四川盆地北部上震旦統(tǒng)燈影組四段儲(chǔ)層特征及其控制因素

段金寶 代林呈 李畢松 朱 祥 李 輝

中國石化勘探分公司

0 引言

上震旦統(tǒng)燈影組丘灘相白云巖儲(chǔ)層是四川盆地天然氣勘探的重要領(lǐng)域，也是近年來古老地層碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究的熱點(diǎn)[1]。四川盆地中部（以下簡稱川中地區(qū)）高石梯—磨溪地區(qū)（以下簡稱高磨地區(qū)）燈影組發(fā)現(xiàn)以高石1井為代表的多口日產(chǎn)百萬立方米天然氣高產(chǎn)井，揭示了該盆地內(nèi)燈影組天然氣勘探的巨大潛力[2]。四川盆地北部（以下簡稱川北地區(qū)）與高磨地區(qū)具有相似的地質(zhì)背景，成為業(yè)界高度關(guān)注的新領(lǐng)域。

近年來，中國石化勘探分公司在川北地區(qū)持續(xù)開展系統(tǒng)野外地質(zhì)工作，對于燈影組沉積與儲(chǔ)層的認(rèn)識(shí)取得了新的進(jìn)展。研究表明，川北地區(qū)燈影組屬于鑲邊臺(tái)地模式，發(fā)育臺(tái)緣丘灘和臺(tái)內(nèi)淺灘兩類有利儲(chǔ)集體。該區(qū)林庵寺剖面燈四段厚134.4 m，為典型的深水沉積，巖性主要為深灰色薄—中層泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)條帶，藻類不發(fā)育，巖性致密；胡家壩剖面燈四段厚387.7 m，地層增厚明顯，為典型的臺(tái)地邊緣丘灘相沉積，巖性以淺灰—灰白色厚層—塊狀藻凝塊云巖、藻疊層云巖和顆粒云巖為主，藻格架孔、粒內(nèi)與粒間溶孔、大型層狀溶洞發(fā)育，儲(chǔ)層累計(jì)厚度為150.0 m；旺蒼鼓城剖面燈四段為局限臺(tái)地淺灘沉積，巖性為深灰—淺灰色薄—厚層藻凝塊云巖和藻/砂屑云巖夾藻疊層云巖、藻紋層云巖和泥—粉晶云巖，孔洞發(fā)育，儲(chǔ)層累計(jì)厚度為42.0 m。從西至東，沉積相呈陸棚—斜坡—臺(tái)地邊緣—局限臺(tái)地的規(guī)律分布。但是，關(guān)于該區(qū)燈四段儲(chǔ)層發(fā)育控制的因素，目前認(rèn)為存在著沉積相[3-5]、表生巖溶[6-9]、埋藏—熱液作用[10-11]等諸多方面，對儲(chǔ)集巖類型和儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律的研究也尚未達(dá)成共識(shí)。此外，這些研究大多都是基于四川盆地或者上揚(yáng)子地臺(tái)等尺度進(jìn)行的[12]，或者單一的集中于高磨地區(qū)[13]，而針對川北地區(qū)燈四段丘灘相儲(chǔ)層特征和孔隙發(fā)育規(guī)律的研究則多是在全盆地?zé)粲敖M沉積模式的基礎(chǔ)上結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景加以推測。加之，川北地區(qū)燈影組埋藏深度大、地質(zhì)資料少、地震資料品質(zhì)差、研究程度整體較低，因而制約了該區(qū)燈四段的天然氣勘探。

因此，筆者以川北地區(qū)燈影組野外露頭、鉆井和測井/錄井等資料為基礎(chǔ)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，研究該區(qū)燈四段儲(chǔ)層的基本特征，分析探討該套丘灘相儲(chǔ)層類型、分布規(guī)律和控制因素，以期為該區(qū)燈影組的油氣勘探提供技術(shù)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

川北地區(qū)位于上揚(yáng)子臺(tái)地西北緣，構(gòu)造位置主體位于川北古中坳陷低緩帶和川東古斜中隆高陡斷褶帶西北部，西臨龍門山斷裂帶，東接川東古斜中隆高陡斷褶帶，南部為川中古隆中斜平緩帶，北與米倉山斷裂帶、大巴山斷裂帶相接（圖1）[14]。

