唐青松 高 明 黃 東 白 蓉 李育聰 楊 智

（1.中國(guó)石油西南油氣田公司氣田開(kāi)發(fā)管理部，四川 成都 610041；2.中國(guó)石油四川石化南充煉油廠，四川 南充 637000；3.中國(guó)石油西南油氣田公司技術(shù)咨詢(xún)中心，四川 成都 610041；4.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，四川 成都 610051；5.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

近年來(lái)，中國(guó)在鄂爾多斯盆地、松遼盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、渤海灣盆地、四川盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、三塘湖盆地均取得了致密油勘探重大進(jìn)展，有力地推動(dòng)了陸相致密油的研究［1-3］。四川盆地侏羅系致密油資源量達(dá)16×108t，其中大安寨段致密油資源量為9.78×108t，但資源豐度為3×108～10×108t/km2，與其他致密油盆地差異大，屬于低豐度致密油［4-5］。

四川盆地侏羅系淡水湖相介殼灰?guī)r具有資源量大、資源豐度低、儲(chǔ)層致密化程度高、含油面積大、富集規(guī)律復(fù)雜的特點(diǎn)［6-10］。大安寨段介殼灰?guī)r形成于淡水陸相湖泊，儲(chǔ)層孔隙度為0.50%～2.00%，平均1.06%。儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、厚度小，縱、橫向變化快，測(cè)井解釋和地震預(yù)測(cè)難度大［11-13］。前人［2，4，6］對(duì)四川盆地侏羅系大安寨段介殼灰?guī)r建立了儲(chǔ)層識(shí)別和評(píng)價(jià)方法，但仍存在問(wèn)題：（1）儲(chǔ)層分類(lèi)方法的研究對(duì)象僅為部分區(qū)域，不能完全反映侏羅系大安寨段介殼灰?guī)r的總體特征；（2）前人在勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中將大安寨段介殼灰?guī)r厚度等同于大安寨段儲(chǔ)層厚度，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)處于定性—半定量階段，不能滿(mǎn)足勘探開(kāi)發(fā)精細(xì)化需要；（3）大安寨段介殼灰?guī)r屬于超致密儲(chǔ)層，卻涌現(xiàn)出了130余口累產(chǎn)超過(guò)1×104t的油井，儲(chǔ)集能力尚待研究。國(guó)內(nèi)外致密油勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐揭示［14-17］，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的規(guī)模是致密油穩(wěn)產(chǎn)的必要條件。因此，對(duì)于四川盆地侏羅系大安寨段超致密介殼灰?guī)r而言，判斷是否存在相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層以及對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、預(yù)測(cè)是進(jìn)行致密油勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

晚三疊世印支晚幕運(yùn)動(dòng)徹底改變了四川盆地的沉積格局，至此進(jìn)入侏羅紀(jì)紅色盆地演化階段。大安寨段是自流井群幾次湖侵中影響最大的1次湖盆擴(kuò)張時(shí)期的產(chǎn)物，沉積了暗色泥頁(yè)巖和介殼灰?guī)r2類(lèi)巖石，局部地區(qū)發(fā)育紫紅色泥巖和微晶白云巖夾層［18］。根據(jù)四川盆地侏羅系大安寨段沉積旋回、巖性組合特征將大安寨段自下而上劃分為大三、大一三和大一3個(gè)亞段，其中大三亞段、大一亞段主要發(fā)育濱—淺湖高能介殼灘體，為儲(chǔ)層發(fā)育層段，大一三亞段主要發(fā)育淺湖—半深湖泥頁(yè)巖，為烴源巖發(fā)育層位。目前發(fā)現(xiàn)的致密介殼灰?guī)r儲(chǔ)層主要發(fā)育在大一亞段和大三亞段的介殼灰?guī)r中，大一三亞段主要發(fā)育黑色泥頁(yè)巖。

大安寨湖盆經(jīng)歷了擴(kuò)張期—極盛期—收縮期1個(gè)完整的旋回，大安寨段在盆地中呈東北部厚、西南部薄的特征。介殼灘體主要分布在西南環(huán)帶，沉積中心位于四川盆地中北部和東北部地區(qū)，其中南充—西充—蓬安帶、儀隴—平昌—開(kāi)江帶、大竹—梁平—萬(wàn)州帶沉積厚度均超過(guò)100 m。平面上，大安寨段由外至內(nèi)可以劃分為為濱湖、濱淺湖、淺—半深湖和半深湖4個(gè)環(huán)帶狀亞相區(qū)［19］。

