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四川盆地龙王庙组优质储层形成与分布的主控因素

2014-01-04刘树根宋金民赵异华宋林珂田艳红尹柯惟李俊良

关键词:龙王庙四川盆地寒武

刘树根,宋金民,赵异华,钟 勇,宋林珂,田艳红,梁 锋,尹柯惟,李俊良

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学),成都610059;2.中国石油西南油气田公司川中油气矿,四川 遂宁629001)

下寒武统龙王庙组(C1l)是目前四川盆地下古生界油气勘探的热点层位。2011年,风险探井高石1井发现了龙王庙组气层;2012年,四川盆地磨溪地区多口井在龙王庙组获得日产逾百万立方米的高产天然气,由此在磨溪构造带发现了安岳龙王庙组特大型气田,是迄今为止中国地层最古老、单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气藏。磨溪区块龙王庙组探明含气面积779.9 km2,探明地质储量440.38×109m3,可采储量308.2×109m3[1-3]。目前的研究表明,高石梯-磨溪地区龙王庙组为台地相颗粒滩沉积,主要受控于沉积古地貌、海平面变化与古水深[4,5];但盆地规模的龙王庙组储层的主控因素尚不明确,这制约了油气勘探工作的进一步开展。本文以盆地周缘露头、盆内钻井岩心和薄片资料,对龙王庙组储层的岩石学、物性特征、成岩作用进行研究,结合构造演化和下寒武统烃源岩成烃史,探讨龙王庙组储层形成分布的控制因素,供油气勘探工作者参考。

1 地层对比

四川盆地寒武系分布广泛、发育齐全,但是不同地区的划分方案不同、地层名称也不尽相同[6-9]。尽管如此,不同地区的地层划分仍具有较好的对比性(表1,图1)。

川西南地区下寒武统划分为麦地坪组、九老洞组、遇仙寺组和龙王庙组,代表性剖面为乐山-范店剖面、金石1井和威28井。龙王庙组厚度在90~100m,下部为灰色-浅灰色薄-中层状豆粒、鲕粒白云岩、砂质白云岩、砂屑白云岩,中上部为薄层状泥-粉晶白云岩、泥质白云岩、灰质白云岩、粉砂质白云岩夹泥岩,主要为内缓坡浅滩-潮坪相沉积[7,10]。

川东南地区下寒武统划分为麦地坪组、牛蹄塘组、明心寺组、金顶山组和清虚洞组。其中清虚洞组为寒武系龙王庙阶沉积,代表性剖面为丁山1井、林1井、习水良村和吼滩大岩剖面。清虚洞组厚度100~600m,下部为深灰色泥质灰岩、灰色鲕粒灰岩,中部灰色泥质白云岩、灰质白云岩,夹灰白色石膏层、灰白色膏质灰岩,上部为深灰-灰色粉-细晶白云岩、鲕粒白云岩,上部夹少量砂泥岩。向上白云岩及膏岩、盐岩明显增多。平面上膏岩、盐岩主要分布在盆地南部及中部的自贡、泸州、邻水附近,最厚达600余米(临7井、座3井),为一等斜碳酸盐缓坡-蒸发坪-陆棚潟湖沉积[9,10]。

川北地区下寒武统划分为水井沱组、郭家坝组、仙女洞组、阎王碥组和孔明硐组。其中孔明硐组为寒武系龙王庙阶沉积,代表性剖面为南江杨坝剖面和天星1井,厚度在120~200m。杨坝剖面下部为浅灰白色中层状燧石石英砂岩夹细砾岩、黄灰色页岩;上部为浅灰色中层状白云质鲕粒灰岩,夹页岩和细砂岩;天星1井主要为砂屑白云岩、鲕粒白云岩、含灰质微细晶白云岩;主要为局限台地浅滩沉积[10-12]。

川中地区下寒武统划分为麦地坪组、筇竹寺组、沧浪铺组和龙王庙组,代表性剖面为GS17井。龙王庙组厚度在70~100m,下部为深灰色白云质灰岩、粉砂质白云岩,中部为细砂屑白云岩、粉砂屑白云岩,上部为灰色鲕粒白云岩,主要为内缓坡-中缓坡沉积[2,5]。

