致密砂岩气是非常规天然气的主要类型，其储层孔隙度通常小于10%，空气渗透率低于0.1 mD^[1]，据估算全世界致密砂岩气的技术可采储量约（10.5~24.0）×10₁₂ m₃^[2]。近年来，随着中国能源发展和勘探开发的深入，致密砂岩气的勘探开发逐渐成为业界的焦点之一^[3]。四川盆地的陆相致密砂岩气主要集中在上三叠统须家河组及中侏罗统沙溪庙组^[4]，川东北五宝场地区沙溪庙组发育典型的致密砂岩气藏，在储层改造前仅少量钻井获得工业气流，但经储层改造后大部分钻井获得了工业气流，单井测试产量明显提升。以往对五宝场地区沙溪庙组储层岩石学特征、储集空间类型、裂缝发育特征、孔隙结构及储层主控因素进行了研究，认为沙溪庙组砂岩具有低成分成熟度、较高结构成熟度的特征，储集空间包括洞穴、孔隙和裂缝三大类，孔隙结构特征为分选中等—偏低、中低孔隙度的中小喉型^[5]，其构造裂缝系统主要受到喜山期南东向、北东向挤压力及其派生应力控制^[6-7]，部分构造缝发生溶蚀改造后呈网状分布^[8]，储层物性主要受成岩作用控制，压实作用是导致储层致密化的主要原因^[9]。

已有研究表明储层物性是控制四川盆地沙溪庙组致密砂岩气富集程度和产能的重要因素^[10-11]，储层致密化机理与相对优质储层分布方面的研究显得尤为重要，直接影响到高产井的部署。大量研究表明，储层致密化主要受沉积微相、成岩作用及构造活动等因素综合控制^[12]：沉积微相控制了致密砂岩的矿物组成和结构，对致密砂岩气藏的开发方案制定具有重要影响^[13]；成岩作用控制了孔隙演化^[14]，是决定致密砂岩储集性能的重要因素^[15]；构造活动产生的裂缝系统对致密砂岩储层具有一定的改造作用，特别是有效裂缝发育区大多是有利勘探部位^[16]。目前针对川东北五宝场地区沙溪庙组储层致密化机理的研究仍然较为薄弱，沙溪庙组致密砂岩“甜点”储层的分布尚不明确，制约了该区致密砂岩气的勘探进展。根据铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、孔渗及压汞分析等资料，对四川盆地东北部五宝场地区沙溪庙组致密砂岩储层特征进行研究，结合流体包裹体分析、地震及测井解释成果，对目的层的成岩作用及其演化序列进行分析，并探讨储层致密化机理和油气充注时间，明确相对优质储层的孔隙保存机理及分布，以期为川东北地区沙溪庙组致密砂岩气藏的滚动勘探开发提供思路。

五宝场地区位于川东北宣汉附近（图 1a）、温泉井构造带北侧^[17]，属于川东高陡构造区双石庙构造群，为大巴山低山及川东褶皱剥蚀—侵蚀山丘陵岭谷地貌^[18]，具有自西南向北东逐渐抬升的地势^[19]。五宝场地区沙溪庙组地层厚度为1 800~2 000 m，主要为灰绿色及紫红色泥岩与中—粗砂岩、粉砂岩不等厚互层，形成于河流及三角洲环境，分流河道及水下分流河道微相砂体为主要储集层，其物源主要来自大巴山冲断推覆构造带及米仓山^[20]。区域上“叶肢介页岩”将沙溪庙组自下而上划分为沙一段（J₂s¹）和沙二段（J₂s²）2个层段，五宝场地区以嘉祥寨砂岩和“叶肢介页岩”之间的岩性分界面作为沙一段与沙二段的分界^[21]（图 1b）。受喜山运动影响，五宝场地区沙溪庙组沙一段顶部为一北东—南西向展布的鞍状背斜，存在南、北2个构造高点，发育了14条北西—南东向逆断层和1条北东—南西向逆断层（图 1a），大部分断层向下消失于嘉陵江组，是重要的“烃源断裂”。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组沙一段顶面构造（a）及岩性地层综合柱状图（b） Fig. 1 Top structure map of the first member of Jurassic Shaximiao Formation(a)and stratigraphic column(b)in Wubaochang area, Sichuan Basin

