川东五百梯长兴组台缘生物礁储层沉积学特征
2011-01-13郑荣才文华国
郑 博,郑荣才,2,周 刚,文华国,2
(1.成都理工大学沉积地质研究院;2.成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室)
川东五百梯长兴组台缘生物礁储层沉积学特征
郑 博1,郑荣才1,2,周 刚1,文华国1,2
(1.成都理工大学沉积地质研究院;2.成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室)
川东五百梯地区长兴组发育台内海槽、台地前缘缓斜坡、台地边缘生物礁滩和开阔台地4个相带,其中环海槽发育的台地边缘相带贯穿整个川东地区并绵延数百公里,是寻找生物礁滩型气藏最有利的相带。以五百梯地区长兴组台地边缘生物礁滩为例,可将其划分为礁基、礁核、礁顶、礁前和礁后等诸亚相,其中最有利储层发育的亚相为礁核和礁顶亚相,储集岩主要为礁滩相白云岩及晶粒白云岩。在地震剖面中利用丘状杂乱反射和气烟囱效应可对礁相储层进行有效预测,白云岩化和溶蚀作用是控制礁型气藏形成的关键因素,也是形成优质礁相储层的基础,而裂缝则大大提高了储层的孔、渗性。
台地边缘;生物礁;储层特征;埋藏白云岩化;上二叠统长兴组;川东地区
生物礁是在造礁生物作用下形成的原地碳酸盐岩隆起。因其具有高孔、高渗特征而容易成为良好油气储层。据M.T.哈尔布特等统计,世界313个大型碳酸盐岩油气田探明可采油气总量为1 434.5×108t[1],其中油占 52%,即 750.1×108t,气占 48%,即684.4×108t油当量。川东地区上二叠统长兴组礁滩相是油气勘探获得重大突破的地区之一,已发现一系列礁滩相气田,勘探的核心内容之一是寻找优质礁滩相储层,因此,有关长兴组礁相储层的沉积学特征受到石油地质工作者的高度重视[1-12]。为了更好地了解川东地区上二叠统长兴组生物礁储层特征,笔者以五百梯地区长兴组生物礁为例,利用岩心描述、铸体薄片鉴定、物性、压汞、X-衍射、电子探针等分析资料,探讨了川东地区生物礁储层的沉积学特征,为该区生物礁储层预测和油气勘探开发提供了依据。
1 地质概况
五百梯含气构造带位于四川盆地东部开江县、开县境内,呈北东—南西向带状展布,区域上属于川东弧形褶皱构造带的东北段,面积近1.0×104km2(图 1)。已有勘探开发资料和前人研究成果表明,开江—梁平台内海槽形成于晚二叠世长兴期早时,充填和消亡于早三叠世飞仙关期晚时。其成因与峨嵋“地裂运动”期间位于南秦岭的勉略—紫阳洋盆三叉裂谷系中向南东方向扬子板块延伸的南支裂陷作用有关,具有“坳拉槽”性质[2]。其不仅控制了以普光、黄龙场、五百梯为代表的上二叠统长兴组礁滩相地层的分布,对环“开江—梁平台内海槽”广泛发育长兴组礁滩相油气藏,乃至对下三叠统飞仙关组鲕滩相气藏的分布也有直接的控制作用[3-4]。
图1 四川东部长兴组沉积相展布图Fig.1 Sedimentary facies distribution of Changxing Formation in eastern Sichuan
2 生物礁特征
2.1 礁沉积相特征
五百梯地区长兴组中上部台地边缘生物礁广泛发育,礁体位于台地与盆地之间的过渡带上,呈丘状和长垣状,沿台地边缘成群成带分布,垂向上与台地边缘浅滩密切共生或以台地边缘浅滩为生长基座。礁的形态特征和发育规模取决于海水能量、斜坡坡度、造礁生物繁殖能力和数量,以及暴露于大气的频率及其形成后的海底胶结作用。区域上已有的生物礁相研究成果[1-14]表明,五百梯地区生物礁类型属于台地边缘生物礁(图1)。生物礁主要发育于长兴组中、上部,按沉积相特征和产出位置,可划分为礁基、礁核、礁顶、礁前和礁后等诸亚相(图2)。垂向上具2个以上成礁旋回,优质礁相储层多发育于每一礁旋回的中、上部,礁旋回顶部常被浅滩和潮坪相沉积覆盖(图2)。造礁生物主要为串管海绵,水螅、苔藓虫次之,其中串管海绵主要有柱状海绵类、串珠状海绵类、囊状海绵3类。附礁生物众多,有腕足、瓣鳃、海百合、腹足、有孔虫及蜓等类型。礁内孔、洞多被砂屑及生物屑充填,部分充填泥晶和亮晶胶结物。
