引言

浅水高能颗粒滩相储层是碳酸盐储层的一个重要组成部分^{[1, 2]}，根据颗粒滩在碳酸盐岩台地上发育的相对位置，一般将其划分为台内滩及台地边缘滩两种基本类型，其滩体特征和储集性能均存在较大差异^[3-6]，总体而言，台缘滩型储层要远厚于台内滩储层，因此大型鮞滩气藏大多分布在台缘带，如四川盆地普光、龙岗、罗家寨、渡口河、铁山坡等大中型鮞滩气藏的发现，展示了台地边缘滩巨大的勘探潜力，相对而言，台内滩具有气藏规模小，单滩体厚度及储层厚度小，储层质量差且非均质性较强等特点，同时，由于台内滩往往呈透镜状分布，横向变化大，受地震分辨率限制，台内滩型薄储层地震预测一直是个世界性难题，长期以来，人们对其重视程度不高。但广阔的陆表海碳酸盐岩台地内部较台缘带具有分布面积大，构造及岩性圈闭多，整体勘探程度低的优点，因此，加强台内滩型薄储层特征及发育主控因素研究，进一步深化优质滩相储层成因机理，将极大提高勘探成功率，从而拓宽碳酸盐岩油气藏勘探领域。

四川盆地嘉陵江组是典型的以陆表海碳酸盐岩台地沉积为主的一套碳酸盐岩及蒸发岩地层，自下至上可划分为5段，嘉一段至嘉五段均发现工业性气藏^[7]。本文以自贡地区嘉陵江组为例，通过野外露头及大量的钻井资料综合研究，分析台内滩储层基本特征，从沉积微相、古海平面升降及咸化旋回、沉积期微古地貌及成岩作用等方面深入研究区台内滩体建造及储层发育的主控因素，以期加深对陆表海台内滩型薄层碳酸盐岩储层发育规律的认识。

1 区域地质概况

研究区位于四川省自贡、荣县、富顺、隆昌等县市境内，区域构造上隶属于四川盆地中央隆起带的西南部(图 1)，主要包括自流井、黄家场、灵音寺、兴隆场、邓井关等局部构造，区内因盐而兴的自流井气田是全球最早开发的天然气田，拥有世界上第一口超千米的深井^[7]，其嘉陵江组气藏的勘探开发可追溯到170余年前，曾引起众多国内外学者的高度关注，因而具有较强的代表性。

根据钻井和露头资料，自贡地区下三叠统嘉陵江组主要由海相碳酸盐岩、蒸发岩组成，钻厚约350~500 m，与上覆雷口坡组呈假整合接触。根据岩性、电性、古生物及沉积旋回，将本区嘉陵江组细分为5个岩性段，其中，嘉一段、嘉三段以发育低能泥晶灰岩为特征，高能浅水颗粒滩主要发育在嘉二段、嘉四段及嘉五段。

2 沉积相特征

四川盆地在早三叠世为一半封闭状态的内海盆地，由于水下隆起形成屏障，使海底地貌受到分割，海水的循环自东向西越来越不畅，嘉陵江期继承性发育了碳酸盐岩台地沉积，自西向东依次发育海陆过渡相、蒸发海台地相、局限海台地相和开阔海台地相^[7-8]。

通过对岩芯、野外露头及钻、测井等资料的深入研究，考虑海平面升降及咸化旋回对碳酸盐台地沉积格局的影响，认为自贡地区嘉陵江组为典型陆表海碳酸盐台地沉积体系，总体上处于半干旱-干旱、炎热的气候环境下，蒸发海作用基本上处于主导地位，以发育局限-半局限海台地及蒸发海台地为主要特征^[9-10]，主要包括台内滩、台坪、半局限-局限瀉湖和蒸发瀉湖等亚相，其中台内滩亚相沉积水体能量高于相邻地区，波浪作用相对较强，颗粒组分含量较高，以鲕粒、砂屑和生屑为主，形成中-低能粒屑滩，岩性主要为亮晶砂屑云(灰)岩、亮晶鲕粒灰(云)岩、粉晶云岩及少量生屑灰岩，纵向上主要发育在嘉二段、嘉四段及嘉五段。