四川盆地五宝场地区沙溪庙组储集砂岩主要发育在沙二段，储集层以中—粗砂岩为主（图 2），砂岩中含有较多的花岗岩岩屑及黑云母，含有少量安山岩岩屑、片岩岩屑及石英岩岩屑，表明其物源主要来自花岗岩母岩区，同时受到中基性岩浆岩及变质岩物源影响。储集砂岩以岩屑砂岩及长石岩屑砂岩为主，少量为岩屑石英砂岩（图 3），大部分砂岩成分成熟度较低。X射线衍射分析结果表明：五宝场地区沙溪庙组砂岩石英体积分数为35.3%~48.9%，斜长石体积分数为8.7%~33.8%，钾长石体积分数一般小于4.1%，方解石体积分数最高可达9.8%，浊沸石体积分数可达8.8%，黏土矿物含量整体较高且变化较大，石英与长石类矿物含量的比值（Q/F比值）为1.0~2.2，同样反映出研究区沙溪庙组储集砂岩不稳定组分含量较高的特点。岩石薄片分析得出五宝场地区沙溪庙组储集砂岩碎屑颗粒大小不一，分选一般，杂基体积分数为5%~10%，碎屑颗粒以次棱角状—次圆状为主，结构成熟度不高（图 2）。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组主要储集砂岩显微特征和储集空间类型特征 （a）粗粒岩屑砂岩，含花岗岩岩屑，长石表面普遍高岭石化呈云雾状，Q006-1-H1井，1 801.80 m，沙二段，单偏光；（b）为（a）的同一视域的正交偏光照片；（c）中—粗粒岩屑砂岩，含大量黑云母，D21井，1 179.57 m，沙二段，单偏光；（d）为（c）的同一视域的正交偏光照片；（e）中—粗粒岩屑砂岩，含安山岩岩屑，安山岩岩屑内部长石微晶遭受溶蚀，发育粒内微溶孔，Q2井，1 608.76 m，沙二段，单偏光；（f）为（e）的同一视域的正交偏光照片；（g）中粒岩屑砂岩，含片岩岩屑及喷出岩岩屑，D23井，1 491.40 m，沙一段，单偏光；（h）为（g）的同一视域的正交偏光照片；（i）粗粒长石岩屑砂岩，含石英岩岩屑，Q2井，1 612.90 m，沙二段，单偏光；（j）为（i）的同一视域的正交偏光照片；（k）细—中粒长石岩屑砂岩，绿泥石环边胶结，部分粒间孔隙被浊沸石充填胶结，残余原生粒间孔隙极为发育，Q1井，1 537.36 m，沙二段，铸体薄片，单偏光；（l）中—粗粒长石岩屑砂岩，绿泥石环边胶结，部分长石遭受溶蚀发育粒内溶孔，浊沸石胶结物充填部分原生粒间孔隙，残余原生粒间孔隙较为发育，D21井，1 177.33 m，沙二段，铸体薄片，单偏光；（m）中粒岩屑砂岩，可见叶片状绿泥石围绕碎屑颗粒表面生长，发育残余粒间孔隙，Q2井，1 600.70 m，沙二段，扫描电镜；（n）中粒岩屑砂岩，发育残余粒间孔隙，D23井，1 434.55 m，沙二段，扫描电镜；（o）中—粗粒岩屑砂岩，部分长石遭受溶蚀，发育少量粒内溶孔，Q006-1-H1井，1 803.06 m，沙二段，扫描电镜；（p）—（q）中粒岩屑砂岩，发育薄的绿泥石环边，粒间孔隙被浊沸石充填胶结，微裂缝极为发育，D22井，1 678.90 m，沙二段，同一样品扫描电镜与铸体薄片，单偏光；（r）粗粒长石岩屑砂岩，长石遭受溶蚀，沿解理发育少量粒内溶孔，D21井，1 385.53 m，沙二段，铸体薄片，单偏光；（s）粗粒长石岩屑砂岩，部分花岗岩岩屑内部长石矿物遭受溶蚀，发育少量粒间溶孔，粒缘缝极为发育，Q2井，1 612.90 m，沙二段，铸体薄片，单偏光；（t）中—粗粒长石岩屑砂岩，长石表面高岭石化呈云雾状，粒间孔隙几乎完全被浊沸石充填胶结，粒缘缝较为发育，Q2井，1 623.20 m，沙二段，铸体薄片，单偏光。 Fig. 2 Microscopic characteristics of main reservoir sandstone and reservoir space type characteristics of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组主要储集砂岩类型 Fig. 3 Main reservoir sandstone types of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

