天然气地球科学 >

2020 , Vol. 31 >Issue 6: 773 - 785

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2020.03.007

天然气地质学

四川盆地寒武系洗象池组储层特征及天然气勘探潜力

  • 石书缘 , 1 ,
  • 王铜山 1 ,
  • 刘伟 1 ,
  • 姜华 1 ,
  • 李秋芬 1 ,
  • 刘鑫 2 ,
  • 曾乙洋 2 ,
  • 邹翔 3 ,
  • 胡丽 3
展开
  • 1. 中国石油勘探开发研究院，北京 100083
  • 2. 中国石油西南油气田勘探开发研究院，四川 成都 610000
  • 3. 中国石油西南油气田蜀南气矿，四川 泸州 646000

石书缘（1987-），男，湖南邵阳人，工程师，主要从事碳酸盐岩油气地质及储层地质建模研究.E-mail：.

收稿日期: 2019-02-17

  修回日期: 2020-03-18

  网络出版日期: 2020-06-17

收起

Reservoir characteristic and gas exploration potential in Cambrian Xixiangchi Formation of Sichuan Basin

  • Shu-yuan SHI , 1 ,
  • Tong-shan WANG 1 ,
  • Wei LIU 1 ,
  • Hua JIANG 1 ,
  • Qiu-fen LI 1 ,
  • Xin LIU 2 ,
  • Yi-yang ZENG 2 ,
  • Xiang ZOU 3 ,
  • Li HU 3
Expand
  • 1. Research Institution of Petroleum Exploration & Development, PetroChina, Beijing 100083, China
  • 2. Research Institute of Exploration and Development, Southwest Oil & Gas Field Company, PetroChina, Chengdu 610000, China
  • 3. Shunan Gasfield, Southwest Oil & Gas Field Company, PetroChina, Luzhou 646000, China

Received date: 2019-02-17

  Revised date: 2020-03-18

  Online published: 2020-06-17

Supported by

The China National Science & Technology Major Project(2016 ZX05004-001)

Fold

本文亮点

统计四川盆地寒武系钻井中膏盐岩含量，结合测井和地震资料刻画了全盆地膏盐岩分布。为此，将四川盆地寒武系分成以乐山—龙女寺古隆起及斜坡区为主的膏盐岩不发育区和以川东-蜀南地区为主的膏盐岩发育区。在此基础上，通过岩心和薄片观察描述揭示洗象池组储层岩石类型以颗粒白云岩和晶粒白云岩为主。储集空间包括孔隙型、溶洞型和裂缝型3大类9小类，且溶洞型是主体。物性测试结果显示膏盐岩不发育区岩心孔隙度多数在2%以下，储层段在3%以上；膏盐岩发育区岩心孔隙度平均为3.5%，最高可达5%。沉积微相是洗象池组储层发育基础，颗粒滩是主要微相类型。大气淡水岩溶作用的叠加改造是膏盐岩不发育区规模优质储层形成的主控因素。构造活动相对强烈的膏盐岩发育区，埋藏溶蚀作用的叠加改造是优质储层形成的关键。展望了洗象池组油气勘探潜力，寒武系膏盐岩不发育的古隆起及斜坡区应以寻找叠加了大气淡水岩溶作用为主的优质滩相储层，优选老井试油，勘探突破值得期待；寒武系膏盐岩发育的川东—蜀南地区以寻找叠加了埋藏溶蚀作用的改造型储层为主，优选成藏条件好的目标进行钻探，是未来勘探突破的重要领域。

本文引用格式

石书缘 , 王铜山 , 刘伟 , 姜华 , 李秋芬 , 刘鑫 , 曾乙洋 , 邹翔 , 胡丽 . 四川盆地寒武系洗象池组储层特征及天然气勘探潜力[J]. 天然气地球科学, 2020 , 31(6) : 773 -785 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2020.03.007

