四川盆地高石梯地区灯影组第四段岩溶储层研究

张从苓 周嬏

摘要：灯影组第四段为灯影组的主要产气层，本文利用现有的钻井、测井等资料对川中地区灯四段岩溶型储层进行研究，（1）古岩溶特征及识别标志：从地层接触关系、岩石学特征、地球化学证据以及成像测井标志指示出灯影末期表生岩溶作用的存在。（2）初步对岩溶分带进行划分;风化壳古岩溶由下至上可依次划分为深层滞留带、水平潜流带、垂直渗流带与地面岩溶带。（3）优质岩溶储层分析：水平潜流带受表生期水流的顺层溶蚀作用，岩溶改造时间长且程度深，为最优质储层发育带，垂向渗流带次之

引言

碳酸盐岩是世界油气资源的主要产层之一，而赋存其间的油气约有四分之一是产于岩溶型储层，这反映了碳酸盐岩岩溶型储层已成为一类重要储层类型。中国典型的碳酸盐岩岩溶型储层主要有鄂尔多斯盆地的奥陶系、塔里木盆地寒武系-奥陶系以及四川盆地的震旦系。四川盆地震旦系灯影组受桐湾运动抬升影响，遭受多期风化暴露，并形成了叠合型岩溶储层，其主要的岩石类型为富含底栖微生物白云岩（例如：藻叠层云岩、藻凝块云岩、藻砂屑云岩）。川盆地灯影组岩溶储层因受到多期岩溶作用的叠合改造，呈现出复杂多期的岩溶特征，具体表现为溶洞数量多、特征复杂、分布不均，复杂的岩溶作用对储层的发育与分布产生了重要影响。

灯影组第四段为灯影组的主要产气层，因此，本文在前人研究的基础上，利用现有的钻井、测井等资料对川中地区灯四段进行研究，主要对其古岩溶特征及识别标志作出探讨，并初步对岩溶分带进行划分，最后论述了岩溶作用控制下的优质储层形成机制，为期为灯影组油气开发提供理论依据。

1.地质背景

高石梯地区地处四川盆地中部，属于川中古隆起平缓构造区。该地区经历了四川盆地的历次地质运动事件，其中，桐湾运动的多幕式作用下，使得灯影组受到风化剥蚀，最终形成了优质的风化壳岩溶储层。依据“四川盆地震旦系地层研讨会”中的专家意见，灯影组自下而上可分为灯一、灯二、灯三和灯四共4段，其中，灯四段厚度为0到340m，岩性特征以微生物白云岩、藻砂屑云岩为主，见硅质结核或条带。

2.岩溶识别标志

2.1岩石学标志及地层接触关系

多幕桐湾运动对灯四段造成显著影响，层序地层上表现为灯四段在大部分地区的减薄或缺失，并与上覆麦地坪组之间具有岩性突变界面，形成假整合的接触关系。

灯影组之上可见风化残积层（原地残积角砾岩、黏土岩），可作为桐湾运动Ⅱ幕表生岩溶作用的改造的存在证据。岩石学标志中，野外剖面可见岩溶作用形成的风化缝、溶洞、岩溶角砾、岩溶充填物等岩溶发育的重要标志。镜下观察也可以发现溶孔、风化缝被发育的淡水胶结物，可指示表生期溶蚀改造作用的存在。

2.2地球化学证据

对灯四段钻井取芯并测试其白云岩C、O同位素。经测试发现，灯四段δC和δO二者在灯影组顶部表现出一致的负偏特征，表明灯四段顶部受到过明显的表生期大气淡水溶蚀改造作用。石英充填物富含大量液相包裹体，对该段岩溶孔洞中的石英胶结物作流体包裹体均一温度测试分析，数据显示，4957.39～4958.35m深度的均一温度集中分布于110～120℃，且单一液相包裹体在加温时无明显变化，这表明该类充填石英是在表生期结晶并于近地表条件下捕获了大量液相包裹体，这充分说明了表生岩溶作用的存在。

2.3成像测井标志

在成像测井上可通过黑色斑块等标志来反映岩溶发育段未充填溶洞的存在。对灯四段成像测井图像分析，结果表明在深度为4983.2～4984.42m处出现明显黑斑，表明该处发育有未被充填的岩溶洞穴，岩溶洞穴作为岩溶作用的产物，常分布于距风化壳顶部100m左右的，该段成像测井特征可与地球化学证据相互佐证，共同反映研究区表生岩溶作用的存在。

3.岩溶分带

根据水动力学以及岩溶产物特征，风化壳古岩溶由下至上可依次划分为深层滞留带、水平潜流带、垂直渗流带与地面岩溶带。深层滞留带水动力缓慢，岩溶改造作用较弱，不出现明显的可识别岩溶特征;水平潜流带以形成较多几乎近于水平的溶蚀孔缝为特征，溶蚀孔洞横向连通性好，GR曲线整体表现较低;垂向渗流带以多发育近垂直的高角度扩溶缝及溶沟为特征，缝洞或被渗滤粉砂充填，伽马值呈现中高值;地面岩溶带发育于近地表的风化壳顶部，是受地表水流改造强烈的岩溶带，可见残积铝土质矿物氧化层、岩溶角砾等岩溶产物存留。通常，该岩溶带的孔洞被残积物所充填殆尽，在测井曲线上伽马为高值。

4.岩溶储层评价

研究认为，地面岩溶带与深层滞留带不利于优质储层发育。地面岩溶带距离震旦系顶部较近，尽管受地表水流溶蚀改造强烈，平均孔隙度（q）较高，但溶蚀孔洞常被地表的岩溶残积物充填致密，且储层厚度往往较薄，致使其不能成为优质储层;深层滞留带与地面岩溶带相反，其距灯影组顶部较远，常位于排泄基准面之下。该带中的大气淡水流动缓慢，且常处于饱和-过饱和状态，地层受溶蚀作用改造极弱，导致其物性较差而不能成为很好的储层。

高石梯地区灯四段主要发育垂向渗流带和水平潜流带，其中水平潜流带为最优质储层发育带，垂向渗流带次之。水平潜流带稳定分布在距灯影组顶部100m左右的范围，受表生期水流的顺层溶蚀作用，岩溶改造时间长且程度深，以形成较多几乎近于水平的溶蚀孔缝为特征，溶蚀孔洞横向连通性好、规模较大。该区域的岩溶储层主要是沿着水平潜流带呈顺层式分布，在该带，横向展布的溶孔洞和纵向连通的溶缝洞均较为发育，储层物性相对较好，孔隙度可达2.8%以上，储层累计厚度达49m，是灯影组的重要储层发育带;垂向渗流带以多发育近垂直的高角度扩溶缝及溶沟为特征，但孔洞常被溶蚀残积物或渗滤粉砂等充填，导致物性较差，孔隙度约为1.56%。虽然垂向渗流带受局部充填而致储层物性变差，但垂向渗流带可在纵向上延伸较远，范围较大，在水流的岩溶改造作用下储层累加厚度客观，因此，该岩溶段发育次一级的优质储层。

5.结论

综上所诉，川中地区灯四段岩溶型储层是该区域的重要储层类型，水平潜流带为最优质储层发育带，望加强对水平潜流带的储层勘探力度。以此同时，也应对垂向渗流带给以重视。

作者簡介：张从苓，男，六盘水师范学院。

（作者单位：1.六盘水师范学院;2.六盘水师范学院）