2.1.1 礁基亚相
礁基位于生物礁底部,主要由浅滩相砂屑、生物碎屑灰岩构成,是生物礁生长发育的基垫。
2.1.2 礁核亚相
(1)骨架礁微相
图2 台地边缘生物礁相剖面结构(天东2井)Fig.2 The profile structure of platform margin reef
岩性为亮晶海绵骨架礁灰岩(图版Ⅰ-1),由原地生长堆积的海绵和少量水螅、苔藓虫等造礁生物相互缠绕丛生搭架组成抗浪骨架,含量一般为50%~60%,最多可达80%。造礁生物主要为硬体的房室海绵,多呈块状和柱状。骨架孔中灰泥充填物较少,而多世代胶结作用形成的栉壳结构非常发育,或被连晶方解石充填,反映这种以海绵为主的骨架礁灰岩(或白云岩)形成于水动力条件很强的沉积环境。海底胶结作用极发育,岩石局部孔、洞较发育且含量为20%~30%,部分孔、洞中充填有沥青,属于最有利储层发育的微相。
(2)障积礁微相
由原地丛生状海绵和苔藓虫等造礁生物捕集灰泥和生物碎屑组成,岩石类型为浅灰色块状海绵礁灰岩,夹浅灰色亮晶砂屑、生物屑灰岩(图版Ⅰ-2)。造礁生物含量在20%~30%,且多呈串珠状、囊状和柱状,灰泥含量高达50%,反映水体相对较深和水动力较弱的低能沉积环境。岩石中孔洞局部较发育,含量为10%左右,大部分被方解石晶体充填,属于较有利储层发育的微相。
(3)黏结礁微相
岩性为蓝绿藻-海绵黏结礁灰岩(或白云岩)(图版Ⅰ-3),由造礁生物海绵与蓝绿藻呈原地披覆状相互黏结生长而形成层状或块状的抗浪礁块体,其间充填泥晶方解石、生物碎屑等(图版Ⅰ-4)。主要造礁生物仍为硬体的房室海绵,其含量一般为30%~40%,附礁生物含量为10%~20%,充填物含量为40%~60%,反映中等—较强水动力条件的沉积环境。往往保存有较多的生物体腔孔和黏结格架孔,孔、洞非常发育,其间充填方解石晶体,也属于有利储层发育的微相。
需要指出的是,长兴组礁相储层多为经埋藏白云岩化改造而成的各类礁白云岩[5],白云岩由细—中、粗晶白云石组成(图版Ⅰ-5、图版Ⅰ-6、图版Ⅰ-7、图版Ⅰ-8),往往具有残余生物礁结构,发育有非常好的晶间孔和晶间溶孔,局部发育有超大溶洞,各类孔、洞被方解石或碳化沥青不完全充填,部分孔、洞呈未充填状。因此,此类礁相白云岩储集空间非常发育,是最有利的储集岩类。
2.1.3 礁坪亚相
礁坪是指低潮时部分或全部出露的由死亡的生物礁岩组成的宽旷平地,水深1~2 m,沉积物主要来自前方被波浪打碎的礁屑,但可含有丰富的原地固着生长的造礁生物,以及各种生物碎屑。
2.1.4 礁前亚相
礁前亚相主要是指台缘礁面向盆地方向的斜坡位置,主要为礁前塌积组成,岩性为灰色块状礁角砾灰岩夹礁灰岩,局部白云石化。
2.1.5 礁后亚相
礁后指受到台地边缘生物障蔽保护的低能环境,由潮坪和泻湖微相组成,岩性为泥晶灰岩、含生物屑藻屑灰岩,残余生屑粉—细晶白云岩,有时含泥质。
2.2 生物礁相分布与储层关系
以五百梯地区天东1井、天东2井、天东74井、天东72井、天东64井对比剖面为例(图3)。长兴期在靠近开江—梁平台内海槽区台地边缘带的天东2井、天东74井、天东72井形成较大规模的海侵并进型礁,其中以天东2井纵向上的微相类型最丰富,包括礁前塌积、礁坪、礁核和礁基。长兴末期,受海退引发的暴露强烈剥蚀作用影响,上覆的浅水或蒸发相沉积物无一残留。天东1井一线则是向盆地过渡的前缘斜坡相,岩性主要为泥—微晶灰岩,而天东64井过渡为开阔台地相,岩性主要为微晶灰岩夹颗粒灰岩,局部白云石化,此两相带储层都不发育。
根据五百梯地区长兴组储层纵、横向分布与沉积相关系可以看出:大部分储层发育于长兴组中、上部台地边缘生物礁和浅滩相的白云岩中,储层厚度与白云岩厚度呈明显的正相关关系。通过储层与沉积相纵、横向的对比,可见除少部分储层发育于前缘斜坡或开阔台地相外,大部分储层发育在台地边缘生物礁和浅滩组合的岩隆带核心部位。