Highlights

The content of gypsum salt rock in Cambrian drilling in Sichuan Basin is counted. The distribution of gypsum salt rock is characterized by combining logging and seismic data. The Cambrian developed area of Sichuan Basin is divided into the undeveloped area of gypsum salt rock mainly in the ancient uplift and slope area of Leshan-Longnusi and the developing area of gypsum salt rock mainly in the area of Chuandong-Shunan. The observation and description of core and thin-section reveal that the main types of reservoir rocks are dolograinstone and dolopackstone. The reservoir space includes three categories and nine subcategories: pore type, cave type and fracture type, and the cavern type is the main type. Physical properties test show that the porosity of core is below 2% and the reservoir is above 3% in non-gypsum developed area. The core porosity is 3.5% on average and up to 5% in the development area of gypsum salt rock. Microfacies are the basis of reservoir development in the Xixiangchi Formation, and grainstone beach is the main microfacies type. The atmospheric fresh water karst is the main controlling factor for the formation of high quality reservoir in undeveloped area of gypsum salt rock. The superimposition of burial dissolution is the key to the formation of high quality reservoir in developed area of gypsum salt rock. The potential of oil and gas exploration in Xixiangchi Formation is prospected. The paleo uplift and slope area of undeveloped gypsum salt rock should be based on searching for high-quality beach reservoir influenced by the karst of atmospheric fresh water. It is an important field of exploration breakthrough to find buried dissolved and superimposed reservoir in the east-shunan area of Cambrian gypsum salt rock.

0 引言

近年来，四川盆地乐山—龙女寺古隆起在震旦系灯影组和下寒武统龙王庙组白云岩油气勘探相继取得了重大发现[1,2]。但中—上寒武统洗象池组油气勘探一直未取得大规模突破，仅在威远—资阳地区获得了少量产能。四川盆地洗象池组大套白云岩发育，老井复查及新井跟踪发现在钻录井过程中井漏、气侵等显示丰富，部分钻井试油结果较好，这些现象都揭示了洗象池组具有较好的勘探潜力[3,4,5,6,7,8]。前人[9,10,11,12,13]对洗象池组储层开展研究相对较多，大部分学者认为与龙王庙组厚层的滩相储层对比，洗象池组滩体纵向上厚度小，横向上分布局限，不连续特征明显。笔者通过详细的岩心和薄片观察描述，结合物性分析，发现洗象池组滩体发育段不一定是最优质储层发育段，且储层类型不一定以孔隙—孔洞型为主，溶蚀孔洞和溶洞是洗象池组一种重要的储层类型[14,15,16,17,18,19]。因此，笔者认为制约勘探突破的重要原因除了勘探战略部署上洗象池组专层井少之外，对于洗象池组储层成因和主要控制因素的不明确也是重要因素之一。为此，结合寒武系膏盐岩厚度统计结果，将四川盆地划分成乐山—龙女寺古隆起高石梯—磨溪膏盐岩不发育区和川东—蜀南膏盐岩发育区。在此基础上以岩心和薄片为基础，开展储层岩石类型分析，结合储层地球化学数据分析，明确洗象池组储层特征、成因及主控因素，为寻找洗象池组优质规模储层提供有利支撑，进而展望洗象池组的勘探方向。

1 地质背景

四川盆地寒武系膏盐岩发育，通过对全盆地寒武系钻井资料膏盐岩含量统计，统计层位包括了下寒武统龙王庙组、中寒武统高台组和中—上寒武统洗象池组，统计结果表明膏盐岩主要发育在川东南的高台组，龙王庙组和洗象池组仅有少量发育，主要统计的岩石类型包括纯石盐岩类、含泥/云/含盐石膏岩类（包括纯石膏岩、盐质石膏、膏溶角砾云岩和含云/ 泥质石膏）、膏质云岩类及膏质砂泥岩类[20]。在井资料统计的基础上进行井震标定，参考前人的研究成果，制作出膏盐岩等值线厚度分布（图1）。为此，根据膏盐岩发育特点，在洗象池组地层分布范围内划分成古隆起高石梯—磨溪地区膏盐岩不发育区和川东—蜀南膏盐岩发育区。膏盐岩不发育区主要位于古隆起及斜坡区，后期构造活动相对稳定，而膏盐岩发育区后期构造作用活动强烈，主要分布在川东—蜀南地区，后期构造活动对成岩流体通道影响较大，从而导致2个区域在储层主控因素方面存在差异。
图1 四川盆地寒武系膏盐岩厚度等值线（据文献[20]，有修改）

