川西南井研地区龙王庙组储层特征及主控因素

2022-06-13王东王海军王莹张小青

断块油气田 2022年1期

王东，王海军，王莹，张小青

（中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都 610041）

0 引言

四川盆地龙王庙组目前已在乐山—龙女寺古隆起之上发现并建成特大型整装海相深层碳酸盐岩气田——安岳气田[1-2]，展现出乐山—龙女寺古隆起龙王庙组巨大的油气勘探潜力[3-5]。

同处于乐山—龙女寺古隆起之上的川西南井研地区，是否具备发育成藏有利的储集条件和岩性圈闭基础，是解决龙王庙组油气勘探的关键[6-10]。鉴于此，充分利用区内钻井岩心、薄片、测录井等资料，结合扫描电镜、物性、压汞、阴极发光等实验分析数据，开展龙王庙组储层特征研究，明确储层成因，建立优质储层发育模式，并在与周缘野外剖面对比的基础上，探讨储层侧向封堵性，落实岩性圈闭发育基础，明确储层纵横向展布，以期指导包括井研地区在内的川西南广大构造斜坡区油气勘探。

1 地质概况

处于乐山—龙女寺古隆起之上的研究区（见图1a），在二叠纪前受加里东运动的持续影响[8-9，11]，长期处于南高北低的构造斜坡区，并一直持续到喜山运动之前。喜山期以来，受南东和北西向挤压应力场的作用，研究区构造发生反转，夹持于威远大型穹隆构造和铁山构造之间的构造鞍部[12]，整体呈南高北低的构造格局（见图1b）。

图1 井研地区地质概况

受加里东运动隆升剥蚀影响，龙王庙组由东南向西北逐渐剥蚀减薄，在研究区西北部剥蚀殆尽（见图1b），今地层残厚 0～100 m（见图1c）。龙王庙组沉积期[13-15]，研究区整体为潮坪沉积环境，高能砂屑鲕粒滩全区稳定发育于龙二段中部，厚20～27 m。龙王庙组之下发育优质的下寒武统筇竹寺组—麦地坪组烃源岩[16]，通源断裂发育，成藏配置优越[10，17]，勘探前景良好。

2 储层特征

2.1 岩石类型

龙二段储层岩性主要为颗粒滩沉积的浅灰、灰色残余砂屑鲕粒白云岩、残余砂屑粉晶白云岩（见图2a，2b），由于岩石重结晶较明显，大多表现出较强的残余结构特征，同时亦可见大量溶蚀孔隙发育。而龙一段颗粒滩沉积欠发育，以云坪、砂云坪相沉积的灰色泥微晶—粉细晶白云岩、含砂质白云岩为主（见图2c），岩石致密，孔隙欠发育。

图2 井研地区龙王庙组储层典型岩心及镜下特征

2.2 储集空间类型

龙王庙组储层孔、洞、缝主要发育于龙二段颗粒滩相白云岩中，以粒间溶孔（针孔）和小孔洞为主（见图2a，2b，2d—2f），裂（溶）缝次之，整体面孔洞率 2.5%～10.0%，呈斑块状、蜂窝状顺层密集发育。孔隙和孔洞大多为未充填—弱充填，充填物以白云石、石英为主（见图2d—2f）。裂（溶）缝以微—细缝为主，早期以白云石或方解石全充填为主，晚期以未充填为主。

2.3 物性特征

龙二段储层整体表现为中—低孔渗的Ⅱ—Ⅲ类孔隙-孔洞型储层，均质性较强。孔隙度1.41%～9.83%，平均4.76%，其中孔隙度大于2%的样品数量占比约90%（见图3a），总体表现出中—低孔特征；渗透率0.001×10-3～805.000×10-3μm2，平均 2.393×10-3μm2，渗透率大于 0.010×10-3μm2的样品数量占比约 86%（见图3b），总体表现出中—低渗特征。从孔渗相关性交会可知（见图3c），大部分样品孔、渗之间存在较明显的正相关性，结合岩心及薄片观察统计结果，龙二段储层类型主要为孔隙-孔洞型储层，局部受裂缝影响。

