川西南地區中三疊統雷口坡組碳酸鹽巖儲層特征

馬小強，祝海華

(西南石油大學 地球科學與技術學院，四川 成都 610500)

碳酸鹽巖儲集層在全世界油氣儲集層中占有非常重要的地位。據統計，世界上約有25%的沉積巖為碳酸鹽巖，而且世界油氣總資源量的65%在碳酸鹽巖儲層中[1]。

四川盆地是我國海相碳酸鹽巖儲集層的主要分布地區，也是我國重要的碳酸鹽巖儲層勘探地區。川西南部地區中三疊統雷口坡組碳酸鹽巖儲層是我國油氣勘探的重點研究目標，但儲層勘探難度較高。因此，在研究中正確認識碳酸鹽巖儲層的巖石學特征，儲集空間類型、儲層物性特征，以及儲層發育的影響因素，有利于碳酸鹽巖儲層的勘探開發，為四川盆地雷口坡組的儲層評價以及為尋找儲層甜點區提供有力的依據[2-4]。

1 區域地質概況

四川盆地中,三疊世雷口坡期研究區位于龍門山前陸褶皺-沖斷帶及川西前陸盆地南段，地理位置東以龍泉山為界，西至霧中山，南至峨眉山以北，北起大邑-蘇碼頭一帶(圖1)。

圖1 研究區地理及構造位置示意圖

研究區雷口坡組發育較為良好，主要劃分為4段：雷一段地層底部發育一套綠豆巖，中部主要為深灰色、泥晶云巖、砂屑云巖、鮞粒灰巖等，上部部以云質膏巖為主，夾薄層云巖，局部含生物化石，以藻類和海百合為主。在盆地西部，雷二段地層具有明顯的三分性，底部沉積深灰色藻屑白云巖，中段由下至上為淺灰色砂屑白云巖向泥晶白云巖過度，上段以深灰色泥晶白云巖為主。雷三段地層巖性組合趨于穩定，主要沉積深灰色泥晶灰巖、泥灰巖、泥晶云巖、顆粒云巖和膏鹽巖等。雷四段地層底部主要發育灰色膏巖，夾泥晶白云巖，含海百合等生物化石，中部主要發育淺灰色粉晶白云巖，上部為深灰色含膏質的白云巖。

2 儲層物性特征

通過對研究區取心井30口中的493個碳酸鹽巖巖心樣品的物性分析，川西南部地區雷口坡組總體儲層孔隙度平均為2.25%：儲集層孔隙度小于2%的樣品占比65.1%；孔隙度2%～6%的樣品占比25.4%；孔隙度6%～10%的樣品占比6.6%;孔隙度大于10%的樣品占比3.2%(圖2a)。其中，雷三段儲集層428個巖心巖心樣品，總體孔隙度平均為2.24%：孔隙度小于2%的樣品占比64.1%，孔隙度2%～6%的樣品占比25%，孔隙度6%～10%的樣品占比8.6%，孔隙度大于10%的樣品占比2.3%(圖2b)。雷四段儲集層265個巖心樣品，總體孔隙度平均為2.51%：孔隙度小于2%的樣品占比67.2%，孔隙度2%～6%的樣品占比21.6%，孔隙度6%～10%的樣品占比4.2%，孔隙度大于10%的樣品占比6.9%(圖2c)。

圖2 雷口坡組碳酸鹽巖儲層孔隙度分布圖

川西南部地區雷口坡組總體儲集巖滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占比53.89%，介于(0.01～1)×10-3μm2之間的樣品占比27.98%，(1～10)×10-3μm2之間的樣品占比15.02%，大于10×10-3μm2的樣品占比3.11%，平均滲透率為1.31×10-3μm2(圖3a)。雷三段儲集巖樣品總體滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占比56.37%，介于(0.01～1)×10-3μm2之間的樣品占比31.82%，(1～10)×10-3μm2之間的樣品占比9.65%，大于10×10-3μm2的樣品占比2.16%，平均滲透率為1.07×10-3μm2(圖3b)。雷四段儲集巖樣品總體滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占比46.73%，介于(0.01～1)×10-3μm2之間的樣品占比22.35%，(1～10)×10-3μm2之間的樣品占比26.68%，大于10×10-3μm2的樣品占比4.24%，平均滲透率為1.42×10-3μm2(圖3c)。

圖3 雷口坡組碳酸鹽巖儲層滲透率分布圖

根據物性分析表明，川西南部地區雷口坡組儲層屬于低孔低滲儲層，總體上儲集巖較為致密。

孔滲關系顯示，雷口坡組孔隙度和滲透率呈一定正相關關系，孔隙度增加，滲透率趨于增大，但樣品點分散，孔滲關系較為復雜，既有高孔低滲、又有低孔高滲和高孔滲樣品(圖4)。說明雷口坡組孔滲關系不僅受孔喉結構的控制，還受到裂縫的影響，反應雷口坡組發育裂縫-孔隙型和孔隙型儲層。