Fig.1 Gypsum-salt rock thickness distribution of Cambrian in Sichuan Basin(modified from Ref.[20])

从地层年代学上分析，在寒武纪时，从下到上经历了梅树村阶、筇竹寺阶、沧浪铺阶、龙王庙阶、毛庄阶、徐庄阶、张夏阶、固山阶、长山阶和凤山阶（表1）。
表1 四川盆地及其周缘地区寒武系地层划分对比方案

Table 1 Stratigraphic subdivision and comparison of the Cambrian in Sichuan Basin and its margin areas

系 统 阶 川西—川中小区 雷波小区 龙门山小区 川东—渝南小区 城口—巫溪小区 本文

寒

武

系

 上统 凤山阶 洗象池组 二道水组 娄山关群 三游洞组 洗象池组
长山阶
固山阶
中统 张夏阶 西王庙组 覃家庙组
徐庄阶
毛庄阶 陡坡寺组 陡坡寺组 高台组 陡坡寺组
下统 龙王庙阶 龙王庙组 龙王庙组 清虚洞组 石龙洞组 龙王庙组
沧浪铺阶 沧浪铺组 沧浪铺组 金顶山组 天河板组 沧浪铺组
磨刀垭组 明心寺组 石牌组
筇竹寺阶 笻竹寺组 笻竹寺组 长江沟组 牛蹄塘组 水井沱组 笻竹寺组
梅树村阶
结合构造区带划分，不同阶在盆地内可划分成川西—川中小区、雷波地层小区、龙门山小区、川东—渝南小区和城口—巫溪小区等，每个小区内沉积相类型有较大的差异[21,22]。这也导致了中上寒武统在不同地层小区内岩性具有较大的差异。本文中采用川西—川中地层小区方案，统一命名为洗象池组。
从岩性上分析，洗象池组总体上是一套以晶粒白云岩和混积岩为主的地层，含少量颗粒白云岩和微生物白云岩，往盆地东南方向含有少量膏盐岩。总体上属于局限台地环境，往东南方向过渡到蒸发台地环境，颗粒滩主要分布在古隆起及周缘、盆地边界等带上，呈北东—南西向展布，在万州—宜宾洼陷中颗粒滩主要零星分布[20]（图2）。
图2 四川盆地寒武系洗象池组有利勘探分布区评价

Fig.2 Distribution of oil and gas exploration field in Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

2 储层特征及分类

2.1　储层岩石学特征

岩心和薄片观察揭示四川盆地寒武系洗象池组发育颗粒白云岩、晶粒白云岩、微生物白云岩和混积岩4种类型。根据观察的205块薄片统计结果，其中，晶粒白云岩和颗粒白云岩是主要类型，约占总岩性的75%，混积岩约占20%，含少量微生物白云岩。
颗粒白云岩主要分布在广探2井、合12井和螺观1井等，主要的颗粒类型包括砂、砾屑和鲕粒[（图2（a）,图2（b）]。鲕粒白云岩以薄层状产出，以单鲕为主，多成椭圆形和圆形[图2（c）]。总体上，颗粒白云岩基本保留了其原始的微晶结构，反映其是准同生白云石化的产物。
晶粒白云岩以细晶白云岩和粉晶白云岩为主，少量泥晶白云岩，多以厚层—块状产出，是构成储层岩石类型的主体，在盆地中广泛分布[图3（d），图3（e）]。部分还可见到残余的微生物幻影和球粒等结构[图3（f）]。多数白云岩因晶体较粗，无法见到原始结构，白云石以半自形和它形为主。
图3 四川盆地寒武系洗象池组主要岩石类型

（a）广探2井，砂屑白云岩，5 323.45 m；（b）威寒101井，砾屑白云岩，2 167.85 m；（c）合12井，鲕粒白云岩，4 861.84 m；（d）广探2井，细晶白云岩，5 332.34 m；（e）高科1井，粉晶白云岩，4 575.53 m；（f）宝龙1井，残余颗粒细粉晶白云岩，4 529.15 m;（g）安平1井，凝块石白云岩，4 539.69 m；（h）合12井，藻黏结白云岩，4 644.95 m；（i）合12井，砂质粉晶白云岩，4 509.50 m；（j）高科1井，粉砂质粉晶白云岩，4 423.33 m；（k）广探2井，砂质细晶白云岩，5 329.4 m；（l）安平1井，砂质砂砾屑白云岩，4 516.07 m