2.3 生物礁沉积模式
生物礁的形成和发展与成礁期古构造(特别是同生断裂)及古地理格架有密切的制约关系[6]。结合研究区长兴组生物礁时空展布特点及其与古构造、古地理的制约关系,以及对隐伏礁体及礁型油气藏的预测,提出长兴组生物礁沉积模式(图4)。阶梯式断陷使台地边缘逐步后退,发育多条成熟的台缘堤礁或链状堤礁带,在台缘隆起后方发育不成熟或半成熟的台内点礁。晚二叠世沉积前,川黔运动或峨眉地裂运动使台地边缘的某些基底断裂(齐跃山及方斗山断裂)处于持续活动状态,台地内部也可能存在由次级断裂造成的局部隆起,它们对川东—鄂西的古地理格架起了重要控制作用。
晚二叠世早期,该区为一陆缘碳酸盐缓坡,水体介质条件及生物(造礁及附礁生物)的分异度均不具备成礁条件。长兴组初期,海水向陆侵进,盆地的相对沉陷使台地边缘变陡,适宜的介质条件及繁殖的造礁生物与附礁生物使台地边缘的个别地段发育不成熟的点礁,它们与礁间的碎屑滩组成陆棚的镶边。随着盆地下陷,海水向陆侵进(P22c),台地边缘逐渐后移,形成新的台缘镶边。而在老的台地边缘,由于相对海平面上升,部分点礁将被淹没而死
亡(如彭水);而另外一些点礁(如利川吴家湾)则因条件有利而得以继续向上营造。台地边缘礁体迎着风浪生长,抗浪能力强,养料丰富,能形成坚固的格架;加之发育时间长,故多发育为成熟的堤礁或链状堤礁。由于海水向陆侵进,台地边缘后退,在老的台缘后方的合适地带(如同生断裂活动)又将形成新的台地边缘。在新的台地边缘上的合适地段(如丰都太运),上述演化过程由台缘点礁到台缘堤礁重复出现。
图4 川东地区生物礁形成模式Fig.4 Formation model of reef in eastern Sichuan
长兴组末期,由于相对海平面的持续上升,台地边缘礁体被淹没而停止发育,但适合成礁的海水可漫过台地边缘隆起进入台地内部,在某些微地貌隆起上也可以成礁。但由于发育时间短,成礁层位高,且成礁物质分散在广阔的陆棚泻湖内,因而只能形成不成熟或半成熟的台内点礁。
3 生物礁储层特征
3.1 孔隙发育特征
五百梯地区长兴组台地边缘生物礁以礁灰岩、礁白云岩、颗粒白云岩为有利储集岩类。储层孔隙类型丰富,主要包括粒间孔、晶间孔、晶间溶孔、粒内溶孔和铸模孔。
3.1.1 原生孔隙
该类孔隙包括原生骨架孔和粒间孔,是生物礁或滩在原地生长堆积时形成的坚固骨架之间的孔隙和颗粒间孔隙(图版Ⅰ-5)。研究区生物礁岩主要由海绵(含少量苔藓虫和红藻)与附礁生物及充填物组成,因而原生孔隙主要发育在高能环境下形成的海绵、骨屑、藻屑灰岩中。原生礁骨架孔、粒间孔和生物体腔孔非常发育,但由于成岩胶结作用和充填作用,原生孔隙已大多被充填堵塞,致使这类孔隙遭受严重破坏而逐渐丧失。
3.1.2 粒间溶孔
该类孔隙主要发育在强烈白云岩化的礁白云岩和颗粒白云岩中,进一步的溶蚀作用可形成大量晶间溶孔。
3.1.3 粒内溶孔
该类孔隙主要分布于部分生物碎屑、海绵、藻屑中,形态不规则,大小不等,孔径大小一般为1~15 mm,是常见的孔隙类型。粒内溶孔可由早期大气淡水对海绵和生物碎屑进行不完全溶蚀而形成,也可在中成岩期颗粒白云岩化后由于有机酸成熟发生溶蚀形成粒内晶间溶孔。晚期粒内孔部分被铁方解石和沥青充填,导致粒内溶孔大大减少(图版Ⅰ-5)。
3.1.4 铸模孔
该类孔隙由礁滩复合体中的各种生物被选择性溶蚀而形成,溶蚀程度极不相同,这与原始组分有关。一般螺壳、瓣鳃、海百合易被溶蚀,当颗粒全部被溶蚀掉时即形成铸模孔,而有孔虫、腕足等基本不发生溶蚀。铸模孔在长兴组礁储集岩中占重要地位,是除白云石晶间孔和晶间溶孔之外的主要孔隙类型。不同的岩石中,铸模孔的数量不同,通常为0~8%。该类孔隙对储层的贡献较大。
3.1.5 晶间孔、晶间溶孔和超大溶孔
该类孔隙主要发育在颗粒和粉—细晶白云岩中,是最重要的储集空间,其中晶间孔呈规则的多面体状,以中、小孔为主(图版Ⅰ-6)。但伴有溶蚀作用的则形成扩大的晶间溶孔或超大溶孔(图版Ⅰ-7),多为中孔和大孔,部分为溶洞,孔径为2~10 mm,面孔率为5%~18%。
