川中龙王庙组储层成岩作用、孔隙和流体性质的时空变化

Basically, spatial variation in reservoir property cannot be predicted using traditional methods to study reservoir diagenesis and porosity evolution. A section crossing different sub-facies from Lower Cambrian Longwangmiao Formation carbonate reservoirs from outcrops and wells in Gaoshiti-Moxi area, Middle Sichuan Basin was chosen as the study target. The following study will be carried out: 1) to firstly determine microfacies, sequence stratigraphy and diagenesis, to show spatial variation in paleo-fluid geochemistry from the same generation of cement or vein, and thus, to determine paleo-fluid flow direction; 2) to show variation trend of reservoir porosity spatially along the flow direction and different microfacies, and temporarily with shoal-up sequence and paleo-fluid geochemistry of different generations; 3) to distinguish dissolution by meteoric water from by deep burial, and determine if present porosity resulted from inhibition on cementation due to petroleum emplacement, or from deep burial dissolution; 4) to address if TSR occurred in gas reservoirs, elucidate the mechanism for deep burial dissolution, explain why porosity varies spatially and temporarily, and finally establish a model to predict reservoir distribution.

传统的储层成岩作用和孔隙演化研究，基本上无法预测储层性质在空间上的变化。拟选择川中高石梯-磨溪地区下寒武统龙王庙组储层为研究对象，选取一由露头、探井连接而成的剖面，横跨多沉积亚相，在微相和层序进一步划分的基础上，观察成岩作用现象、确定成岩作用相对序列、表征成岩流体地球化学。研究同一期胶结物或脉体古流体化学和同位素组成随空间的变化规律，确定古流体流动方向，查明储层孔隙度在空间上随沉积微相、流体流动方向，时间上随向上变浅沉积旋回、不同期次古流体地球化学组成的变化特征。建立古大气水溶蚀作用、深埋溶蚀作用的识别标志，评估现今孔隙究竟是油气侵位等作用抑制胶结和压溶作用而保存下来的，还是深埋条件下矿物溶解的产物，论证气藏是否发生热化学硫酸盐还原作用，阐明深埋条件下的矿物溶解作用机理，查明储层孔隙度随空间和时间变化的原因，建立优质储层发育模式。

寒武系和前寒武深埋（>4500 m）白云岩储层是近年来石油勘探的重点。四川盆地中部灯影组和龙王庙组是天然气田的主要产层，白云岩储层经历了复杂的沉积-成岩过程。我们将龙王庙组沉积微环境，划分为内缓坡（混积/潮坪，颗粒滩，潟湖）、中缓坡、外缓坡等环境，并根据垂向相序变化揭示的海侵-海退级次，将研究层位层序格架划分为1个三级层序，3个四级层序（SQ1, SQ2, SQ3）以及若干个五/六级层序。龙王庙储层依次经历了早期白云石化、浅埋藏淡水岩溶、烃类充注、压实压溶、热液白云石化、埋藏白云石化以及热化学硫酸盐还原作用（TSR）等复杂成岩作用，下部深埋富87Sr流体可能与烃类一起运移龙王庙组和灯影组，于是两组地层中的热液白云石87Sr/86Sr值协同升高到0.7120。在沉积-层序格架内划分了主要成岩相类型，分别为优势白云石化带、岩溶改造带、烃类富集带、热液改造带、TSR改造带、压实未改造带，其中分布于SQ3高位域的潮坪-滩相、SQ3低位域与SQ3高位域的叠覆滩相因叠加了优势白云石化、岩溶改造、烃类充注以及TSR改造等成岩过程，是现今物性最优区带（Φ=6.3~9.2%）。灯影组在沉积-早成岩阶段，发育束状-正延性白云石和放射状-正延性白云石胶结物，我们认为这些纤维状白云石胶结物形成于沉积物与海水界面之下，是在经微生物硫酸盐还原作用而产生的硫化孔隙水中沉淀的原生白云石。灯影组白云岩储层后期还明显受到大气水、多期白云石化、热液活动和热化学硫酸盐还原作用的改造。但是，我们发现广泛分布于台缘带的凝块石白云岩储层物性（孔隙度为4.5 ± 1.9%，渗透率为0.77 ± 1.31 mD，n = 35）明显好于在台内带，显示沉积相和沉积层序对储层具有明显的控制作用。本研究较早将沉积层序、沉积相和成岩作用结合起来研究，将成岩作用差异过程约束于沉积-层序内，提出较强水动力条件沉积相带和适宜的成岩作用是优质储层发育的主要控制因素，研究方法可以适用于其它盆地，研究结果有效地指导了油气勘探。