摘要：以川中地区12口井龙王庙组岩心的详细观察为基础，结合地震和钻井资料，对该地区龙王庙组沉积古背景、滩相储层特征、颗粒滩旋回与组合进行了探讨，分析了大面积分布的滩相储层与油气高产富集的关系。研究区龙王庙组为缓坡沉积环境，沉积前发育川中高石梯—磨溪同沉积古隆起，控制川中地区发育大面积分布的颗粒滩;受海平面整体海退影响，龙王庙组纵向上发育4期颗粒滩，每一期滩体厚约10～20m，横向延伸5～15km，叠置连片;颗粒滩由滩主体和滩边缘组成，其分布主要受构造微地貌差异控制，滩主体彼此分隔，滩边缘横向上叠置连片;颗粒滩主要为砂屑白云岩，受后期白云石化作用和表生溶蚀作用的控制，形成溶蚀孔洞和多期裂缝发育且大面积分布的优质储层，其中颗粒滩主体储层厚度大，单井测试产量高，为油气高产富集区。
关键词：四川盆地;高石梯—磨溪;颗粒滩;滩主体;白云岩储层
0引言
四川盆地震旦系—寒武系经历将近50年的勘探历史，围绕乐山—龙女寺古隆起开展持续研究，在寒武系地层划分与对比、沉积相带刻画、储层特征和烃源岩等方面提出了多项研究认识，发现了威远气田和资阳、龙女寺等含气构造[1-5]。2012年，川中地区磨溪8井龙王庙组获百万立方米高产气流后，众多学者对川中古隆起龙王庙组进行了研究，提出龙王庙组岩相古地理主要受古地貌和海平面变化控制，垂向上发育3～4期颗粒滩，受颗粒滩、准同生溶蚀作用和表生岩溶作用的控制形成大面积分布颗粒滩岩溶储层等认识[6-12]，为龙王庙组勘探开发提供了地质依据。本文在磨溪地区寒武系龙王庙组大气田发现后，通过对川中地区16口龙王庙组取心井的系统解剖，利用16口成像测井，结合该地区的构造演化背景(图1)，较为全面地揭示了川中地区龙王庙组颗粒滩的沉积特征，系统分析了颗粒滩纵向叠置关系和横向分布，探讨了滩相白云岩的成因，分析了高产井富集控制因素，供油气勘探工作者参考。
1颗粒滩储层基本特征
1.1地层特征与沉积背景
川中地区龙王庙组埋深在4500～4800m之间，地层厚度分布在80～110m之间，厚度变化不大，整体呈西薄东厚的特征。除已证实受断层影响的安平1井厚度较小(52m)外，地层最小厚度为磨溪20井的79m，最大厚度为磨溪204井的104.18m，平均厚度为93.14m。从沉积环境分析看，四川盆地早寒武世龙王庙期处于上扬子台地西北部边缘，受西高东低的构造格局影响，整体上为西浅东深的碳酸盐岩台地沉积格局。受桐湾运动影响形成了川中继承性发育的古隆起，龙王庙组沉积时期，该古隆起依旧存在，表现为大型水下古隆起，古地貌相对较高，有利于川中地区沉积大面积分布的颗粒滩，该套颗粒滩的横向规模大、层位稳定性和连续性最好[7-9]。
相关期刊推荐：《天然气地球科学》主要刊登天然气地质学、天然气地球化学、天然气地球物理勘探和国内外典型气田实例分析研究等方面的文章，同时报道国内外有关天然气研究和开发方面的新理论、新技术、新方法和新成果，另外，对一些非常规气资源(如天然气水合物、煤层气、深盆气、未熟—低熟烃等)的研究论文在刊物中也占有一定比例。
1.2储层岩石类型及储集空间
储层岩石类型以砂屑白云岩和细晶白云岩为主，包括中粗晶白云岩、含砂屑粉晶白云岩、泥粉晶含砂屑白云岩和鲕粒白云岩[13]。砂屑白云岩：呈中厚层状，颗粒以砂屑为主，砂屑含量为50%～75%，砂屑颗粒分选好，岩心观察中多发育中小溶洞及针孔[图2(d)]。细晶白云岩：晶粒白云石呈嵌晶状发育，晶粒粒径处于0.1～0.25mm之间，发育中小溶孔[图2(a)，图2(e)]。中粗晶白云岩：晶粒粒径处于0.25～1mm之间，发育大中型溶孔[图2(b)，图2(f)]。含砂屑粉晶白云岩：砂屑含量为25%～50%，砂屑颗粒间多为粉晶白云石充填，岩心上发育针状溶蚀孔。鲕粒白云岩：多以薄层形式夹于砂屑白云岩中，粒间常可见第一期亮晶胶结物，晚期胶结多被溶解，因而鲕粒云岩中的粒间(溶)孔较发育[图2(c)]。
