川西坳陷中段须四段储层定量成岩相特征

陈贤良，纪友亮，杨克明

（1.西安科技大学，陕西 西安 710054；2.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石化西南油气分公司，四川 成都 610016）

川西坳陷中段须四段储层定量成岩相特征

陈贤良1，2，纪友亮2，杨克明3

（1.西安科技大学，陕西 西安 710054；2.中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249；3.中国石化西南油气分公司，四川 成都 610016）

利用储层地质学理论与方法，对川西坳陷中段须四段储层压实、胶结和溶蚀3种主控成岩作用的成岩强度定量计算，厘定成岩强度标准，并在此基础上划分成岩相类型，建立不同类型成岩相测井响应特征，研究成岩相平面展布特征。结果表明：压实强度划分为弱、中、中强和强4个标准，胶结程度及溶蚀程度均划分为弱、中和强3个标准，将川西坳陷中段须四段储层划分为中强压实中溶蚀相、强压实中溶蚀相、强胶结弱溶蚀相、强压实弱溶蚀相、强胶结相和强压实相6种成岩相类型，成岩相平面展布受物源和沉积相的控制作用明显。其中，中强压实中溶蚀相和强压实中溶蚀相为有利的储集相带，平面上主要分布在孝新合构造带和中江—洛带地区，纵向上，上亚段相对优质成岩相储层物性好于下亚段。

成岩作用；成岩相；须四段；川西坳陷中段

0 引言

成岩相是现今储层面貌的直接反映［1-2］，对应于研究区构造、沉积和成岩因素，是成岩作用的直接表现［3］。因此，开展储层成岩相研究能更进一步准确地确定有利成岩储集体，从而更有效地指导油气勘探。

川西坳陷位于四川盆地西部，研究区位于川西坳陷中段，包括安县—绵阳以南、大邑—成都以北、龙门山以东、龙泉山以西的地区。须四段为前陆盆地期沉积充填，主要由冲积扇、曲流河、辫状河、扇三角洲、三角洲和湖泊沉积充填构成［4-5］，岩性由中、细粒砂岩与页岩、碳质页岩夹薄煤层的不等厚互层组成。依据岩性组合特征，可进一步分为3个亚段，其中，上、下亚段主要由黑色、深灰色泥页岩、炭质泥页岩与灰色中、细砂岩、粉砂岩不等厚互层组成，为研究区主要的油气产出段；中亚段由灰黑色泥页岩夹灰色细砂岩、粉砂岩组成。须四段现今埋藏深度大于3 500 m，属于深部储层，成岩演化已达到中成岩B期—晚成岩阶段，储层孔隙度0.28%～21.10%，平均4.88%，渗透率0.01×10-3～1.00× 10-3μm2，约占总数的70%，其中大于0.10×10-3μm2的约占40%，大部分储层已经致密化，为致密储层。因此，在储层整体致密背景下，寻找相对高渗的地区及其分布规律是进一步勘探的核心。前人关于须家河组成岩相方面的研究成果较少［3，6-12］，且以须家河组为制图单元。本文通过大量的相关资料分析，系统地开展了川西坳陷中段须四段亚段级别的储层成岩相特征研究，以期能为研究区下一步的油气勘探、开发工作提供一定的参考。

1 储层定量成岩相划分

对普通/铸体薄片、扫描电镜、阴极发光和X射线衍射等多种资料综合分析，川西坳陷中段须四段储层经历了压实、胶结、溶蚀、交代、构造破裂作用等多种成岩变化，形成了现今的储层面貌。其中压实、胶结和溶蚀对储层质量起着绝对的控制作用。储层现今特征表现为颗粒之间以线-凹凸接触为主（见图1a，1b），发育碳酸盐、硅质和黏土矿物胶结，以碳酸盐胶结为主（见图1c—1e），镜下可见长石、沉积岩岩屑、岩浆岩岩屑及碳酸盐胶结物等发生部分甚至全部的溶解，形成多种类型的次生孔隙（见图1j，1g）。

图1 川西坳陷中段须四段储层成岩特征

1.1 成岩强度定量计算

为了定量表征储层压实作用、胶结作用及溶蚀作用成岩强度，采用视压实率、视胶结率和视溶蚀孔隙度大小表示［1，13-14］。其中：视压实率反映沉积物被压实程度，视胶结率反映胶结作用对储层孔隙网络的充填程度，视溶蚀孔隙度反映溶蚀作用对储层孔隙网络的改造程度。具体计算公式［14］分别为

式中：a为视压实率；b为视胶结率；c为视溶蚀孔隙度；φ为原始孔隙度；Y为现今孔隙度；K为视溶蚀孔隙度；S为粒间胶结物体积分数（粒间胶结物不包括粒内先溶蚀后胶结的胶结物）；M为面孔率；R为溶孔体积分数。