2 优质储层特征

2.1 岩性特征

磨溪-高石梯地区、威远-资阳地区龙王庙组岩性以颗粒白云岩、晶粒白云岩为主,局部含泥质纹层/条纹/条带。优质储层主要为粉-细晶(残余)砂屑白云岩、粉-细晶(残余)鲕粒白云岩、粉-细晶白云岩。

粉-细晶(残余)砂屑白云岩:白云石粉晶-细晶结构为主,残余砂屑结构清晰,多数含量(面积分数)>60%,局部可达80%,颗粒支撑,以点和线接触为主。砂屑主要为细砂屑-中砂屑,局部见粉屑及砾屑,磨圆较好,粒间亮晶胶结(图2-A)。

表1 四川盆地及邻区寒武系划分对比表Table1 The division and comparison of the Cambrian strata in Sichuan Basin and its adjacent areas

图1 四川盆地下寒武统东西向地层对比图Fig.1 Correlation of the Lower Cambrian strata from the east to the west in Sichuan Basin

粉-细晶(残余)鲕粒白云岩:白云石粉晶-细晶结构为主,残余鲕粒结构清晰,面积分数多大于60%。鲕粒类型多样,可见正常鲕、复鲕、薄皮鲕、偏心鲕等,鲕粒内部较为污浊,磨圆较好,粒径大小在0.2~1mm,集中在0.5~1mm,粒间为亮晶胶结。颗粒支撑为主,多以点接触,局部见压实作用,呈线接触。可见白云石充填的裂缝切穿鲕粒(图2-B)。

粉-细晶白云岩:以晶粒白云石为主,以粉-细晶结构为主,局部见中晶白云石,偏光显微镜下原岩结构不清晰,阴极发光显残余砂屑结构,故原岩为颗粒灰岩,后期经白云石化作用和重结晶作用,形成晶粒白云岩(图2-C)。

2.2 储集空间类型及特征

图2 四川盆地龙王庙组岩石学特征与储层特征Fig.2 Lithological and reservoir characteristics of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin

通过川中地区和威远-资阳地区岩心观察和薄片鉴定,龙王庙组储集空间类型多为粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、铸模孔和生物钻孔/潜穴、裂缝和溶洞。

2.2.1 粒间溶孔

该类孔隙是龙王庙组颗粒滩储层最重要的储集空间。粒间溶孔部分已溶蚀扩大,且多分布不均,进一步分为3种类型:针孔状、斑块状和条带状,内部多充填沥青,岩心观察中显示出亮暗相间的不规则斑状,镜下可见沥青全充填或半充填孔隙(图2-D)。孔径多数>50μm,以粒间大孔和粒间中孔为主。

2.2.2 晶间孔

晶间孔是指白云石晶体之间的孔隙,一般呈棱角状。其孔隙大小除与晶粒大小及其匀称性有关外,还受排列方式的影响,一般多发育在粉-细晶白云岩中。主要有3种类型,一种是晶间微孔(图2-E,F),与白云石化作用过程中的减体积效应有关;另一种是晶间溶孔,与白云石晶体之间的残留方解石的溶蚀有关(图2-C);第三种为重结晶作用形成的晶间孔(图2-F),多发育在较粗大的自生亮晶粉-中晶白云石和马鞍状白云石之间。前两类孔径多在20~60μm,被沥青全充填或半充填;第三类孔径多数>60μm,为晶间大孔,多被沥青充填。

2.2.3 粒内溶孔/铸模孔

粒内溶孔是(准)同生-早成岩阶段颗粒内部部分被选择性溶蚀作用而形成的孔隙,孔隙直径小于颗粒直径,主要发育在颗粒白云岩中,如鲕粒内溶孔、砂屑内溶孔。当溶蚀作用继续进行,把颗粒基本完全溶解,仅剩下颗粒的模,并形成与颗粒形态、大小完全相似的孔隙,则称之为铸模孔(溶膜孔),如鲕膜孔、砂屑膜孔等。粒内溶孔和铸模孔二者经常是过渡的。镜下见粒内溶孔/铸模孔在后期多被沥青全充填或半充填(图2-G)。