Fig. 3 Petrologic character on Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

微生物白云岩在广探2井、安平1井中较为常见，包括叠层石白云岩，凝块石白云岩和藻纹层白云岩3类。
从微观上，凝块石白云岩具有泡沫绵层结构，构成不规则网状或者花边状[图3（g）]。藻纹层白云岩一般呈现叠层状，纹层近水平或者呈微波状，纹层可连续或呈断续状[图3（h）]。
混积岩在本文中采用狭义的定义，指同一沉积环境、同时形成的混合沉积物[23]。岩石成分上主要包括碳酸盐岩和砂质2种成分，在洗象池组不同井中均有分布，含量较高。包括砂质泥晶白云岩、粉砂质泥晶白云岩、砂质细—中晶白云岩和粉砂质细—中晶白云岩等多种类型[图3（i）—图3（l）]。

2.2　储集空间类型

在岩心、铸体薄片等资料分析的基础上，明确洗象池组白云岩储层包括孔隙、溶洞和裂缝3大类9小类储集空间类型（表2）。其中，孔隙类型主要包括残余粒间溶孔、残余晶间溶孔、粒内溶孔等；裂缝包含构造缝、构造溶蚀缝和缝合线等。
表2 四川盆地寒武系洗象池组储集空间类型及对应分布井区

Table 2 Reservoir space type and their distribution in Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

类型 发育特征 分布取心井及对应分布频率
孔隙 原生孔 晶间孔 在自形晶粒白云石间可见，可为沥青充填 螺观1（高）、宝龙1（中）、广探2（高）
粒间孔 颗粒间孔隙，见大量沥青充填 广探2（中）、合12（中）、宝龙1（中）
藻格架孔 同沉积期间形成，多数孔被白云石充填，也可见沥青充填 广探2（中）、安平1（低）、合12（低）
次生孔 晶间溶孔 在自形晶粒白云石间及靠裂缝处可见，见沥青充填 螺观1（高）、广探2（高）、安平1（中）
粒间溶孔 在亮晶砂屑、砂砾屑白云岩、鲕粒云岩中可见 广探2（中）、安平1（中）
溶洞 溶洞 直径大于2 mm的溶蚀孔，有少量后期被白云石或者石英半充填 广探2（高）、五科1（中）、螺观1（中）、威寒101（高）、座3（中）
裂缝 构造缝 多平直，具多期：早期缝平直具沥青充填 螺观1（中）、威寒101（中）、五科1（中）
构造溶蚀缝 沿构造缝扩溶而成 五科1（中）、螺观1（中）、威寒101（中）、高科1（中）
缝合线 压溶作用形成，常见大量沥青和黄铁矿 宝龙1（中）、螺观1（中）
孔隙型储集空间分成次生孔和原生孔2类（表2）。残余粒间孔和粒间溶孔是颗粒滩相的一种主要储集空间类型，在安平1井、宝龙1井和广探2井中分布[图4（a），图4（b）]。残余粒间孔和粒间溶孔形成于砂屑白云岩、残余砂屑细—中晶云岩和中—粗晶白云岩之中，为砂、砾屑、鲕粒间粉—细晶粒白云石胶结充填后的残余粒间孔隙，岩心上孔隙呈针孔状[图4（c）]。晶间溶孔指粒间、孔洞和裂缝中的白云石胶结物、充填物由于酸性水沿晶间孔运移并产生溶蚀而形成的晶间溶孔，显示出溶蚀港湾状，孔隙形态极不规则[图4（d）]。
图4 四川盆地寒武系洗象池组储集空间类型