四川盆地五宝场地区沙溪庙组储层孔隙度普遍较低，孔隙度平均值仅为3.44%。237件岩心实测孔渗统计结果显示：五宝场地区沙溪庙组80% 以上的砂岩样品岩心孔隙度小于6%，90% 以上的砂岩样品岩心渗透率低于1 mD，砂体普遍具有特低孔—超低渗的特征，同时孔隙度和渗透率离散分布在一个左倾的宽带内，表明渗透率在一定程度上具有随孔隙度升高而升高的趋势，但孔隙度和渗透率整体相关性较差（图 4），即孔隙度接近的样品渗透率存在极大差异，表明部分样品可能受到微裂缝的影响，五宝场地区沙溪庙组储集砂岩属于裂缝-孔隙型储层。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组储集砂岩孔渗相关图 Fig. 4 Relationship between permeability and porosity of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area，Sichuan Basin

四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组砂岩储集空间主要包括残余原生粒间孔隙（图 2k—2n）、粒内溶孔（图 2o，2r）、粒间溶孔（图 2s）及粒缘缝（图 2q，2s，2t）等类型，不同位置砂体主要储集空间类型存在较大差异。残余原生粒间孔隙发育的砂岩普遍具有绿泥石环边薄膜，绿泥石环边发育的碎屑颗粒多呈点接触，接触点缺失绿泥石薄膜，表明绿泥石环边形成于弱压实的成岩早期（图 2k—2m），此类原生粒间孔隙孔喉一般为10~200 μm，形状规则，连通性较好。粒内溶孔和粒间溶孔的形成主要与长石等易溶矿物的溶蚀作用有关，以碎屑长石和部分含长石的岩屑溶蚀为主，但溶蚀作用整体较弱，以发育微溶孔和微溶缝为主（图 2e，2l，2o，2r，2s），次生溶孔形状通常很不规则，其中粒内溶孔孔喉一般小于50 μm，孔隙结构一般较差。微裂缝在五宝场地区沙溪庙组储集砂岩中较为常见，表明储层经历了较为强烈的构造改造，但不同位置微裂缝发育程度差异明显，部分储层仅见少量粒缘缝（图 2g）或未切穿颗粒的粒内微裂缝（图 2l），而部分储层则发育大量呈网状分布的粒缘缝和切粒缝（图 2i），从大量铸体薄片分析结果来看，沙溪庙组储集砂岩微裂缝最大面孔率小于1%，考虑到岩心卸压所带来的影响，地层中微裂缝对储层孔隙度的贡献可能较低，但对渗透率的改善则极为明显，这也正是部分孔隙度相当的砂岩样品渗透率却存在较大差异的主要原因（图 4）。

