川東涪陵地區大安寨段大一亞段儲層特征研究

顧忠安 李友發

1 地質概況

涪陵地區區域構造隸屬川東南梳狀褶皺帶，自西而東有明月峽、黃泥堂、大池干井等背斜帶。上述背斜構造核部由于地質擠壓作用出露地面的巖層常為二疊系和三疊系地層。由于背斜核部出露地層受擠壓程度較為嚴重，導致地腹深部斷層逐漸增多，區域相關背斜多變尖、變陡、甚至倒轉。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

根據野外地質剖面露頭、鉆井巖心以及室內薄片的觀察研究，涪陵地區大安寨段大一亞段巖石主要類型有灰巖、粉砂巖和泥巖三大類型。其中，灰巖主要由介殼灰巖和泥質介殼灰巖組成，為大安寨段一亞段較有利儲層巖石類型。

（1）介殼灰巖：野外地質剖面露頭、鉆井巖心以及室內薄片中常見的介殼灰巖主要為微晶介殼灰巖和亮晶介殼灰巖。介殼灰巖中生物碎屑的含量較高，生物碎屑主要為淺湖環境中生產的雙殼類生物、腕足類生物和瓣鰓類生物沉積形成；平行片狀結構和晶粒結構是淺湖相沉積的介殼灰巖主要結構。淺湖相沉積環境中介殼灰巖由于后期地質作用較強烈，導致介殼灰巖中的微裂縫較發育，微裂縫較發育的介殼灰巖多沉積于大一亞段巖層中。

（2）泥質介殼灰巖：主要以層狀分布于大安寨段大一亞段地層中，介殼間混有一定的黏土泥和灰泥。

介殼灰巖和泥質介殼灰巖主要沉積在大安寨段大一亞段高能生物灘微相與灘緣微相沉積環境中，在涪陵地區介殼灰巖和泥質介殼灰巖主要沉積在淺湖地帶的生物灘較高能環境中。

2.2 儲集空間類型

根據對研究區內大一亞段的地層野外露頭、鉆井巖心以及室內薄片的觀察，可知介殼灰巖儲層中的原生孔隙幾乎消失殆盡，儲集空間類型主要為裂縫和次生作用形成的孔隙，次生孔隙主要為成巖作用沿裂縫分布的溶蝕孔、洞、縫。儲層中的次生孔隙雖然數量較少，但儲集空間相對較大，與次生裂縫的貫通性好，并能提升儲層內部的儲滲性，是較為有利的油氣儲集空間。

2.2.1 裂縫

裂縫不僅是較為有利的儲集空間，還是油氣運轉的重要通道，根據儲層裂縫的成因又可進一步分為成巖壓裂縫、構造裂縫和溶蝕縫等。

（1）成巖壓裂縫

成巖壓裂縫按分布位置和形成原因大致劃分為介殼成巖壓裂縫和基質成巖壓裂縫。介殼成巖超壓裂縫寬度一般小于5μm， 多呈平行片狀分布于介殼內部， 少數成巖超壓裂縫垂直于介殼壁。壓裂縫由于成巖膠結作用常被泥質或有機質填充，從而形成了較多的封閉縫。基質成巖壓裂縫多形成于介殼與基質接觸的邊緣，無定向，呈相互交錯網格狀。壓裂縫中的填充物主要有泥質和瀝青。基質成巖縫貫通性能較一般。因此基質成巖壓裂縫具有較好的儲集性能，但滲透性性能較差

（2）構造裂縫

構造裂縫是由于地殼中的構造運動，使巖層受到構造應力的擠壓或拉伸，導致巖層破裂而形成的裂縫。研究區內的儲層中常見的構造裂縫寬度較為狹窄，裂縫壁邊緣由于流體作用常見溶蝕現象，張性構造縫和剪切構造縫是儲層中構造裂縫主要形式。張性構造縫是由地質構造張應力造成地層破裂形成的，裂縫面通常具有較粗糙、不平整、不貫穿顆粒、延伸短以及裂縫表面常充填方解石脈等地質特征。剪切構造縫是由地質構造剪應力造成地層破裂形成的裂縫，裂縫面通常具有光滑、平直、規則，巖層中常見剪切構造縫切穿沉積巖層中的小顆粒現象、延伸長且常穿層發育等特征。

（3）溶蝕縫

儲層現有裂縫中由于地質流體的不斷運移，地質流體對裂縫四周巖體產生溶蝕作用，常沿溶縫兩側巖體發育有次生孔隙。膠結作用使研究區巖層中的溶蝕縫常見被瀝青、泥質和有機質填充。

