川西北栖霞组超深层白云岩储层特征及主控因素

刘文栋; 钟大康; 尹宏; 孙海涛; 梁雪祺; 李荣容; 卓骏驰; 曾鑫耀; 彭思桥

摘要：四川盆地西北部双鱼石地区栖霞组发育深度超过7000 m的孔隙度平均为2.94％的超深层优质白云岩储层,成为近年来油气勘探的重点.通过野外露头考察、岩心观察、薄片鉴定、阴极发光和稳定碳、氧同位素分析测试,认为双鱼石地区栖霞组厚层优质白云储层具有明显的"相控"和"层控"特点,而热流体活动对白云岩储层既有溶蚀有又充填.研究结果表明:栖霞组白云岩储集空间主要为晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞和裂缝,并以晶间孔和溶蚀孔洞为主要储集空间类型.栖霞组白云岩储层具有滩相沉积背景,并且受多种因素综合控制,其中有利相带是基础,原生孔隙发育的滩主体微相为后期白云石化流体活动提供了载体,其决定了白云岩储层在平面上的分布范围.海平面变化决定着栖霞组白云岩储层在纵向上的分布位置,栖霞组中下部沉积期,海平面较低,并存在多期高频海平面升降旋回,为厚层白云岩储层发育创造了条件.栖霞组大规模基质白云岩交代流体主要来自于沉积期海水,其 δ13C为1.5％～4.3％、δ18O为-10.2％～-3.5％,基本处于同期海水同位素数值范围内;海平面较低时,在地貌相对较高的滩主体部位形成微蒸发浓缩海水,随埋深增加,沉积期"封存"的原生微浓缩海水在温压逐渐升高的背景下,开始突破白云石化作用发生的热力学障碍,不断交代周围高能颗粒滩相沉积物,形成厚层白云岩.埋藏期白云石化作用为栖霞组白云岩储层形成的关键,并且具有多阶段性,从细晶白云岩(δ18 O为-7.6‰ ～-6.3‰)至中晶白云岩(δ18O为-8.8‰ ～-8.7‰)再到中粗晶白云岩(δ18O为-9.7‰ ～-8.9‰),发生白云石化时所处的地层埋深逐渐增加,交代流体温度逐渐升高,导致白云岩氧同位素值逐渐较低,并且三者依次遵循了等体积交代、等摩尔交代以及发生过度白云石化,白云石晶间孔隙发育程度具有从低到高再降低的特点.埋藏晚期,深部热流体沿断裂系统进入栖霞组基质白云岩储层,发生埋藏溶蚀以及石英、鞍状白云石、萤石和黄铁矿等热液矿物充填,期间形成的溶蚀孔洞可作为研究区栖霞组超深层优质白云岩储层的补充内容.