川南地區沙溪廟組淺層致密砂巖沉積微相及儲集物性

羅炫 陳克勇 雷一文 劉文磊 崔靖 唐迅 聶煥然

1. 中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦 四川 瀘州 646000

2. 成都理工大學能源學院 四川 成都 610059

隨著中國油氣勘探領域由常規轉入非常規，致密砂巖油氣藏成為了重要的勘探領域，并取得了大量的成效[1]。四川盆地總面積約19×104km2，超過80%的區域沉積了侏羅系沙溪廟組致密砂巖儲層[2]。經過多年的勘探開發，已在全盆地建立多個針對沙溪廟組的致密砂巖氣田。近年來四川盆地川中地區侏羅系沙溪廟組勘探接連取得重大突破，截止到2021年12月，金華-秋林區塊累計測試56口專層井，獲工業氣井54口，成功率達96%。永淺區塊沙溪廟組勘探已獲良好成效，鉆井過程中沙一段普見油氣顯示，多口直井測試獲高產工業氣流，證實了區域上沙溪廟組儲層的富氣性。

川南地區沙溪廟組埋深淺（0～1500m），部分區域大面積出露地表，以往的油氣勘探未加以重視[3]，總體研究程度較低。針對沙溪廟組沉積和儲層方面的研究主要在川東北[4]、川西、川中等區域[5]，川南地區主要在川西南地區。川南宜賓-瀘州地區沙溪廟組油氣顯示良好，測試井54口，獲工業氣井41口。研究區內大塔場區塊勘探已獲良好成效，廟高寺區塊也在200m井深附近測試獲得工業性產氣。對研究區進行精細的沉積相及儲集物性研究，為“十四五”期間川南接替區致密氣增儲上產提供有力支撐。

1 地質概況

四川盆地為典型克拉通盆地，自下古生界以來經歷了印支、燕山、喜山等多期構造運動，形成了包括川東古斜中隆高陡斷褶帶、川北古中坳陷低緩帶、川西中新坳陷低陡帶、川中古隆中斜低緩帶和川南古坳中隆低陡穹形帶5個次級的構造單元。

川南宜賓-瀘州研究區構造上位于川中古隆中斜低緩帶和川南古坳中隆低陡穹形帶。包括50余個地面及腹地構造，面積約1.2×104km2。

沙溪廟組是一套巨厚的陸相碎屑沉積，依據葉肢介頁巖劃分為沙一段和沙二段。依據陸相高分辨率層序地層理論，將其劃分為沙一段，沙二1、沙二2、沙二3、沙二4亞段5個四級旋回。沙一段可進一步劃分為沙一1、沙一2、沙一3三個亞段，見表1。

表1 地層劃分方案

2 沉積特征及沉積相

2.1 沉積相標志

2.1.1 顏色特征

川南地區沙溪廟組泥巖總體以暗紫色、紫紅色為主，在沙一段和沙二段下部分布有灰色或灰綠色泥巖，在沙一段與沙二段之間穩定分布有3～5m的黑色、灰黑色葉肢介頁巖。說明沙溪廟組地層沉積期總體為炎熱干旱氣候和暴露氧化的沉積環境。在沙一段與沙二段過渡期為還原或弱氧化環境。

2.1.2 巖性特征

巖性主要為細-粗粒長石巖屑砂巖，石英含量41%～64%之間，平均為52.5%；長石含量在12%～31%之間，平均為22.2%；以鉀長石為主（17.6%），少量斜長石（3.3%），巖屑含量在20%～35%之間，平均為25.3%；以沉積巖巖屑和變質巖巖屑為主（分別為9.9%和9.8%）；巖漿巖巖屑較少（5.6%）。填隙物以方解石膠結為主，含量在1%～30%，平均11%，其次為黏土雜基充填，含量在1%～7%，平均3.3%，偶見綠泥石或硅質膠結。巖石磨圓度為次棱狀，分選中等-好，點-線接觸、孔隙式膠結為主。從巖性特征上，具有河流和三角洲的特征。

2.1.3 粒度特征

粒度概率累計曲線呈現兩段式，或以跳躍和懸浮兩個總體為主的三段式。滾動總體粒徑0～1.5Φ之間，含量小于10%，跳躍總體粒徑1～3Φ之間，含量在60%～70%，懸浮總體粒徑大于3Φ，含量在30%～40%。C-M圖反映主要為PQ段的牽引流特征，為懸浮和滾動的搬運方式。從粒度特征上反映了河流及三角洲的典型特征。

2.1.4 沉積構造特征

根據巖芯和野外露頭觀察，沙溪廟組地層發育大量的平行層理、斜層理、板狀交錯層理、沙紋層理、底沖刷、底部及層間順層礫巖、正韻律等沉積構造特征，反映總體強水動力條件及間歇性洪水沉積環境。從沉積構造特征上，反映了河流和三角洲的典型特征。

2.1.5 測井響應特征

根據取芯井巖芯與測井響應曲線特征分析，塔19井取芯段巖性巖性以綠灰色中-粗粒砂巖為主，中段見角礫巖（礫石為紫紅色泥礫為主，順層團塊狀），可見底沖刷，正粒序特征明顯，GR曲線響應為低幅箱形。為三角洲平原分流河道典型特征。