（a）广探2井，残余粒间孔和粒间溶孔，5 325.68 m；（b）合12井，砂屑白云岩残余粒间孔，4 848.62 m；（c）合12井，残余砂屑中—粗晶白云岩中针状溶孔，4 896.50 m；（d）广探2井，港湾状晶间溶孔，5 353.88 m；（e）安平1井，构造缝、缝合线溶蚀孔和溶洞，溶洞较孤立，中晶白云石和沥青半充填，4 525.11 m；（f）螺观1井，溶洞中充填的方解石和白云石胶结物，4 414.38 m；（g）螺观1井，溶洞见方解石、白云岩和沥青半充填，（f）中胶结物的宏观照片，4 414.38 m；（h）五科1井，溶洞半充填中—粗晶白云石，后期裂缝切割溶洞，5 961.53 m；（i）五科1井，裂缝中全充填的石英，5 962.50 m；（j）高科1井，构造溶蚀缝，4 574.19 m；（k）五科1井，构造溶蚀缝，5 963.25 m；（l）座3井，构造角砾间热液白云石全充填，5 053.30 m；（m）宝龙1井，残余晶间溶孔，中晶白云石半充填，4 629.50 m；（n）合12井，溶洞被粗晶白云石充填，4 659.30 m；（o）威寒1井，溶洞和溶蚀缝中被方解石和白云石充填，2 240.04 m

Fig.4 Reservoir space type in Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

溶洞型储集空间指直径大于2 mm的孔隙，主要分布在螺观1井、威寒101井和广探2井中。在洗象池组中共发育3类：一类为较致密的泥粉晶白云岩沿裂缝溶蚀而形成，洞径2 mm以上，且溶洞中多充填有沥青和白云石等[图4（m），图4（n）]；二类为粒间残余孔溶蚀扩大所形成，发育于颗粒白云岩中，与裂缝、残余粒间孔隙一并构成好储层的储集空间，后期可被方解石或者白云石半充填[图4（g），图4（h）]；三类为膏模孔洞，在野外剖面中可见。
裂缝型储集空间包括构造缝、溶蚀缝和缝合线3种，有张开缝[图4（j）]、半充填[图4（k）]和全充填[图4（i）]3种情况。以水平层间缝和高角度缝为主，如砂砾屑白云岩中可从岩心上直接识别水平缝[图4（h）]；溶蚀缝可直接从微观薄片上识别。缝合线较常见，可见油气运移的痕迹，充填沥青[图4（e），图4（f）]。

2.3　储层物性特征

本研究共收集750个物性测试数据，总体上洗象池组岩心测试孔隙度较低，在2%以下，占78%[图5（a）]。位于古隆起及斜坡上高石梯—磨溪膏盐岩不发育区的安平1井、合12井和宝龙1井中多数孔隙度测试结果显示普遍在2%以下，部分可达到3.5%以上，其中合12井取心段粗层相对较好，储集空间类型以粒间孔、晶间孔和溶蚀孔为主，偶见溶洞；处于川东—蜀南膏盐岩发育区的螺观1井、广探2井、威寒101井和座3井的孔隙度分布在3.5%左右，可高达5%以上，从取心段看要好于膏盐岩不发育区，储集空间类型以溶蚀孔、溶洞和溶蚀缝为主[图5（b）]。
图5 四川盆地寒武系洗象池组储层物性参数分布

（a）所有测试数据孔隙度分布频数图；（b）不同井孔隙度分布频数图；（c）不同岩石类型孔隙度分布频数图；（d）广探2井取心段和储层段孔隙度数据对比；（e）广探2井取心段和储层段渗透率数据对比；（f）广探2井孔隙度和渗透率交会关系

Fig. 5 Reservoir physical properties distribution in Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

将750个数据按照不同岩性分类来统计，明确了其孔隙度值分布范围和频率。其中，颗粒白云岩共100个数据，孔隙度在1.5%~4.5%之间，个别大于5%，粉晶白云岩共450个数据，孔隙度普遍在2%以下，细晶白云岩125个数据，孔隙度在1.5%~2.5%之间，个别数据大于5%，中—粗晶白云岩55个数据，孔隙度在2.5%~5%之间，个别大于10%[图5（c）]。在此基础上根据沉积微相的划分结果，颗粒滩微相数据量200个，以颗粒白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩和粗晶白云岩为主，孔隙度集中在2%~5%之间；云坪微相数据有500个，孔隙度总体小于2.5%；泥云坪相和云质潟湖相测试数据较少，不具有统计分析规律。
以广探2井为例，说明取心段物性测试结果和储层段物性数据分析对比实例，明确测井解释储层段物性特征。在5 314.5 m到5 359.42 m共45 m的深度测量126个物性数据，其平均孔隙度为2.93%，平均渗透率为0.3×10-3 μm2；测井解释储层段包含74个数据，平均孔隙度为4.48%，最高达10%以上，平均渗透率为0.43×10-3 μm2，最高可达2×10-3 μm2，储层段共35 m[图5（d），图5（e）]。且储层段孔渗数据相关性较好[图5（f）]。储集空间以粒间孔和晶间孔扩溶而形成的溶洞型储集空间为主，在取心段共见到溶蚀孔洞995个，其中未充填的溶洞达750个。