压汞分析结果表明，四川盆地五宝场地区沙溪庙组储集砂岩孔隙结构存在较大差异：孔隙度较高、不发育裂缝的砂岩样品排驱压力和中值压力相对较低（图 5a），孔喉为0.004~0.490 μm，中值孔喉半径为0.02 μm，平均孔喉半径为0.015 μm，最大进汞饱和度为82.4%，分选系数为2.44，表明孔喉分布不均匀，渗透率主要由半径为0.16~0.63 μm的较大孔喉贡献（图 5b）。孔隙度较低、不发育裂缝的砂岩样品通常具有较高的排驱压力和中值压力（图 5c），孔喉为0.004~0.200 μm，中值孔喉半径为0.011 μm，平均孔喉半径为0.015 μm，最大进汞饱和度为75.3%，分选系数为1.65，表明孔喉分布不均匀，渗透率主要由半径为0.16~0.25 μm的较大孔喉贡献（图 5d）。研究区沙溪庙组砂岩进汞曲线较陡，退汞效率总体不高（图 5a，5c），反映储集砂岩整体渗透性较差，储层较为致密，孔喉大小不均，不同位置砂岩孔隙结构存在较大差异，与铸体薄片分析结果较为吻合，铸体薄片下可见明显残余粒间孔隙及次生溶孔的砂岩孔隙度、渗透率、孔喉大小及孔隙结构均优于无明显孔隙的砂岩（图 5e，5f）。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组储集砂岩压汞分析结果及微观孔隙特征 （a）进退汞曲线，孔隙度为9.2%，渗透率为0.025 mD，Q1井，1 533.33 m，沙二段；（b）孔径分布图，Q1井，1 533.33 m，沙二段；（c）进退汞曲线，孔隙度为1.1%，渗透率为0.001 mD，Q1井，1 562.70 m，沙二段；（d）孔径分布图，Q1井，1 562.70 m，沙二段；（e）中粒长石砂岩，早期绿泥石环边胶结，浊沸石胶结较弱，残余原生粒间孔隙及次生溶孔较为发育，Q1井，1 533.33 m，沙二段，铸体薄片，单偏光；（f）细—中粒长石砂岩，浊沸石胶结较强，原生粒间孔隙完全被浊沸石充填，孔隙发育极差，Q1井，1 562.70 m，沙二段，铸体薄片，单偏光。 Fig. 5 Mercury injection analysis results and micropore characteristics of reservoir sandstone of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

四川盆地五宝场地区5口钻井12块砂岩221个流体包裹体数据统计结果显示：沙溪庙组储集砂岩石英颗粒裂纹中次生盐水包裹体最高均一温度为25.2~117.5 ℃，仅少量样品油包裹体与盐水包裹体均一温度高于140 ℃，且分布孤立（图 6），鉴于沙溪庙组缺乏可靠的镜质体反射率（R_o）资料，以该区沙溪庙组下伏凉高山组泥岩R_o（1.02%~1.35%）为下限，综合考虑碎屑颗粒主要呈点—线接触的方式，极少量呈凹凸接触（参见图 2），确定沙溪庙组砂岩目前处于中成岩阶段A期，主要经历了压实、胶结、溶蚀和交代等成岩作用（图 7），同时遭受构造破裂作用不同程度的改造，形成了现今特征迥异的致密储层，其储层致密化主要与早成岩阶段A期钙质胶结作用、富塑性碎屑及富杂基砂岩强压实、早成岩阶段B期—中成岩阶段A期浊沸石胶结作用有关（图 7）。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组砂岩流体包裹体分析结果 （a）均一温度分布直方图；（b）石英颗粒内成岩裂纹中的含CO2盐水包裹体，Q7井，1 612.60 m，沙二段；（c）石英颗粒内成岩裂纹中的盐水包裹体，D23井，1 635.55 m，沙二段。 Fig. 6 Analysis results of fluid inclusions in sandstone of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组储集砂岩成岩演化模式 Fig. 7 Diagenetic evolution model of reservoir sandstone of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

