0 引言
震旦系灯影组白云岩储层的形成与演化是长期以来的研究热点，国内外已进行大量关于微生物白云岩储层成储机制与演化的研究［7-9］，但灯二段储层形成的主控因素尚存争议。前人认为微生物丘滩沉积与表生岩溶作用的叠加是灯影组储层发育的主导因素，其分布范围受裂陷槽边缘展布控制［1，3，10］。也有研究认为微生物丘滩复合体建造与准同生期大气淡水溶蚀是控制灯二段优质储层的主要因素［11-12］，桐湾期表生岩溶作用对储层发育的贡献有待商榷［2］；李勇等［13］认为川北地区灯四段与灯二段储层发育均受微生物丘滩相控制，受埋藏溶蚀与表生岩溶作用差异性影响明显；此外，还有部分观点认为与微生物岩有关成岩作用与表生岩溶、埋藏溶蚀的叠加是灯影组白云岩储层发育的关键［14-15］。蓬莱地区灯二段埋深约六千至七千米，属超深层油气勘探，优质储层形成机制是该地区勘探部署亟待解决的关键性问题。本研究基于蓬莱气区灯影组最新钻井，聚焦灯二段微生物白云岩储集层发育特征，明确岩相、同生断裂及溶蚀作用对储层形成的决定性意义，以期为四川盆地震旦系灯影组深层—超深层油气勘探评价，乃至具有超8 000 m埋深的万亿方气藏产能建设提供理论支撑。
1 地质概况
四川盆地是一个在上扬子克拉通基础上发展起来的多期叠合盆地，盆地基底为中元古纪末晋宁运动形成的褶皱基底［16-17］。震旦纪处于罗迪尼亚超大陆裂解背景［16，18］，全球大陆发生大规模离散拉张，中国表现为古中国地台逐渐裂解，称为兴凯旋回或兴凯地裂运动旋回［10，19］。裂解后同时局部伴随着地壳幕式上升运动（即桐湾运动），其中，桐湾运动形成了灯影组二段（灯二段）顶部、灯影组四段（灯四段）顶部2个区域性不整合［20-21］。灯一段—灯二段沉积期，受扬子西北缘拉张活动影响，四川盆地构造分异增强，发育德阳—安岳裂陷槽［17，22］。该裂陷槽向盆地内延伸至资阳地区，呈“U”形展布［图1（a）］，裂陷区灯一段—二段地层较薄、裂陷两侧较厚［3，23］。裂陷南北两段具有显著差异，其中北段保留裂陷槽及裂陷槽边缘沉积型台地边缘带，而南部主要发育侵蚀槽及边缘侵蚀陡坎。台缘带受同沉积断裂控制，主要分布在蓬莱—中江—盐亭—广元—宁强一带，呈近南北向多阶展布，宽为40~130 km，厚为650~1 000 m［24］。研究区位于川中古隆起北部斜坡带（蓬莱气区），东起南充，西至龙门山前，南起安岳，北至广元，区域面积近40 000 km2［图1（a）］。受桐湾期剥蚀作用影响，部分区域灯四段缺失［25］，灯二段直接与下寒武统麦地坪组、筇竹寺组优质烃源岩不整合接触［图1（b）］。
2 实验方法
选取蓬莱气区灯二段共334件岩心样品制备铸体薄片。岩心样品先用蓝色环氧树脂染色，然后抛光至0.03 mm厚度的铸体薄片。使用Axioskop 40 Pol偏光显微镜对薄片的岩性、孔隙形态和矿物成分进行分析。此外，用GSA图像分析仪软件对部分微观图像进行了定量表征，即孔隙和喉道尺寸、表面孔隙率和矿物成分。
选取灯影组岩心钻取68个白云岩圆柱状样品（直径25 mm，长度30 mm），根据中国国家标准GBBT 29172—2012在OPP-1自动孔隙度和渗透率测量仪上进行常规物理测试，以获得孔隙度和渗透率。此外，样品用乙醇清洗，然后在150 ℃的真空中干燥至少12 h，利用AutoPore-9510-Ⅳ注汞装置对16个样品进行测试，最大注入压力设定为340.528 MPa。孔隙高压压汞测试（HPMI）是一种较好获得孔隙度、渗透率、中值压力、迁移压力、偏斜系数和最大汞饱和度等参数的方法。