按照颗粒组分类型可将台内滩划分为砂屑滩、鲕粒滩、砾屑滩及生屑滩等微相，自贡地区嘉陵江组以砂屑滩发育为主，是最有利的储集相带，但较之台缘滩，其规模较小且非均质性较强，为达到台内滩型薄储层精细刻画的需求，根据颗粒含量、颗粒岩厚度、水体能量等因素将台内滩亚相细分为滩核、滩缘及滩间等微相^[11]。滩核微相水体能量最强，具有颗粒含量高、颗粒岩厚度大的特征，因受海平面变化及本身滩体建造速率影响，滩核微相易周期性出露海面，接受大气淡水淋滤改造形成针孔型优质滩相储层(图 2a，图 2b)；而滩间微相受到周围颗粒滩阻隔，水体循环受到限制，能量极低，以泥质、泥晶灰岩等低能沉积为主；滩缘往往表现为薄层颗粒岩与泥灰岩交叉叠置的特征，且不易形成大气成岩透镜体。

3 储层特征 3.1 岩石学特征及储集空间类型

自贡地区嘉陵江组的储层岩石类型主要包括亮晶砂屑云(灰)岩、(砂屑幻影)粉晶云岩、鲕粒云(灰)岩、生屑灰岩、泥晶云(灰)岩等多种类型，不同岩石类型的储集物性能存在较大差异。岩芯实测物性统计表明，砂屑云岩是最主要的储集岩类，次为(砂屑幻影)粉晶云岩，砂屑灰岩、鲕粒云(灰)岩、生屑灰岩及泥晶云(灰)岩储集性能较差。其中，砂屑云岩颗粒由泥晶云岩破碎而成，砂屑占70%~80%，也含少量的鲕粒和生屑，粒径约为0.10~0.35 mm，呈圆状-次圆状，分选较好-中等。泥-粉晶云岩为灰色至浅灰色，薄层状，可见砂屑幻影，镜下观察白云石晶体大小均匀，多呈半自形镶嵌状，少数为它形或自形，晶间孔和晶间溶孔发育，但因受地形影响，仅在微地貌高地发育，呈薄层状。

镜下观察表明，自贡地区嘉陵江组台内浅滩型薄储层储集空间类型以残余粒间孔、粒内溶孔(铸模孔)、晶间(溶)孔(图 2)为主，部分井区构造缝发育。其中，残余粒间孔一般为浅埋藏期粒状白云石胶结物充填后残留下来的孔隙，多呈不规则多边形(图 2c)，孔径一般在0.01~0.20 mm，部分孔隙被石膏充填；而粒内溶孔为砂屑或鲕粒内部被溶蚀形成，形态不规则(图 2d，图 2e)，部分颗粒被全部溶蚀而形成铸模孔(图 2b)，孔径在0.05~0.50 mm，但连通性较差；晶间(溶)孔，为白云石晶间孔隙溶蚀扩大形成，形态不规则，白云石晶体见明显砂屑幻影，孔径在0.02~0.40 mm，部分见膏质及硅质物充填晶间隙(见图 2f)。

岩芯观察表明，本区可见两期裂缝，早期缝多为水平缝或低角度缝，形成于印支晚期和燕山期，裂缝细小，缝壁平直规则，无溶蚀扩大现象，常被方解石、白云石和石膏充填；晚期裂缝形成于喜马拉雅期，多为高角度、斜交状缝。

3.2 储层物性及孔喉结构特征

16口井2 641个岩芯孔隙度分析数据表明，自贡地区嘉陵江组台内浅滩型储层总体表现为低孔低渗特征，但存在部分高孔层段，储层段孔隙度为2.50%~18.73%，平均孔隙度5.82%，其中孔隙度小于6.00%的储层约占样品总数的66.8%，而大于12.00%的优质储层仅占6.9%，渗透率分布也呈现相同特征，渗透率值一般在0.01~1.00 mD，该分布区间占样品总数的74.5%，大于1.00 mD的相对高渗样品比例约为19.9%。

