四川元壩區塊飛仙關組成巖作用和儲層研究

顧圣云

（中國石化集團華北石油局錄井公司，河南 鄭州 450064)

本文所研究的四川元壩區塊飛仙關組主要屬于碳酸鹽巖沉積，沉積厚度的范圍為350~700m。飛仙關組地層是三級海平面在下降過程形成的，頂部由紫紅、灰紫、黃灰色的泥巖、泥質灰巖和泥質白云巖夾石膏形成，厚度一般約為25~50m。從該研究段的沉積特征中可知，飛一段和飛三段主要是碳酸鹽巖，飛二段和飛四段主要是富含紫紅、褐紅色的泥巖和泥質泥晶灰巖。

1 飛仙關組成巖作用

所謂成巖作用，是指從沉積物體形成沉積巖，并到沉積巖發生變質之前，或是由于構造運動引起沉積巖升到地表遭到風化之前，所經歷的物理化學與生物作用，和這些作用所引起的結構組分變化。碳酸鹽礦物十分活潑的化學性常常會引起強烈的成巖作用，從而使地層面貌發生很大變化。

飛仙關組的地層沉積長達2.4億年，這期間，該研究段經歷了從地表到地下的埋藏過程，其所經歷的成巖環境發生多次重疊，使原有的巖層結構組分和儲層的性質發生了很大改變，而且原本是以原生孔隙為主的沉積物經過轉變后成為以次生孔隙為主的儲層。

由于飛仙關組的地層主要為碳酸鹽巖地層，在受到構造運動的影響，其所經歷的成巖環境十分復雜。一般而言，成巖作用對碳酸鹽儲層的影響包括兩個方面，一方面可以對早期的沉積、成巖組構和孔隙產生破壞；另一方面，可以形成新的儲集空間和成巖組構。通過對薄片和巖芯進行觀察和分析，飛仙關組主要的成巖作用包括以下幾點：

（1）泥晶化作用。泥晶化作用一般會導致整個顆粒或者顆粒邊緣發生泥晶化，常見于顆粒灰巖邊緣，顆粒邊緣由暗色的泥晶灰質組分構成。泥晶化作用不會對沉積物孔隙的增加產生太大影響，但是顆粒的抗壓程度會因其而增加。

（2）壓實、壓溶作用。壓實作用可以將地層的厚度變小，使沉積物孔隙得到縮小。一般情況下，碳酸鹽沉積物在經過壓實作用后，厚度會減少一半，孔隙度會減少一般以上。壓溶作用是在壓實作用上的進一步發展，其發生的環境一般為中-深埋藏環境，在其作用下，地層的厚度會再次減少20%~25%。壓溶作用一方面會形成縫合線，以供油氣運移，提高了滲透性；另一方面，壓溶作用為充填孔隙作用提供了物源。但是相比較而言，壓溶作用的破壞性作用要大于建設性成巖作用。

（3）膠結作用。膠結作用就是孔隙溶液沉淀出的膠結物將松散的沉積物固結起來的作用。一般發生在顆粒巖中，飛仙關組的膠結作用包括三期方解石膠結和一期石膏膠結，這是導致儲層孔隙度降低的主要原因之一。

（4）充填作用。該作用是指次生孔隙被自生礦物填充的過程，導致晶體在次生孔隙內生長。這些晶體主要為化學沉淀充填物，經過測試研究，飛仙關組的充填晶體主要有方解石、白云石、石英、石膏以及很少量的螢石、重晶石等。

（5）膏化和去膏化作用。膏化作用主要發生于泥、粉晶白云巖。石膏晶體會呈現出針狀或者片狀結構，集合體會呈現出斑塊狀或者放射狀結構，除此以外，局部顆粒和生物也會隨之膏化。去膏化作用常常發生泥晶白云巖里，一般會呈現出放射狀和針狀石膏假晶，該飛仙關組研究地段的去膏化作用可能是由于石膏晶體在被溶蝕后，又被方解石進行充填后形成的，部分沒有被全部填充，仍留有孔隙空間。

（6）重結晶作用。礦物晶體在高溫高壓的影響作用下，發生溶解后又再次結晶，這被重結晶作用。礦物的成分、顆粒的大小和成分的均一性決定了重結晶作用的效果。一般來說，溶解度大、顆粒細和成分均一的礦物發生重結晶作用的幾率和強度都相對較大。經過研究，飛仙關組是由于原巖結構組分的影響而產生了重結晶作用，其主要表現為泥晶灰巖在經過重結晶作用后變成粉晶灰巖，該作用發生在淺埋藏段。

2 飛仙關組儲層特征

2.1 飛仙關組儲層物性特征

這里，主要對飛仙關組的儲層物性的孔隙度和滲透率進行分析。孔隙度可以對巖石儲集流體的能力進行衡量，滲透率可以對巖石中流體流動的難易程度進行反應。通過對飛仙關組的儲層物性分析和測算，發現該研究區的儲層物性主要分為兩種，即臺地邊緣鱺灘儲層和臺地內瀉湖、點灘儲層。分析顯示，臺地邊緣鱺灘白云巖的平均孔隙度為7.88%，孔隙度范圍為0.64%~24.69%，平均滲透率為44.13×10-3 um2，其儲層物性比較好。臺地內部儲層的平均孔隙度為1.69%，孔隙度范圍為0.48%~11.82%，平均滲透率為0.035×10-3um2，其儲層物性非常差。

2.2 飛仙關組儲層巖性的特點

研究發現，飛仙關組儲層物性受巖性影響非常明顯，鱺粒云巖平均孔隙為8.52%，平均滲透率為44.12×10-3um2，屬于中-好儲層。粉晶云巖的平均孔隙度為3.18%，平均滲透率為0.08×10-3um2，砂屑云巖的平均孔隙度為2.57%，平均滲透率為0.02×10-3um2，屬于中-差儲層。泥晶云巖、灰質云巖、膏質砂屑云巖的平均孔隙度小于2%，滲透率均小于0.1×10-3um2，屬于差非儲層灰巖類。

2.3 飛仙關組儲層評價

通過對儲層的儲層巖性、物性和孔隙結構參數進行分析比較，可以將飛仙關組碳酸鹽巖儲層分為4個評價標準。Ⅰ類儲層的代表巖類主要有殘余鱺粒白云巖、鱺粒白云巖，孔隙度大于12%，滲透率大于10×10-3um2，連通系數大于50%，主要分布于臺地邊緣鱺粒灘中，工業產能很高。Ⅱ類儲層的代表巖類主要有粉晶云巖、鱺粒白云巖、泥粒白云巖。孔隙度為7%~12%，滲透率為0.1~10×10-3um2，連通系數為30%~50%，主要分布于臺地邊緣鱺粒灘中，工業產能較高。Ⅲ類儲層的代表巖類主要有泥粒白云巖、膏質顆粒白云巖和粉晶白云巖，孔隙度為3%~6%，滲透率為0.01~0.1×10-3um2，連通系數為 15%~30%，主要分布于臺地內瀉湖及點灘相中，工業產能較低。Ⅳ類儲層的代表巖類主要有泥晶灰巖、鱺粒灰巖、泥晶云巖，孔隙度小于2%，滲透率小于0.01×10-3um2，連通系數小于15%，主要分布于臺地內瀉湖相中，沒有任何工業產能。

[1]李忠、陳景山、關平，含油氣盆地成巖作用的科學問題及研究前沿[J]，巖石學報，2006（8）.

[2]陳更生、曾偉、楊雨，川東北部飛仙關組白云石化成因探討[J]，天然氣工業，2005(04).