选取蓬探1井灯影组白云岩岩心、岩屑样品121件（5 m/件），研磨成粉末，用高精度电子天平称取250~500 μg样品装入已清洗干净的反应管中。所使用的气体同位素质谱仪型号为MAT-253。所测数据均为相对国际标准VPDB值，内部标准监测显示δ13C和δ18O的标准偏差分别小于0.15‰和0.20‰，并将其置于Thermo Fisher公司制造的GasBench碳酸盐反应装置与MAT-253同位素比值质谱仪联机分析系统，获取碳氧同位素比值。
为重建多种类型储层的孔隙结构并定量表征孔喉半径、体积、配位数和裂缝的分布，根据岩性、岩石物理和HPMI测试的分类结果选择了3种类型的典型岩心样品进行CT扫描实验。在Xradia Micro XCT-200微米CT扫描仪（Zeiss，德国）上以40~150 kV的工作电压和0.7~40 μm的分辨率在2个刻度上进行CT扫描。使用“最大球”方法提取和建模3D数字核心中的孔网络，网格中“孔”和“喉”的确定是通过找到局部最大的球以及2个最大球之间的最小球来完成的，从而形成“孔—喉—孔”的配对数关系。
碳酸盐岩U—Pb定年工作于中国石油杭州地质研究院放射性同位素超净实验室激光剥蚀—电感耦合等离子质谱（LA-ICP-MS）系统完成，实验温度为20 ℃，相对湿度为50%。通过ASI RESOlution SE 193 nm ArF准分子激光器对环氧树脂靶样品开展原位激光剥蚀，激光束斑直径为100 μm，激光能量为3 J/cm2，剥蚀频率为10 Hz，使用氦气作为载气将剥蚀物质送至Nu Plasma HR MC-ICP-MS 质谱仪中。测试过程中使用NIST614 和WC-1（推荐年龄：254.4±6.4 Ma［26］）为外标样，前者用于校正仪器漂移以及207Pb/206Pb值，后者用于校正测试白云石的238U/206Pb，以检查定年结果的准确性。随后原始数据通过激光剥蚀数据处理（Iolite 3.6）软件进行处理，采用“截距法”和“数学模型法”对Pb/U值进行元素分馏效应校正，获得矿物形成年龄。
3 储层沉积特征分析
3.1 储层岩相特征
图2 蓬莱气区灯二段微生物白云岩岩石学及孔隙特征（a）凝块石白云岩，微生物格架孔发育，中晶白云石胶结物、沥青半充填，蓬探103井，灯二段，6 092.91~6 092.97 m，4×10，铸体薄片单偏光；（b）泡状凝块石白云岩，格架孔孔内沥青半充填，蓬探1井，灯二段，5 735.18 m，4×10，铸体薄片单偏光；（c）纹层—叠层石白云岩，微生物格架孔及其溶蚀扩大孔洞顺层发育，孔径0.9×4 cm，白云石胶结物、沥青半充填，蓬探1井，灯二段，5 739.55~5 739.63 m；（d）凝块石白云岩，厘米级溶蚀孔发育，沥青半充填，中江2井，灯二段，6 549.46~6 549.72 m；（e）泡沫绵层石白云岩，发育在凝块石层段内，德探1井，灯二段，7 478.75 m；（f）角砾状白云岩，德探1井，灯二段，7 494.50 m；（g）核形石白云岩，分选较差，亮晶胶结，蓬探103井，灯二段，6 103.93 m，4×10，铸体薄片单偏光；（h）砂屑白云岩，粒间溶孔和粒内溶孔发育，以沥青半充填为主，沥青形态多呈环边状，蓬探5井，灯二段，5 639.15 m，铸体薄片单偏光；（i）角砾状白云岩，原岩为藻砂屑/凝块石白云岩，亮晶白云石胶结，微裂缝发育，蓬探1井，灯二段，5 747.85 m，2×10，铸体薄片单偏光 Fig.2 Petrological characteristics and porosity of microbial dolomite in the second member of the Dengying Formation in the Penglai Gas Field |
