川西南部沙溪庙组储集层成岩作用及其对储层的影响

谢格云，王占磊，刘柏，蒋裕强，钟芬

川西南部沙溪庙组储集层成岩作用及其对储层的影响

谢格云1，王占磊2，刘柏1，蒋裕强2，钟芬1

（1.中国石油西南油气田公司川西北气矿，四川 江油 621709；2.西南石油大学地球科学与技术学院，成都 610500）

近年来，四川盆地沙溪庙组不同地区都获得突破，使沙溪庙组气藏成为四川盆地天然气勘探开发的热点。本文通过对川西南部地区沙溪庙组岩石薄片、扫描电镜等微观研究，分析了研究区沙溪庙组成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用、交代和溶蚀作用。其中压实作用和方解石胶结作用对储层破坏性大，减小了储层孔隙度；绿泥石胶结对储层孔隙有一定的保护作用；溶蚀作用是储层增孔的主要因素。

沙溪庙组；成因作用；胶结作用；溶蚀作用

川西南部沙溪庙组1977年在大兴鼻状构造钻探了大2井，获侏罗系沙溪庙组工业气流2.61×10４m3/d，由此揭开了侏罗系沙溪庙组浅层致密气藏勘探的序幕。近年来，相继在四川盆地不同区块获得突破，使沙溪庙组气藏成为四川盆地天然气勘探开发的热点（肖富森等，2019；肖富森等，2020）。本文基于川西南部沙溪庙组取芯井岩心薄片、扫描电镜等，分析研究区沙溪庙组成岩作用并探讨成岩相特征，对研究区下一步勘探开发具有重要作用。

1 区域概况

川西南部主要包括成都凹陷低缓构造带、熊坡-龙泉山断褶构造带及龙门山山前断褶构造带等三个次一级构造单元。行政区划地跨成都、新津、邛崃、大邑、蒲江、眉山等市县（图1）。沙溪庙组地层在整个区域内都有分布。

图1 研究区区域构造位置示意图

2 储集层特征

2.1 岩石学特征

研究区沙溪庙组主要发育河流-三角洲沉积体系，分布面积大（刘柏等，2017；陈林，2014）。储集层以岩屑长石砂岩、长石砂岩为主、并有少量长石岩屑石英砂岩及岩屑石英砂岩（图2）。 砂岩中长石以正长石为主，含量变化范围大，为3%～55%之间不等。岩屑含量一般为5%～15%，以沉积岩岩屑为主，少量喷出岩及变质岩屑。胶结物主要为碳酸盐，含量一般5%～15%，次为绿泥石，含量1%～5%；部分砂岩段见自生高岭石和硅质胶结，含量0.1%～4%；杂基主要为水云母，1%～5%。颗粒分选较好，以次棱角状为主，粒度以细—中粒为主。

图2 沙溪庙组储层砂岩类型图（N=405）

2.2 物性特征

通过对研究岩心样品物性统计，研究区沙溪庙组储层孔隙度为最大为18.76%，平均为8.07%，呈双峰形态（图3）；渗透率普遍较低，最大为3.49mD，主峰分布在0.01～0.1mD（图4），根据砂岩储层的孔隙度和渗透率，认为该区砂岩属非均质性强的中孔低渗砂岩储层。

2.3 储集空间特征

研究区沙溪庙组储集空间类型主要为残余粒间孔、粒内溶孔和粒间溶孔，还见有少量裂缝（图5）。

图3 川西南部地区沙溪庙组孔隙度频率直方图

图4 川西南部地区沙溪庙组渗透率频率直方图

a. PL9井，1985.98m，残余粒间孔；b. MQ9井，1710.22m，残余粒间孔；c. MQ9井，1843.86m，长石粒内溶孔；d. YQ6井，1545.70m，粒间孔，粒间溶孔

3 储集层成岩作用

3.1 压实作用

沉积物在上覆沉积物的不断堆积下，由于重力因素导致孔隙度减小、软质岩石变形和岩石致密化的作用（刘涛，2020；张金亮等，2004）。在本区的主要表现有：塑性碎屑的形变；颗粒紧密接触，孔隙度减小（图6a，b）。

3.2 胶结作用

研究区沙溪庙组中发育有不同类型的胶结物，常见的有碳酸盐类、硅质、绿泥石等。

（1）碳酸盐胶结 研究区沙溪庙组碳酸盐胶结物主要是方解石，少量白云石和菱铁矿。研究区沙溪庙组方解石主要为两期胶结。早期方解石胶结含量多，一般2%～12%不等，最高可达20%以上，主要呈细晶或中晶，沿孔隙内缘生长，并形成连晶状胶结。这类胶结，往往使砂岩丧失大量孔隙。而晚期方解石常以亮晶胶结物充填于剩余原生及次生孔隙中，含量0.5%～7%不等（图6c）。

