川东南涪陵地区下侏罗统大安寨段储层发育特征

何志祥 刘洪 岳一星 张涛 潘钰

(1.中国石化江汉油田分公司坪北经理部，湖北 潜江 433124;2.重庆科技学院，重庆 401331)

1 地质概况

川东地区属于川东高陡构造带，发育一系列北东— 西南向延伸、隔档式分布的大型复向斜和复背斜构造，研究区构造位于川东褶皱带万县复向斜拔山寺向斜［1-6］。四川盆地本身作为一个多层系的含油气盆地，地层层序发育较全，上三叠统 — 侏罗系含油气系统即在中新生代前陆盆地形成时演化而成［7-10］。侏罗系在高陡构造区由于抬升而剥蚀殆尽，而在向斜区内以及低缓背斜广泛分布，保留完整，拔山寺向斜内残留厚度大概为2 000～3 000 m。在侏罗纪，物源条件改变而使沉积地层总体以泥页岩为主。早侏罗世中晚期主要发育灰黑色页岩，富含有机质，其次发育介壳(屑)灰岩，生物含量丰富。区域内厚度为350～450 m，其中东岳庙—大安寨段明显发育2套页岩，为页岩气有利层段，泥页岩厚达100～150 m。在中晚侏罗世，则主要发育紫红色泥岩、灰色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩频繁互层。

2 页岩储层基本特征

2.1 岩石学特征

涪陵地区大安寨段岩型组合可分为大一亚段、大二亚段和大三亚段。大一亚段岩性以灰色灰岩、泥灰岩、生屑灰岩为主，夹薄层灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩;大二亚段岩性以灰黑色页岩、灰质页岩为主，夹薄层灰色介壳灰岩;大三亚段岩性为灰色介壳灰岩。

根据兴隆101全岩分析资料，大安寨段黏土矿物含量介于7% ～49%，平均28%左右。黏土矿物中伊利石和伊蒙混层含量较高，分别为33%～49%和23% ～50%;高岭石和绿泥石含量相对较低，分别为0～15%和13%～28%。其中大一亚段黏土矿物含量为7%，黏土矿物中伊利石含量为48%，伊蒙混层含量为34%，绿泥石含量为18%。图1所示为大安寨段岩石矿物组分分布直方图。

图1 大安寨段岩石矿物组分分布直方图

2.2 物性特征

研究区仅兴隆101井在大安寨段有取心资料。兴隆101井岩心物性分析结果表明:大一亚段较致密，可见溶蚀孔洞，部分被重结晶方解石充填，孔隙度为1.56% ～2.18%，平均孔隙度为 1.89%，渗透率为0.021 ×10-3～0.099 ×10-3μm2;大二亚段孔隙度为0.02% ～5.92%，平均孔隙度为1.64%，渗透率0.057×10-3～628 ×10-3μm2，为特低孔低渗储层。图2所示为大安寨段孔隙度、渗透率分布直方图。

图2 大安寨段孔隙度、渗透率分布直方图

2.3 孔隙类型及裂缝发育特征

图3所示为孔隙类型及裂缝发育特征照片。铸体薄片显示，岩石基质大部分未见孔隙，只在局部可见裂缝及少量微孔(见图3a);通过扫描电镜显示，岩石基值为微米级孔隙，且互不连通(见图3b)。

FY3-2井取心井段岩心观察及岩样薄片的镜下观察表明，大安寨段泥页岩裂缝发育较好，主要为构造缝和溶蚀缝(见图3c、d、e)，且以低角度、水平构造裂缝和缝合线为主，高角度裂缝为辅。其中，水平及低角度裂缝长3 ～10 cm，缝宽0.1 ～2.0 mm;高角度裂缝缝长5～15 cm，缝宽0.2 ～15.0 mm(见图3e、f)。裂缝多为全充填或半充填，充填物主要为方解石和泥质。

3 页岩储层发育主要控制因素

3.1 沉积作用

大量统计数据表明，影响碳酸盐岩原生孔隙发育的主要因素是沉积环境。研究区大安寨段碳酸盐岩发育较多，虽然其原生孔隙类型多样，但主要粒间孔隙和生物骨架孔隙则取决于礁滩相的发育情况。

以涪陵地区大安寨组为例，涪陵北部地区大安寨段主要为浅湖 -半深湖相沉积(见图4)。其中大一亚段为浅湖相沉积，主要发育介壳滩、浅湖砂坝、浅湖泥沉积微相;大二亚段为半深湖相沉积，主要发育半深湖泥，间夹介壳滩微相，偶夹薄层砂岩，大二亚段半深湖相有机质丰度高，为页岩气发育的有利相带;大三亚段为浅湖相泥岩与介壳灰岩沉积，平面上介壳灰岩主要分布在工区北部，向南水体变深。同时依据介壳灰岩的反射特征，进行三维资料反演横向追踪，可以看出三维区内介壳滩主要集中在中西部地区，为介壳灰岩储层发育的有利沉积相区。