丘核为微生物丘建造的主体部位，多呈中—厚层状，垂向上由多个厚度约为35~40 cm的旋回构成，内部以凝块石、泡沫绵层石微生物岩沉积为主要特征，镜下可见微生物菌丝体相互黏结组成的絮状或不规则斑块状结构，凝块间的格架孔内多为亮晶白云石胶结，局部可见核形石、破碎凝块、漂浮状砾屑等高能沉积结构［27］。
丘坪发育于丘核之上，为微生物丘单个沉积旋回晚期水体变浅、能量降低情况下的产物，并且频繁暴露于海平面之上。岩性以砂屑白云岩、纹层—叠层石白云岩为主，可见小型顺层溶孔、溶洞。岩心观察发现纹层—叠层结构主要为微波状、柱状起伏形态，具有明显的明暗交替的薄层沉积特征［28］。
丘间发育在微生物丘两侧的翼部，属于浪基面之下低能环境的沉积产物，岩性与丘坪较为相似，以泥—粉晶白云岩、纹层状白云岩为主，局部可见（藻）砂屑组成的颗粒白云岩。泥—粉晶白云岩多以致密块状沉积为特征，可见少量的针状溶孔；纹层状白云岩层也具有明暗相间的纹层状结构，纹层起伏程度较为平直。纵向上，丘核、丘坪、丘间这3类沉积微相通常构成丘核—丘坪、丘间—丘核这2种向上变浅的相序组合类型（图3）。
3.2 三级相序组合
以蓬探1井为例，灯一段上部的深灰色泥晶白云岩反映低能斜坡沉积环境。垂向上，出现泥—粉晶白云岩和纹层状白云岩时进入灯二段。致密的泥晶白云岩和较平直的纹层结构，指示微生物岩沉积的潮下丘间环境，碳同位素值为1.21‰~2.81‰，平均值为1.97‰，弱正偏特征，测井表现为灯一段GR中值曲线段向灯二段底部低值曲线段变化。向上微生物结构逐渐增多，至灯二段中下部，岩性以纹层状白云岩、凝块石白云岩夹泥—粉晶白云岩为主，局部含核形石，凝块石白云岩发育层厚为10~25 m不等，表现为丘间—丘核的沉积环境，碳同位素值稳定在1.77‰~2.36‰之间，平均值为1.91‰，测井表现为低峰值GR曲线，曲线较平坦。灯二段中部，以凝块石、泡沫绵层石、核形石为主体的微生物岩结构非常发育，碳同位素值为-0.51‰~1.43‰，平均值为0.67‰，碳同位素值发生一次小型负偏，主要分布在顶部的角砾白云岩层段，可能为准同生期间歇性暴露溶蚀作用所致，测井GR峰值在该段中上部于低—中高峰值之间反复、快速变化，呈现出锯齿状曲线。因此，由灯一段/灯二段底部潮下低能至灯二段中部潮间带—潮上带间歇性暴露，整体记录了沉积水体逐渐变浅的过程（S1）。
蓬探1井第二套沉积层序（S2）以泡沫绵层结构出现为标志，位于灯二段上部，岩性以纹层—叠层石白云岩为主，纹层多呈波状起伏的穹隆状，局部以各种微生物白云岩与泥晶白云岩形成的旋回组成，代表沉积环境在浅水潮间带—潮上带之间波动，碳同位素值为-1.22‰~1.62‰，GR峰值整体呈中—低值的锯齿状，在灯二段与灯三段分界处，曲线由低向高峰值变化明显。值得注意的是，碳同位素负偏集中在灯二段顶面（不整合面）附近的溶蚀孔洞白云岩层段（-1.22‰~0.49‰），可能为表生岩溶作用导致，整体记录了沉积水体向上变浅直至暴露溶蚀的过程。
4 储层孔隙、孔喉特征分析
4.1 孔隙类型及孔渗关系