2.2.4 生物潜穴/钻孔

在生物潜穴/钻孔内部溶蚀而形成的孔隙。生物潜穴发生于没有固结的沉积物中,被亮晶白云石充填(图2-H);生物钻孔发生于硬化的沉积物中,薄片中见藻砂屑黏结砾屑内部生物钻孔,被粉晶白云石充填。龙王庙组仅局部见生物碎屑,因此该孔隙发育有限。

2.2.5 溶洞

溶洞孔隙为非组构选择性的次生孔隙,孔径>2mm,相对孤立且形态不规则,孔壁不规则,多呈溶蚀港湾状。研究区溶洞分布不均,呈孤立状或顺层分布,部分被自生白云石或石英充填,局部呈亮暗相间的斑块状。这类储集空间多与(准)同生期或表生期喀斯特作用有关。川中地区MX23井深度为4 806.5m处可见溶洞被自形晶白云石半充填,溶洞大小为12cm×3cm(图2-I);川西南威远构造威寒105井2 452.8~2 462m井段,溶蚀孔洞有774个,直径>10mm的大洞有59个,5~10mm的中洞150个,小洞565个,岩心测试和测井解释均显示该段孔隙度普遍大于3%,最高达6%,渗透率普遍大于1.6×10-3μm2[11]。

2.2.6 裂缝

裂缝在碳酸盐岩储层中是一种重要的储集空间类型和流体渗滤通道,主要见构造缝、溶蚀缝和压溶缝。构造缝的特点是边缘平直,延伸远,具有明显的方向性,被(马鞍状)白云石全充填呈脉状,或半充填及未充填。溶蚀缝是指酸性成岩流体溶蚀或改造所形成的,不规则,可呈多期发育,互相切割,被白云石、有机质或黄铁矿全充填或半充填。压溶缝常见的是缝合线,以锯齿状或高角度缝合线为主,多被泥质、有机质、黄铁矿、陆源石英和白云石充填。

2.3 岩石物性特征

通过对高石梯-磨溪地区3口井的334个岩心物性样品进行统计,孔隙度最大值为11.28%,最小值为0.32%,平均孔隙度为2.49%,孔隙度>2%的样品占47.97%。渗透率最大值为117×10-3μm2,最小值为0.000 229×10-3μm2,平均渗透率为2.19×10-3μm2,渗透率>0.01×10-3μm2的样品占60.98%(图3)。运用CT扫描与核磁共振技术研究发现,MX13井龙王庙组白云岩储层渗透率介于(0.001~2)×10-3μm2,平均为0.32×10-3μm2;孔隙度介于2%~10%,平均为4.62%,超过60%的储层孔隙度<6%,其对应的渗透率一般也小于0.1×10-3μm2,具有基岩孔渗低、非均质性强、孔洞缝发育的特征;中孔以上的储集空间达到了90%[13]。

图3 高石梯-磨溪地区龙王庙组孔隙度与渗透率关系图Fig.3 Relationship between the porosity and permeability of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in the Gaoshiti-Moxi area

2.3.1 物性纵向发育特征

以MX12井为例,常规物性分析数据显示孔隙度为0.32%~11.28%,平均为2.03%,>2%的占37.02%,其中2%~6%的占33.59%,6%~12%的占3.44%,随着井深的增加孔隙度和渗透率有减小的趋势(图4)。岩性中以含有机质溶孔细晶残余砂屑白云岩的孔隙度值较高,多数孔隙度>2%,渗透率>0.001×10-3μm2的占54.58%,孔隙度与渗透率略呈正相关。

测井解释孔隙度>2%的有效储层厚度为56.2%,测井解释气层孔隙度为 7.013%~7.408%,渗透率为(1.385~1.579)×10-3μm2,含水饱和度为8.814%~15.360%;差气层孔隙度为2.690%,渗透率为0.044×10-3μm2,含水饱和度为13.121%。邻近的MX13井岩心观察,缝的总密度达7.79条/m,有效缝密度达6.70条/m,洞总密度6.15个/m。

2.3.2 微观孔喉结构特征

图4 MX12井龙王庙组物性相关图Fig.4 The property relationship of the Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Well MX12

