā)育粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、有機(jī)質(zhì)孔和微裂縫5種孔隙類型。主要儲集空間組合類型為粒間孔—晶間溶蝕孔—微裂縫；次要儲集空間組合類型為粒內(nèi)孔—晶間孔—有機(jī)質(zhì)孔—生物體腔溶孔。

(3)研究區(qū)以亮晶生屑灰?guī)r為主的儲層大孔數(shù)多，孔隙連通性差，非均質(zhì)性較強(qiáng)，在孔隙與裂縫連通條件下形成裂縫—孔隙型儲層。泥晶生屑灰?guī)r廣泛發(fā)育粒間孔和粒內(nèi)孔，孔隙具有較好的連通性且非均質(zhì)性弱，具有較優(yōu)質(zhì)的孔隙發(fā)育條件，以泥晶生屑灰?guī)r為主的儲集相帶可以成為優(yōu)質(zhì)孔隙—孔洞型儲層。