川北地區(qū)燈影組自下而上可劃分為4段[15]，主要目的層段為燈四段，該段可進(jìn)一步劃分出兩個(gè)亞段。其中，燈四段一亞段厚度介于60～150 m，巖性以灰—淺灰色中—厚層藻紋層云巖、藻/砂屑云巖夾藻疊層云巖及藻凝塊云巖，頂部儲(chǔ)層發(fā)育；燈四段二亞段（厚度介于80～200 m，巖性以淺灰—灰白色中層—塊狀藻凝塊云巖、藻疊層云巖夾藻/砂屑云巖，中上部儲(chǔ)層發(fā)育（圖1）。

四川盆地在前震旦紀(jì)受晉寧運(yùn)動(dòng)影響，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈，并伴隨大規(guī)模的斷裂和火山活動(dòng)，為復(fù)雜基底的形成階段。早震旦世陡山沱期，四川盆地整體下沉，海水入侵，川北地區(qū)由隆升區(qū)演變?yōu)槌练e區(qū)，僅北部漢南一帶處于古陸剝蝕區(qū)，為主要陸源來源區(qū)，其附近沉積上震旦統(tǒng)觀音崖組濱岸相碎屑巖，其余地區(qū)沉積上震旦統(tǒng)陡山沱組陸棚相泥頁巖。川北地區(qū)燈影期繼承了陡山沱期的沉積格局，海侵范圍繼續(xù)擴(kuò)大，漢南古陸核部進(jìn)一步由南江地區(qū)向鎮(zhèn)巴西鄉(xiāng)地區(qū)遷移[15]，燈影組由兩個(gè)三級海侵—海退組成的海平面變化旋回構(gòu)成。燈一段是晚震旦世早期海侵的產(chǎn)物，與下伏陡山沱組呈整合接觸，與上覆燈二段為連續(xù)沉積。燈二早期海侵達(dá)到最大，海平面開始下降，燈二段底部沉積粒度較粗、顏色較淺的碳酸鹽巖，燈二沉積末期氣候變?yōu)楦珊?，海水鹽度增加，有利于藻類白云巖的沉積。隨后受桐灣Ⅰ幕運(yùn)動(dòng)的影響，川北地區(qū)燈二段整體抬升遭受風(fēng)化剝蝕，與燈三段呈假整合接觸。燈三段沉積期攀西裂谷活動(dòng)加劇，海平面上升，沉積海侵相碎屑巖，與燈四段呈整合接觸。燈四段相對海平面進(jìn)一步下降，為丘灘復(fù)合體主要發(fā)育期，微生物巖厚層堆積，臺(tái)緣與臺(tái)內(nèi)地層厚度及沉積特征進(jìn)一步分異，燈四段沉積末期受桐灣Ⅱ幕運(yùn)動(dòng)的影響，川北地區(qū)燈四段與上覆下寒武統(tǒng)寬川鋪組或筇竹寺組呈不整合接觸。燈影組的古地理格局奠定了下寒武統(tǒng)沉積演化的地質(zhì)背景[16]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置及燈影組地層柱狀圖（據(jù)本文參考文獻(xiàn)[14]修改）

2 儲(chǔ)層特征

2.1 巖石學(xué)特征

野外露頭觀察、巖心描述和鏡下薄片鑒定表明，川北地區(qū)燈四段儲(chǔ)集巖類型復(fù)雜多樣，儲(chǔ)層主要賦存于藻凝塊云巖、藻紋層云巖、藻屑云巖和砂屑云巖中。

藻凝塊云巖。也稱為凝塊狀云巖或凝塊石，呈淺灰—白灰色，厚層—塊狀，主要是由若干個(gè)中小型凝塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這類巖石表面通常表現(xiàn)出云霧狀、雪花狀、疙瘩狀或皺紋狀特征，具有格架構(gòu)造、丘形構(gòu)造和斑馬狀構(gòu)造（圖2-a、b），主要分布在燈四段上部。