依据上述计算过程，在对须四段储层资料进行系统整理和分析的基础之上，计算出视压实率、视胶结率和视溶蚀孔隙度，并划分了成岩强度标准（见表1）。

表1 川西坳陷中段须四段储层成岩强度划分标准

1.2 成岩相类型

依据成岩强度划分标准（见表1），采用成岩强度组合命名，即压实强度+胶结强度+溶蚀强度，考虑到成岩相名称的简约性和实用性，弱成岩强度将不参与命名。据此，须四段储层主要发育强压实中溶蚀相、中强压实中溶蚀相、强压实弱溶蚀相、强胶结弱溶蚀相、强胶结相和强压实相6种成岩相类型。

2 不同成岩相类型特征

2.1 强压实中溶蚀相

该相主要发育在三角洲前缘水下分支河道主河道沉积中，岩石类型以岩屑石英砂岩为主。镜下颗粒线-凹凸接触，原生孔隙保存较少、长石及易溶岩屑次生溶蚀孔隙发育（见图1j，1e）。视压实率平均78%，视胶结率平均22%，视溶蚀孔隙度平均5.9%。储层物性较好，孔隙度一般为6%～8%，渗透率变化较大（见表2）。

2.2 中强压实中溶蚀相

该相主要发育在三角洲前缘水下分支河道主河道沉积中，岩石以岩屑石英砂岩和钙屑砂岩为主。镜下颗粒线-凹凸接触，原生孔隙被压实破坏，溶蚀程度较强。视压实率平均为68%，视胶结率平均为37%，视溶蚀孔隙度平均为6.5%。储层物性较好，孔隙度一般为6%～10%，渗透率主要为0.1×10-3～1.0×10-3μm2（见表2）。

2.3 强压实弱溶蚀相

该相主要发育在三角洲前缘沉积环境中，岩石类型以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主。镜下颗粒线-凹凸接触，原生孔隙被大量压实破坏。视压实率平均值为81%，视胶结率平均值为40%，视溶蚀孔隙度平均值为3.7%。储层物性较差，孔隙度一般为2%～6%，渗透率主要为0.1×10-3～1.0×10-3μm2（见表2）。

2.4 强胶结弱溶蚀相

该相主要发育在三角洲前缘沉积环境中，岩石类型以岩屑砂岩和岩屑石英砂岩为主。镜下碳酸盐胶结强烈，原生孔隙被压实、胶结作用大量破坏。视压实率平均值为54%，视胶结率平均值为65%，视溶蚀孔隙度平均值为3.5%。储层物性较差，孔隙度一般为2%～6%，渗透率主要为0.1×10-3～0.5×10-3μm2（见表2）。

2.5 强胶结相

该相主要发育在龙门山前的冲积扇、河流和三角洲平原。镜下碳酸盐以连晶、孔隙式胶结（见图1e），溶蚀作用弱。视压实率平均值为67%，视胶结率平均值为89%，视溶蚀孔隙度小于1%。储层物性差，孔隙度小于2%，渗透率主要为小于0.05×10-3μm2（见表2）。

2.6 强压实相

该相主要发育在水动力条件弱的三角洲前缘和滨浅湖沉积环境中，储层岩性主要为粉砂岩和泥质粉砂岩，原生孔隙几乎被压实、胶结作用破坏殆尽 （见图1a）。视压实率平均值为86%，视胶结率平均值为77%，视溶蚀孔隙度小于1%。储层物性差，孔隙度小于2%，渗透率主要为小于0.05×10-3μm2（见表2）。

3 成岩相平面展布特征

3.1 研究方法

由于取心资料有限，利用薄片无法达到绘制单井、平面成岩相图的目的，而自然伽马和自然电位测井可以反映储层的岩性和沉积环境，密度、声波时差和中子孔隙度测井则是储层物性差异的最直观显示，电阻率测井可以间接反映储层的孔隙结构。因此，可以研究自然伽马、电阻率、声波、中子、密度等与成岩相的相关性，选择响应明显的曲线辅助成岩相判别［15-16］。