（2）绿泥石胶结 研究区砂岩中绿泥石有两种产出形式：一是以碎屑环边方式产出，厚度在0.01～0.02mm；二是以淀晶杂基充填于孔隙中，长石粘土化析出SiO2以及绿蒙混层遇到Fe2+、Mg2+均可向绿泥石转化。在川西南部东部高长石含量区绿泥石胶结较为发育（图6d）。绿泥石环边抑制了石英次生加大边的形成，使孔隙相对发育（孙治雷等，2008；刘金库等，2009；张慧娟等，2010）。

图6 研究区成岩作用类型

a-MQ9井，1713.62m，压实作用强，软质岩屑定向排列；b-D21井 1249.30m，压实作用使软质岩发生变形；c-PL9井，2031.89m，方解石胶结，方解石经茜素红染色后为红色；d-YQ1井,1683.16m，绿泥石环边胶结；e-JT1井，1933.5m，硅质胶结（石英加大边）；f-MQ9井，1841.79m，长石溶蚀形成溶蚀孔；h-MQ9井，1710.2m，长石沿解理溶蚀

（3）硅质胶结硅质胶结常常以石英加大边形式出现，少量为自生石英充填粒间。在石英含量高的砂岩中，硅质相对发育（图6e）。

3.3 交代作用

研究区主要的交代作用为长石被方解石等碳酸盐交代，个别被彻底交代（图6f）。

3.4 溶蚀作用

溶蚀作用是一普遍发育的成岩作用，主要表现为：一是不稳定的碎屑组分被溶蚀或部分溶蚀；二是自生矿物被部分溶蚀（图6g，h）。

4 成岩作用对储层的影响

4.1 有利的成岩作用

研究区有利区的成岩作用主要为绿泥石胶结作用和溶蚀作用。

（1）绿泥石环边胶结作用。多分布在三角洲分流河道砂体的细-中粒岩屑长石砂岩、长石砂岩中，其含量一般在为1%～5%，含量虽少，但对原生粒间孔隙的保护具有重要意义（图6e）。

（2）溶蚀作用。在研究区储层中溶蚀作用较发育，以长石和岩屑的溶蚀作用为主（图6g，6h），它主要出现在三角洲分流河道和河口坝砂体中，岩性主要为中～细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩。孔隙类型为粒内溶孔和粒间溶孔，孔隙空间增加约3%～6%，最大可达10%。

4.2 不利的成岩作用

（1）方解石胶结作用。该成岩作用在研究区西部非常发育，以方解石胶结物含量很高，其含量一般为7%～15%，最高可达25%，而其它胶结物含量很少，方解石胶结形式主要为连晶胶结（图6c），储层物性很差。主要分布于河流相河道砂体和分流河道砂体中的，岩性以中粒、细粒钙质岩屑砂岩为主。

（2）压实作用。该成岩作用主要发生分流河道间低能微环境的泥质粉砂岩、粉砂质泥岩中，表现为泥质或杂基含量高，各类胶结物含量少，各类孔隙均不发育，镜下无可见孔隙，面孔率低。孔隙不发育，偶见粒内溶孔（图6a，6b）。

5 结论

（1）川西南部沙溪庙组储层岩石主要为岩屑长石砂岩、长石砂岩，物性相对较差，属于中孔-低渗储层。成岩作用类型主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用。

（2）川西南部沙溪庙组成岩作用中压实作用、胶结作用对储层孔隙影响较大，是主要的减孔因素；绿泥石胶结对原生孔隙有一定的保护作用；溶蚀作用是研究区内孔隙度增大的主要因素，增大最大可达10%。

肖富森，黄东，张本健，唐大海，冉崎，唐青松，尹宏．2019．四川盆地侏罗系沙溪庙组天然气地球化学特征及地质意义[J]．石油学报；40(5)：568-576；586．

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孙治雷，黄思静，张玉修，王庆东，包申旭，孙致学．2008．四川盆地须家河组砂岩储层中自生绿泥石的来源与成岩演化[J]．沉积学报，(3)：101-110．

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Diagenesis of the Shaximiao Formation Reservoir in Southwest Sichuan and Its Influence on the Reservoir

XIE Ge-yun1WANG Zhan-lei2LIU Bai1JIANG Yu-qiang2ZHONG Fen1

（1-Northwest Gas Mine, Southwest Oil and Gas Field, PetroChina Company Limited, Chengdu, Sichuan 610051; 2-School of Earth Science and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500)

This paper has a discussion on type of diagenesis of the Shaximiao Formation in southwest Sichuan based on study of rock thin section and SEM. The diagenesis includescompaction, cementation, metasomatism and dissolution. The compaction and calcite cementation are destructive to reservoirs, reducing the porosity of the reservoir. Chlorite cementation has certain protective effect on reservoir pores. Dissolution is the main factor of reservoir porosity increase.

Shaximiao Formation; diagenesis; cementation; dissolution; Southwest Sichuan

P534.52；P581

A

1006-0995（2021）04-0609-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.014

2021-01-19

谢格云（1969— ），男，四川广汉人，高级工程师，主要从事构造地质及油气勘探研究工作