藻疊層云巖。也稱為疊層石，呈淺灰—白灰色，中層—塊狀，藻類密集分布，各紋層起伏趨勢基本一致（圖2-c）；橫向上連續(xù)性好，呈層狀展布，具有一定起伏形態(tài)。藻疊層云巖孔洞、溶擴(kuò)縫發(fā)育（圖2-d），分布在燈四段的中上部。

砂屑云巖?；摇獪\灰色中—厚層，砂屑顆粒主要由泥—粉晶白云石組成，含量介于60%～70%，粒徑一般介于0.3～0.9 mm，分選、磨圓度一般—較好，多呈次棱角狀—次圓狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為均一，粒內(nèi)、粒間溶孔發(fā)育（圖2-e），分布在燈四段中上部。

藻屑云巖。灰—淺灰色、中—厚層，藻屑顆粒主要由粉—泥晶白云石組成，顏色較暗，含量介于55%～65%，粒徑一般介于0.2～0.8 mm，分選、磨圓度一般—較好，多呈次棱角狀—次圓狀，藻類形態(tài)多呈泡沫狀或不規(guī)則形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為松散，儲(chǔ)集空間主要包括粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間（溶）孔、順層溶洞和溶縫等（圖2-f），分布在燈四段中上部。

2.2 儲(chǔ)集空間類型

燈四段儲(chǔ)層儲(chǔ)滲空間成因復(fù)雜，類型較多，以次生成因的孔、縫、洞為主，偶見殘余原生孔隙。研究表明，燈四段孔隙類型主要有4種，其中以藻格架孔、粒內(nèi)溶孔為主，其次為粒間溶孔和晶間（溶）孔。溶擴(kuò)縫和大型溶洞對該區(qū)的油氣儲(chǔ)滲也具有較大的貢獻(xiàn)。

圖2 燈四段儲(chǔ)層特征照片

2.2.1 藻格架孔

為藻類及其原始孔隙溶蝕擴(kuò)大形成，孔隙邊緣呈港灣狀，孔隙形態(tài)多為橢圓狀，孔徑介于0.2～0.8 mm，多被瀝青、白云石和石英等半—全充填，連通性好，主要分布于藻凝塊云巖和藻疊層云巖中（圖2-b）。

2.2.2 粒內(nèi)溶孔

為顆粒內(nèi)部被部分溶解后的產(chǎn)物，形態(tài)不規(guī)則，孔徑介于0.2～0.4 mm，連通性一般，主要分布于燈四段中上部的藻屑云巖、砂屑云巖中（圖2-e）。

2.2.3 粒間溶孔

為粒間孔溶蝕擴(kuò)大形成，孔隙邊緣常有溶蝕圓滑的現(xiàn)象和膠結(jié)物的殘余部分。分布于砂屑云巖中，連通性較好（圖2-e）。

2.2.4 晶間（溶）孔

為晶間孔溶蝕擴(kuò)大形成，孔隙邊緣多呈港灣狀、孤島狀，孔徑介于0.1～0.4 mm，連通性一般，主要分布于藻疊層云巖和細(xì)—粉晶云巖中，或形成于溶洞中充填的白云石晶體之間（圖2-d）。

2.2.5 溶洞

主要分布于灘體中上部，洞徑一般介于2～20 mm，最大超過50 mm。受溶蝕作用的影響，溶洞多為順層拉長狀于丘灘相儲(chǔ)層中呈層狀穩(wěn)定分布，連通性好，充填程度低（圖2-a）。垂向溶洞發(fā)育較少，僅分布在地層上部—頂部，大多被巖溶角礫、瀝青或者泥質(zhì)充填，有效性差。

2.2.6 溶擴(kuò)縫

寬度一般大于1 mm，形態(tài)不規(guī)則，洞壁不平整，多呈港灣狀，主要沿藻類溶蝕擴(kuò)大，被瀝青、白云石和石英等半—全充填（圖2-d）。

2.3 物性特征

通過對區(qū)內(nèi)燈四段62塊常規(guī)物性樣品分析可知，孔隙度介于1.58%～13.33%，平均值為5.43%，其中，孔隙度介于2%～8%的占樣品總數(shù)的84.75%；滲透率介于 9.0×10－5～ 20.9 mD，平均值為 1.24 mD，其中，滲透率大于1.0 mD的樣品占樣品總數(shù)的16.98%。燈四段儲(chǔ)層總體上呈中—低孔隙度、低滲透率特征（圖3）。