筛选出444个台内浅滩相关岩芯样品孔渗数据进行分析，表明陆表海台内浅滩型薄储层孔隙度与渗透率关系较复杂，既有典型的低孔低渗特征，也存在高孔高渗、高孔低渗及低孔高渗等不同类型，显示出台内滩型储层复杂成因类型(图 3)，根据孔渗关系，结合储层岩性、储集空间类型、孔喉结构及测井响应等特征，可将储层类型划分为孔隙型(Ⅰ)、裂缝-孔隙型(Ⅱ₁)、孔隙-裂缝型(Ⅱ₂)及裂缝型(Ⅲ)4大类，其中孔隙型储层又分异为两种亚类，镜下观察表明，孔隙Ⅰ₁型主要为砂屑云岩及砂屑幻影粉晶云岩，其储集空间残余粒间孔、晶间(溶)孔为主，其渗透率随孔隙度增大而增大关系明显，压汞数据表明，此类储层排驱压力较低，孔喉分布频带相对集中，分选较好，压汞曲线表现出一定的平台段(图 4)；而孔隙Ⅰ₂型储层岩性主要为砂屑灰岩及鲕粒灰岩储层，其储集空间类型为连通不畅的粒间溶孔或铸模孔，往往表现为高孔低渗特征^[12]，如灵2井嘉五¹亚段1 578.16 m深度处亮晶砂屑灰岩样品(图 2b)，其孔隙度为14.78%，但基本以铸模孔为主，其渗透率值仅为0.001 5 mD，显示为典型的高孔低渗特征，压汞数据也表现出相同特征(图 4)，其排驱压力及饱和度中值压力高，孔喉分布频带较宽，无明显峰值，退汞效率极低，反映孔隙间连通性极差。

陆表海台内浅滩型薄储层类型多样，其储层成因机理、储层岩性、孔隙类型、微观孔喉结构及孔渗关系等方面均存在较大差异，因此，对该类储层进行评价必须区别对待，建立不同物性下限及评价标准，才能准确把握其储层质量^[13-15]。

4 储层主控因素 4.1 沉积微相

陆表海台内浅滩型储层是典型的相控型储层^{[9-12, 16]}，其储层质量严格受沉积作用控制，海退期浅水高地形成的高能颗粒滩为储层发育提供了良好的物质基础，因沉积分异作用而形成早期孔隙型储层。自贡地区嘉陵江组嘉二³亚段岩芯分析数据表明，砂屑滩微相是最有利的沉积微相类型，储层物性最好，平均孔隙度为5.77%，次为云质瀉湖，储层平均孔隙度为4.57%，生屑滩微相储层物性一般，膏云质瀉湖及灰质瀉湖微相储层质量最差，嘉四及嘉五段储层也表现出典型的相控型特征^[10]。这种早期成因的相控型碳酸盐岩储层为成岩流体的运移提供了便利通道，因而后期往往也容易改造形成优质且稳定分布的储层，而早期低能环境下形成的致密层后期则难以改造，不能形成优质层状分布的孔隙型储层^[17]。

4.2 海平面相对升降

由于台地上水体较浅，其沉积物对相对海平面升降变化以及气候周期性变化等的响应比较明显^[18]，自贡地区下三叠统嘉陵江组发育了多个不同成因、不同级次的沉积旋回，受可容纳空间限制，单个向上变浅序列厚度在几十至几百厘米，最厚者可达十几米，因此，单个储集体厚度一般体现为薄层特征，而多旋回的沉积背景也使得不同时期薄层颗粒滩储层与低能泥晶灰岩垂向上相互叠置，使得储层非均质性较强，从而形成极富特色的多旋回陆表海台内滩型薄储层。

每个海平面变化旋回下降期是储层发育的有利时期，此时水体逐渐变浅，海底高地上的滩体生长速率开始加快，伴随着次一级海平面震荡式下降，这些高速建造的滩体易间歇性暴露于水面之上，接受大气淡水的淋滤溶蚀改造，形成针孔型优质滩相储层(图 5)。同时，由于滩体暴露及滩体规模向四周扩展，区内环境闭塞，水循环受限，蒸发作用造成海水盐度上升，有利于(准)同生白云石化作用的进行。

4.3 沉积期微古地貌

陆表海碳酸盐岩台地总体较平坦，在区域上甚至可忽略地貌变化，但实际上内部存在较多的次一级凹凸地貌起伏，沉积期微古地貌的差异决定了储层质量分异。碳酸盐岩台地内海水能量总体比较稳定，四川盆地嘉陵江组以较低能的局限海-蒸发海环境为主，能量界面较浅，反映相对高能沉积环境的颗粒岩只会优先发育在台地内地貌高地，因此，台地内次一级地貌分异控制了沉积微相带的展布，而滩体的高建造率又强化了这种地貌差异，进而控制着有利储集层的分布。