岩心和显微镜下观察表明，蓬莱气区灯二段可分2种不同类型的储集层：以微生物建造中不同微生物格架状孔组成的储集层，以及角砾状白云岩角砾间残余孔、洞组成的储集层。
4.1.1 微生物建造为主的储层
该类储层孔隙结构可分为格架孔、粒内溶孔、粒间溶孔、铸模孔和晶间（溶）孔共5种类型。①微生物格架孔［图2（a），图2（b），图4（b），图4（c），图4（e）］：在镜下分布于菌丝相互黏结组成的絮状或不规则斑块状格架间，粒状白云石胶结为主，孔隙形态不规则，孔径多为毫米级或厘米级不等，常见沥青充填［12］。②粒内溶孔［图2（h），图4（d）］：多发育在（藻）砂屑内部的溶孔，藻砂屑颗粒呈次圆—椭圆状，粒间多可见白云石胶结物，孔隙内被白云石胶结物和沥青半充填，形态不规则，孔径多为毫米级。③铸模孔［图4（d），图4（f）］：多发育在泡沫状凝块石、泡沫绵层石内部，显微镜下可见微生物内部结构遭受溶蚀，但整体仍保留微生物结构外部形态的孔隙；多呈不规则形态，其孔径主要受菌丝黏结大小的控制，毫米或厘米级不等。④粒间溶孔［图4（g）］：多为颗粒间胶结物未完全充填，或后期被溶蚀扩大的残余粒间溶孔，部分粒间溶孔彼此相连组成微溶缝，孔隙形态不规则，孔径一般为毫米级［31］。⑤晶间（溶）孔［图4（h），图4（i）］：多发育在泥—粉晶白云岩层段内，晶间孔隙经历溶蚀作用改造，形成晶间溶孔，孔隙形态不规则。在岩心手标本尺度表现为极小的针孔状溶孔，孔径多为微米级，以沥青半充填为主。
图4 蓬莱气区灯二段储层孔隙结构类型及特征（a）凝块石白云岩，溶蚀孔洞发育，孔径最大可达1.5 cm×5 cm，白云石胶结物、沥青半充填，多条高角度裂缝发育，多与溶孔相连，蓬探1井，灯二段，5 785.58~5 785.60 m，铸体薄片单偏光；（b）纹层—叠层石白云岩，发育多个顺层的厘米级溶蚀孔洞，白云石胶结物、沥青半充填，蓬探102井，灯二段，5 854.32~5 754.50 m；（c）凝块石白云岩，格架孔发育，孔径为毫米级至厘米级，沥青多呈环边状半充填孔隙，德探1井，灯二段，7 610.64 m，铸体薄片单偏光；（d）泡沫状凝块石白云岩，单个泡沫状凝块石粒内溶孔、铸模孔发育，蓬探1井，灯二段，5 731.08 m，2×10，铸体薄片单偏光；（e）泡沫绵层石白云岩，格架孔发育，蓬探1井，灯二段，5 774.45 m，4×10，铸体薄片单偏光；（f）泡沫状凝块石白云岩，可见微生物结构的内部被溶蚀，但整体仍保留外部形态的孔隙，蓬探1井，灯二段，5 731.29 m，4×10，铸体薄片单偏光；（g）砂屑白云岩，粒间溶孔发育，部分粒间溶孔彼此相连组成微溶缝，蓬探101井，灯二段，5 760.31 m，4×10，铸体薄片单偏光；（h）泥—粉晶白云岩，晶间溶孔发育，部分沥青呈环边状或黏连枝状半充填孔隙，蓬探103井，灯二段，5 714.09 m，10×10，铸体薄片单偏光；（i）凝块石白云岩，格架孔发育，粒状白云石胶结物、沥青半充填，沥青多呈环边状，蓬探1井，灯二段，5 765.89 m，4×10，铸体薄片单偏光 Fig.4 Types and characteristics of pore structure in the second member of the Dengying Formation of the Penglai Gas Field |