塔18井取芯段巖性主要為灰綠色泥巖和粉砂質泥巖，少量淺灰色細砂巖，指示低能、水下弱還原環境，砂巖正粒序，見少量泥礫，GR曲線響應為高值平直形及局部低幅小相形。為淺水三角洲前緣特征。

GR曲線幅度大小可反映砂巖顆粒粗細特征。GR漏斗形反映砂巖由下向上變粗的逆粒序特征，為三角洲前緣河口壩典型特征；GR漏斗形+箱形+鐘形組合反映砂巖由下向上變粗后又變細的粒序特征，對應為三角洲前緣河口壩+水下分流河道的組合；GR齒化箱形反映砂巖總體均勻，頂底突變，內部由多個小型正粒序組成，對應三角洲平原分流河道沉積；GR鐘形反映砂巖由下向上變細的粒序特征，對應曲流河邊灘或邊灘+天然堤組合沉積。

2.2 沉積相類型及沉積演化

根據沉積相標志綜合分析，沙一段-沙二1亞段為淺水三角洲沉積，包括三角洲平原和三角洲前緣兩個亞相。縱向上，沙一段的三個亞段中，由下向上分別為三角洲前緣-三角洲平原-三角洲前緣演化。在沙二段底部達到最大湖泛，之后在沙二1亞段下部為三角洲前緣沉積，向上過渡到沙二1亞段上部為三角洲平原沉積。之后在沙二2、沙二3、沙二4亞段均為曲流河沉積。

根據單井沉積相類型識別及縱向演化規律分析，建立了工區東西向沉積微相連井對比剖面。在工區內，相帶橫向分布穩定，縱向演化規律一致。邊灘、分流河道和水下分流河道微相具有厚度大，橫向分布相對穩定的特征，工區內大面積分布，其次為河口壩和決口扇微相。天然堤和河道滯留沉積微相為河道伴生微相，通常厚度較薄。

依據單井沉積微相類型劃分與識別，結合亞段內砂地比信息，分析了各亞段優勢相平面部分。沙一1亞段-沙二1亞段為三角洲沉積，總體表現為多條（水下）分流河道呈網狀從工區西南部和南部流入，形成大面積交織連片分布；沙二2-沙二3亞段為曲流河沉積，平面總體表現多條河道從工區南部流入，由于縱向多期河道疊加影響，平面形成大面積連片。沙二4亞段由于在工區內大面積剝蝕，厚度保存差異大，未開展沉積相平面分析。

3 物性特征

與川東五寶場沙溪廟組砂巖孔、洞、縫型儲集空間不同，川南宜賓-瀘州地區沙溪廟組儲層儲集空間類型為孔隙型，包括殘余粒間孔、原生粒間孔、粒間溶孔和粒內溶孔等，其中以殘余粒間孔和粒內溶孔最為常見。經壓汞數據分析，儲層最大連通孔喉半徑（Rd）為0.4～4.03μm，平均為1.27μm，儲層平均孔喉半徑（R50）為0.04～0.32μm，平均0.12μm。

根據常規物性分析數據統計，儲層孔隙度介于3.03～12.4%，平均8.6%，滲透率介于0.017～2.91×10-3μm2，平均0.45×10-3μm2，中值為0.18×10-3μm2，屬于低孔、低滲砂巖儲層。孔隙度與滲透率具有較好的正相關關系，數據分布無明顯異常，說明本地區砂巖儲層孔隙類型較為單一。

4 沉積相與物性關系

經單井沉積微相劃分和物性參數測井解釋，統計了不同沉積微相內物性參數分布規律。結果表明，物性最好的為曲流河邊灘微相，其孔隙度平均為8.8%，滲透率平均為0.423×10-3μm2。其次為三角洲平原分流河道微相和三角洲前緣水下分流河道微相，其孔隙度均為7.6%，滲透率分別為0.271×10-3μm2和0.227×10-3μm2。三角洲前緣河口壩微相亦可成為較好的儲層，其孔隙度平均為5.8%，滲透率平均為0.121×10-3μm2。三角洲平原及曲流河上的決口扇和天然堤微相、曲流河河道滯留沉積微相，雖然在局部也具有較高的孔滲，但由于其厚度薄（小于5m），難以形成有效的儲層。三角洲前緣分流間灣、三角洲平原洼地和曲流河泛濫平原主要由紫紅色泥巖、泥質粉砂巖構成，儲集物性差。

5 結束語

1）川南宜賓-瀘州地區沙溪廟組沙一段～沙二1亞段整體為淺水三角洲沉積，期間有兩次由三角洲前緣向三角洲平原沉積演化，分別對應著四個亞段，在之后的沙二段三個亞段均為曲流河沉積。

2）儲層儲集空間類型為孔隙型，以殘余粒間孔和粒內溶孔為主，其次為原生粒間孔和粒間溶孔，總體屬于低孔、低滲致密砂巖儲層。

3）曲流河邊灘微相物性最好，其次為分流河道微相和水下分流河道微相，河口壩微相亦可成為較好的儲層，決口扇、天然堤微相、河道滯留沉積微相物性較差，分流間灣、洼地和泛濫平原主要由紫紅色泥巖、泥質粉砂巖構成，為非儲層。