3.1.6 破裂缝和溶缝
按照成因可分为压溶缝合线缝、成岩破裂缝、构造破裂缝和沿裂缝发育的溶缝(图版Ⅰ-8)。其中,压溶缝合线缝多呈锯齿状分布,缝合线内充填压溶残余的有机质和泥质;成岩破裂缝表现为切割颗粒或粒缘的不规则网状裂缝,裂缝较细;构造裂缝较平直,缝内往往充填有晚期次生矿物,如铁方解石、石英、萤石、黄铁矿等;溶缝大多数是在各类破裂缝的基础上溶蚀发展而成,其中成岩破裂缝易被溶蚀而形成不规则状的“串珠状”溶孔,后期被充填。
3.2 物性特征
五百梯地区长兴组礁相储层孔隙度平均为2.65%,渗透率平均为8.0 mD,而礁白云岩大多属于中孔、中—高渗型储层(表1)。孔隙度与渗透率具弱正相关性(图5),相关系数仅为0.28。在同一孔隙度范围内,渗透率的变化为2~3个数量级,说明裂缝对改善储层的渗流能力起关键作用。五百梯长兴组生物礁储层总体上属于低孔、低渗型储层,部分属于低孔、中渗型。
表1 五百梯地区生物礁储层孔、渗分布Table 1 Distribution of porosity and permeability of reef in Wubaiti area
图5 五百梯地区生物礁孔、渗相关图Fig.5 Correlation diagram of porosity and permeability of reef in Wubaiti area
3.3 孔隙结构特征
3.3.1 喉道形态特征
长兴组生物礁储层喉道以孔隙缩小型、缩颈型、管状喉道型与片状喉道型为主,基本未见点状喉道。 最大连通孔喉半径(Rc10)为 0.08~44.91 μm,平均为 10.407 4 μm;中值孔喉半径(Rc50)为 0.005 4~15.46 4 μm,平均为 1.303 1 μm。 其中,Rc50<0.10 μm的微喉样品占 50.9%,0.10 μm<Rc50<0.5 μm 的细喉样品占 25.5%,0.5 μm <Rc50<2 μm 的中喉样品占5.9%,Rc50>2 μm 的粗喉样品占 17.6%,产出规模上多以微喉为主,次为细、粗喉,少量中喉。
3.3.2 孔喉组合关系
五百梯长兴组生物礁储层的储集空间是由多种类型的孔隙组合而成,但往往以其中一种或几种孔隙占主导地位。从铸体薄片资料来看,岩石的各种溶孔虽然较发育,但孔隙之间的连通性仍然较差,其孔喉关系以小—中孔、微喉组合为主,小孔、细喉型组合与小孔、粗喉型组合次之,少部分为中—小孔、中喉组合以及微孔、中喉型组合。
3.3.3 毛管压力曲线特征
饱和度中值压力为0.02~12.67 MPa,平均为1.19MPa;进汞率为55.39%~85.83%,平均为75.26%;退汞率为 34.47%~80.44%,平均为 63.31%(图 6)。毛管压力曲线以陡斜式为主,平直段短,表明孔喉分选为较差—中等,以小孔喉为主。总体反映出饱和度中值压力较大、退汞压力小、退汞率较高、孔喉较小且均值较高的特点。
图6 储层毛管压力曲线特征Fig.6 The capillary pressure curves of reservoir
4 生物礁储层的识别和主控因素
4.1 生物礁储层的地震识别
由于来自生物礁的地球物理参数,诸如振幅、频率、波形、速度、连续性等,都有可能与围岩不同,从而导致生物礁地震反射的特殊性。生物礁的地震反射特征可归纳为反射外形、内部反射结构、底部反射和边界反射特征等方面。在一些大型的生物礁油气田,礁体上方有时伴生的杂乱反射现象,称之为气烟囱效应。五百梯长兴组气藏是礁滩体组合的独立岩性气藏,礁滩相储层与周围地层岩性结构差异大,在构造应力场中形成力学尖点。在品质好的常规地震剖面上,某些部位反射波突然出现丘状杂乱反射,振幅大幅度减弱,形成了地震模糊带,从而产生特殊的气烟囱效应(图7)。