根據(jù)燈四段孔隙度—滲透率關(guān)系圖（圖4）分析，儲(chǔ)層的孔滲關(guān)系具有明顯的分區(qū)性：紅圈區(qū)的孔滲關(guān)系相關(guān)性明顯，滲透率隨孔隙度的增大而增大；紅圈區(qū)斜率線值較低，表明隨著孔隙度的增加，滲透率上升程度不大，裂縫對該類儲(chǔ)層的孔隙度影響較小，孔隙結(jié)構(gòu)簡單，為孔隙型、孔洞型儲(chǔ)層。藍(lán)圈區(qū)的孔滲關(guān)系的相關(guān)性較差，孔隙度變化不大，而滲透率變化較大，該類儲(chǔ)層受裂縫影響較大，為裂縫—孔隙型儲(chǔ)層。燈四段儲(chǔ)層主要表現(xiàn)為孔隙型、孔洞型儲(chǔ)層和裂縫—孔隙型儲(chǔ)層。

2.4 儲(chǔ)層分類與展布特征

2.4.1 儲(chǔ)層分類

圖3 燈四段儲(chǔ)層孔隙度—滲透率分布直方圖

圖4 燈四段儲(chǔ)層孔隙度—滲透率關(guān)系圖

區(qū)內(nèi)燈四段丘灘沉積后經(jīng)歷了多期成巖作用的差異改造，不同區(qū)域呈現(xiàn)不同的儲(chǔ)層巖性和儲(chǔ)集空間類型組合特征。通過對研究區(qū)燈四段儲(chǔ)層的宏/微觀特征綜合分析，將燈四段儲(chǔ)層分為丘核相孔洞型儲(chǔ)層、丘坪相裂縫—孔隙型儲(chǔ)層和淺灘相孔隙型儲(chǔ)層3種類型（表1）。

2.4.2 縱向展布特征

燈四段儲(chǔ)層在縱向分布上具有明顯的層控性（圖5），主要分布在一亞段上部與二亞段中上部。一亞段儲(chǔ)層厚度介于20～40 m，巖性以藻屑云巖及砂屑云巖為主，粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔及小型溶洞發(fā)育，以淺灘相孔隙型儲(chǔ)層為主，頂部儲(chǔ)層藻類含量增多，溶縫與溶洞規(guī)模增大，表現(xiàn)為裂縫—孔隙型儲(chǔ)層夾孔洞型儲(chǔ)層特征。二亞段儲(chǔ)層厚度介于40～120 m，巖性以藻凝塊云巖和藻疊層云巖為主，藻格架孔、順層溶洞及溶擴(kuò)縫大規(guī)模發(fā)育，儲(chǔ)集性能優(yōu)越，表現(xiàn)為孔洞型與裂縫—孔隙型儲(chǔ)層的特征。

表1 川北地區(qū)燈四段儲(chǔ)層類型特征劃分表

圖5 胡家壩剖面燈四段儲(chǔ)層分布圖

2.4.3 橫向展布特征

橫向上，臺(tái)緣儲(chǔ)層和臺(tái)內(nèi)儲(chǔ)層具有明顯差異性。臺(tái)緣儲(chǔ)層累厚大、規(guī)模好，以孔洞型儲(chǔ)層及裂縫—孔隙儲(chǔ)層為主，儲(chǔ)層主要分布于各亞段中上部。臺(tái)內(nèi)儲(chǔ)層以淺灘相孔隙型儲(chǔ)層為主，其次為丘核相孔洞型儲(chǔ)層，兩類儲(chǔ)層均發(fā)育于二亞段中—上部，一亞段儲(chǔ)層不發(fā)育。整體上，臺(tái)緣相帶內(nèi)儲(chǔ)層規(guī)模大，橫向分布穩(wěn)定，臺(tái)內(nèi)相帶內(nèi)儲(chǔ)層規(guī)模一般，橫向?qū)Ρ刃暂^差（圖6）。

