張從苓 周嬏

摘要：燈影組第四段為燈影組的主要產(chǎn)氣層，本文利用現(xiàn)有的鉆井、測(cè)井等資料對(duì)川中地區(qū)燈四段巖溶型儲(chǔ)層進(jìn)行研究，（1）古巖溶特征及識(shí)別標(biāo)志：從地層接觸關(guān)系、巖石學(xué)特征、地球化學(xué)證據(jù)以及成像測(cè)井標(biāo)志指示出燈影末期表生巖溶作用的存在。（2）初步對(duì)巖溶分帶進(jìn)行劃分;風(fēng)化殼古巖溶由下至上可依次劃分為深層滯留帶、水平潛流帶、垂直滲流帶與地面巖溶帶。（3）優(yōu)質(zhì)巖溶儲(chǔ)層分析：水平潛流帶受表生期水流的順層溶蝕作用，巖溶改造時(shí)間長(zhǎng)且程度深，為最優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育帶，垂向滲流帶次之

引言

碳酸鹽巖是世界油氣資源的主要產(chǎn)層之一，而賦存其間的油氣約有四分之一是產(chǎn)于巖溶型儲(chǔ)層，這反映了碳酸鹽巖巖溶型儲(chǔ)層已成為一類(lèi)重要儲(chǔ)層類(lèi)型。中國(guó)典型的碳酸鹽巖巖溶型儲(chǔ)層主要有鄂爾多斯盆地的奧陶系、塔里木盆地寒武系-奧陶系以及四川盆地的震旦系。四川盆地震旦系燈影組受桐灣運(yùn)動(dòng)抬升影響，遭受多期風(fēng)化暴露，并形成了疊合型巖溶儲(chǔ)層，其主要的巖石類(lèi)型為富含底棲微生物白云巖（例如：藻疊層云巖、藻凝塊云巖、藻砂屑云巖）。川盆地?zé)粲敖M巖溶儲(chǔ)層因受到多期巖溶作用的疊合改造，呈現(xiàn)出復(fù)雜多期的巖溶特征，具體表現(xiàn)為溶洞數(shù)量多、特征復(fù)雜、分布不均，復(fù)雜的巖溶作用對(duì)儲(chǔ)層的發(fā)育與分布產(chǎn)生了重要影響。

燈影組第四段為燈影組的主要產(chǎn)氣層，因此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的鉆井、測(cè)井等資料對(duì)川中地區(qū)燈四段進(jìn)行研究，主要對(duì)其古巖溶特征及識(shí)別標(biāo)志作出探討，并初步對(duì)巖溶分帶進(jìn)行劃分，最后論述了巖溶作用控制下的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成機(jī)制，為期為燈影組油氣開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1.地質(zhì)背景

高石梯地區(qū)地處四川盆地中部，屬于川中古隆起平緩構(gòu)造區(qū)。該地區(qū)經(jīng)歷了四川盆地的歷次地質(zhì)運(yùn)動(dòng)事件，其中，桐灣運(yùn)動(dòng)的多幕式作用下，使得燈影組受到風(fēng)化剝蝕，最終形成了優(yōu)質(zhì)的風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層。依據(jù)“四川盆地震旦系地層研討會(huì)”中的專家意見(jiàn)，燈影組自下而上可分為燈一、燈二、燈三和燈四共4段，其中，燈四段厚度為0到340m，巖性特征以微生物白云巖、藻砂屑云巖為主，見(jiàn)硅質(zhì)結(jié)核或條帶。

2.巖溶識(shí)別標(biāo)志

2.1巖石學(xué)標(biāo)志及地層接觸關(guān)系

多幕桐灣運(yùn)動(dòng)對(duì)燈四段造成顯著影響，層序地層上表現(xiàn)為燈四段在大部分地區(qū)的減薄或缺失，并與上覆麥地坪組之間具有巖性突變界面，形成假整合的接觸關(guān)系。

燈影組之上可見(jiàn)風(fēng)化殘積層（原地殘積角礫巖、黏土巖），可作為桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕表生巖溶作用的改造的存在證據(jù)。巖石學(xué)標(biāo)志中，野外剖面可見(jiàn)巖溶作用形成的風(fēng)化縫、溶洞、巖溶角礫、巖溶充填物等巖溶發(fā)育的重要標(biāo)志。鏡下觀察也可以發(fā)現(xiàn)溶孔、風(fēng)化縫被發(fā)育的淡水膠結(jié)物，可指示表生期溶蝕改造作用的存在。

2.2地球化學(xué)證據(jù)

對(duì)燈四段鉆井取芯并測(cè)試其白云巖C、O同位素。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，燈四段δC和δO二者在燈影組頂部表現(xiàn)出一致的負(fù)偏特征，表明燈四段頂部受到過(guò)明顯的表生期大氣淡水溶蝕改造作用。石英充填物富含大量液相包裹體，對(duì)該段巖溶孔洞中的石英膠結(jié)物作流體包裹體均一溫度測(cè)試分析，數(shù)據(jù)顯示，4957.39～4958.35m深度的均一溫度集中分布于110～120℃，且單一液相包裹體在加溫時(shí)無(wú)明顯變化，這表明該類(lèi)充填石英是在表生期結(jié)晶并于近地表?xiàng)l件下捕獲了大量液相包裹體，這充分說(shuō)明了表生巖溶作用的存在。