（1）早成岩阶段A期钙质胶结作用。四川盆地五宝场地区沙溪庙组砂岩局部钙质胶结作用强烈，以方解石充填粒间孔隙为特征，发生钙质胶结的砂岩碎屑颗粒以点接触为主（图 8a，8b），表明方解石胶结时间较早，同时石英粒内裂纹中含CO₂盐水包裹体平均均一温度仅为26.1 ℃，从侧面说明在弱压实的早成岩阶段A期已存在方解石沉淀的流体条件。大量岩石薄片分析得出研究区沙溪庙组砂岩中几乎不含碳酸盐岩岩屑，原始沉积物无法提供方解石来源。岩心观察结果发现：五宝场地区沙溪庙组砂岩中主要发育2种产状的裂缝，一类裂缝产状平缓，主要沿岩石层面发育（以下简称“沿层缝”），裂缝面可见擦痕，推测其成因与构造活动引起的层间滑动有关；另一类裂缝为高角度缝，常呈共轭状产出，根据裂缝切割关系判断沿层缝形成时间较早，高角度缝形成时间较晚。沿层缝普遍被方解石脉体充填（图 8l），钙质胶结作用主要在沿层缝两侧发生，表明早期发育的沿层缝是富钙流体的主要通道，早期富钙流体顺沿层缝运移，并导致沿层缝附近砂岩被方解石充填胶结，占据了较多的原生粒间孔隙，并在后期交代长石、石英等矿物形成方解石连晶，是导致沙溪庙组储层局部致密化的原因之一。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组储集砂岩典型成岩现象 （a）中—粗粒长石岩屑砂岩，碎屑颗粒多呈点接触，原生粒间孔隙几乎完全被方解石胶结物充填，部分长石及石英矿物被方解石交代，方解石连生胶结，Q006-1-H1井，1 800.60 m，沙一段，铸体薄片，茜素红染色，单偏光；（b）为（a）的同一视域的正交偏光照片；（c）中—粗粒岩屑砂岩，含大量黑云母，黑云母遭受压实而发生强烈塑性变形，未见明显孔隙，Q7井，1 562.70 m，沙一段，铸体薄片，单偏光；（d）为（c）的同一视域的正交偏光照片；（e）中—粗粒长石岩屑砂岩，碎屑颗粒呈点—线接触，原生粒间孔隙几乎完全被浊沸石胶结物充填，未见明显孔隙，Q7井，1 612.6 m，沙一段，铸体薄片，单偏光；（f）为（e）的同一视域的正交偏光照片；（g）中—粗粒长石岩屑砂岩，含较多石英碎屑，石英主要发棕褐色及蓝紫色光，钾长石发亮蓝色光，浊沸石不发光，Q006-1-H1井，1 805.63 m，沙一段，阴极发光薄片，单偏光；（h）为（g）的同一视域的正交偏光照片；（i）为（g）的同一视域的阴极发光照片；（j）中粒长石岩屑砂岩，绿泥石环边胶结及浊沸石胶结，浊沸石充填部分粒间孔隙，残余少量原生粒间孔，Q1井，1 515.08 m，沙一段，铸体薄片，单偏光；（k）中粒长石岩屑砂岩，绿泥石环边胶结及浊沸石胶结，浊沸石充填部分粒间孔隙，残余少量原生粒间孔，Q1井，1 515.08 m，沙一段，铸体薄片，扫描电镜；（l）灰色中砂岩（岩心照片），发育沿层缝及高角度缝，沿层缝充填方解石脉（滴稀盐酸剧烈冒泡），高角度缝充填浊沸石脉（滴稀盐酸不冒泡），高角度缝切割沿层缝，Q7井，1 603.46 m，沙一段。 Fig. 8 Typical diagenetic phenomena of reservoir sandstone of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

（2）富塑性碎屑及富杂基砂岩强压实。压实作用是导致砂岩原生粒间孔隙急剧减少的另一个重要原因。四川盆地五宝场地区沙溪庙组目前尚处于中成岩阶段A期，大部分砂岩尚未达到强压实的埋藏深度，但由于物源主要来自花岗岩母岩区，碎屑组分中含大量黑云母，在河道侧缘或砂体顶部水动力减弱，往往会导致片状的云母等塑性矿物富集和杂基含量升高，在弱压实条件下依然会形成强烈的压实效应，导致砂体快速致密化（图 8c，8d）。