储集空间包括溶洞、粒间溶孔、粒间孔、晶间孔和裂缝。溶蚀孔洞是龙王庙组最主要的储集空间，孔洞长轴为0.2～12.0mm，主要为4～8mm。粒间孔主要在砂屑白云岩和晶粒白云岩中发育，为次要储集空间，孔径一般为0.02～0.08mm，常见到纤状或刃状白云石环边胶结物[14]。晶间孔发育在晶粒白云岩中，为次要储集空间，孔径一般为0.003～0.004mm，多呈三角形或不规则多边形，普遍见到沥青半充填[14]。岩心上裂缝较发育，包括构造缝、成岩缝和缝合线，见到的构造缝相对较平直，大多以高角度缝出现。
1.3储层物性特征
川中地区龙王庙组属于低孔低渗储层，储层孔隙度在2.00%～18.48%之间，平均为4.27%(小柱样);基质渗透率分布在(0.001～1)×10-3μm2之间(71.6%)，平均为1.59×10-3μm2。岩心全直径物性整体好于小岩样物性，储层段岩心全直径孔隙度(平均孔隙度为4.81%)明显大于小样孔隙度(平均孔隙度为4.28%)。岩心全直径样品统计分析表明(图3)，全直径孔隙度在2.0%～4.0%之间的样品占总样品的27.8%，在4.0%～6.0%之间的样品占总样品的41.73%，>6.0%的样品占总样品的20.47%。岩心储层段全直径样品分析渗透率分布在(0.0101～78.5)×10-3μm2之间，单井平均渗透率分布在(0.534～17.73)×10-3μm2之间，总平均渗透率为3.91×10-3μm2。
2颗粒滩成因分析
2.1颗粒滩受古地貌和海平面变化控制，在川中地区大面积分布
2.1.1川中地区龙王庙组受继承性同沉积古隆起影响，形成大面积分布的颗粒滩
前人[9，10]研究发现，四川盆地震旦纪—早寒武世受桐湾运动影响形成了川中古隆起，龙王庙组沉积时期，该古隆起依旧存在，古地貌相对较高、水体浅、水动力能量强，有利于龙王庙组沉积高能颗粒滩[8-16]。同时由于川中地区属于刚性基底，促使古隆起区形成整体宽缓稳定的展布形态，这样宽缓的海底古地貌，一方面为海底高能相带沉积提供较强的水动力条件，同时平缓的古地形有助于川中地区形成连续性好且分布广泛的颗粒滩(图4)。从沉积相带上看，最优质的颗粒滩主要分布在古隆起上。岩心上龙王庙组颗粒滩粒度粗、细粉晶结构、部分为中粗晶，颜色为灰白色、发育大的溶洞孔洞;储层单层厚度大，物性好，如磨溪12井储层厚度为60.9m，全直径平均孔隙度为6.71%(9个样)，磨溪8井储层厚度为58.6m，储层孔隙度为5.23%。
2.1.2海平面相对升降变化控制颗粒滩垂向分布，纵向上发育4期颗粒滩
前人[17-19]研究表明：陆表海碳酸盐岩台地海侵—海退的频繁转化形成多期沉积旋回，有利于颗粒滩沉积。通过碳氧同位素、测井和岩性组合分析，受控于川中古隆起的持续抬升，寒武系龙王庙组沉积时期水体持续变浅，垂向上可划分为4期向上变浅的旋回。海平面升降变化控制着龙王庙组滩体发育期次，滩体主要发育在旋回的海退阶段。因此，龙王庙4期向上变浅的旋回，控制着4期颗粒滩的发育(图5)。单个旋回由砂屑白云岩、晶粒白云岩、泥质白云岩和泥晶白云岩组成，每个旋回底部主要发育泥晶白云岩、泥质白云岩，中上部为浅灰色砂屑白云岩、晶粒白云岩，粒度从旋回底部往顶部逐渐变粗，颗粒含量增多。如磨溪17井龙王庙组可分为4个沉积旋回，每一期旋回下部为泥质条带泥晶云岩，表现出水体能量较弱的特征，沉积相主要为滩间海(云坪)，向上由于水体逐渐变浅，水体能量增强，沉积物则以砂屑白云岩为主，部分为细—中晶云岩，颗粒滩相为主。龙王庙组受4期沉积旋回的控制，垂向上发育4期叠置的颗粒滩，每一期滩体厚度约为10～20m，横向可延伸5～15km，第二期和第三期滩体最为发育，厚度最大，分布范围最广。
2.2颗粒滩分为滩主体和滩边缘，滩主体彼此分隔，滩边缘叠置连片
颗粒滩按其物质组分和发育位置可分为滩主体(滩核)和滩边缘(滩翼)，它们具有不同的岩性组合特征。
2.2.1滩主体(滩核)