上述6类灯二段微生物岩主要岩石类型为凝块石白云岩、核形石白云岩、纹层—叠层石白云岩、泡沫绵层石白云岩、砂屑白云岩和泥—粉晶白云岩，其岩石的孔、渗特征亦表现出差异性（图5）。凝块石白云岩（10个）孔隙度为3.15%~8.45%，平均为4.54%，渗透率为（0.027~4.36）×10-3 μm2，平均为1.22×10-3 μm2；核形石白云岩（8个）孔隙度为2.19%~3.7%，平均为3.14%，渗透率为（0.19~1.57）×10-3 μm2，平均为0.94×10-3 μm2；泡沫绵层石白云岩（4个）孔隙度为4.13%~6.69%，平均为5.51%，渗透率为（0.53~1.85）×10-3 μm2，平均为1.21×10-3 μm2；纹层—叠层石白云岩（19个）孔隙度为1.68%~6.71%，平均为3.34%，渗透率为（0.019~1.68）×10-3 μm2，平均为0.69×10-3 μm2；砂屑白云岩（11个）孔隙度为2.01%~3.84%，平均为2.73%，渗透率为（0.016~2.12）×10-3 μm2，平均为0.73×10-3 μm2；泥—粉晶白云岩（11个）孔隙度为0.98%~2.18%，平均为1.83%，渗透率为（0.015~1.11）×10-3 μm2，平均为0.34×10-3 μm2。储集性能整体表现为，以微生物丘核建造为主的凝块石白云岩、泡沫绵层石白云岩和核形石白云岩孔渗特征最好，以丘坪建造为主的纹层—叠层石白云岩、砂屑白云岩次之，以丘间建造为主的泥—粉晶白云岩储层物性较差。上述特征在垂向上具有明显的分段性，如图3所示，蓬探1井灯二段中下部以丘间建造为主，面孔率较低（1%~3%），仅局部可见少量的针孔状溶孔，整体储层较差；向上至丘核建造为主的层段，面孔率最好（4%~10%），多见毫米至厘米级的大型溶蚀孔洞，为该井Ⅰ类储层段；上段至顶部以丘坪建造为主的层段，面孔率较好（2%~8%），多见顺层发育的溶蚀孔、缝以及毫米级的溶孔，为该井的较优质储层段。
4.1.2 角砾状白云岩储层
该类储集岩以受岩溶作用改造的角砾状白云岩为主［图6（a）］，角砾的原岩成分多样，包括凝块石白云岩［图4（a）］、纹层—叠层石白云岩［图2（c）］、泡沫绵层石白云岩［图2（e）］以及“葡萄花边状”白云岩［图4（e）］等，角砾大小不一，一般为0.01~5 cm。角砾状白云岩溶蚀孔洞发育，通常充填2~3期白云石胶结物：其中第一期为栉壳状（叶片状）白云石胶结物，沿孔隙呈等厚环边分布；第二期为自形（或他形）粒状白云石胶结物［图6（b），图6（c），图6（d）］；第三期胶结物局部发育，为鞍状白云石胶结物，常与热液成因石英、萤石等矿物伴生。在蓬莱气区角砾白云岩中前2期胶结物普遍发育，当角砾之间的孔隙未被完全充填时，残余的砾间孔为保存至今的储集空间。由于该类储集岩中大量发育毫米至厘米级溶蚀孔缝，很难有效钻取2.5 cm×5 cm的物性测试柱塞，故无孔渗测试数据，是该井的II类储层段。
图6 蓬莱气区灯二段角砾状白云岩孔隙结构特征（a）角砾状白云岩，发育大量毫米—厘米级溶蚀孔、洞，蓬探101井，灯二段，5 773.01~5 773.36 m；（b）角砾间现存的毫米级孔洞，沥青半充填，蓬探101井，灯二段，5 773.36 m；（c）为（b）中红框放大，2×10，铸体薄片单偏光；（d）为（c）阴极发光图像，角砾间多期白云石胶结物充填 Fig.6 Pore structure characteristics of brecciated dolostone in the second member of the Dengying Formation of the Penglai Gas Field |