（3）早成岩阶段B期—中成岩阶段A期浊沸石胶结作用。浊沸石的胶结是四川盆地五宝场地区乃至川中地区沙溪庙组最为普遍的成岩作用^[22-24]，浊沸石胶结物主要充填于粒间孔隙中，发生浊沸石胶结的砂岩碎屑颗粒一般呈点—线接触，表明浊沸石胶结发生时砂岩压实程度仍然较低，早期钙质胶结作用强烈的砂岩粒间不发育浊沸石胶结物且碎屑颗粒尚呈点接触（图 8a，8b），推测浊沸石胶结物形成时间晚于早期钙质胶结作用，浊沸石胶结物常充填于绿泥石环边薄膜保护的原生粒间孔隙中，其形成时间也晚于早期绿泥石环边胶结作用（图 8j，8k），因此，推测浊沸石胶结物主要形成于早成岩阶段B期—中成岩阶段A期。浊沸石胶结对沙溪庙组储层影响极大，浊沸石弱胶结的砂岩原生粒间孔隙保存较好（参见图 5e），物性及孔隙结构均相对较好（参见图 5a，5b），而浊沸石强胶结的砂岩原生粒间孔隙很难保存（参见图 5f），物性及孔隙结构均较差（参见图 5c，5d），鉴于浊沸石胶结在研究区沙溪庙组储集砂岩中普遍存在，因此浊沸石胶结无疑是导致沙溪庙组储层致密化最主要的原因。

四川盆地五宝场地区浊沸石的形成可能与断裂存在密切联系，岩心上可见大量充填浊沸石脉的高角度缝，高角度缝切割了沿层缝中充填的方解石脉（图 8l），表明浊沸石脉体形成时间晚于方解石脉体。五宝场地区沙溪庙组高角度缝中充填的浊沸石脉体为白色棱柱状晶体，呈交织分布的集合体（图 9a），扫描电镜下浊沸石晶体呈板柱状及粒状（能谱分析标定，图 9b，9c），X射线衍射分析结果表明充填高角度缝的浊沸石脉体存在2种类型，其化学式分别为Ca₄Al₈Si₁₆O₄₈·18H₂O和CaAl₂SiO·₆ 2H₂O，体积分数分别为60.0% 和40.0%，推测为2期成岩流体的产物。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组储集砂岩高角度缝充填物特征 （a）灰色中砂岩，发育高角度缝，裂缝中充填白色脉体（滴稀盐酸不冒泡），白色脉体为棱柱状晶体集合体，Q006-1-H1井，岩心照片，1 807.60 m，沙二段；（b）为图（a）脉体扫描电镜照片，可见棱柱状晶体杂乱堆积；（c）为图（a）脉体能谱分析背散射图，棱柱状晶体能谱分析为浊沸石晶体。 Fig. 9 High angle fracture filling characteristics of reservoir sandstone of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

断层和裂缝的发育与浊沸石胶结的强度具有明显的相关性：以D23井为例，该井靠近断层（图 10a），其沙一段被断层错断（图 10b），铸体薄片分析结果表明该井沙一段砂岩粒间孔隙几乎完全被浊沸石充填胶结；D21井沙溪庙组无明显断层发育，其沙二段砂岩离断层较远（图 10c），取心段铸体薄片分析证实沙二段砂岩浊沸石充填胶结作用相对较弱，部分原生粒间孔隙保存相对较好。大量取心段铸体薄片及扫描电镜分析结果表明，五宝场地区沙溪庙组浊沸石胶结的强度和原生粒间孔隙的保存程度明显受断裂分布控制：断裂带附近浊沸石胶结强度最大，原生粒间孔隙很少保存；远离断裂带的研究区中部浊沸石胶结相对较弱，原生粒间孔隙部分得以保存（图 11a）。浊沸石是含水的钙铝酸盐矿物，沉积岩中的浊沸石可由铝硅酸盐矿物与富Ca²⁺的孔隙水反应而成，川东地区嘉陵江组顶部的绿豆岩^[25]和中、下三叠统的碳酸盐岩可以为浊沸石的形成提供丰富的物质来源，贯穿嘉陵江组—沙溪庙组的断层是富Ca²⁺、富铝硅酸盐矿物流体的重要通道。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 四川盆地五宝场地区侏罗系过井地震剖面及剖面位置 Fig. 10 Cross-well seismic profile and location of Jurassic in Wubaochang area, Sichuan Basin