自贡地区在嘉陵江期为受华蓥山断裂带同沉积正断活动控制的水下高地^[19]，当局部高地处于浪基面之上时，高能颗粒滩开始发育，且由于持续海退的进行，台内滩向高地周缘扩展，形成了早期的浅滩化环境。自贡地区嘉二³期陆表海碳酸盐岩地上(图 6)，既有能量较高、有利于颗粒滩微相发育的微地貌高地，如自贡东部的灵音寺和工农场水下高地，颗粒岩厚度在14~20 m，累计储层厚度大于6 m，平均孔隙度超过6.00%，亦分布着能量较低、以细粒和膏岩沉积为主的滩间海、滩间洼地等微地貌低地，如兴隆场、富顺、隆昌等地，颗粒岩厚度一般小于10 m，储层厚度仅1~2 m。这种极差在数米左右隆凹相间、变化多端的沉积期微古地貌决定了沉积微相的平面分布有较大分异，从而导致这种相控台内滩型薄储层在早期就具有显著的平面非均质性。

4.4 成岩作用

多期次的溶蚀作用是提高碳酸盐岩储层孔隙性和渗透性的重要成岩作用，台内滩型薄储层常以主要发育同生或准同生期溶蚀作用为典型特征^{[12, 17]}，依据在于：(1) 经过早期大气淡水溶蚀作用改造的滩相颗粒岩储层，一般发育有粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔为代表的溶蚀孔隙(图 2a，图 2b) ^{[17, 19-20]}。(2) 溶蚀作用与向上变浅的沉积序列有关，如灵音寺构造灵2井嘉五¹亚段1 577~1 586 m井段发育的针孔状砂屑灰岩段，岩芯物性分析表明，储层段主要发育在向上变浅序列顶部，储层物性向上变好，而单滩体下部溶蚀作用欠发育，储层物性差(图 7)，该井嘉二³亚段针孔砂屑云岩也表现出相同特征，表明陆表海台内滩体溶蚀作用具垂向上的层位选择性。(3) 在断裂系统欠发育地区，溶蚀作用主要受沉积期微古地貌高地和滩体的分布控制^[17]。

较之台地边缘粒屑滩厚度可达数十米的大气成岩透镜体^[20-22]，台内滩型单个大气成岩透镜体厚度仅几十至几百厘米，且向滩缘及滩间方向逐渐尖灭。在断裂及裂缝欠发育区，埋藏溶蚀作用往往起到进一步优化储层质量，沟通储集空间的重要作用。

白云石化作用是台内滩储层形成的另一个至关重要的因素，正如前述自贡地区嘉陵江组储层主要发育在砂屑云岩和砂屑粉晶云岩中，灰岩储层质量较差。由于储层形成于震荡性海退阶段，随着蒸发作用增强，盐度不断增大，形成以蒸发泵和回流渗透为主的白云石化作用，而砂屑云岩是在早期泥晶白云岩的基础上经破碎作用形成的，由于蒸发作用强烈，瀉湖水体咸度增大，这样在产生石膏沉淀的同时，富含镁离子的卤水向下回流，造成滩体砂屑云岩的粉晶云岩化，从铸体薄片中可以看到砂屑幻影的存在，砂屑被部分甚至完全细粉晶化，储层储渗性能得到较大改善。

5 结论

(1) 陆表海台内浅滩型储层类型多样，储层岩性、储集空间类型、孔喉结构、孔渗关系及储层类型等多方面均存在较大差异，单个储集体厚度一般仅为几十至几百厘米，储层非均质性较强。

(2) 陆表海台内浅滩型储层为典型相控型储层，储层发育受多因素联合控制，海平面多旋回的震荡变化决定了单个储集体厚度薄，纵向上多期叠置分布样式；台地内部次一级微地貌起伏决定了台内滩型储层在早期就具有较强的平面非均质性，同生期岩溶作用是台内浅滩型储层主要的溶蚀作用类型，白云石化作用极大地改善了储层储渗性能，构造破裂及埋藏溶蚀作用进一步优化了储层质量。