大量的取心資料顯示四川盆地侏羅系大安寨段儲(chǔ)層致密化程度高、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)。其中儲(chǔ)層孔隙度為0.50%～2.00%的樣品占總數(shù)的50.50%，孔隙度大于3.00%的樣品僅占19.51%，平均孔隙度為2.14%。滲透率小于0.01×10-3μm2的樣品占總數(shù)的93.00%，平均滲透 率為0.03×10-3μm2。按照《油氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法:SY/T 6285—2011》碳酸鹽巖滲透率的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)［20］，大安寨段介殼灰?guī)r儲(chǔ)層屬于特低孔、特低滲的超致密儲(chǔ)層?？v向上，大安寨段介殼灰?guī)r平均孔隙度與埋藏深度關(guān)系明顯（表1），川中南部地區(qū)（蓬萊、桂花、龍女寺）地層埋藏淺，平均孔隙度高于埋藏較深的川中東北部地區(qū)（公山廟、蓮池、中臺(tái)山）。

2 相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)現(xiàn)

2.1 介殼灘的特征

四川盆地侏羅系大安寨段介殼灘內(nèi)的介殼灰?guī)r是主要的儲(chǔ)集巖性（圖1）。

圖1 川中地區(qū)侏羅系大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層巖石鑄體薄片照片F(xiàn)ig.1 Rock casting slice image of relatively high-quality reservoir in Jurassic Da’anzhai Member in central Sichuan area

介殼灘中的介殼灰?guī)r儲(chǔ)集性能差異大。介殼灰?guī)r中既有相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層也有致密儲(chǔ)層，因此，介殼灰?guī)r厚度不能直接等同于儲(chǔ)層厚度。介殼灘是相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)。

通過(guò)常規(guī)薄片、鑄體薄片、掃描電鏡分析可知，大安寨段介殼灰?guī)r儲(chǔ)集空間分為溶蝕洞、溶蝕孔和裂縫3大類(lèi)，非均質(zhì)性強(qiáng)，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的溶蝕孔、洞的發(fā)育程度較高，巖石鑄體薄片分析可以見(jiàn)到較為發(fā)育的介殼灰?guī)r粒間孔、粒內(nèi)溶蝕孔等儲(chǔ)集空間。

2.2 相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的識(shí)別

相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是在整體致密的背景下局部?jī)?chǔ)集條件相對(duì)較好的儲(chǔ)層。從致密油的充注機(jī)理來(lái)說(shuō)，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層指的是烴源巖在生烴增壓作用以及毛細(xì)管壓力作用下，克服運(yùn)移阻力所能突破的最小喉道和孔隙的儲(chǔ)層。

根據(jù)大量壓汞實(shí)驗(yàn)分析得到大安寨段孔隙度與孔隙結(jié)構(gòu)關(guān)系（圖2），孔隙度與飽和度中值半徑關(guān)系較好（圖2（a）），與排驅(qū)壓力關(guān)系最差（圖2（b）），與最大孔喉半徑相關(guān)性最好（圖2（c）），與飽和度中值壓力關(guān)系中等（圖2（d））。利用離心實(shí)驗(yàn)分析束縛水飽和度和巖石比表面參數(shù)，確定束縛水膜厚度（h水）為6.83 nm，根據(jù)D孔喉下限=2h水+d烴，確定介殼灰?guī)r的孔喉充注下限（D孔喉下限）為32 nm、油分子直徑（d烴）為18 nm）。根據(jù)樣本的分布情況認(rèn)為飽和度中值半徑與孔隙度關(guān)系最具代表性。將32 nm的充注孔喉下限代入公式，得到充注孔隙度的下限為1.5%。因此，提出相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層為介殼灰?guī)r中孔隙度大于1.5%的儲(chǔ)層。

圖2 川中地區(qū)侏羅系大安寨段介殼灰?guī)r孔隙度與孔隙結(jié)構(gòu)關(guān)系Fig.2 Relationship between porosity and pore structure of shell limestone in Jurassic Da’anzhai Member in central Sichuan area

通過(guò)薄片鑒定、物性分析、測(cè)井資料分析，建立了超致密介殼灰?guī)r相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的識(shí)別模版（圖3）。

圖3 川中地區(qū)大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層綜合識(shí)別模版Fig.3 Comprehensive identification template of relatively high-quality reservoirs in Da’anzhai Member in central Sichuan area

通過(guò)巖心標(biāo)定測(cè)井資料可知，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的井段，自然伽馬值較低，小于40 API，聲波時(shí)差值相對(duì)較高，大于164 μs/m。典型水平井GQ1H井的測(cè)井解釋揭示相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的電性特征為：自然伽馬小于40 API，聲波時(shí)差大于164 μs/m，聲波時(shí)差164 μs/m對(duì)應(yīng)的測(cè)井解釋孔隙度為1.5%，與相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的孔隙度下限吻合。其次典型油田的測(cè)井解釋發(fā)現(xiàn)，自然伽馬為20～40 API的巖性均具有含油氣性，且聲波時(shí)差大于等于164 μs/m時(shí)，聲波時(shí)差值分布范圍越大，測(cè)試產(chǎn)量越高，穩(wěn)產(chǎn)能力越強(qiáng)。累產(chǎn)達(dá)到萬(wàn)噸的相對(duì)優(yōu)質(zhì)油井的測(cè)井響應(yīng)特征普遍符合上述標(biāo)準(zhǔn)，符合率達(dá)到85%以上。