3 儲(chǔ)層發(fā)育控制因素

3.1 臺(tái)緣丘灘是儲(chǔ)層最有利的沉積相帶

四川盆地?zé)粲敖M總體為淺水碳酸鹽巖臺(tái)地沉積[16]，從西到東依次發(fā)育陸源區(qū)（古陸）、混積潮坪、古裂陷及裂陷邊緣丘灘相、局限臺(tái)地、臺(tái)地邊緣淺灘（包括臺(tái)內(nèi)灘）、臺(tái)地前緣—盆地邊緣斜坡、淺海盆地等相區(qū)（帶）。在圍繞德陽—安岳古裂陷槽的邊緣地帶不同井位、野外剖面均發(fā)現(xiàn)有反映高能量藻凝塊云巖、藻疊層云巖、藻/砂屑云巖的丘灘沉積體系。另外，由于微地貌、水動(dòng)力條件的細(xì)微差異，局限臺(tái)地內(nèi)可形成較多類型不同的點(diǎn)灘（如內(nèi)碎屑灘、綿層狀藻/砂屑灘、藻黏結(jié)顆粒灘和鮞粒灘）沉積體。

圖7 川北地區(qū)燈四段不同儲(chǔ)集巖類物性統(tǒng)計(jì)直方圖

從川北地區(qū)不同巖性物性統(tǒng)計(jì)來看，與丘灘體建造相關(guān)的藻凝塊云巖、藻疊層云巖、藻/砂屑云巖孔隙度要明顯高于泥—粉晶云巖、細(xì)晶云巖，可見燈四段儲(chǔ)層物性與巖性密切相關(guān)（圖7）。而不同沉積微相控制不同巖性的分布特征[3]，丘核微相主要沉積高能且質(zhì)純的藻凝塊云巖及藻疊層云巖，丘坪微相主要堆積層狀分布的藻疊層云巖及藻紋層云巖，淺灘環(huán)境以藻屑云巖及砂屑云巖發(fā)育為主，而潟湖及灘間海環(huán)境沉積相對低能的泥晶云巖及泥質(zhì)云巖，不利于原始孔隙的發(fā)育。巖性差異為儲(chǔ)層后期形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而不同巖性形成于不同的沉積環(huán)境，因此沉積相直接控制了儲(chǔ)層的發(fā)育位置和分布范圍，是儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2 丘灘相早成巖期組構(gòu)選擇性溶蝕是大規(guī)模增孔的關(guān)鍵

四川盆地?zé)粲敖M地層年代老、埋深大，多期成巖作用是導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)及儲(chǔ)層復(fù)雜的主要原因，成巖作用是儲(chǔ)層最終形成及賦存的關(guān)鍵[17]。川北地區(qū)燈影組直接形成孔隙的成巖作用或產(chǎn)生有利于孔隙形成與演化的成巖作用主要為早成巖期組構(gòu)選擇性溶蝕作用。

根據(jù)川北地區(qū)燈四段儲(chǔ)層溶蝕作用形成的機(jī)理、先后順序、持續(xù)時(shí)間、特征、影響因素以及與儲(chǔ)集空間的關(guān)系等，將溶蝕作用分為同生期巖溶、早成巖期巖溶和埋藏期巖溶等3種類型。

同生—準(zhǔn)同生期巖溶作用發(fā)生于沉積物形成后不久、沉積物尚未完全脫離沉積環(huán)境時(shí)期，成巖環(huán)境屬于同生—準(zhǔn)同生期[18-19]。區(qū)內(nèi)該期溶蝕作用的形成多與海平面頻繁升降過程和灘體分布密切相關(guān)。燈四段中上部發(fā)育多期丘灘復(fù)合體，這些沉積體在較低級（五級）海平面下降的影響下，海平面附近及以下的沉積物（巖）由沉積—同生成巖環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橥獪?zhǔn)同生成巖環(huán)境，在開放的氧化環(huán)境中，受大氣淡水和混合水的影響，在海平面之上及附近的丘灘體內(nèi)部可短時(shí)間建立起小規(guī)模的淡水透鏡體，從而發(fā)生準(zhǔn)同生期巖溶作用[20-21]。每期海平面升降過程中形成的淡水透鏡體的大小多受微生物生態(tài)群落及組合控制，其頂部常具有干裂暴露標(biāo)志。丘灘沉積體中的第一期海底纖（柱）狀膠結(jié)物被部分溶蝕成港灣狀及膏模孔洞的形成也被認(rèn)為是同生期溶蝕作用的表現(xiàn)，但形成的粒間溶孔、藻格架溶孔和膏模孔洞在長達(dá)6億年的成巖過程中幾乎全部充填和膠結(jié)。因此，同生期巖溶作用對川北地區(qū)燈影組儲(chǔ)層的影響不明顯或影響不大。