根据四川盆地中部地区龙王庙组压汞曲线形态特征,可将毛细管压力曲线划分为4类。(1)中孔粗喉型:分选好、粗歪度,该类储层具有高孔隙度、高渗透率特征,储层孔喉结构粗、分选中-好。(2)中孔中-粗喉型:双台阶、分选中-好,储层具有粗、细不同的两套孔喉系统,平直段主要出现在粗孔喉段,分选中-好、粗歪度、中值压力较小,具有较好的渗透能力。(3)细孔细-中喉型:分选好,略细歪度,储层粗、细孔喉分布较散,分选好,略细歪度和中等的中值压力,储集性能中-低。(4)细孔细喉型:分选较好,细歪度。储层以细孔喉集中分布为特征,分选较好,细歪度和高中值压力,储集性能较差(图5)。

2.3.3 高石梯-磨溪地区物性平面展布规律

高石梯-磨溪地区龙王庙组孔隙度>2%的有效储层厚度较大,钻井厚度20~60m的占68.18%。厚度中心为MX8-MX11-MX202井区和MX12井区,GS2井区仅厚5.6m,向西北方向剥蚀,向东南方向厚度减小(图6)。

2.4 成岩作用特征

对四川盆地龙王庙组储层成岩作用的研究主要集中在川中地区和川西南地区。因该层位埋藏深,且经历多次构造运动和多期油气成藏,成岩作用过程复杂,发生的成岩作用有泥晶化、白云石化、胶结、溶蚀、压实和压溶、重结晶、充填、破裂和油气充注等[14],主要的建设性成岩作用为白云石化作用、溶蚀作用和烃类(有机酸)充注作用。

2.4.1 主要建设性成岩作用

图5 四川盆地中部地区龙王庙组压汞曲线分类图Fig.5 Four types of the mercury injection curves of the Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin

a.白云石化作用。川中地区白云石化作用主要为基质白云石化、粒间胶结白云石化和溶蚀作用形成的非组构选择性溶蚀孔、洞、缝充填白云石化。第一期基质白云石化发生在准同生期海水成岩环境,同时发生粒间海水胶结白云石化(图7-A)。第二期白云石化为准同生期淡水白云石化,主要为淡水溶蚀作用形成的粒间次生孔隙,胶结白云岩沿颗粒呈环带状胶结,阴极发光为亮橘红色光(图7-B)。第三期白云石化主要为埋藏溶蚀作用形成的非组构选择性溶蚀孔、洞、缝充填白云岩,白云石晶粒较粗,多与沥青、自生石英、黄铁矿等全充填或半充填溶蚀孔、洞和缝,阴极发光为昏暗发光,该期见热液白云石化作用形成的马鞍状白云石、天青石与萤石共生的矿物组合(图7-E)。其中,第一期海水白云石化作用发育最为广泛,为后期成为优质碳酸盐岩储层提供了先决条件。

b.溶蚀作用。川中地区溶蚀作用见(准)同生期淡水溶蚀作用、埋藏溶蚀作用和表生溶蚀作用,其中前两种溶蚀作用最为发育。(准)同生期淡水溶蚀作用主要发生在颗粒白云岩间,形成选择性溶蚀孔隙粒内溶孔和铸模孔等,多被白云石、沥青和黄铁矿等充填(图7-C)。埋藏溶蚀作用主要为烃类(有机酸)充注过程中形成的溶蚀孔、洞、缝,多被沥青等全充填或半充填(图7-D);同时,热液溶蚀作用较强,溶蚀孔隙多被马鞍状白云石、自生石英、萤石、天青石和黄铜矿等热液矿物全充填或半充填(图7-E)。其中,(准)同生期淡水溶蚀作用和烃类(有机酸)充注最为重要,前者主要发育在颗粒白云岩中,为后期流体渗滤提供条件;后者主要发育在颗粒白云岩和晶粒白云岩中,形成的孔隙为优质储层提供了优质的储集空间。

图6 四川盆地中部地区龙王庙组储层厚度(孔隙度>2%)分布图Fig.6 The thickness(porosity>2%)distribution of the Low Cambrian Longwangmiao Formation in the central area of the Sichuan Basin