2.3 相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層刻畫(huà)

在測(cè)井資料標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化的基礎(chǔ)上，應(yīng)用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的分布開(kāi)展了精細(xì)刻畫(huà)和分級(jí)評(píng)價(jià)。

根據(jù)四川盆地川中地區(qū)200口實(shí)鉆井的測(cè)井資料，按照相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度、儲(chǔ)能系數(shù)2個(gè)參數(shù)的分析（圖4）。從平面分布上看，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要分布在3個(gè)地區(qū)：川中地區(qū)西北部的鹽亭—閬中帶，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度一般大于10 m；川中地區(qū)東南部的西充—南充—廣安帶，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度一般大于15 m；川中地區(qū)南部的遂寧以南帶，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度一般大于12 m（圖4（a））。

圖4 川中地區(qū)大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度及儲(chǔ)能系數(shù)Fig.4 Thickness and energy storage coefficient of relatively high-quality reservoirs in Da’anzhai Member in central Sichuan area

從儲(chǔ)能系數(shù)來(lái)看（圖4（b）），總體上四川盆地南部地區(qū)的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集體發(fā)育程度更廣。目前已發(fā)現(xiàn)了桂花油田和蓮池油田，而四川盆地西北部地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了金華油田、中臺(tái)山油田以及公山廟油田。從相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層平面展布特征來(lái)看，四川盆地南部地區(qū)埋深淺、相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育程度高，與前文分析的埋深與儲(chǔ)層物性的關(guān)系一致。

3 勘探突破方向

四川盆地川中地區(qū)目前探明了6個(gè)油田（桂花、蓮池、金華、公山廟、中臺(tái)山），其中尤以桂花油田勘探開(kāi)發(fā)效果最好。1978年申報(bào)了大安寨油藏Ⅰ類(lèi)探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量2 413×104t。桂花油田是四川盆地油氣勘探發(fā)現(xiàn)較早的油田之一，也是歷年累計(jì)產(chǎn)油量最多、效益最好的油田。桂花油田已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)原油近200×104t，占整個(gè)侏羅系原油累計(jì)產(chǎn)量的2/5。

本文以勘探開(kāi)發(fā)效益最好的桂花油田中累計(jì)產(chǎn)量超1×104t的工業(yè)油井為研究對(duì)象，分析源儲(chǔ)配置關(guān)系對(duì)致密油的控制作用，并明確有利勘探模式。

3.1 源儲(chǔ)配置模式

桂花油田位于四川盆地南部地區(qū)的遂寧地區(qū)，油層埋深為1 500～2 000 m，于1959年8月在鉆蓬40井獲得71.4 t/d的高產(chǎn)油流。截至2020年底，桂花油田有48口井的累計(jì)產(chǎn)油量超過(guò)1×104t，占油田生產(chǎn)井總數(shù)的21.24%，但產(chǎn)量占總產(chǎn)油量的67.30%，是川中地區(qū)累計(jì)產(chǎn)油量最多、效益最好的油田。

致密油成藏特征在于源儲(chǔ)一體或者源儲(chǔ)緊鄰，強(qiáng)調(diào)的是源儲(chǔ)的配置關(guān)系，即既需要充足的油源，也需要良好的儲(chǔ)滲體，二者缺一不可。

通過(guò)分析累產(chǎn)超萬(wàn)噸的油井發(fā)現(xiàn)，桂花油田大安寨段縱向上儲(chǔ)層發(fā)育、烴源巖不發(fā)育，累產(chǎn)萬(wàn)噸井的介殼灰?guī)r產(chǎn)層下部普遍發(fā)育濱湖相的紫紅色泥頁(yè)巖，在橫向上受到湖相沉積環(huán)境的影響，與海相地層相比沉積微相變化大，由介殼灘、濱湖泥相變?yōu)榫哂休^強(qiáng)生烴能力的淺湖泥—半深湖泥相，進(jìn)而從側(cè)面對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行了充注，形成了致密油富集區(qū)。因此，淺湖泥相、半深湖泥相附近的介殼灘是大安寨段致密油的重點(diǎn)勘探對(duì)象，且不同相帶井震標(biāo)定表明，各相帶地震響應(yīng)特征明顯，高產(chǎn)油流井GQ1H井是典型代表（圖5）。

圖5 過(guò)GQ1H井連井地震相特征Fig.5 Well-tie seismic facies characteristics through Well GQ1H