3.2 成岩后生作用

3.2.1 溶蚀作用

溶蚀作用是改善研究区大安寨页岩储集空间的重要因素，本区的溶蚀作用可能主要发生在早期成岩阶段，而在结晶介壳灰岩中，后期胶结及交代作用使得早期的溶孔又被方解石充填，仅残留少量的溶孔。本区泥质-有机质介壳灰岩成岩作用较弱，早期的孔隙保存较好［11-12］。通过岩心样品的铸体薄片观察，可见少量溶蚀孔，且溶蚀孔连通性较差，整体上大安寨段溶蚀孔未发育。

3.2.2 重结晶作用

重结晶作用使致密、细粒结构的岩石变为粗粒结构、疏松、多晶孔隙的岩石，粗粒结构的岩石强度较低，易产生裂缝，可为溶蚀孔隙的发育创造条件。研究区大安寨介壳灰岩产油气层的孔隙发育程度整体较差，局部随着重结晶作用的增强而变好，大部分地区介壳灰岩中存在泥质、有机质、黄铁矿等杂质。这些杂质降低了碳酸盐岩重结晶的速度，往往填塞各种孔隙空间，对碳酸盐的储层物性产生不利影响，这也是影响研究区大安寨段低渗透的重要原因。

3.3 裂缝发育程度

研究区储集空间以裂缝为主，裂缝发育程度是控制页岩储层发育的主要因素。涪陵三维区大安寨处于嘉陵江组四段膏盐岩滑脱层，受后期构造运动影响较大，断层与断层相伴生的裂缝也发育较好。

本次研究采用FRS软件裂缝分析法，在应力场数值模拟、地震不连续性检测的基础上，采用EPT公司特有的裂缝储层综合描述技术，同时利用方位地震波衰减属性、方位地震波干涉属性、方位地震弹性参数、古应力场参数等裂缝有关的所有属性，通过加权系数计算综合预测裂缝的发育方向和发育密度。应力场模拟从构造力学出发，利用地层的几何信息(构造面)、岩性信息(速度、密度)，反演出地层的应力场，包括地层面的曲率张量、变形张量和应力场张量，从而得到主曲率、主应变和主应力。分析应力场的变化特征，可作为进一步判断裂缝的参考依据。

图3 孔隙类型及裂缝发育特征照片

图4 研究区大安寨段沉积相分布图

大安寨大一亚段存在2组应力，以北东向应力为主，北西向应力为辅，FRS应力与裂缝分析结果和灰岩曲率分析结果基本一致。可以认为大一亚段裂缝发育主要分布在断层附近，特别是在断层断距较大、受应力高、变形强烈的区域;向斜轴部裂缝发育弱或不发育;裂缝发育方向主要为沿着断层走向的北西—南东方向及北东—南西方向。同理，利用EPS软件对大二亚段进行应力场分析，认为其裂缝广泛发育，走向以北西为主。图5所示为大二亚段裂缝预测平面及裂缝方向图。

图5 大二亚段裂缝预测平面及裂缝方向图

4 有利储层评价

目前四川盆地下侏罗统勘探实践表明，厚层状介壳灰岩型储层(如兴隆101井和福石1井大一亚段)成功获得高产工业气流。由储层特征及储层主要控制因素研究可知，大一亚段为厚层状介壳灰岩，发育大量裂缝，为典型的低孔低渗-裂缝型储层。同时从目前研究区已钻井的裂缝对比分析来看，由北向南，兴隆101井有1个裂缝层，涪页3-2HF井有2个裂缝层，福石1井有6个裂缝层，整体裂缝逐渐发育。由此可以预测，研究区大一亚段油气勘探潜力更大，更易获得工业气流，且以研究区南部裂缝发育最为广泛，即研究区南部大一亚段介壳灰岩型储层为主要勘探目标。

5 结语

研究区大安寨段物性表现为低孔低渗特征，孔隙类型以构造缝和溶蚀缝为主，其中大一亚段裂缝最为发育，原生孔隙发育较少。研究区沉积作用、成岩作用及裂缝发育程度是控制该区储层物性的关键因素，其中沉积作用控制优质储层的平面分布，成岩作用中溶蚀作用为建设性成岩作用，重结晶作用为破坏性成岩作用，而裂缝发育程度是气藏聚集的主控因素。研究区大一亚段油气勘探潜力更大，更易获得工业气流，且以研究区南部裂缝最为发育，研究区南部大一亚段介壳灰岩型储层为主要勘探目标。

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