图3 井研地区龙王庙组储层物性特征

2.4 孔隙结构特征

龙二段孔隙度大于2%的样品中，饱和度中值喉道半径（R50）介于 0.036～1.209 μm，平均 0.503 μm，大、中、细喉道均发育，而喉道半径大于0.075 μm的占比介于41.3%～71.4%，平均60.1%，表现出明显以大孔隙为主的特征，储层孔隙结构以大孔大—细喉为主。

典型压汞曲线特征表明，孔隙度、渗透率分别为7.2%和 2.920×10-3μm2的Ⅱ类优质储层（见图4a），进汞压力低，平台较明显，储层孔隙分选好，孔喉较粗，均质性较强；而孔隙度、渗透率分别为4.5%和0.616×10-3μm2的Ⅲ类储层（见图4b），进汞压力同样较低，但平台不明显，孔隙分选一般—较好，孔喉中—细，均质性差于Ⅱ类优质储层。另外，孔隙度小于2%的非储层，进汞压力较高，进汞饱和度低，孔喉微小，孔隙结构差，可以作为优质孔隙（洞）储层良好的封隔层。

图4 井研地区龙王庙组储层典型压汞曲线特征

3 储层发育主控因素

3.1 颗粒滩沉积是储层发育的基础

龙王庙组储层具有典型的相控特征，沉积微相对后期储层的发育程度起到非常重要的控制作用[18-20]。统计表明，以残余砂屑鲕粒白云岩、残余砂屑粉晶白云岩为主的颗粒滩沉积储层厚度最大（见图5a），储层物性最好（见图5b）。龙王庙组沉积期，研究区整体处于潮坪沉积环境，微古地貌高部位水动力强，有利于厚层大颗粒滩的沉积[21]（见图6a），颗粒（砂屑、鲕粒）间以海底亮晶胶结的文石或高镁方解石为主，这些矿物一旦因海平面短暂下降而暴露于大气淡水环境中，便会变得不稳定，十分易于遭受大气淡水的选择性溶蚀，加之厚大颗粒滩水体浅，这为准同生期暴露溶蚀形成孔隙型储层奠定了物质基础。而颗粒滩间微古地貌低，水动力弱，以云坪、砂云坪沉积的泥微晶白云岩、砂质白云岩为主，利于准同生期大气淡水溶蚀的不稳定矿物文石或高镁方解石胶结物欠发育，再加上水体较深不易于暴露，因而不具备储层发育的物质基础，岩石致密，一般储层厚度小、物性差（见图5）。

图5 井研地区龙王庙组储层厚度及平均孔隙度与沉积微相的关系

井研地区龙王庙组颗粒滩相控储层全区稳定分布于龙二段中部，而井研地区以西的张山、范店野外剖面龙王庙组储层则稳定发育于龙一段颗粒滩沉积中（见图7a，7b），龙二段则以云坪、砂云坪沉积为主（见图7c，7d），岩石致密，实测孔隙度小于2%，储层不发育，说明颗粒滩纵横向分布具有不连续性。颗粒滩纵横向分布的不连续性，为井研地区龙二段向西南部构造高部位形成侧向封堵提供了良好条件，具备发育岩性圈闭基础。这增强了对包括井研地区在内的川西南广大构造斜坡区的油气勘探信心，扩大了油气勘探范围。