滩主体是滩体发育的核心地带，垂向上厚度大，为颗粒滩堆积最主要的部位。由厚层—块状的单层或多层颗粒岩叠合而成，平面上滩主体相互独立。古地貌高部位最有利于发育滩主体，沉积时期，水动力较强，滩体从主体开始垂向加积，横向上逐渐向外扩展，呈现继承性堆积。由于滩主体长期处于水动力条件较强的浪基面附近，堆积的岩石颗粒分选性较好，粒度相对较粗，主要由浅灰色砂屑白云岩、鲕粒白云岩及少量砾屑白云岩等颗粒岩组成，原始粒间孔隙较大，有利于后期大气淡水和酸性水沿构造缝及微裂缝的溶蚀扩大，形成大孔大洞及针状溶孔，孔隙度为4%～12%，滩主体微相储层发育厚度较大，一般为5～20m。
2.2.2滩边缘(滩翼)
滩边缘分布在滩主体的四周，属于滩主体与滩间洼地之间的过渡部位，形态常呈指状，是滩主体堆积产物的扩散地，沉积时期地貌相对滩主体稍低，水动力相对弱于滩主体，主要发育薄层砂屑白云岩、粉晶白云岩。岩心上常见小型交错层理和递变层理，见到针状溶孔和少量的溶洞。滩边缘单层颗粒岩厚度一般小于5m，其颗粒直径小于滩核，一般小于0.5mm，颗粒的分选、磨圆中等。测井响应上，滩边缘具有低GR特点，双侧向电阻率具有一定的差异，但不如滩主体明显;滩边缘相带储层主要为针孔状白云岩，孔隙度为1%～7%，发育微裂缝和小型垂直缝(图6)。
2.2.3颗粒滩主体分布与形成受控于沉积微地貌
川中古隆起地区主要发育2组断裂：一组为近南北向控制川中古隆起与绵竹—长宁裂陷形成的大型断裂;另一组为近东西向展布分隔川中古隆起形成多个古地貌的断裂(图4)，这些断裂控制了古隆起内部地貌的差异，形成高低起伏的古地貌，微古地貌高部位发育滩主体，微古地貌低部位发育滩边缘和滩间海。通过对川中地区已钻井滩体厚度的分析，高石梯和磨溪地区滩体发育受古地貌的影响，厚薄不一，磨溪地区滩体发育，滩体期次多，滩体厚度大，总厚度在30～70m之间，主要发育滩主体;高石梯地区滩体期次少，厚度相对较小，总厚度在10～50m之间。如磨溪8井发育4期滩体，最厚一期滩体为18m;磨溪13井龙王庙组发育2期滩体，最厚一期滩体为26m。龙王庙组连井沉积相对比显示(图7)，不同井的滩体发育在垂向上具有一定的差异，安平1井发育1期颗粒滩，磨溪11井发育4期颗粒滩。不同钻井颗粒滩期次与厚度规模的差异主要受古地貌的影响，川中古隆起区域存在高低起伏的沉积地貌背景，古地貌高部位颗粒滩期次多、厚度大，古地貌低部位颗粒滩期次少、厚度小[20]。
3颗粒滩白云岩储层形成探讨
3.1准同生白云岩化作用形成川中大面积分布的白云岩，奠定了储层基础
.龙王庙组发育(准)同生期、浅埋藏、中深埋藏3期白云石化作用，其中(准)同生期的第一期白云石最发育，有利于孔隙的保存。(准)同生期白云石形成于海底成岩阶段，显微镜下能观察到颗粒白云岩中颗粒结构颜色为暗红色，而部分粒间胶结物发暗红色光，说明白云石化作用发生于海水成岩环境[21]钻井岩心碳、氧同位素数据表明，龙王庙组白云岩δ13CPDB值分布在-1.5‰～0.5‰之间，δ18OPDB值分布在-7.5‰～-5.7‰之间，其中磨溪17井龙王庙组顶部2个样品明显受淡水影响，表现出碳、氧同位素值均向负向偏移、计算Z值较小(<120)外，其余均表现为δ13C值接近0的低负值、δ18O值为较高负值、Z值均大于120，反映出龙王庙组白云石化时期处于较高盐度的蒸发环境中(图8);四川盆地内龙王庙组为局限台地沉积，岩层中含有膏质假结核、泥质条带等，也反映了白云岩的形成与局限高盐度水体渗透回流作用具有一定的关联[22]。究其原因，主要是川中地区东南方向为潟湖沉积，发育厚层膏盐岩为大面积白云石化提供了充足的Mg2+，同时古隆起区颗粒滩原生粒间孔发育，成为白云石化流体通道，最终通过蒸发浓缩—回流渗透形成白云石。岩石学和地球化学特征均证实龙王庙组白云岩形成于准同生期[23]，同时该时期川中地区形成大面积分布的白云岩，提高了岩石抗压实强度[24]和渗滤流体的能力，奠定了龙王庙组储层的基础。