4.2 孔喉结构特征
图7 蓬莱气区灯二段储层CT扫描、核磁共振、压汞测试综合图（a）灰色凝块石白云岩，溶孔、洞发育，大洞21个，蓬探101井，5 739.62 m；（b）纹层—叠层石白云岩，见大洞6个，中洞21个，蓬探1井，灯二段，5 777.38 m；（c）浅灰色粉晶白云岩，见少量微生物黏结结构，小孔孔洞5个，蓬探101井，5 790.92 m Fig.7 CT scan， nuclear magnetic resonance， and mercury intrusion test for the reservoir in the second member of the Dengying Formation in the Penglai Gas Field |
凝块石白云岩、泡沫绵层石白云岩［图7（a）］CT扫描显示其孔隙度大于6%，基质孔为大孔粗喉，溶洞、裂缝发育程度高，中—大洞占比多；压汞曲线平台段长，孔喉分选好，低排驱压力和中值压力，粗歪度，储集和渗透能力最好；核磁共振T 2谱呈双峰形态，弛豫时间分别大于50 ms和500 ms，表示储层大、中、小孔均发育，其中大孔（R≥15 μm）占11.0%，中孔（5 μm≤R<15 μm）占18.5%，小孔和特小孔（R<5 μm）占72.1%。
纹层—叠层石白云岩［图7（b）］CT扫描显示孔隙度为4%~6%，基质孔以中—大孔、中喉为主，发育较多小洞和裂缝；压汞曲线平台段较长，孔喉分选较好，较低排驱压力和中值压力，中等偏粗歪度，储集和渗透能力较好；核磁共振T 2谱显示大于100 ms的单峰形态，高幅信号（>200 au）表明储层中发育少量大孔，小孔数量较多，其中大孔（R≥15 μm）占4.3%，中孔（5 μm≤R<15 μm）占10.5%，小孔和特小孔（R<5 μm）占84.9%。
泥—粉晶白云岩［图7（c）］CT扫描显示孔隙度为2%~4%，基质孔以小—中孔、中—细喉为主，发育部分小洞和裂缝；压汞曲线平台段较长、孔喉分选较好，显示较高排驱压力和中值压力，中等歪度，有一定的储集和渗透能力；核磁共振T 2谱呈小于100 ms的单峰形态，高幅信号（>200 au）表明储层中以小孔为主，大孔和中孔数量少。大孔占比0.3%，中孔占比5.6%，小孔和特小孔（R<5 μm）占94.1%。
综上所述，丘核微相以凝块石白云岩、泡沫绵层石白云岩和核形石白云岩为主，垂向上旋回分布，中部至顶部储层发育最好，且横向上连片分布，孔洞较为发育，大小为毫米级至厘米级，是蓬莱气区灯二段孔隙度和连通性最好的储层类型。
5 优质储层发育主控因素分析
5.1 微生物丘滩沉积是储层形成的基础
结合研究区沉积背景，在微相类型识别、小层划分的基础上，对沉积微相纵横向发育情况进行分析（图8）。灯二段下部以丘间夹丘核、丘间—丘核互层沉积为主，沉积水体相对较深，厚度横向分布稳定；灯二段中部以微生物丘核建造为主，横向上厚度具有一定分异，蓬探1井、蓬探101井厚度相对较薄，以丘间夹薄层丘核沉积为主，蓬探103井、蓬探106井厚度较大，发育厚层丘核、丘坪沉积；灯二段上部以丘坪沉积为主，水体逐渐变浅，横向厚度展布与丘核建造的小层厚度呈近似互补的关系，蓬探103井、蓬探106井厚度相对较大，中下部以厚层丘核沉积为主，向蓬探1井、蓬探101井方向地层逐渐减薄并转变为丘核、丘坪互层，至该小层顶部沉积逐渐均一化，区域上均以丘坪沉积为主。
