成都凹陷中侏罗统沙溪庙组储层特征与控制因素

谢 丹，杨映涛，马 森，孙意博

（中石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都 610041）

近来年，在成都凹陷崇州、郫县、新繁等地区所部署的多口钻井均在中侏罗统沙溪庙组测试获工业气流或钻遇良好的油气显示，该区中侏罗统沙溪庙组具有良好的勘探前景. 针对川西坳陷沙溪庙组储层，众多学者做了大量的研究工作[1-4]，主要集中在孝泉-新场、中江-回龙等地区，而成都凹陷处于川西坳陷内部，且前期钻井较少，所以开展的研究工作相对较少. 邓红等[5-8]对成都凹陷侏罗系天然气成藏条件进行了研究；张庄等[9]对成都凹陷中侏罗统沙溪庙组天然气运移机制进行了探讨；黄滢竹等[10]对成都凹陷沙溪庙组下段沉积相进行了研究，认为研究区内沉积相以三角洲相为主发育河流-三角洲相沉积，且沙溪庙组是成都凹陷侏罗系的主要产层之一，储层发育特征及主控因素的分析对寻找优质储层发育区至关重要. 因此，本文利用研究区钻井、薄片及测试分析等相关资料，对成都凹陷中侏罗统沙溪庙组储层发育特征进行分析，并探讨研究区储层发育的主控因素，以期为优质储层预测提供可靠的地质依据.

1 地质背景

成都凹陷位于四川盆地川西坳陷中段南部弱变形区，东邻知新场-龙宝梁断裂带，西邻安县-鸭子河-大邑断褶带，北接孝泉-丰谷构造带（图1）[11]. 成都凹陷整体构造较低，但发育温江背斜、新都鼻状构造、马井背斜等局部构造，这些正向构造带纵向上发育较多含油气层系，是研究区勘探重点区带. 研究区内沙溪庙组地层保存较好，厚度较为稳定，约（500～800）m，岩性以灰色砂岩为主，夹深灰色、棕色、深棕色泥岩及砂质泥岩. 区内沙溪庙组分为下沙溪庙组、上沙溪庙组两段，其中，下沙溪庙组砂岩岩石类型以岩屑石英砂岩为主，上沙溪庙组砂岩岩石类型以岩屑砂岩为主，纵向上，由深到浅岩屑有增加的趋势. 上、下沙溪庙组均有储层发育，下沙溪庙组储层主要分布在马井-新繁、广汉-金堂、新都-洛带等地区，上沙溪庙组储层主要分布在广汉-金堂、新都-洛带等地区.

图1 成都坳陷构造图及位置图（据杨永剑等修改）

2 储层岩石学特征

对研究区内沙溪庙组1 095 块岩石薄片分析资料进行了统计，结果表明，沙溪庙组储层岩性多样，包括岩屑石英砂岩、长石石英砂岩、石英砂岩、岩屑长石砂岩、长石砂岩、长石岩屑砂岩、岩屑砂岩等，但以岩屑长石砂岩、岩屑砂岩为主，长石岩屑砂岩次之，少量长石砂岩、岩屑石英砂岩等. 总体上自西部近物源区的崇州-温江地区到东部远物源区的广汉-金堂地区，长石含量呈增加的趋势，石英含量呈减小的趋势（表1）. 岩性反映沙溪庙组地层沉积时期，西部近物源区受西龙门山富岩屑物源的控制明显，岩屑含量较高，东北部远物源区受富长石物源的控制明显，长石含量相对较高. 填隙物以方解石为主，其次为泥质、硅质. 胶结类型以孔隙式为主，砂岩分选性以好为主，磨圆度中等，以次棱角状为主.

表1 成都凹陷中侏罗统沙溪庙组砂岩组分统计表

3 储层孔隙特征

薄片和扫描电镜观察结果显示（图2），研究区砂岩孔隙类型以剩余粒间孔、粒间溶孔为主，可见少量粒内溶孔、铸模孔. 剩余粒间孔形态大多不完整，大小在（0.03～0.15）mm 之间，孔内洁净，分布不均，孔隙连通性中等-较好（图2a）. 粒间溶孔大小在（0.05～0.10）mm 之间，孔内可见少量粒间充填物（如早期胶结物）溶蚀，孔内可见自生石英、方解石、粘土矿物等充填（图2b、图2d），可见长石溶蚀形成的粒内溶孔（图2c）.

图2 成都凹陷下侏罗统中段沙溪庙组储层孔隙特征

4 储层物性特征

根据研究区沙溪庙组砂岩物性数据（表2）可知，研究区储层孔隙度总平均值为8.96%，约70%的样品孔隙度大于8.5%. 储层渗透率总平均值为0.73×10-3μm2，渗透率大于1×10-3μm2的样品约占样品总数的12%，储层总体上属于中-低孔、低渗类型. 在平面上物性差异较为明显，远物源区的马井-什邡地区物性较好，孔隙度平均值为13.07%，渗透率平均值为0.96×10-3μm2. 近物源区的崇州-温江地区物性较差，孔隙度平均值为4.6%，渗透率平均值为0.13×10-3μm2.

