川西北地区下三叠统飞仙关组储层特征研究

2021-01-11周子龙张廷山

云南化工 2020年12期

周子龙，张廷山

（西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都 610500）

1 地质背景

研究区位于扬子克拉通北缘，属米仓山—汉南地块的一部分，其北侧为秦岭造山带，西侧为龙门山造山带和松潘—甘孜造山带，东为大巴山推覆构造带，南侧为四川盆地［1，2］。川西北地区下三叠统飞仙关组与上覆嘉陵江组及下伏长兴组均为整合接触，其厚约为400～950m［3］，自上而下可分为四段，分别为飞四段、飞三段、飞二段和飞一段［4，5］。飞仙关组时期主要发育褐灰色中-薄层状的鲕粒灰岩、浅灰色薄层状的鲕粒白云岩和褐灰色薄层状的泥-粉晶云岩，储层岩性以白云岩为主，其次是鲕粒灰岩。

2 储层特征

2.1 岩石学特征

川西北地区飞仙关组储层主要发育鲕粒灰岩、鲕粒白云岩、泥-粉晶白云岩。其中以鲕粒白云岩的储集性能为最好。

2.1.1 鲕粒灰岩

该类储集岩主要分布于飞三段中，其形成于水动力条件密切相关，较强的水动力条件有利于鲕粒的形成和灰泥基质的带出。宏观下，岩石常为褐灰色，中-厚层块状，分选、磨圆较好，鲕粒含量一般50%～80%，多为正常鲕，鲕粒径0.6～2.0cm，多呈颗粒支撑。亮晶鲕粒灰岩在沉积时虽能形成大量粒间孔，但由于后期的胶结和压实改造作用导致孔隙结构常被破坏，仅局部可见溶蚀改造形成的粒间溶孔、粒内溶孔，面孔率为1%～2%，总体上鲕粒灰岩储集性能较差。

2.1.2 鲕粒白云岩

宏观下，鲕粒白云岩为浅灰色，中-薄层状，分选、磨圆较好，鲕粒含量一般在50%～85%，砂屑较少，一般小于5%。微观镜下显示，鲕粒多由它形粉晶白云石组成，其中含少量泥质等不溶残余物。鲕粒白云岩常发育大量的粒间溶孔、铸摸孔、粒内溶孔和晶间溶孔，面孔率一般5%～25%，可见明显的两期胶结，第一期为马牙状或纤柱状白云石，第二期是粒状或连晶状方解石。鲕粒白云岩的储集性能良好，是研究区最重要的一种储集岩类。

2.1.3 泥-粉晶白云岩

泥-粉晶白云岩仅分布于飞仙关组飞四段地层中常以中-薄层状与褐灰色钙质泥岩、云质泥岩、泥晶石灰岩呈不等厚互层，并夹有少量石膏。宏观下，该类储集岩主要为深灰色和褐灰色，分选、磨圆中等。微观镜下显示，泥-粉晶白云岩多由小于0.005mm的泥晶白云石组成，大小不均，含量一般60%～85%，白云石以它形-半自形为主，主要发育晶间孔、晶间溶孔，面孔率一般为2%～5%，总体上储集性能较好。

2.2 储集空间类型

基于镜下薄片、扫描电镜及宏观特征等综合分析，并根据储集空间大小、形态、成因及其与岩石结构组分的关系，将川西北地区飞仙关组储集空间类型划分为4大类12小类。

表1 川西北地区下三叠统飞仙关组储集空间类型

2.2.1 孔隙

在研究区主要发育粒间溶孔、粒内溶孔、铸模孔和晶间溶孔为主。其中粒间溶孔主要分布于飞仙关组飞一段和飞三段中。由于颗粒间的胶结物经后期溶解作用的改造导致局部溶解形成了该类孔隙，其边缘常溶蚀圆滑的现象，孔径约为0.05～0.1mm，面孔率一般为5%，粒间溶孔是研究区储层的主要孔隙类型；粒内溶孔和铸模孔主要分布于飞一段中，是鲕粒灰岩和鲕粒云岩中的主要孔隙类型，孔径大于0.1mm，面孔率一般为2%～8%，是研究区良好的储集空间类型之一；晶间溶孔是在晶间孔基础上，经溶蚀扩大而成，其孔隙边缘常呈港湾状、孤岛状，该类孔隙主要发育于泥-粉晶白云岩中，孔径约为0.02～0.04mm，面孔率一般小于5%。

2.2.2 洞穴

根据洞穴的成因及特征可将研究区飞仙关组洞穴分为孔隙性溶洞和裂缝性溶洞。孔隙性溶洞在研究区分布较少，这类溶洞是在早期晶间孔、晶间溶孔等孔隙基础上进一步溶蚀扩大至2mm以上的孔隙，大小一般大于5cm，形态多样；裂缝性溶洞是裂缝经过溶蚀扩大而成，在研究区少量分布，由于溶解作用将裂缝溶蚀扩大，形成大小不一的溶洞和溶沟。

2.2.3 裂缝

研究区主要发育构造缝和压溶缝合线缝两类。其中构造缝较为发育，多由于构造作用影响导致研究层段中的岩石破裂所形成该类裂缝，多以低角度裂缝为主，缝宽一般在0.2～2mm，为油气运移提供主要渗流通道；压溶缝合线缝发育较少，主要由于上覆压力导致溶解作用，常被黏土泥和沥青等不溶残余物充填，呈锯齿状，缝宽约为0.1～1mm。

2.2.4 孔喉结构特征

川西北地区飞仙关组储层中常见的喉道类型有管状喉道、缩颈状喉道和片状喉道。管状喉道和缩颈状喉道主要发育于飞三段的鲕粒灰岩和鲕粒白云岩中，是研究区最重要的喉道类型；片状喉道是泥-粉晶白云岩中最主要的喉道类型，在研究区分布较少。通过对研究区样品进行压汞分析研究其孔喉的配置关系，发现川西北地区飞仙关组储层具有明显的中歪度、较低的排驱压力和饱和度中值压力等特征，表明研究区储层的孔喉分选良好并且孔喉之间具有好的配置关系。

2.3 储层物性特征

对研究区样品进行物性分析，认为川西北地区下三叠统飞仙关组储层具有低孔、低渗的特征，并且不同储集岩类的物性特征存在一定差异，总体上表现为鲕粒白云岩＞泥-粉晶白云岩＞鲕粒灰岩。其中鲕粒白云岩储集物性最好，平均孔隙度一般为3.62%，平均渗透率可达1.13×10-3μm2；其次为泥-粉晶白云岩，平均孔隙度可达2.35%，平均渗透率为0.83×10-3μm2；鲕粒灰岩物性相对较差，平均孔隙度为1.73%，平均渗透率一般为0.26×10-3μm2。这也充分表明白云岩化作用对研究区储层有着积极的影响。