早成巖期巖溶作用發(fā)生于桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕時(shí)期，區(qū)內(nèi)基底整體抬升，導(dǎo)致燈四段地層大規(guī)模暴露于海平面之上，受到大氣淡水改造。該期巖溶作用在先期滲透層的基礎(chǔ)上對燈四段地層進(jìn)行改造，藻凝塊云巖和顆粒云巖主要形成花斑狀分布的孔洞和層狀分布的大型溶洞，藻疊層云巖主要形成順藻層分布的溶孔和溶縫，孔洞多被塑性角礫充填，構(gòu)成囊狀或海綿狀溶蝕系統(tǒng)。該期巖溶作用主要受高能相帶控制，具有明顯的層控性，對燈四段儲(chǔ)層影響明顯。

四川盆地?zé)粲敖M儲(chǔ)層的石油充注時(shí)期主要為中—深埋藏期，此時(shí)高成熟度的有機(jī)質(zhì)演化產(chǎn)生的有機(jī)酸對碳酸鹽礦物的溶解作用比碳酸更強(qiáng)，有機(jī)酸的進(jìn)入導(dǎo)致在烴類充注之前形成的某些孔隙周邊的白云石被溶蝕擴(kuò)大。此外，石油在裂解過程中，形成大量的天然氣和瀝青，并釋放出H2S和CO2，在較為封閉的高壓環(huán)境下，造成氣—水界面下降，不僅使原有的儲(chǔ)集空間增大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量具有溶蝕性的水溶氣，使孔洞充填物產(chǎn)生晶內(nèi)/間溶孔。根據(jù)川北地區(qū)燈影組的地層埋藏史，寒武紀(jì)末期筇竹寺組烴源巖已經(jīng)達(dá)到了生烴門限，特別是二疊紀(jì)后，筇竹寺組烴源巖開始大量的生烴、排烴，靠近寒武系的燈四段上部的各類白云巖在富含有機(jī)酸的地層水作用下表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)溶蝕—沉淀（重結(jié)晶）模式。生烴及排烴的早期，筇竹寺組釋放出的大量腐蝕性組分隨壓實(shí)流體向下運(yùn)移至燈四段，由燈四段頂部向下，侵入的腐蝕性組分越少，到達(dá)燈四段下部時(shí)幾乎沒有。因此燈四段中上部與有機(jī)質(zhì)成熟演化有關(guān)的埋藏溶蝕作用較強(qiáng)，而下部較弱。這表明埋藏巖溶作用對儲(chǔ)層的影響小。

3.3 儲(chǔ)層發(fā)育模式

根據(jù)川北地區(qū)燈影組儲(chǔ)層在形成和演化過程中的埋藏深度、成巖階段、成巖作用類型、構(gòu)造作用和孔隙演化等特征，將該區(qū)燈四段儲(chǔ)層的形成與演化大致分為4個(gè)階段。

3.3.1 沉積—同生—準(zhǔn)同生期原生孔隙形成階段

燈四段沉積期，川北地區(qū)整體處于鑲邊臺(tái)地沉積，水體相對較淺，波浪淘洗作用充分，發(fā)育藻類云巖和顆粒云巖，巖石原始藻格架孔、粒內(nèi)孔、粒間孔、白云石晶間孔發(fā)育。這些沉積物堆積的同時(shí)，在高頻海平面升降的影響下，易間歇性暴露于海平面之上，接受大氣淡水、海水及混合水的影響。藻類云巖、顆粒云巖及其第一期纖（柱）狀白云石溶解形成早期孔洞層；部分淺水區(qū)的藻疊層云巖頂部形成小規(guī)模的溶溝、溶縫、暴露干裂及少量溶孔（可能屬于膏鹽類礦物的溶解）；泥—粉晶云巖未暴露于水體之上接受溶蝕作用的改造，僅局部含有石膏晶體或結(jié)核發(fā)生溶解作用，形成膏鹽?？锥矗▓D8-a）。