图7 长兴组生物礁滩相储层地震识别模式Fig.7 Seismic facies pattern of reef flat reservoir of Changxing Formation
五百梯构造带气藏是较早发现的生物礁型气藏,钻井揭示五百梯气藏是生物礁型气藏。在地质产状上,生物礁呈微晶灰岩中规模不大的叠置透镜体状分布,反映五百梯生物礁为规模较小的丘礁群。因礁体规模小,利用普通地震资料很难准确判断礁体分布。为分析五百梯生物礁地震响应特征和储层预测,20世纪80年代采集过一条宽测线,此次研究在对该条宽测线进行精细处理过程中,发现了五百梯丘礁群的地震响应具有典型的气烟囱效应。在瞬时振幅剖面上(图7),礁相储层气烟囱地震响应特征如下:
(1)礁滩体内部反射波杂乱,如天东2井生物礁发育部位与大天2井非生物礁发育部位进行对比(图7中的椭圆内),生物礁发育部位反射波明显中断和杂乱,而非生物礁发育部位为连续地震波组。
(2)二叠系底部通常是连续稳定的反射波组,但在生物礁下方具有很强的反射波组中断,并且形成一个杂乱反射条带,气烟囱效应在礁的下方特别突出(图7中的方框内)。
(3)礁下方有下拉现象,这是断层或裂缝发育而造成反射波速度降低的特殊现象。
(4)在品质良好的地震剖面上出现地震模糊带。
结合密度测井数据分析,五百梯丘礁群密度比围岩密度更大,因此礁体更“硬”,区域构造活动过程中的构造应力必然集中,致使礁体内部及其附近裂缝发育和溶蚀强烈,从而产生气烟囱效应。
4.2 生物礁储层发育的主控因素
影响五百梯地区长兴组生物礁储层的岩性因素较为复杂。但总体来看,沉积作用是基础,且影响储层的大致展布;成岩作用是关键,且控制储层的最终形态。
4.2.1 沉积微相对储层发育的控制
五百梯地区长兴组生物礁储层的物性分析结果表明,孔隙度以礁坪、骨架礁和黏结礁较高,为有利储层发育的微相;其余依次为生屑滩和浅水缓坡以及静水泥,属相对有利储层发育的微相类型;而大部分潮坪、泻湖、障积礁以及塌积角砾等微相的孔隙度普遍较低,一般不利于储层发育。渗透率以塌积角砾、骨架礁和黏结礁相对较高,其次为浅水缓坡、潮坪、障积礁和生屑滩微相,而静水泥和泻湖的渗透率很低或特低,为特低渗储层或无效储层。综合各微相类型的碳酸盐岩孔、渗性特征,表明骨架礁和黏结礁为最有利储层发育的相带。
4.2.2 成岩作用对储层发育的影响
研究区礁滩成岩作用有压实作用、压溶作用、胶结作用、白云岩化作用、溶蚀作用、破裂作用和充填作用,其中对储层影响最大的主要是胶结作用、白云岩化作用和溶蚀作用。
(1)胶结作用
研究区胶结作用主要有4种类型:早期多世代环边栉壳状胶结作用、等粒状粉—细晶方解石胶结作用、粗—巨晶方解石胶结作用、连晶方解石胶结作用。早期多世代环边栉壳状胶结作用中的第一世代形成时期较早,多呈等厚环边的纤维状方解石胶结作用,多见于渗流带,重结晶后多呈栉壳状结构。形成稍晚的第二世代和第三世代分布于第一世代环边之上,但晶片明显细于第一世代。等粒状粉—细晶方解石与早期等厚环边的栉壳状胶结物组成二世代或多世代胶结结构,为等粒状粉—细晶方解石胶结的主要特征。根据粗—巨晶方解石胶结作用形成于栉壳状胶结物的白云岩化作用之后,可知粗—巨晶方解石胶结作用发生在早成岩阶段晚期—中成岩阶段早期。连晶方解石胶结作用以其形成于晶面呈弧形鞍状的白云石沉淀之后,并与碳质沥青共生为显著特征,为早成岩阶段晚期至晚成岩阶段早期深埋藏环境的产物。
(2)白云岩化作用