2.2.2 溶孔、洞和晶間孔

（1）溶孔、洞

溶孔、洞是現有孔隙和裂縫經埋藏成巖過程中由地層中熱液溶蝕作用形成，常見溶孔的孔徑較小，介于0.01～2mm，溶洞的孔徑一般大于2mm，溶孔、洞常充填瀝青和亮晶膠結物，屬于區內研究層段中一類有利的儲集空間。

（3）晶間孔

晶間孔是晶體再生長過程中未被膠結物充填完成的空間，常見于介殼灰巖中生物介殼顆粒內部以及微晶介殼灰巖熱液充填的方解石脈中，分布不連續，貫通性較差。

綜合對上述各種儲集空間類型的詳細描述，可知各類裂縫及沿裂縫溶蝕形成的各類溶縫、溶孔和溶洞對大一亞段儲層儲集空間貢獻最大。

2.3 儲層物性特征

儲層物性特征的2 個重要評價指標為孔隙度和滲透率。測試研究區大一亞段選取的48 塊樣品，經物性分析表明：大一亞段儲層的孔隙度變化范圍為0.2%～4.1%，平均值為1.4%。滲透率分布范圍為 0.082×10-3μm2～0.449×10-3μm2，平均值為0.129×10-3μm2，綜上所述，研究區內大一亞段儲層為超低孔滲的儲層。雖然研究區內大一亞段儲層為超低孔滲的儲層，但是儲層裂縫較為發育，為各種孔隙間貫通提供了較好的通道。

通過對研究區內大一亞段儲層孔隙度和滲透率實驗數據分析研究可知，大安寨一亞段中的介殼灰巖儲層的孔隙度并沒有隨滲透率的變化而變化。這是得益于成巖作用后期對儲層的改造。

3 儲層控制因素分析

3.1 沉積相帶對儲層展布的控制

沉積相帶對有利儲層發育起到至關重要的作用，不同類型的沉積環境對儲層控制作用也不盡相同。大一亞段為高水位晚期強烈進積沉積階段，同時也是大安寨段時期生物灘沉積發育高峰期。其特點為伴隨湖水位的快速下降和半深湖盆地向北東方向退出和萎縮，以及湖坡漸趨消失，生物灘自南向北迅速推進擴大。已有的鉆井資料也證實含油氣儲層主要出現在大一亞段間歇向前湖坡推進的淺湖亞相生物灘微相的介殼灰巖、含泥質介殼灰巖與黑色頁巖互層的巖性中，生物灘緣沉積微相種的介殼灰巖和湖坡風暴流沉積的泥質介殼灰巖夾層也頻繁出現油氣顯示和低產油層。綜上所述，淺湖亞相沉積環境中的生物灘微相與生物灘緣微相是研究區內大安寨大一亞段最好的儲層沉積微相帶。

3.2 成巖后生作用對儲層發育的控制

研究區內大一亞段介殼灰巖儲層的原生孔隙經成巖壓實和膠結作用后基本不復存在，現由的儲集空間主要由以次生作用形成的裂縫和孔洞構成。構造破裂作用、壓實破裂作用和溶蝕作用等一系列成巖后生作用對儲層發育起到了至關重要關鍵作用。

3.3 構造作用對儲層發育的控制

研究區內大一亞段的介殼灰巖巖性較純、較脆。燕山晚期-喜山期間的構造作用，使地層中介殼灰巖產生了破碎，形成了構造縫和解理縫。根據野外地質剖面露頭、鉆井巖心以及室內薄片的觀察研究以及裂縫統計分析數據可知，構造作用近軸部的兩側地層由于地質應力的作用，導致構造近軸部地層的裂縫比構造兩翼巖層發育，顯而易見，構造作用軸部應力以及兩側地層剖面剪切破裂作用導致了巖層破裂，因而構造作用近軸部地層是構造裂縫相對發育的部位，由此構造作用對儲層發育的控制。

4 結論

（1）沉積作用是控制有利儲層發育的主要因素之一，涪陵地區大安寨段大一亞段的有利儲層主要發育在高能生物灘微相與灘緣微相中，巖石類型主要為介殼灰巖、介屑灰巖和（含）泥質介屑灰巖。

（2）大一亞段的優質儲層屬于低孔低滲- 裂縫型儲層，裂縫主要形成于燕山晚期- 喜山期發生的構造形變和破裂作用過程中，以及成巖作用后期沿裂縫發育的溶蝕孔、洞、縫。

（3）從野外剖面和巖心來看，大一亞段的裂縫較為發育，主要以低角度構造縫為主，高角度縫為輔，其次為縫合線縫；半充填或全充填方解石的裂縫在野外露頭剖面以及室內巖心中較為常見。