通过编制相关小层时差厚度及层内波峰振幅能量图，对丘滩体平面展布进行刻画。灯二段沉积初期，沉积地貌平缓且水体相对较深，主要是微生物丘间建造，局部以丘核建造为主的呈斑块状分布在蓬探1井圈闭的中部、东北部及东南部地区。灯二段沉积中期，平面沉积分异开始出现并逐渐加强，沉积地貌南低北高，水体相对较深的丘间主要集中发育在圈闭的南部及东部地区，其余地区以丘核、丘坪交互沉积为主。灯二段沉积晚期，海平面逐渐下降，沉积水体相对变浅，平面上以丘核、丘坪沉积为主，丘核主要分布在圈闭西部、北部、东南部地区，丘坪主要分布在中部及南部地区（图9）。总之，蓬探1井区灯二段自下至上呈现出沉积水体逐渐变浅的特征，同时受沉积微地貌分异的影响，导致不同时期发育不同的优势微相类型，并且各微相在纵、横向上具有一定的继承性和迁移性。
5.2 同沉积断裂有利于角砾白云岩优质储层发育
研究表明断块的掀斜作用可在水下造成古地貌差异，即上升盘形成高垒块，为微生物丘滩体的规模发育提供有利生长基底。例如在柴达木盆地跃进地区，受阿拉尔断层控制，在上升盘构成的水下低隆部位发育古近系规模性藻灰岩储层［33］；类似地，受美国加州圣安得列斯断裂带影响，在中南部乔莱姆段发育多个构造地貌现象，如阶地、槽谷等，形成多个古地貌高垒块［34］。本研究利用最新钻井与地震资料，对川中古隆起北斜坡灯二段顶部同沉积断裂进行了刻画，显示近南北向与北西向发育2组断裂［图1（a），图10］。其中，近南北向断裂呈弧形展布，控制了台缘带走向；北西向断裂切割灯二段台缘带，形成垒堑结构，在相对古地貌高处发育丘滩相沉积，古地貌低洼区则表现为致密带［5， 17］。由此可见，蓬莱气区灯二段台缘分布受同沉积断裂控制，具有多阶、多带特征。
另外，同沉积断层间歇式活动（海底地震）可使台缘带弱固结沉积物发生崩塌破碎，形成原地或就近堆积的角砾。如蓬探101井取心67 m，其中角砾状白云岩厚达32 m。显微镜下可清晰观察到角砾间充填多期胶结物，其中第一期为栉壳状、纤状白云石胶结物。众多学者对第一期白云石胶结物开展的U—Pb定年结果显示其形成期接近灯影组沉积期，如沈安江等［35］所测高石6井灯二段第一期白云石胶结物U—Pb定年结果为545.7±8.5 Ma。因此，同沉积断层邻近区域，地貌高、坡度陡，利于丘滩体优质储层发育。例如，蓬探1井距断层1.6 km，测井解释灯二段储层厚291 m，其中孔隙度为4%~12%的优质储层厚为71 m；蓬探101井距断层1.2 km，测井解释灯二段储层厚度318 m，孔隙度为4%~12%的优质储层厚为81 m；而蓬探103井距断层2.4 km，灯二段储层厚度265 m，孔隙度为4%~12%的优质储层厚38 m。蓬莱气区钻井已经证实，空间上微生物丘滩与角砾白云岩密切共生，垂向上多层分布（图6，图10），进一步说明灯影组沉积期同沉积断层活动频繁，使得灯二段角砾白云岩优质储层连片发育。
5.3 准同生期与表生期溶蚀作用的叠加起决定性作用
桐湾运动是由地壳幕式抬升而引起的构造运动，划分为Ⅲ幕，在区域上形成平行不整合面，少见大型角度不整合［36-37］。研究表明，不同地区桐湾Ⅰ幕（灯二段沉积期末）构造活动导致的岩溶强度不同，表现为盆地边缘活动较强，例如在四川盆地北缘的南江杨坝剖面，灯二段中上部可见明显的岩溶角砾［38］。川中古隆起北斜坡钻井揭示灯二段优质储集层垂向上主要发育在中上部，距桐湾Ⅰ幕不整合面近百米，如蓬探1井优质储集层距灯二段顶98 m，蓬探102井距灯二段顶90 m，磨溪11井距灯二段顶87 m，且钻井岩心上见大量岩溶角砾及其伴生的岩溶产物。