长兴组生物礁储层发育的岩石类型有泥—粉晶(亮晶)生屑海绵白云岩、生屑叠层藻白云岩、生屑泥晶白云岩、泥晶藻屑白云岩、残余生屑海绵粉—晶白云岩、亮晶角砾白云岩、细晶白云岩、中—粗晶白云岩等。从上述岩石类型可以看出,成岩期埋藏白云岩化是形成长兴组碳酸盐岩储层最为普遍和最为重要的成岩作用[9]。最新研究成果进一步证明,长兴组成岩期埋藏白云岩化流体来源于飞仙关组囚禁的海源孔隙卤水,而且具有多期次白云岩化的特点[3],可划分为5个白云岩化期次:①准同生白云岩。它形—半自形泥—微晶结构是准同生期白云岩的典型结构,常具泥质条带、鸟眼、石膏假晶等潮汐成因标志和钙结壳暴露成因标志。此类白云岩的成因没有争议,所有研究者都用蒸发泵白云岩化模式加以解释,即在干旱炎热的气候条件下,在礁滩顶部或受障壁岛、滩后泻湖—潮坪环境,由蒸发浓缩形成的高镁卤水交代灰泥形成的准同生白云岩化作用有关。②早成岩阶段埋藏白云岩化。该期次埋藏白云岩化以原始沉积结构保存较完整和选择性溶解为主要特点,主要有2种岩石类型:灰质粉—细晶礁白云岩,由很脏的它形—半自形粉—细晶白云石组成,礁结构保存完好;粉—细晶礁白云岩,礁结构大部分保存较好,但几乎不含残余灰质组分。③中成岩阶段埋藏白云岩化。以重结晶为主,岩石类型主要为具不明显残余结构的粉—细晶礁白云岩,部分为细—中晶礁白云岩,广泛发育晶间孔、晶间溶孔与超大溶孔。④晚成岩阶段埋藏白云岩化。以继续强烈重结晶作用为主,岩性主要为中晶和中—粗晶白云岩,白云石晶形好,部分具雾心亮边结构,常见晶面呈马鞍状的粗晶异形白云石,反映热液成因特征。由强烈重结晶作用形成的白云石晶间孔和晶间溶孔非常发育,溶孔中常充填有自生石英晶体和较多的碳化沥青。⑤晚成岩阶段白云岩碎裂化作用。以发生构造碎裂化和局部重结晶作用为主,也伴随有强烈的溶蚀和自生石英沉淀。岩石被密集的网状裂缝分割成大小不均匀的碎块,导致原始岩石结构完全消失,沿裂缝广泛发育的溶蚀孔、洞、缝连通性非常好,内充填有自生石英和碳化沥青,局部硅化。
(3)溶蚀作用
溶蚀作用在长兴期次发育,按先后顺序可将溶蚀过程划分为如下几个阶段:①早期溶蚀作用。主要发生在近地表环境,礁复合体由于受淡水影响,发生明显的选择性溶蚀作用,礁复合体中各种骨屑的溶蚀程度不同,溶蚀度序次与骨屑壳质原始成分密切相关。其中以海绵的溶蚀程度较强,普遍发育多孔状溶蚀孔、洞,其次为螺类及少数蜒类,其中螺类多形成铸模孔。棘屑和其它骨屑基本上不受溶蚀的影响。造成选择性溶蚀的主要原因是大气淡水对岩石进行选择性溶蚀的结果。②中期溶蚀作用。主要发生在礁复合体早期白云岩化之后的浅—中深埋藏成岩环境,具有非选择性溶蚀特征,即对全岩进行溶蚀。该时期的溶蚀作用主要发生在粉—细晶白云岩中,以形成白云石晶间溶孔为特征,晶间溶孔可相互连通或呈孤立状,部分可连通形成较大的晶间溶孔,也可见到压溶缝或破裂缝溶蚀扩大形成的溶缝,溶缝与孔、洞连接,局部形成“炭渣状溶孔”,此类溶孔多呈未充填状,是对储层有利的成岩溶蚀作用阶段。③晚期溶蚀作用。主要发生在礁复合体强烈白云岩化之后的深埋藏成岩环境。该阶段以铸模孔常常被破坏或者是溶蚀作用切割早期胶结组构,晚期的溶孔、铸模孔及溶蚀缝隙内以充填有热液沉淀的次生矿物为显著特征,如石英、天青石、铁方解石和异形白云石。此外,与TSR有关的溶蚀作用和自然硫也常可见到[15-16],白云岩中的溶孔、溶缝及溶洞等储集空间大多被保留下来,常被碳化沥青半充填。
5 结论
(1)五百梯生物礁主要以枝状、丛状造礁生物海绵捕集灰泥和生物碎屑组成的海绵障积岩为主,原地生长的海绵、水螅和少量苔藓虫组成的骨架岩和海绵团块组成的黏结岩次之。按沉积相特征和产出位置可划分为礁基、礁核、礁顶、礁前和礁后等诸亚相,其中最有利储层发育的为礁核亚相,又可细分为骨架礁、障积礁、黏结礁和礁坪滩等微相类型。
(2)储集岩主要为礁白云岩和晶粒白云岩,灰质云岩和膏质云岩次之,有效的储集空间主要是晶间孔和晶间溶孔,其次为超大溶孔和粒内溶孔。根据孔、渗关系,研究区储层属于低孔、中—低渗储层。
(3)长兴组储层发生的强烈的白云岩化造成岩石中白云石的斑状、块状及层状白云岩化作用。白云岩化越彻底,形成的块状、层状白云岩化对改善孔、渗性往往越有利。因此,白云岩化作用的发育程度、发育时期和产出特征无疑控制了储层的发育程度和分布。埋藏白云岩化及晚期溶蚀作用对形成有利的储集空间具有重要贡献。