2.3成像測(cè)井標(biāo)志

在成像測(cè)井上可通過(guò)黑色斑塊等標(biāo)志來(lái)反映巖溶發(fā)育段未充填溶洞的存在。對(duì)燈四段成像測(cè)井圖像分析，結(jié)果表明在深度為4983.2～4984.42m處出現(xiàn)明顯黑斑，表明該處發(fā)育有未被充填的巖溶洞穴，巖溶洞穴作為巖溶作用的產(chǎn)物，常分布于距風(fēng)化殼頂部100m左右的，該段成像測(cè)井特征可與地球化學(xué)證據(jù)相互佐證，共同反映研究區(qū)表生巖溶作用的存在。

3.巖溶分帶

根據(jù)水動(dòng)力學(xué)以及巖溶產(chǎn)物特征，風(fēng)化殼古巖溶由下至上可依次劃分為深層滯留帶、水平潛流帶、垂直滲流帶與地面巖溶帶。深層滯留帶水動(dòng)力緩慢，巖溶改造作用較弱，不出現(xiàn)明顯的可識(shí)別巖溶特征;水平潛流帶以形成較多幾乎近于水平的溶蝕孔縫為特征，溶蝕孔洞橫向連通性好，GR曲線整體表現(xiàn)較低;垂向滲流帶以多發(fā)育近垂直的高角度擴(kuò)溶縫及溶溝為特征，縫洞或被滲濾粉砂充填，伽馬值呈現(xiàn)中高值;地面巖溶帶發(fā)育于近地表的風(fēng)化殼頂部，是受地表水流改造強(qiáng)烈的巖溶帶，可見(jiàn)殘積鋁土質(zhì)礦物氧化層、巖溶角礫等巖溶產(chǎn)物存留。通常，該巖溶帶的孔洞被殘積物所充填殆盡，在測(cè)井曲線上伽馬為高值。

4.巖溶儲(chǔ)層評(píng)價(jià)

研究認(rèn)為，地面巖溶帶與深層滯留帶不利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育。地面巖溶帶距離震旦系頂部較近，盡管受地表水流溶蝕改造強(qiáng)烈，平均孔隙度（q）較高，但溶蝕孔洞常被地表的巖溶殘積物充填致密，且儲(chǔ)層厚度往往較薄，致使其不能成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層;深層滯留帶與地面巖溶帶相反，其距燈影組頂部較遠(yuǎn)，常位于排泄基準(zhǔn)面之下。該帶中的大氣淡水流動(dòng)緩慢，且常處于飽和-過(guò)飽和狀態(tài)，地層受溶蝕作用改造極弱，導(dǎo)致其物性較差而不能成為很好的儲(chǔ)層。

高石梯地區(qū)燈四段主要發(fā)育垂向滲流帶和水平潛流帶，其中水平潛流帶為最優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育帶，垂向滲流帶次之。水平潛流帶穩(wěn)定分布在距燈影組頂部100m左右的范圍，受表生期水流的順層溶蝕作用，巖溶改造時(shí)間長(zhǎng)且程度深，以形成較多幾乎近于水平的溶蝕孔縫為特征，溶蝕孔洞橫向連通性好、規(guī)模較大。該區(qū)域的巖溶儲(chǔ)層主要是沿著水平潛流帶呈順層式分布，在該帶，橫向展布的溶孔洞和縱向連通的溶縫洞均較為發(fā)育，儲(chǔ)層物性相對(duì)較好，孔隙度可達(dá)2.8%以上，儲(chǔ)層累計(jì)厚度達(dá)49m，是燈影組的重要儲(chǔ)層發(fā)育帶;垂向滲流帶以多發(fā)育近垂直的高角度擴(kuò)溶縫及溶溝為特征，但孔洞常被溶蝕殘積物或滲濾粉砂等充填，導(dǎo)致物性較差，孔隙度約為1.56%。雖然垂向滲流帶受局部充填而致儲(chǔ)層物性變差，但垂向滲流帶可在縱向上延伸較遠(yuǎn)，范圍較大，在水流的巖溶改造作用下儲(chǔ)層累加厚度客觀，因此，該巖溶段發(fā)育次一級(jí)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。

5.結(jié)論

綜上所訴，川中地區(qū)燈四段巖溶型儲(chǔ)層是該區(qū)域的重要儲(chǔ)層類(lèi)型，水平潛流帶為最優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育帶，望加強(qiáng)對(duì)水平潛流帶的儲(chǔ)層勘探力度。以此同時(shí)，也應(yīng)對(duì)垂向滲流帶給以重視。

作者簡(jiǎn)介：張從苓，男，六盤(pán)水師范學(xué)院。

（作者單位：1.六盤(pán)水師范學(xué)院;2.六盤(pán)水師范學(xué)院）