表2 川西坳陷中段须四段储层成岩相类型及特征

分析发现，须四段储层成岩相测井响应特征明显的是电阻率、声波时差和密度。因此，建立了须四段储层成岩相测井响应特征判别标准（见表3）。

表3 川西坳陷中段须四段储层成岩相测井响应特征

3.2 成岩相展布特征

在砂体展布图的基础之上，根据研究区47口钻井的单井成岩相测井解释，编制了须四段上亚段和下亚段储层成岩相平面分布图（见图2）。

平面上，下亚段龙门山前冲积扇、冲积平原及三角洲平原沉积主要发育强胶结相，孝新合构造带三角洲前缘发育中强压实中溶蚀相，中江—回龙至洛带三角洲前缘地区发育强压实中溶蚀相，大邑地区三角洲前缘发育强胶结弱溶蚀相，什邡、马井及广汉地区三角洲前缘沉积发育强压实弱溶蚀相，郫县—温江—成都地区滨浅湖沉积以强压实相为主（见图2a）；上亚段成岩相平面展布特征与下亚段相似（见图2b），强压实弱溶蚀相面积增大至新繁—郫县地区。

纵向上，虽然上亚段、下亚段储层发育相同的成岩相类型，但其成岩强度大小有差异，特别是中强压实中溶蚀相和强压实中溶蚀相的溶蚀程度，上亚段储层的溶蚀孔隙度大于下亚段。

总体上，中溶蚀主要发育在砂体厚度大于10 m、粒度较粗的三角洲前缘水下分流河道主体、长石等溶蚀组分含量较高的地区，成岩相展布受物源和沉积相的控制作用明显。相对优质成岩相（中强压实中溶蚀相和强压实中溶蚀相）主要分布在孝新合构造带和中江—洛带地区，且上亚段储层物性好于下亚段。

图2 川西坳陷中段须四段储层成岩相平面展布

4 结论

1）通过对川西坳陷中段须四段储层压实、胶结和溶蚀3种主控成岩作用的成岩强度计算，划分出其成岩强度标准。其中，压实强度划分为弱、中、中强和强4个标准，胶结程度及溶蚀程度均划分为弱、中和强3个标准。

2）依据成岩强度的计算结果和划分标准，将川西坳陷中段须四段储层划分为中强压实中溶蚀相、强压实中溶蚀相、强胶结弱溶蚀相、强压实弱溶蚀相、强胶结相和强压实相6种成岩相类型。

3）须四段储层成岩相平面展布特征受物源和沉积相的控制作用明显。平面上，相对优质成岩相主要分布在孝新合构造带和中江—洛带地区；纵向上，上亚段相对优质成岩相储层物性好于下亚段。

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（编辑 赵旭亚）

Characteristics of diagenetic facies of fourth Member of Xujiahe Formation in middle area of western Sichuan Depression

CHEN Xianliang1，2,JI Youliang2,YANG Keming3
(1.Xi′an University of Science and Technology,Xi′an 710054,China;2.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum,Beijing 102249,China;3.Southwest Oil and Gas Company,SINOPEC,Chengdu 610016,China)

Based on the principle and method of reservoir geology,the present paper comprehensively investigated the quantitative intensity of reservoir diagenesis of the fourth Member of Xujiahe Formation in middle area of western Sichuan Depression, determined the division standards of diagenesis intensity,distinguished types of diagenetic facies,discussed logging curve features of diagenetic facies,and examined lateral distributions of diagenetic facies.The results show that compaction intensity is divided into four standards including weak,medium,medium-strong and strong,and the intensity of cementation and dissolution are classified as weak,medium and strong.The reservoirs are divided into six types of diagenetic facies including medium-strong compaction with medium dissolution facies,strong compaction with medium dissolution facies,strong compaction with weak dissolution facies,strong cementation with weak dissolution facies,strong compaction facies and strong cementation facies.The plane distribution of diagenetic facies is significantly controlled by sedimentary facies and provenance.The medium-strong compaction with medium dissolution facies and strong compaction with medium dissolution facies are favorable reservoir facies belts,which are mainly distributed in Xiaoxinhe tectonic zone and Zhongjiang-Luodai Area.Vertically,the reservoir properties of relatively high quality diagenetic facies in the upper sub-member of the fourth Member of Xujiahe Formation is better than the lower sub-member.

diagenesis;diagenetic facics;fourth Member of Xujiahe Formation;middle area of western Sichuan Depression

西安科技大学博士启动基金项目“前陆盆地层序结构内储层成岩演化特征研究”（2015QDJ075）；西安科技大学培养基金项目“前陆盆地层序地层对煤层发育的控制”（2014010）

TE121.3+1

：A

10.6056/dkyqt201701002

2016-07-01；改回日期：2016-11-10。

陈贤良，女，1985年生，讲师，博士，主要研究方向为层序地层学和储层地质学。E-mail：chenxianliang1985@163.com。

陈贤良，纪友亮，杨克明.川西坳陷中段须四段储层定量成岩相特征［J］.断块油气田，2017，24（1）：5-9.

CHEN Xianliang，JI Youliang，YANG Keming.Characteristics of diagenetic facies of fourth Member of Xujiahe Formation in middle area of western Sichuan Depression［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（1）：5-9.