川西北地區下三疊統飛仙關組儲層特征研究

周子龍，張廷山

（西南石油大學地球科學與技術學院，四川 成都 610500）

1 地質背景

研究區位于揚子克拉通北緣，屬米倉山—漢南地塊的一部分，其北側為秦嶺造山帶，西側為龍門山造山帶和松潘—甘孜造山帶，東為大巴山推覆構造帶，南側為四川盆地［1，2］。川西北地區下三疊統飛仙關組與上覆嘉陵江組及下伏長興組均為整合接觸，其厚約為400～950m［3］，自上而下可分為四段，分別為飛四段、飛三段、飛二段和飛一段［4，5］。飛仙關組時期主要發育褐灰色中-薄層狀的鮞粒灰巖、淺灰色薄層狀的鮞粒白云巖和褐灰色薄層狀的泥-粉晶云巖，儲層巖性以白云巖為主，其次是鮞粒灰巖。

2 儲層特征

2.1 巖石學特征

川西北地區飛仙關組儲層主要發育鮞粒灰巖、鮞粒白云巖、泥-粉晶白云巖。其中以鮞粒白云巖的儲集性能為最好。

2.1.1 鮞粒灰巖

該類儲集巖主要分布于飛三段中，其形成于水動力條件密切相關，較強的水動力條件有利于鮞粒的形成和灰泥基質的帶出。宏觀下，巖石常為褐灰色，中-厚層塊狀，分選、磨圓較好，鮞粒含量一般50%～80%，多為正常鮞，鮞粒徑0.6～2.0cm，多呈顆粒支撐。亮晶鮞粒灰巖在沉積時雖能形成大量粒間孔，但由于后期的膠結和壓實改造作用導致孔隙結構常被破壞，僅局部可見溶蝕改造形成的粒間溶孔、粒內溶孔，面孔率為1%～2%，總體上鮞粒灰巖儲集性能較差。

2.1.2 鮞粒白云巖

宏觀下，鮞粒白云巖為淺灰色，中-薄層狀，分選、磨圓較好，鮞粒含量一般在50%～85%，砂屑較少，一般小于5%。微觀鏡下顯示，鮞粒多由它形粉晶白云石組成，其中含少量泥質等不溶殘余物。鮞粒白云巖常發育大量的粒間溶孔、鑄摸孔、粒內溶孔和晶間溶孔，面孔率一般5%～25%，可見明顯的兩期膠結，第一期為馬牙狀或纖柱狀白云石，第二期是粒狀或連晶狀方解石。鮞粒白云巖的儲集性能良好，是研究區最重要的一種儲集巖類。

2.1.3 泥-粉晶白云巖

泥-粉晶白云巖僅分布于飛仙關組飛四段地層中常以中-薄層狀與褐灰色鈣質泥巖、云質泥巖、泥晶石灰巖呈不等厚互層，并夾有少量石膏。宏觀下，該類儲集巖主要為深灰色和褐灰色，分選、磨圓中等。微觀鏡下顯示，泥-粉晶白云巖多由小于0.005mm的泥晶白云石組成，大小不均，含量一般60%～85%，白云石以它形-半自形為主，主要發育晶間孔、晶間溶孔，面孔率一般為2%～5%，總體上儲集性能較好。

2.2 儲集空間類型

基于鏡下薄片、掃描電鏡及宏觀特征等綜合分析，并根據儲集空間大小、形態、成因及其與巖石結構組分的關系，將川西北地區飛仙關組儲集空間類型劃分為4大類12小類。

表1 川西北地區下三疊統飛仙關組儲集空間類型

2.2.1 孔隙

在研究區主要發育粒間溶孔、粒內溶孔、鑄模孔和晶間溶孔為主。其中粒間溶孔主要分布于飛仙關組飛一段和飛三段中。由于顆粒間的膠結物經后期溶解作用的改造導致局部溶解形成了該類孔隙，其邊緣常溶蝕圓滑的現象，孔徑約為0.05～0.1mm，面孔率一般為5%，粒間溶孔是研究區儲層的主要孔隙類型；粒內溶孔和鑄模孔主要分布于飛一段中，是鮞粒灰巖和鮞粒云巖中的主要孔隙類型，孔徑大于0.1mm，面孔率一般為2%～8%，是研究區良好的儲集空間類型之一；晶間溶孔是在晶間孔基礎上，經溶蝕擴大而成，其孔隙邊緣常呈港灣狀、孤島狀，該類孔隙主要發育于泥-粉晶白云巖中，孔徑約為0.02～0.04mm，面孔率一般小于5%。

2.2.2 洞穴

根據洞穴的成因及特征可將研究區飛仙關組洞穴分為孔隙性溶洞和裂縫性溶洞。孔隙性溶洞在研究區分布較少，這類溶洞是在早期晶間孔、晶間溶孔等孔隙基礎上進一步溶蝕擴大至2mm以上的孔隙，大小一般大于5cm，形態多樣；裂縫性溶洞是裂縫經過溶蝕擴大而成，在研究區少量分布，由于溶解作用將裂縫溶蝕擴大，形成大小不一的溶洞和溶溝。

2.2.3 裂縫

研究區主要發育構造縫和壓溶縫合線縫兩類。其中構造縫較為發育，多由于構造作用影響導致研究層段中的巖石破裂所形成該類裂縫，多以低角度裂縫為主，縫寬一般在0.2～2mm，為油氣運移提供主要滲流通道；壓溶縫合線縫發育較少，主要由于上覆壓力導致溶解作用，常被黏土泥和瀝青等不溶殘余物充填，呈鋸齒狀，縫寬約為0.1～1mm。

2.2.4 孔喉結構特征

川西北地區飛仙關組儲層中常見的喉道類型有管狀喉道、縮頸狀喉道和片狀喉道。管狀喉道和縮頸狀喉道主要發育于飛三段的鮞粒灰巖和鮞粒白云巖中，是研究區最重要的喉道類型；片狀喉道是泥-粉晶白云巖中最主要的喉道類型，在研究區分布較少。通過對研究區樣品進行壓汞分析研究其孔喉的配置關系，發現川西北地區飛仙關組儲層具有明顯的中歪度、較低的排驅壓力和飽和度中值壓力等特征，表明研究區儲層的孔喉分選良好并且孔喉之間具有好的配置關系。

2.3 儲層物性特征

對研究區樣品進行物性分析，認為川西北地區下三疊統飛仙關組儲層具有低孔、低滲的特征，并且不同儲集巖類的物性特征存在一定差異，總體上表現為鮞粒白云巖＞泥-粉晶白云巖＞鮞粒灰巖。其中鮞粒白云巖儲集物性最好，平均孔隙度一般為3.62%，平均滲透率可達1.13×10-3μm2；其次為泥-粉晶白云巖，平均孔隙度可達2.35%，平均滲透率為0.83×10-3μm2；鮞粒灰巖物性相對較差，平均孔隙度為1.73%，平均滲透率一般為0.26×10-3μm2。這也充分表明白云巖化作用對研究區儲層有著積極的影響。

圖1 川西北地區飛仙關組儲集巖類與孔滲關系直方圖

3 結論

1）川西北地區下三疊統飛仙關組主要發育鮞粒灰巖、鮞粒白云巖和泥-粉晶白云巖三種儲集巖類，儲集空間類型以粒間溶孔、晶間溶孔、粒內溶孔和鑄模孔為主；2）川西北地區下三疊統飛仙關組儲集巖類物性特征總體上表現為鮞粒白云巖＞泥-粉晶白云巖＞鮞粒灰巖，儲層具低孔、低滲的特征。