3.2 有利勘探目標(biāo)

通過(guò)分析可知，桂花油田大安寨段的有效源儲(chǔ)配置模式是橫向上烴源巖與相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層呈良好接觸關(guān)系，側(cè)向的充注能有效地滿(mǎn)足致密儲(chǔ)層的需要，形成致密油富集區(qū)。

四川盆地南部地區(qū)沉積微相橫向上變化頻繁，區(qū)內(nèi)地震響應(yīng)特征也存在相應(yīng)的變化。

從單井合成記錄標(biāo)定看，可將地震相分為3類(lèi)（圖6）：Ⅰ類(lèi)，表現(xiàn)為雙相位特征，前強(qiáng)、后弱，巖性組合為中上部發(fā)育厚層介殼灰?guī)r，烴源巖發(fā)育差；Ⅱ類(lèi)，表現(xiàn)為三相位特征，前強(qiáng)、中強(qiáng)、后弱，巖性組合為中上部發(fā)育中層介殼灰?guī)r，烴源巖發(fā)育中等；Ⅲ類(lèi)，表現(xiàn)為三相位特征，前弱、中強(qiáng)、后弱，巖性組合為中上部發(fā)育薄層介殼灰?guī)r，烴源巖發(fā)育好。

圖6 川中地區(qū)大安寨段3類(lèi)地震相的巖性與波形Fig.6 Lithology and waveform of 3 types of seismic facies of Da’anzhai Member in central Sichuan area

三相位時(shí)灰?guī)r厚度不如雙相位發(fā)育，但泥頁(yè)巖（烴源巖）發(fā)育。三相位時(shí)，反射強(qiáng)度越弱，代表上部泥頁(yè)巖（烴源巖）越發(fā)育。雙相位時(shí)，上部泥頁(yè)巖（烴源巖）不發(fā)育。介殼灰?guī)r是儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，從不同地震相代表的地質(zhì)意義看，以Ⅰ類(lèi)地震相介殼灰?guī)r最為發(fā)育、Ⅲ類(lèi)地震相烴源巖最為發(fā)育時(shí)，二者的配置關(guān)系最好。

根據(jù)前文對(duì)四川盆地相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的研究以及源儲(chǔ)配置關(guān)系的認(rèn)識(shí)，結(jié)合三維地震資料，綜合分析認(rèn)為四川盆地川中地區(qū)大安寨段致密油的有利勘探目標(biāo)為盆地南部的磨溪地區(qū)（圖7），原因?yàn)椋海?）從相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育情況看，磨溪地區(qū)大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育程度高、儲(chǔ)滲體規(guī)模大，具備穩(wěn)產(chǎn)條件；（2）地震相反射特征揭示該區(qū)Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)地震相豐富，源儲(chǔ)橫向配置關(guān)系好，相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層能夠通過(guò)相變帶附近的烴源巖得到有效充注，彌補(bǔ)了縱向烴源不發(fā)育的缺陷；（3）大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的埋藏深度淺，為1 500～2 000 m，三維地震資料配套好，可供利用的老井多，實(shí)施成本低。

4 結(jié)論

（1）四川盆地侏羅系大安寨段介殼灰?guī)r致密化程度高，屬于特低孔、特低滲致密儲(chǔ)層?？v向上，大安寨段介殼灰?guī)r與埋藏深度關(guān)系明顯，川中南部地區(qū)（蓬萊、桂花、龍女寺）地層埋藏淺，儲(chǔ)層物性好于埋藏較深的川中東北部地區(qū)（公山廟、蓮池、中臺(tái)山），且相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層是油井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的地質(zhì)基礎(chǔ)。

（2）介殼灰?guī)r是四川盆地侏羅系大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，大安寨段相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的電性識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：自然伽馬小于40 API，聲波時(shí)差大于等于164 μs/m。相對(duì)優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層分布于川中地區(qū)西北部的鹽亭—閬中帶（儲(chǔ)層厚度大于10 m）、川中地區(qū)東南部的西充—南充—廣安—遂寧帶（儲(chǔ)層厚度大于15 m）以及川中地區(qū)南部的遂寧以南一帶（儲(chǔ)層厚度大于12 m）。

（3）四川盆地大安寨段的有效源儲(chǔ)配置模式主要是橫向上烴源巖與相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層呈良好接觸關(guān)系，側(cè)向充注能有效滿(mǎn)足致密儲(chǔ)層的需要，形成致密油富集區(qū)。根據(jù)相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的刻畫(huà)以及源儲(chǔ)配置關(guān)系的認(rèn)識(shí)，結(jié)合三維地震資料，綜合分析認(rèn)為大安寨段致密油的有利勘探目標(biāo)為川中地區(qū)桂花油田西南部的磨溪地區(qū)。