碳、氧同位素交会图显示，围岩（凝块石白云岩，蓝色点）的碳同位素值介于0.66‰~1.97‰之间，而溶蚀作用产物的碳同位素值介于-0.31‰~0.87‰之间（黄色点），相较于围岩偏负［图11（c）］。考虑到溶蚀孔、洞内充填的细—中晶白云石胶结物U—Pb定年结果为524±11 Ma［图11（d）］，说明细—中晶白云石胶结物形成于早寒武世。而溶蚀孔洞边缘的栉壳状白云岩，形成时间应介于543~545 Ma之间，应为准同生期形成。栉壳状白云石胶结物边界附近可见溶蚀痕迹和破碎围岩［图11（b）］，这反映该地区可能发生了2期暴露溶蚀作用叠加改造（图12）。根据已钻井取心段，灯二段优质储集层主要分布在向上变浅旋回的中上部，纵向上多个旋回叠置，单个旋回2~10 m不等，如蓬探101井，储层累计厚度可占取心段的75%（图12）。此外，溶蚀孔洞多呈层状和近垂直状，表明海平面下降或构造抬升造成的准同生期间歇性暴露［39］，叠加表生期的岩溶改造是优质储层形成的关键。
图11 蓬莱气区灯二段角砾状白云岩胶结物矿物阴极发光、碳氧同位素及碳酸盐岩U/Pb定年（a）角砾状白云岩，细—中晶粒状白云石胶结物充填，蓬探10井，灯二段，5 881.95~5 882.02 m；（b）为（a）中蓝框处阴极发光照片； （c）角砾围岩与胶结物C、O同位素特征；（d）胶结物U—Pb定年 Fig.11 Cathodoluminescence， carbon and oxygen isotope， and carbonate U/Pb chronology of the cements in brecciated dolostone for the second member of the Dengying Formation in the Penglai Gas Field |
6 结论
（1）四川盆地蓬莱气区灯二段发育大量微生物丘滩体建造，其中灯二段中下部以丘间夹丘核、丘间—丘核互层沉积为主，水体相对较深，岩性以泥—粉晶白云岩、纹层状白云岩为主；灯二段中部以微生物丘核建造为主，沉积水体相对较浅，岩性为凝块石白云岩、泡沫绵层石白云岩，局部含核形石、破碎凝块等高能沉积结构；灯二段上部以微生物丘坪建造为主，反映单个微生物丘旋回晚期水体相对变浅、能量降低，岩性为纹层—叠层石白云岩、（藻）砂屑白云岩。
（2）蓬莱气区灯二段丘滩中各微相具有不同储层特征。丘核微相中—大洞占比多，排驱压力和中值压力低而歪度为粗，孔隙度和渗透性最好；丘坪微相以中—大孔、中喉为主，排驱压力和中值压力较低，歪度中等偏粗，储集和渗透性能中等；丘间微相的泥—粉晶白云岩，以小—中孔、中—细喉为主，排驱压力和中值压力较高，歪度中等，孔隙度和渗透能力相对较差。丘核微相凝块石白云岩、泡沫绵层石白云岩和核形石白云岩，垂向上旋回分布，横向上连片展布，且孔洞最为发育，是蓬莱气区灯二段孔隙度和连通性最好的储层类型。
（3）蓬莱气区灯二段优质储层的形成主要受控于：①丘核微相的展布特征。蓬莱气区灯二段微生物丘单个岩性圈闭内部储层分布具有非均质性，丘核是优质储层最为发育的微相。②同沉积断层活动控制的准同生期角砾白云岩储层连片分布。微生物丘滩与角砾白云岩空间上密切共生，垂向上多层分布。③海平面升降导致的准同生期和表生期溶蚀作用是优质储层形成的关键。灯二段优质储集层主要分布在向上变浅旋回的中上部，纵向上多个旋回叠置，溶蚀孔洞多呈层状和近垂直状。
甘公网安备 62010202000678号