图7 四川盆地中部龙王庙组主要建设性成岩作用Fig.7 Constructive diagenesis of the Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin

c.烃类(有机酸)充注作用。川中地区该成岩作用广泛发育,总共发育两期,第一期为浅-中埋藏阶段烃类(有机酸)充注作用,主要发生在颗粒白云岩中,残余沥青充填在粒内孔隙或粒间溶孔的孔壁(图7-C);第二期发生在中-深埋藏阶段,与烃类(有机酸)充注作用伴随的溶蚀作用发育,形成的溶蚀孔、洞、缝在研究区(尤其是颗粒白云岩)中大量存在,残余沥青呈斑块状半充填或全充填孔隙(图7-D)。该成岩作用在绵阳-长宁拉张槽与川中古隆起叠合部位(磨溪地区)最为发育。

川中地区海水准同生白云石化作用为龙王庙组优质储层形成的先决条件,(准)同生期淡水溶蚀作用和烃类(有机酸)充注作用为优质储层形成和保持助力,这三者相辅相成,最终形成川中龙王庙组优良的储集性能。

2.4.2 绵阳-长宁拉张槽两侧龙王庙组成岩作用对比

通过对川中-川西南地区龙王庙组成岩作用的详细研究发现,绵阳-长宁拉张槽对其有一定的控制作用(表2)。拉张槽东侧的颗粒白云岩最为发育,(准)同生期组构选择性淡水溶蚀作用、烃类充注作用强,表生喀斯特作用和热液作用中等;拉张槽内(准)同生期组构选择性淡水溶蚀作用、烃类充注作用中等,表生喀斯特作用和热液作用较强;拉张槽西侧(准)同生期组构选择性淡水溶蚀作用中等,烃类充注作用弱,表生喀斯特作用较弱,热液作用中等。整体来说,拉张槽东侧优质储层建设性成岩作用最为发育,拉张槽内及邻近西侧次之,远离拉张槽则不太发育。

表2 绵阳-长宁拉张槽两侧龙王庙组主要成岩作用对比分析Table2 Comparison of the diagenesis of the Longwangmiao Formation across the Mianyang-Changning intracratonic sag

3 优质储层形成的主控因素

本文将绵阳—长宁拉张槽和川中古隆起的形成演化、下寒武统筇竹寺组的成熟生烃史与龙王庙组沉积-成岩演化史相结合,确定了龙王庙组优质储层形成分布的主控因素,并指出了优质储层发育的有利地区。

3.1 龙王庙组早期优质储层形成与分布的主控因素

刘树根等(2013)和钟勇等(2013)依据大量二维、三维精细地震资料标定、解释和联井分析,在四川盆地西部地区首次发现了兴凯地裂运动形成的早寒武世绵阳-乐至-隆昌-长宁拉张槽[16,17]。在龙王庙组沉积期,拉张槽处于消亡阶段,拉张作用和沉降作用几乎停止,水体从浑水演变为清水,由浅水陆棚相过渡为浅海相。但这并不意味着由拉张槽东西两侧正断层下盘引起的古地貌差异的消失。龙王庙组沉积期继承了下寒武统麦地坪组、筇竹寺组和沧浪铺组的沉积古地貌,拉张槽正断层上盘形成古地貌低地;拉张槽东西两侧的高石梯-磨溪地区和威远-资阳地区,为拉张槽断层的下盘,形成古地貌高地。龙王庙组沉积期,乐山—龙女寺古隆起的雏形尚未形成,拉张槽东侧的高石梯和磨溪地区在古地貌上形成了以磨溪地区为高地,向南西高石梯、北东方向缓斜的特征(图8-A)。这种古地貌差异特征在新近发表的研究成果上也有论述,认为最西边的磨溪—女基井一带地貌最高,中间的高石梯—广安一带次之,东边的荷包场—盘龙场一带则地貌最低[4,5]。这种古地貌的差异性控制着颗粒滩的发育(图8-A),磨溪地区颗粒白云岩厚度多在30~70m,高石梯地区则多在20~50m。

图8 四川盆地中部龙王庙组早期优质储层形成模式图Fig.8 Formation model of the early high-quality reservoir rocks of the Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin

前人将四川盆地龙王庙组划分为1个Ⅲ级层序和4个Ⅳ级层序,表现出总体向上变浅的特点,发育有完整的海侵体系域和高位体系域[5]。海平面的变化控制着滩体发育的期次,颗粒滩多发育在单个旋回的海退阶段[5]。伴随着构造运动的抬升,海平面缓慢下降,在海平面低水位期,发育在古地貌高地上的颗粒滩就暴露于大气淡水成岩环境。在海水之上发育区域性开放的淡水透镜体,以较高的渗流带和活跃的边缘混合带为特征,发生强烈的组构选择性溶蚀作用。这是因为早寒武世海洋的性质为冰室期的文石海,主要沉淀的文石泥和/或高镁方解石,在海底成岩环境中孔隙水具海水性质,这些颗粒是相对稳定的;但当它们处于大气淡水成岩环境时,孔隙水为大气水,这些颗粒就变得不稳定,发生溶蚀作用,形成铸模孔。这些早期的孔隙主要分布在古地貌高地的高能沉积物中(图8-B)。

因此,龙王庙组早期优质储层发育分布主要受沉积古地貌高地的控制。古地貌高地有利于颗粒滩沉积,易于发生纵向加积,形成厚度较大的颗粒滩体;并且颗粒滩沉积于平均浪基面附近,大气淡水易对先期的颗粒进行溶蚀,形成铸模孔、粒内溶孔和粒间溶孔。古地貌高地的发育和分布又受控于绵阳—长宁拉张槽东西两侧断阶的下盘隆升。因此,龙王庙组早期优质储层应沿绵阳—长宁拉张槽东西两侧,尤其是东侧断阶高地大致呈南北向分布(东侧断阶拉张断距大于西侧)[16]。鉴于拉张槽中段拉张断阶断距最大[16],中段断阶两侧(高磨地区和威资地区),尤其是东侧(高磨地区)古地貌高地最为明显,龙王庙组早期优质储层理应在高磨地区最为发育。

3.2 龙王庙组晚期优质储层形成与分布的主控因素

中上扬子下寒武统烃源岩主要集中在筇竹寺组下段,其有效烃源岩的分布范围与早寒武世绵阳-长宁拉张槽的展布是一致的[16]。众多研究已揭示,下寒武统烃源岩主要集中在筇竹寺组下段[1-3,16]。四川盆地下组合天然气主要来自于下寒武统烃源岩[1-3,16]。四川盆地下寒武统烃源岩厚度和平均生气强度平面展布与绵阳—长宁拉张槽范围重叠,充分揭示拉张槽的发育对下寒武统优质烃源岩分布的控制作用[16,17]。在四川盆地内,拉张槽内下寒武统烃源岩最厚,生烃强度最大,生烃量最多(麦地坪组和沧浪铺组也可生成一定的烃量)。因此,拉张槽是四川盆地下组合的主要供烃中心[16]。

伴随着烃源岩的演化和成岩作用的进行,拉张槽内的优质烃源岩会不断地向拉张槽外供烃。川中古隆起(川中高石梯-磨溪-龙女寺地区)在拉张槽下陷前并未形成;在奥陶系沉积前川中古隆起才具有雏形;加里东早期古隆起的形态具有明显被拉张槽分隔为川西南和川中两个古隆起;加里东运动使古隆起范围内拉张槽中段区域抬升,进而使得拉张槽西侧的乐山-威远和拉张槽东侧的巴中-达州-万县的隆起区与川中地区相连成为联合古隆起,直至海西早期(二叠纪前)最终定型为现在所熟知的乐山-龙女寺古隆起[18],拉张槽两侧自奥陶纪开始一直处在构造高部位,为烃类充注的有利指向区(图9-A)。

拉张槽内优质烃源岩的成藏关键时刻有3个,第一是志留纪浅埋藏初始生油;第二是晚二叠世至晚三叠世的生烃高峰,形成古油藏;第三是中侏罗世至晚白垩世的古油藏裂解[2]。

龙王庙组烃类充注主要发生在早成岩阶段的浅-中埋藏环境和中-晚成岩阶段的中-深埋藏成岩阶段。烃类充注一方面对先期的孔隙起到保护作用,另一方面会导致进一步的有机酸溶蚀作用,形成晚期优质储层。早成岩阶段的烃类充注后,因乐山-龙女寺古隆起受加里东和海西运动的影响,龙王庙组被抬升到地表-近地表环境,第一期古油藏遭受破坏,形成第一期沥青,主要充填在粒间溶孔、粒内溶孔和晶间孔中。中-晚成岩阶段的烃类充注量大,尤其是中三叠世后,拉张槽筇竹寺组烃源岩开始成熟并进入大规模排烃期,烃类(有机酸)理应向当时邻近的高部位运移聚集。此时,位于拉张槽东西两侧的高石梯-磨溪地区和威远-资阳地区正好处于隆起(川中古隆起)带上(图9-A),是烃类(有机酸)运移聚集的指向地区(图9-B),也是龙王庙组晚期优质储层最发育的地区。