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Sedimentary characteristics of platform margin reef reservoir of Upper Permian Changxing Formation in Wubaiti area,eastern Sichuan
ZHENG Bo1, ZHENG Rong-cai1,2, ZHOU Gang1, WEN Hua-guo1,2
(1.Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China; 2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)
There are four facies belts developed in ChangxingFormation in Wubaiti area,includingintraplatformtrough(deep water basin),platform slope,platform margin reef flat and open platform.The platform marginal facies of continental shelf around intraplatform trough developed well.It is across entire eastern Sichuan and extends hundreds ofkilometers,and it is the most important facies for seekingreefgas reservoir.The platformmargin reefin Wubaiti area can be divided intofive subfacies,includingreefbase,reefcore,reefcrest,reeffront and reefbehind,amongwhich reef core and reef crest are the most favorable subfacies for the reservoir development.The reservoir rocks are mainly dolomite of reef and shoal facies and grain dolomite.Hummocky disorder reflection and chimney effect in seismic profile can be used to effectively predict reef reservoir.Dolomitization and dissolution are not only the key factors for controllingthe formingofreefgas reservoir,but alsothe basis for forminghigh qualityreefreservoir.The fracture raises the porosityand permeabilityofreservoir.
platformmargin; reef; reservoircharacteristics; burieddolomitization; UpperPermianChangxingFormation;eastenSichuan
TE122.2
A
1673-8926(2011)03-0060-10
2011-01-10;
2011-03-12
中国石油西南油气田分公司项目(编号:20090302-02-02)“川东长兴组生物礁地质特征与分布规律研究”资助。
郑博,1985年生,男,成都理工大学在读硕士研究生,研究方向为沉积学和石油地质学。地址:(610059)四川省成都市成都理工大学沉积地质研究院。E-mail:sanyecao711@yahoo.cn
图版Ⅰ
涂晓燕)