3 储层成因及主控因素

3.1　高能颗粒滩发育是优质白云岩形成和保存的基础

通过选取临近膏盐岩发育区的广探2井和膏盐岩不发育区的安平1井作为对比，以岩心薄片观察分析为基础，确定颗粒滩的岩石学类型主要为砂屑白云岩和细—中晶白云岩[图3（a）]。发现针孔层出现在砂屑白云岩、砂砾屑白云岩和鲕粒白云岩中。颗粒滩的发育与沉积旋回有很大的关系，且单个颗粒滩砂体厚度不大，如广探2井5 316~5 358 m取心段共包含3个旋回，单个旋回中滩体厚度最大约6 m；安平1井4 496~4 558 m取心段共包含5个向上变浅的旋回，单个旋回中厚度最大为4 m，这些砂屑白云岩构成了储层发育的基础（图6）。研究结果反映洗象池组的沉积受到海平面频繁升降的控制，且滩相储层发育程度与颗粒滩厚度具正相关关系，颗粒滩规模越大，储层越发育。这与前人研究结果较为相似[10,11,12]。
图6 广探2井和安平1井取心段物性和岩性、沉积微相之间变化关系

Fig.6 The relationship between lithology, sedimentary microfacies and physical properties of coring sections of Wells GT2 and AP1

进一步对广探2井和安平1井物性随深度变化关系进行分析，发现广探2井和安平1井的高孔隙度段均受旋回控制，集中发育在单个向上变浅沉积序列颗粒滩微相的上部和顶部；且越靠近旋回顶部，孔隙度值相对高，从储集空间类型上包括具组构选择性的粒间孔和粒间溶孔[图4（a）]，颗粒白云岩储层的孔隙度也相对较高[图5（c）]。
值得注意的是，广探2井取心段孔隙度可高达5%以上，而安平1井取心段中孔隙度最高为2.5%，除受到取心层段代表性影响外，也反映膏盐岩发育区的广探2井孔隙度在颗粒滩沉积微相控制的基础上，除早期组构选择性孔隙外，还包括后期扩溶的溶洞型储层相对古隆起区的更发育[图4（a）和图4（d）对比]。为此，下文将进一步探讨早期孔隙之外的储层成因。