图9 四川盆地中部龙王庙组晚期优质储层形成模式图Fig.9 Formation model of the late high-quality reservoir rocks of the Longwangmiao Formation in the central area of Sichuan Basin

高石梯-磨溪地区和威远-资阳地区处于龙王庙组优质储层形成早晚均有利部位,应是四川盆地龙王庙组优质储层最发育地区。鉴于拉张槽中段东侧断阶高地较西侧明显,且断阶陡更易于烃类(有机酸)向高部位运移聚集,故高石梯-磨溪地区龙王庙组优质储层整体上应较威远-资阳地区好一些。此外,在龙王庙组沉积时,磨溪地区处于古地貌高地的中心部位,高石梯地区位于古地貌高地西斜坡。整体上,磨溪地区龙王庙组优质储层较高石梯地区发育。

总之,龙王庙组优质储层最发育地区应为绵阳—长宁拉张槽与川中古隆起轴线重叠区的两侧地区。然而,由于拉张槽西侧地区喜马拉雅期构造改造作用强烈,保存条件差,不利于龙王庙组天然气大规模成藏[16]。因此,四川盆地内龙王庙组优质储层最发育和天然气大规模成藏最有利地区均是绵阳-长宁拉张槽与川中古隆起相重叠区的东侧,即高石梯—磨溪地区。

4 结论

a.四川盆地下寒武统龙王庙组在不同地区岩性略有差异,但整体上具有可对比性。威远-资阳和高石梯-磨溪地区优质储层主要为粉-细晶(残余)砂屑白云岩、粉-细晶(残余)鲕粒白云岩、粉-细晶白云岩。储集空间类型多为粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、铸模孔和生物钻孔/潜穴、裂缝和溶洞。

b.龙王庙组储层属于中低孔低渗型,具4种类型的孔喉结构,纵向上随着深度的增加,孔隙度和渗透率呈减小的趋势。

c.高石梯-磨溪地区龙王庙组孔隙度>2%的有效储层厚度多在20~60m,磨溪地区较高石梯地区有效储层厚,向西北方向剥蚀,向东南方向厚度减小。

d.龙王庙组成岩作用类型有泥晶化作用、海底胶结作用、准同生期白云石化作用、同生期喀斯特作用、大气淡水胶结作用、浅埋藏重结晶作用、压实压溶作用、表生溶蚀作用、埋藏白云石化作用、液态烃充注作用和热液作用。

e.龙王庙组优质储层受绵阳-长宁拉张槽、(准)同生期喀斯特与烃类(有机酸)充注作用共同控制。拉张槽断层下盘形成的古地貌高地控制了颗粒滩的发育;(准)同生期大气淡水喀斯特作用形成粒间溶孔和粒内溶孔,有利于后期溶蚀孔洞的形成;烃类充注作用,尤其是中-晚期成岩阶段中三叠世后筇竹寺组烃源岩成熟并大规模排烃,既能形成大量孔隙,又能对储层起到积极的保持和建设作用。

f.绵阳—长宁拉张槽东西两侧断阶形成的古地貌高地控制了龙王庙组早期优质储层的形成和分布;中三叠世期间拉张槽内下寒武统供烃中心与川中古隆起重叠地区是龙王庙组晚期优质储层最发育地区。四川盆地内龙王庙组优质储层最发育和天然气大规模成藏最有利地区均是绵阳-长宁拉张槽与川中古隆起相重叠区的东侧,即高石梯—磨溪地区。

在本文相关的研究过程中,得到中国石油西南油气田公司川中油气矿和研究院、中国石化西南分公司和勘探南方分公司的大力支持,在此深表谢意!

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