3.3.2 第一次淺埋藏期原始孔隙減少階段

圖8 燈四段儲(chǔ)層發(fā)育模式圖

隨著沉積作用的進(jìn)行，經(jīng)過沉積—同生—準(zhǔn)同生期改造的沉積物（沉積巖）被埋藏進(jìn)入第一次真正意義上的埋藏階段。隨埋藏深度的增加，早期藻凝塊云巖和顆粒云巖類發(fā)生第二和第三期的粉—細(xì)晶的膠結(jié)作用，早期藻格架孔和粒間/粒內(nèi)溶孔大幅度減少；同時(shí)，藻疊層云巖及泥—粉晶云巖中除早期的少量膏模孔洞及其他孔隙被粉晶白云石全充填外，強(qiáng)烈的壓實(shí)作用使晶間孔中地層水排出，晶粒間發(fā)生緊密堆積，晶間孔急劇縮小，殘存的晶間孔也成為無效孔隙。

3.3.3 早成巖期次生孔隙大規(guī)模形成階段

燈影組沉積后，雖然經(jīng)歷了短期海底和淺埋藏孔隙破壞階段，但原始孔隙系統(tǒng)仍然保留。四川盆地在桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕的影響下，基底整體抬升，導(dǎo)致燈四段地層抬升至海平面之上，接受溶蝕作用改造。藻凝塊云巖和顆粒云巖主要形成花斑狀溶蝕孔洞和層狀分布的大型溶洞，藻疊層云巖主要形成順藻層分布的溶孔和溶縫。該期巖溶作用形成的孔洞規(guī)模較大，連通性強(qiáng)，主要沿高能相帶順層分布，是燈四段儲(chǔ)層增孔的關(guān)鍵因素（圖8-b）。

3.3.4 中—深埋藏期次生孔隙調(diào)整階段

燈四段在受到桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕引起的早成巖期巖溶作用改造后，被快速埋藏。隨埋藏深度的增加，早期地層進(jìn)一步受到壓實(shí)和壓溶作用的改造，使巖性更加致密；同時(shí)，地層溫度逐漸升高，燈四段早期泥—粉晶云巖發(fā)生較強(qiáng)的重結(jié)晶作用，轉(zhuǎn)變?yōu)榘自剖w自形程度較高的粉—細(xì)晶云巖，有效孔隙度和滲透率增加。二疊紀(jì)后，燈四段埋深超過2 000 m，地溫超過100 ℃，上覆巨厚的筇竹寺組烴源巖進(jìn)入成熟—生油高峰期，產(chǎn)生的大量腐性組分隨地層水的排除進(jìn)入燈四段，并向下逐漸侵入。這些具有腐蝕性的地層水對燈四段的藻凝塊云巖、藻疊層云巖、顆粒云巖和粉—細(xì)晶云巖產(chǎn)生較強(qiáng)的溶蝕作用，對先期優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整（圖8-c）。此外，由于藻疊層云巖和藻紋層云巖的紋層具有近水平方向展布，成層性好，后期易受到硅化作用的影響，形成致密硅質(zhì)層。

4 討論

對比川中地區(qū)燈四段儲(chǔ)層分析，認(rèn)為川北地區(qū)與之具有相似性（表2），這表明川北地區(qū)燈四段具備發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的地質(zhì)背景。但儲(chǔ)層控制因素表現(xiàn)不同，川北地區(qū)燈四段表現(xiàn)為相控型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層發(fā)育程度及溶蝕作用強(qiáng)度受沉積相控制，儲(chǔ)集空間主要為與藻類發(fā)育有關(guān)的溶蝕孔洞；川中地區(qū)燈四段儲(chǔ)層受沉積相及不整合巖溶作用共同控制，導(dǎo)致不同區(qū)域儲(chǔ)層分布規(guī)律的差異性，川北地區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布主要受高能丘灘相帶及古地貌控制，川中地區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布于巖溶殘丘—巖溶高地與丘灘相帶的疊合區(qū)。