3.2　大气淡水岩溶作用是膏盐岩不发育区优质储层形成的主控因素

通过对古隆起及周缘的钻井分析，发现大量井漏现象，表明洗象池组可能存在岩溶型储层，岩石学上分析发现洗象池组岩心中溶洞较多，部分溶洞被方解石和白云石等充填物半充填，明显不具备组构选择性，分布密度较大，同样证实洗象池组可能受到岩溶作用的影响[图4（d），图4（h），图4（i），图4（m），图4（n）]。对比龙王庙组研究发现，在川中古隆起上，区域浅滩化沉积作用形成了大面积颗粒白云岩，以粒间孔和少量粒内溶孔为主要储集空间的滩相层状孔隙层为后期岩溶改造提供了物质基础与流体运移通道。前人认为加里东期大气淡水沿先期孔隙度、渗透率较高的层段流动发生溶蚀作用是优质储集层形成的关键，龙王庙组沉积后的岩溶作用是储层形成的重要原因之一[24,25]。且岩石学上的证据表明研究区内洗象池组也存在不同程度的大气淡水活动，从而影响储层发育。
为此，对溶洞和裂缝中的充填物、基质白云岩分别开展碳氧同位素和包裹体分析，按照石书缘等[26]提出的综合利用包裹体和碳氧同位素资料判别流体活动和充填期次的方法，以此来明确流体活动和充填的期次，从而解释储层成因。本文主要分析宝龙1井、螺观1井、座3井、广探2井、安平1井、合12井、五科1井和威寒1井，从不同岩心的基质白云岩和充填物开展微区取样分析，碳氧同位素数据投影交会图上，可以明确4个主要碳氧同位素数值区间，第一个是孔洞和裂缝方解石充填物为主的区间，碳氧同位素值严重偏负，最负达-26.4‰，氧同位素值在-10‰~-13‰之间；第二个区间主要为裂缝和溶洞充填的中—粗晶白云石，δ13C值在-5‰~-10‰之间，δ18O值在-11‰~-13‰之间变化；第三个区间是溶洞、溶孔和裂缝中充填的鞍形白云石，δ13C值在-0.1‰~-3.5‰之间变化，δ18O值在-9‰~-12‰之间变化；第四个区间以基质白云岩为主，部分溶孔充填的白云石，其δ13C值在-0.1‰~-3.5‰之间变化，δ18O值在-6‰~-8‰之间变化（图7）。
图7 四川盆地寒武系洗象池组白云岩基质及缝洞充填物碳氧同位素特征

Fig.7 Dolostone and its fillings carbon and oxygen isoto-pes characteristic in Cambrian Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

古隆起上钻井主要对宝龙1井、安平1井和合12井的5个基质白云岩数据、3个孔洞充填白云石碳氧同位素投影，宝龙1井和安平1井的碳氧同位素位于第四个区间，这反映早期同沉积溶蚀或者早成岩期溶蚀，合12井位于孔洞粗晶白云石[图4（n）]碳氧同位素位于第三个区间，反映溶蚀孔洞的早期形成受到大气淡水溶蚀的影响。对洗象池组受到暴露溶蚀的证据，其他学者从不整合面识别以及其他岩相学上的证据有过探讨。比如说，曹建文等[27]通过对湘西—渝东地区野外露头娄山关组研究发现顶面发育古岩溶不整合面，是储层形成的主要控制因素。胡宁等[28]通过对鄂西野外剖面实测，也发现娄山关组顶部古岩溶不整合面的发现，这些证据都支撑了古隆起区洗象池组在奥陶纪沉积物沉积前发生短暂暴露溶蚀。

3.3　埋藏溶蚀作用的叠加改造是膏盐岩发育区优质储层形成的关键

膏盐岩发育区螺观1井、广探2井和威寒101井的孔隙度值高于膏盐岩不发育区的安平1井、合12井和宝龙1井[图5（b）]。从岩相学上，岩心中发现的溶洞也更多，部分溶洞被方解石和白云石等充填物半充填，明显不具备组构选择性，分布密度较大[图4（g），图4（h）]。这些岩石学上的证据表明研究区内在埋藏条件下不同期次的流体活动，从而影响了储层发育。这与前人认为埋藏溶蚀作用可形成规模化的储层具有一致性[29,30,31]。
对螺观1井、广探2井、威寒101井和威寒1井[图4（g），图4（i）]溶洞和裂缝中充填的方解石和白云石开展碳氧同位素分析，与基质白云岩所处的第四个区间数值进行对比，第一个区间内碳同位素值在-26.4‰~-17.8‰之间，根据黄思静[32]和WARREN等[33,34]的研究结果，碳同位素值严重偏负，表明碳酸盐岩矿物在沉淀过程中可能受到有机碳的影响，储层受到TSR影响。第二个区间的碳同位素相对偏负，在无机碳正常同位素值和有机碳同位素值之间，表明其可能沉淀在TSR反应过程后。第三个区间的氧同位素值偏负，碳同位素相对正常，且其岩石学为角砾间充填鞍形白云石[图4（j）]，表明其可能受到热液流体的影响[31]。
在此基础上对溶蚀孔洞缝充填物进行包裹体测试分析，结合埋藏史和断裂等资料综合识别流体活动期次。共测量了190个盐度数据，总体上表现为高盐度特征[图8（a）]；测量了218个均一温度数据，均一温度集中在120°以上，反映埋藏期流体温度较高，从期次上，可划分成4个主要期次[图8（c）]。结合碳氧同位素的判别结果和温度与盐度的交会图[图8（b）]，判定研究区存在4期流体活动。施泽进等[35]认为孔洞充填物通常情况下可反映溶蚀作用的相对形成时间，根据此研究成果，本文认为方解石和鞍形白云石等充填物沉淀的时间可表示流体溶蚀发生的时间。
图8 四川盆地洗象池组包裹体均一温度—盐度交会图(a)、盐度直方图(b)和埋藏史曲线(c)