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 四川盆地五宝场地区侏罗系沙溪庙组有利成岩相带及优质储层分布位置 Fig. 11 Distribution of favorable diagenetic facies zones and high-quality reservoirs of Jurassic Shaximiao Formation in Wubaochang area, Sichuan Basin

四川盆地五宝场地区沙溪庙组油气来源于下伏地层，主要依赖于断裂进行运移、充注。包裹体资料显示沙溪庙组砂岩流体包裹体均一温度主要为20~120 ℃，少量均一温度高于120 ℃。五宝场地区沙溪庙组岩心中发育的“沿层缝”部分被脉沥青充填，脉体中以含沥青油与含油包裹体为主，最低均一温度为30~40 ℃（参见图 6），指示油气第一期充注时间在早成岩阶段A期，同时，“沿层缝”中仅充填方解石脉而无浊沸石脉，说明油气早期充注时，储层尚未发生浊沸石化和普遍的致密化。油气大量充注时，包裹体均一温度主要为60~80 ℃，以含油及含烃盐水包裹体为主，而这一温度范围正好与浊沸石胶结耦合（参见图 7），表明沙溪庙组储层存在边致密边充注的情况；另有少量含油包裹体均一温度高于150 ℃（参见图 6），表明沙溪庙组储层致密化后仍然存在少量油气充注。

四川盆地五宝场地区沙溪庙组优质储层的形成主要与原生粒间孔隙的保存、次生溶孔和微裂缝的发育有关，早期绿泥石环边胶结作用是原生粒间孔隙得以较好保存的前提，溶蚀作用及构造破裂作用对储层孔渗的保持和改善具有建设性意义，而相对较弱的浊沸石胶结充填是形成优质储层的重要条件。

优质储层的形成同时受沉积作用与成岩作用控制，沉积相控制了五宝场地区沙溪庙组砂体的宏观展布，同时沉积相所控制的原始沉积物组分对后期成岩作用具有重要影响，而成岩作用则决定了砂体现今储集性能，其中早期绿泥石环边胶结、溶蚀和破裂作用具有明显建设性意义，对优质储层的形成至关重要。

五宝场地区沙溪庙组砂岩绿泥石环边胶结主要发生在早成岩阶段A期，其形成条件通常需要碱性水体和富含Fe²⁺、Mg²⁺，富含黑云母的三角洲前缘是绿泥石环边胶结的主要相带^[17]。早期绿泥石环边胶结作用对原生粒间孔隙的保存具有重要意义^[26]，其主要机制是绿泥石环边胶结物提高了骨架颗粒的抗压实能力、从而使原生粒间孔隙得以较好地保存，但附着于碎屑颗粒表面的绿泥石薄膜（参见图 2m，2p）并不能完全阻止其他胶结作用的发生，受绿泥石环边胶结物保护的原生粒间孔隙仍然可以被浊沸石不同程度地充填胶结（参见图 2k，2l，图 8j，8k），最终保存的原生粒间孔隙数量主要取决于浊沸石胶结的强度。

砂岩中的溶蚀作用主要与有机酸或大气水的淋滤作用有关^[26-28]，五宝场地区沙溪庙组砂岩溶蚀作用总体较弱，阴极发光分析发现钾长石仍然发蓝白色光（蚀变较弱），不发育发靛蓝色光的自生高岭石（参见图 8g—8i）。沙溪庙组内部不发育富有机质泥岩，不具备形成有机酸的物质基础，其溶蚀作用可能主要与晚白垩世的抬升、剥蚀^[29]及大气淡水的作用有关。沙溪庙组砂岩中碎屑长石或花岗岩、花岗片麻岩等岩屑中的长石类矿物以及部分浊沸石胶结物遭受不同程度的溶蚀，形成了少量粒内溶孔（参见图 2l，2o，2r）或粒间溶孔（参见图 2s），其发生在储层致密化后，对改善砂岩储集性能具有一定建设性作用。