图6 井研地区龙王庙组储层发育模式

图7 井研地区以西野外露头龙王庙组储层典型镜下特征

3.2 准同生溶蚀是储层发育的关键

准同生溶蚀主要发生在台内颗粒滩沉积的颗粒白云岩内，是龙王庙组产生大量溶蚀孔洞的关键[22-25]。准同生期，海平面短暂下降，微古地貌高部位沉积的颗粒滩暴露于大气淡水环境（见图6b），颗粒间由文石或高镁方解石组成的亮晶环边胶结物在大气淡水环境中变得不稳定，极易发生溶蚀，形成选择性粒间溶孔（见图2a），孔隙围岩及孔隙中充填物所表现出来的暗淡阴极发光（见图2g），也进一步指示孔隙的形成主要受准同生溶蚀作用控制。同时由于龙王庙组白云石化时间早，准同生-渗透回流、浅埋藏白云石化大大提高了岩石的抗压实能力，从而对早期孔隙的保存起到建设性作用。早期孔渗层的存在和较早的白云石化，为后期表生期大气淡水渗滤和岩溶提供了良好条件。

3.3 表生岩溶是优质储层发育的保障

表生期，叠加于颗粒滩相准同生溶蚀孔隙储层之上的表生岩溶扩溶是优质储层形成的重要保障[26-27]，形成的大量优质扩溶孔洞缝可有效提高储层的储渗能力。受乐山—龙女寺古隆起构造演化的影响，下寒武统龙王庙组埋藏后经历了多期构造抬升，川西南地区构造格局发生重大变化，使得包括井研地区北部在内的广大地区龙王庙组大面积剥蚀缺失或直接暴露。受垂向上龙王庙组上覆陡坡寺组致密泥岩阻挡，地表水经由研究区北部龙王庙组露头区或断裂裂缝发育区下渗（见图6c），以层间顺层流动的方式沿龙王庙组先存孔渗层或裂缝带流动并对早期孔隙空间（准同生期组构选择性溶蚀孔隙）进一步岩溶扩大，这一点可从J1井龙王庙组岩心上所表现出的表生扩溶孔洞发育于准同生溶蚀孔隙（针孔）之下得到印证。顺层岩溶扩溶形成大量充填程度低、连通性好且具蜂窝状、斑块状顺层展布的扩溶孔洞缝，大大提高了储层的储渗能力。岩心普遍见大气淡水漫流岩溶形成的斑块状溶蚀孔洞（见图2d），镜下十分明显且普遍发育的白云石晶体溶碎现象（见图2b），孔洞边缘第一世代充填物及裂缝可见明亮阴极发光（见图2h），均指示了研究区表生岩溶作用的存在和对优质储层的贡献。另外，（砂）云坪沉积的泥微晶（砂质）白云岩，因早期孔渗层欠发育，制约了岩石的透水性和流体的流动性，加上白云岩在地表条件下可溶性差，不具有表生岩溶发育条件，因此孔洞不发育，仅局部发育顺裂缝分布的规模较小的扩溶缝。

4 储层展布

研究区龙王庙组优质储层纵向上稳定发育于龙二段中部颗粒滩沉积中，距龙王庙组顶14.5～23.0 m，颗粒滩相储层厚13～22 m。基于龙王庙组优质储层发育主控因素，在井-震标定的基础上，建立地震（波阻抗）与测井数据间的关系，采用地震相分析、振幅能量属性分析、GR 及孔隙度反演等相关分析技术[28-29]，识别出龙王庙组储层平面上主要环西北部古隆起剥蚀区成排、成带广泛展布（见图8a），预测Ⅱ—Ⅲ类有利储层面积近556 km2。波阻抗反演的Ⅱ类储层主要分布于受表生岩溶叠加改造影响的近西北部剥蚀区，具有成排、成带断续分布特征，有利储层面积约35 km2，反演的储层孔隙度明显较高，为5.0%～6.0%（见图8b）。Ⅲ类储层受相控明显，全区广泛展布（见图8a），有利储层面积约521 km2。研究区东南部，因表生岩溶作用影响减弱，优质储层发育程度降低，储层分布不连续，反演的储层孔隙度相对降低，主要为2.0%～3.5%（见图8b）。