圖4 雷口坡組巖心孔隙度、滲透率散點圖

3 儲層發育影響因素

川西南部地區的儲層物性為低孔隙度，低滲透率，儲集層主要由沉積作用和成巖作用等因素控制。

沉積作用是控制碳酸鹽巖儲層的重要因素，雷口坡組沉積相分布以及儲層的展布表明，儲層較好的發育環境為淺水高能環境[5]。雷口坡組儲層主要發育在雷三段和雷四段，其中,顆粒巖、藻類和砂巖含量較高，粒間溶孔和粒內溶孔發育較多。但在研究中，雷一段和雷二段幾乎不發育，儲層的垂向分布反應了儲層與沉積環境的變化密切相關。

雷一段和雷二段沉積期，泥晶灰巖和泥晶云巖灘體大體分布于川中，川南等瀉湖環境深水地區，輔以南部康滇古陸的陸源碎屑如泥質碎屑，石英碎屑較多，導致了此階段的沉積期暴露較為困難，溶蝕作用弱，不利于儲層發育。

雷三段沉積期，海平面大幅下降，出現了大規模的淺灘。灘體由于水體深度較淺，容易暴露出來，使得混合水白云石化作用與早期大氣淡水溶蝕作用得以出現，形成了大量的晶間溶孔與粒間溶孔，這是形成良好儲集層的關鍵。

雷口坡組四段主要發育蒸發臺相。雷四段中下部以大套膏巖夾薄層膏質云巖為主，膏巖類礦物或假晶常見，可見干裂、鳥眼構造。研究區內蒸發臺地相主要可分為蒸發潮坪亞相和蒸發瀉湖亞相，蒸發潮坪亞相主要處于主要巖石類型為膏巖、巖鹽、云質膏巖。可進一步劃分為膏坪、云膏坪、膏云坪等微相。 蒸發瀉湖亞相鹽度極高，水流循環極差，蒸發作用強烈，容易成為濃縮殘余鹵水的匯集場所，以大段巖鹽發育為特點，主要巖性為膏巖、巖鹽和雜鹵石。

區內優質儲層大多發育于顆粒灘沉積環境，表現為儲層發育程度與沉積相帶關系密切。有利的沉積相帶為儲層的形成和演化奠定了良好的物質基礎，決定了早期孔滲層的時空分布[6]。

白云化作用改善儲層物性，區內白云巖物性普遍好膏巖、灰巖。不同巖石類型物性統計以及測井解釋顯示，除了雷口坡組頂部發育與巖溶相關的灰巖儲層外，區內雷口坡組儲層基本發育于云巖中，且隨著巖石中白云石含量的增加，孔隙度逐漸增加，說明云化作用對儲層孔隙的形成至關重要。

川西地區雷口坡組原巖碳氧同位素分析結果顯示，為δ13C具低正異常、δ18O為低負異常特征，δ13C值為0.082%～0.327%，平均值為0.212%；δ18O值為-0.629%～0.192%，平均值為-0.238%；Z值為125.78～132.35，平均值為128.74(表1)。以Z=120為海水和淡水分界線，Z值越高反映流體鹽度越高，反應白云巖形成時為高鹽度的成巖環境。

表1 川西南部地區雷口坡組碳、氧同位素表

川西南部地區雷口坡組沉積以后，經歷了印支運動、燕山運動和喜山運動等多期構造運動影響，產生了大量的局部構造及斷裂系統。構造作用形成的裂縫，極大地改善了碳酸鹽巖儲層的滲濾能力，為酸性介質對儲層的改造提供了滲流通道，是溶蝕作用發育的重要條件。

溶蝕作用是雷口坡組較為常見的成巖作用現象之一，區內鉆井巖心及薄片上均可見到溶蝕作用和溶蝕孔發育，溶蝕作用發育程度各異，多期次發育，溶蝕作用與區內雷口坡組儲層的形成有密切關系。

4 結論

1)顆粒白云巖儲層和微生物灰巖儲層為主要儲集層，其中儲集較好的層位主要發育在雷口坡組三段和四段；

2)儲集層儲集空間包括粒間溶孔，粒內溶孔和晶間孔，發育裂縫-孔隙型和孔隙型儲層；

3)淺水高能環境使得雷口坡組儲層主要發育在雷三段和雷四段，儲層發育程度與沉積相帶關系密切，成巖期膠結作用和壓實作用破壞了儲層的性質，埋藏期的溶蝕作用和白云石化作用與儲層發育有極為密切的關系。