針對川北地區(qū)滿覆蓋三維地震工區(qū)，結(jié)合資料情況和地質(zhì)背景，依靠井震結(jié)合方法，以殘余厚度法為主，精細(xì)刻畫了寒武系沉積前的古地貌：川北地區(qū)總體地貌具有西部低、中部高、東部逐漸變低的特征。地貌高地由川中地區(qū)延伸至閬中—南江一帶，沿綿陽—長寧裂陷槽呈南北狀展布，向西部裂陷槽過渡帶窄、陡，地貌差異大，向東部過渡帶寬、緩，地貌差異小，在巴中一帶呈現(xiàn)出次級地貌高地（圖9-a）。

綜合分析的結(jié)果表明，閬中—元壩—廣元—胡家壩一帶為儲(chǔ)層發(fā)育最有利區(qū)，儲(chǔ)層累計(jì)厚度介于80～120 m；南江—巴中一帶為儲(chǔ)層發(fā)育較有利區(qū)，儲(chǔ)層累計(jì)厚度介于40～60 m（圖9-b）。一方面是因?yàn)槌练e地貌較高處，高能丘灘相帶發(fā)育；同時(shí)，藻類越發(fā)育，越易于奠定較好的溶蝕物質(zhì)基礎(chǔ)，更易于發(fā)生早成巖期組構(gòu)選擇性溶蝕，形成順藻類分布的溶蝕孔洞。

表2 川北地區(qū)與川中地區(qū)燈四段儲(chǔ)層特征對比表

圖9 川北地區(qū)燈四段平面分布圖

5 結(jié)論

1）川北地區(qū)燈四段發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，儲(chǔ)集巖類型以藻凝塊云巖、藻疊層云巖、藻屑云巖及砂屑云巖為主，儲(chǔ)集空間包括藻格架孔、粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間溶孔、順層溶洞及溶擴(kuò)縫，總體表現(xiàn)為中—低孔、低滲的丘核相孔洞型儲(chǔ)層、丘坪型裂縫—孔隙型儲(chǔ)層及淺灘相孔隙型儲(chǔ)層。

2）燈四段儲(chǔ)層縱上分布具有層控性，主要分布在各亞段中上部，一亞段儲(chǔ)層以淺灘相孔隙型儲(chǔ)層為主，二亞段儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模及厚度較大，以丘核相孔洞型儲(chǔ)層和丘坪相裂縫—孔隙型儲(chǔ)層為主。橫向上分布臺(tái)緣儲(chǔ)層累計(jì)厚度與規(guī)模大；臺(tái)內(nèi)儲(chǔ)層累計(jì)厚度與規(guī)模小，以淺灘相孔隙型儲(chǔ)層為主。

3）川北地區(qū)燈四段儲(chǔ)層孔隙發(fā)育主要受沉積相和成巖作用控制。丘核、顆粒灘和丘坪微相有利于儲(chǔ)層發(fā)育；巖溶作用和重結(jié)晶作用有利于孔隙形成；早成巖期組構(gòu)選擇性溶蝕作用是丘灘相儲(chǔ)層孔隙大規(guī)模增加的關(guān)鍵因素。

4）川北地區(qū)與川中地區(qū)燈四段儲(chǔ)層具有相似性但控制因素不同，川北地區(qū)燈四段儲(chǔ)層為相控，川中地區(qū)燈四段儲(chǔ)層受沉積相及不整合巖溶作用共同控制，這導(dǎo)致了兩個(gè)地區(qū)儲(chǔ)層分布規(guī)律的差異性，川北地區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布主要受高能丘灘相帶及古地貌控制，川中地區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布于巖溶殘丘—巖溶高地與丘灘相帶的疊合區(qū)。結(jié)論認(rèn)為，閬中—元壩—廣元—胡家壩一帶為川北地區(qū)燈四段儲(chǔ)層發(fā)育最有利區(qū)，南江—巴中地區(qū)一帶為儲(chǔ)層發(fā)育較有利區(qū)。