川东地区侏罗系经历了晚燕山运动、喜山运动强烈的构造叠加与改造^[30-31]，形成了至少2期构造缝，在铸体薄片下可见大量微裂缝发育（参见图 2q，2s，2t）。沙溪庙组砂岩中微裂缝对孔隙度的贡献较为有限，但裂缝的发育极大地提升了储层渗透率，同时构造破裂所形成的断裂体系对致密砂岩气产能具有重要影响。

优质储层的分布同时受建设性成岩作用和破坏性成岩作用的控制，建设性成岩作用愈强，破坏性成岩作用愈弱，就越有利于优质储层的形成。五宝场地区沙溪庙组致密砂岩储集性能同时受到压实、钙质胶结、浊沸石胶结、绿泥石环边胶结、溶蚀及构造破裂等作用影响和控制。鉴于残余原生粒间孔、次生溶孔及微裂缝为沙溪庙组砂岩最为重要的储集空间，因此早期绿泥石环边胶结、溶蚀和构造破裂作用是五宝场地区沙溪庙组最为重要的建设性成岩作用。虽然钙质胶结和富塑性碎屑、富杂基砂岩的强压实作用对储层伤害极大，但其分布局限，对沙溪庙组整体储集性能影响不大，而浊沸石的胶结作用普遍发育，对沙溪庙组储层破坏性最大。

大量铸体薄片及扫描电镜分析结果表明：研究区中部Q4-1井—D21井一带离断层（尤其是断开T₃x底的深大断层）较远，浊沸石胶结作用有限（参见图 11a）；绿泥石环边胶结主要分布在研究区南部，即三角洲前缘主要发育位置（参见图 11b）；长石溶蚀带主要位于五宝场地区南部，即现今构造高部位（参见图 11c），该区位于背斜核部也是张性应力最强、微裂缝最为发育的位置。其中，研究区中部Q4-1井附近及D21井附近位于河道中心附近，水动力较强，云母等塑性矿物及杂基含量较低，压实减孔率相应较少，同时处于早期绿泥石环边胶结带、长石主要溶蚀带、浊沸石不完全胶结带和微裂缝发育区，为最有利储层发育区；南部其余砂体发育区虽然处于早期绿泥石环边胶结带和长石溶蚀带，但浊沸石胶结程度较高，储层物性相对较差，为较有利储层发育区（参见图 11d）。

（1）四川盆地五宝场地区沙溪庙组储集砂岩类型主要为中—粗粒长石岩屑砂岩及岩屑砂岩，结构成熟度一般，成分成熟度较低，储层具有特低孔—超低渗的特征，储集空间类型以残余原生粒间孔隙、次生溶孔和微裂缝为主，属于裂缝—孔隙性储层，微孔占比较高、孔隙结构较差。

（2）研究区沙溪庙组储集砂岩目前处于中成岩阶段A期，埋藏压实、早期钙质胶结及稍晚的浊沸石充填胶结作用是导致储层致密化的主要原因，埋藏压实作用导致河道侧缘的富塑性岩屑及富杂基砂岩快速致密化，早成岩阶段A期顺沿层缝充填的钙质胶结物导致砂岩局部致密化，早成岩阶段B期—中成岩阶段A期沿高角度缝充填的浊沸石胶结物导致砂岩大量致密化，沙溪庙组储层致密化前、致密化中和致密化后均存在一定数量的油气充注。

（3）研究区沙溪庙组储集空间的发育主要受建设性成岩作用控制，早期绿泥石环边胶结作用有利于原生粒间孔隙保存，发生在浊沸石胶结之后的长石溶蚀作用能在一定程度上改善储层，构造形成的未充填的张性微裂缝提高了储层渗透性。

（4）研究区沙溪庙组优质储层的分布主要由沉积微相、成岩作用性质及断裂控制，中部三角洲前缘河道中心、早期绿泥石环边胶结带、离断裂较远的浊沸石不完全胶结带、长石主要溶蚀带及微裂缝发育带耦合区是最有利致密砂岩储层主要发育区，南部其余砂体发育区为较有利致密砂岩储层发育区。