表2 成都凹陷中侏罗统沙溪庙组砂岩物性数据统计表

5 储层发育的主控因素

对于碎屑岩储层，沉积和成岩作用是控制储层发育的主要因素. 沉积作用中的物源、沉积微相、岩石类型、碎屑组分、胶结物含量等决定了储层的原始物性及抵抗后期改造的能力，成岩作用中的压实、胶结、溶蚀等决定了后期对储层的改造程度[12-14].

5.1 沉积作用

（1）物源沉积背景

前人对川西地区侏罗系沉积物源方向作过较为详细的研究，认为主要存在西部龙门山近物源和北部龙门山北段、米仓山-大巴山远物源两大物源体系[15]，近物源区主要发育辫状河三角洲沉积体系，储层物性较差，孔隙度以0～4%和大于11%为主，分别占样品数的35.2%和38.3%；渗透率以（0.01～0.1）×10-3μm2为主，占样品数的40.3%（图3）. 远物源区主要发育曲流河三角洲沉积体系，储层物性较好，孔隙度主要以大于10%为主，占样品数的33.2%；渗透率以（0.01～0.1）×10-3μm2为主，占样品数的47.4%（图4）.

图3 近物源区砂体孔隙度、渗透率频率分布直方图

图4 远物源区砂体孔隙度、渗透率频率分布直方图

（2）碎屑成分

受不同物源区影响的砂岩储层，碎屑组分与孔隙度之间存在一定的相关关系. 近物源区储层孔隙度与石英含量呈较明显正相关关系，与岩屑含量呈较明显的负相关关系（图5），与长石关系不明显，反映出近物源条件下塑性岩屑易压实变形，而石英碎屑颗粒可抵御上覆地层压实作用对孔隙起保护作用. 远物源区储层砂岩孔隙度与岩屑和石英关系不明显，与长石含量呈较明显的正相关关系（图6），反映出远物源区较高的长石含量可提供溶蚀的物质基础，有利于孔隙的形成.

图5 近物源区储层砂岩组分与孔隙度关系图

图6 远物源区储层砂岩组分与孔隙度关系图

5.2 成岩作用

（1）压实作用

压实作用导致岩石体积不断减小，孔隙流体不断排出，孔隙度逐渐降低. 薄片、扫描电镜观察显示（图7），塑性岩屑颗粒被挤压变形（图7a）、片状云母发生弯曲变形（图7b），说明本区沙溪庙组储层砂岩受到压实作用较强. 通过储层负胶结物孔隙度图（图8）可知，投点基本都落在左下方，说明研究区下沙溪庙组砂岩储层受到压实作用的影响大于胶结作用. 因此，压实作用可能是导致研究区储层孔隙度降低的最主要因素.

图7 成都凹陷下侏罗统中段沙溪庙组储层压实作用镜下特征

图8 成都凹陷下侏罗统中段沙溪庙组储层物性与胶结物关系图

（2）胶结作用

据薄片观察结果统计可知，研究区沙溪庙组砂岩胶结物主要为碳酸盐岩胶结物，其次为泥质杂基，硅质胶结物含量较少. 不同物源区碳酸盐岩胶结物与储层孔隙度的关系表现出差异性，近物源区碳酸盐岩胶结物含量与孔隙度关系不明显（图9 上），远物源区碳酸盐岩胶结物与孔隙度呈较为明显的负相关关系（图9 下），且当碳酸盐胶结物含量小于7%时，孔隙度基本上大于10%；当碳酸盐胶结物含量大于10%时，孔隙度基本小于7%. 说明对于远物源区，较高的碳酸盐胶结物不利于储层的形成.

图9 近物源区（上）、远物源区（下）砂岩孔隙度与碳酸盐胶结物量关系图

（3）溶蚀作用

研究区主要发育粒内溶孔、粒间溶孔和铸膜孔. 铸体薄片观察（图10）表明，远物源区可见长石的溶解，形成粒内溶孔（图10a），同时可见岩屑、方解石胶结物的溶解（图10b、图10c），近物源区未见长石溶解，仅见岩屑溶蚀为粒内溶孔（图10d）. 因此，溶蚀作用可能是远物源区物性较好的原因之一.

图10 成都凹陷下侏罗统中段沙溪庙组储层溶蚀作用镜下特征

6 结论

（1）成都凹陷中侏罗统沙溪庙组砂岩在不同区带内组分相差较大，总体上自西向东表现为长石含量增加，岩屑含量减少，受物源控制明显. 填隙物以碳酸盐胶结物和泥质杂基为主，其次为硅质胶结物.

（2）主要的储集空间类型为粒间溶孔、剩余粒间孔；储层孔隙度总平均值为8.96%，储层渗透率总平均值为0.73×10-3μm2，总体上属于中-低孔、低渗类型.

（3）研究区沙溪庙组具有两大物源，受不同物源的影响，对应发育不同的沉积体系. 不同沉积体系储层物性存在一定的差别，表现为近物源区的崇州-温江地区物性较差，孔隙度平均值为4.6%，渗透率平均值为0.13×10-3μm2，远物源区的马井-什邡地区物性较好，孔隙度平均值为13.07%，渗透率平均值为0.96×10-3μm2.

（4）压实作用是造成本区储层物性变差的最主要原因，胶结作用次之，溶蚀作用是改善本区储层物性的重要成岩作用，且可能是造成远近物源区物性差异的重要原因.