Fig.8 Burial history curve（c）, inclusion homogenization temperature and salinity crossplot(a), and salinity histogram(b) in Xixiangchi Formation, Sichuan Basin

在川东—蜀南地区膏盐岩发育区，构造活动相对强烈，断层较发育，为构造—热液流体活动提供了条件（图2）。断裂伴生大量裂缝发育，有利于埋藏期成岩流体的运移，促进埋藏溶蚀的发生[36]。膏盐岩发育区物性统计结果显示，座3井相对其他井的孔隙度更低[图5（b）]，且座3井岩心上构造角砾间被大量鞍形白云石充填[图4（j）]，表明这期构造热液流体对储层起破坏作用。因此，鞍形白云石所记录的热液流体主要发生胶结作用，对储层形成起破坏作用，这样反证了TSR伴生的流体通过溶蚀作用形成了优质储层。这与前人研究结果较一致，如朱光友等[36,37]认为硫酸盐热还原作用是四川盆地中一种重要的储层成因机制。故本研究认为洗象池组在高温高压环境下受TSR作用可产生溶蚀孔洞型储集空间。因此，膏盐岩发育区在埋藏流体溶蚀的叠加改造下，可形成具非组构选择性的溶蚀改造型储层。

4 天然气勘探方向

规模化优质储层发育是明确有利油气勘探区块的重要条件[29]。综合前人对烃源岩的评价[1,2]以及本文前述储层的相关研究成果，分成古隆起膏盐岩不发育区和川东—蜀南膏盐岩发育区探讨勘探前景（图2）。膏盐岩不发育区以寻找优质滩相储层为主，古隆起周缘的勘探前景值得期待，储层以孔隙型为主，受大气淡水岩溶作用改造的控制，优选了古隆起及周缘的有利勘探区域。由于古隆起上已经钻有大量震旦系—下古生界井，可在原钻井的基础上，对洗象池组进行试油，以获得勘探突破。膏盐岩发育区以寻找改造型储层为主，川东—蜀南地区是未来勘探突破的重要领域，储层以溶蚀孔洞型为主，取心段物性测试结果分布在3%~4%之间，后期的埋藏溶蚀作用的叠加改造起到至关重要作用，储层分布范围不局限于颗粒滩的分布范围。在储层预测基础上，结合埋藏溶蚀作用产生溶蚀孔洞需要断裂沟通和膏盐岩发育的条件，优选了川东—蜀南区块上有利的勘探区块（图2）。

5 结论

（1）岩心和薄片分析揭示寒武系洗象池组发育颗粒白云岩、晶粒白云岩、微生物白云岩和混积岩4类。储集空间包括孔隙型、溶洞型和裂缝型3大类9小类，溶洞型是主体。膏盐岩不发育区多数岩心孔隙度测试结果在2%以下，部分可达3%以上；膏盐岩发育区平均孔隙度为3.5%，最高可达5%以上。
（2）明确了沉积微相控制储层发育，颗粒滩是储层形成和保存的基础。大气淡水岩溶作用的叠加是膏盐岩不发育区规模优质储层形成的主控因素；在构造活动相对强烈的膏盐岩发育区，埋藏溶蚀作用的叠加改造是优质储层形成的关键。
（3）展望了洗象池组的油气勘探潜力，高石梯—磨溪为代表的膏盐岩不发育区，以寻找优质滩相储层为主，优选老井试油，沉积微相是重要控制因素，勘探突破值得期待；川东—蜀南的膏盐岩发育区以寻找后期改造型储层为主，优选成藏条件好的目标进行钻探，是未来勘探突破的重要领域。

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