2025, Vol. 37
2. 西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 成都 610500;
3. 西南石油大学 地球科学与技术学院, 成都 610500
2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;
3. School of Geosciences and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China
川中震旦系—寒武系是四川盆地油气勘探的重要领域[1]，2012年，川中安岳气田在龙王庙组取得历史性突破，磨溪8井于该组获百万方工业气流[2]，截至2025年，安岳气田龙王庙组探明天然气地质储量达4 541×108 m3，累计产气超900×108 m3[3-5]。随着近年持续开采，川中安岳气田逐渐进入稳产阶段，需寻找新的接替区块[6]。2022年9月，位于川中安岳气田北部斜坡带（蓬莱气田）的东坝1井在龙王庙组测试获20.28×104 m3/d的工业气流[7]，取得重大突破，表明蓬莱气田龙王庙组具巨大勘探潜力。前人针对川中龙王庙组的研究多集中于安岳气田，在层序地层、沉积相、储层特征及成藏机理等方面已开展系统研究[8-10]，该区储层类型主要包括孔洞型、溶孔型、孔隙型以及受裂缝作用形成的裂缝- 孔洞型、裂缝-孔隙型等复合类型；优质储层则以孔洞型、孔隙型、裂缝-孔洞型及裂缝-孔隙型为主[11]；优质储层发育受颗粒滩相发育程度、准同生期大气淡水溶蚀、准同生白云石化、表生岩溶、埋藏溶蚀及构造破裂作用等多因素控制[8, 10, 12]。相比之下，蓬莱气田龙王庙组研究程度较低，储层非均质性强，其成因与分布规律尚不明确，已制约该区气藏勘探开发进程。
依托蓬莱气田5口新钻井龙王庙组岩心观察、数百张岩心薄片鉴定、阴极发光分析、10口井成像测井及地球化学实验等资料，对优质储层的岩性特征、储集空间类型、物性特征、储层分类、主控因素及发育模式等进行系统研究，以期深化该区优质储层地质认识，指导下一步勘探部署，并为类似深层海相碳酸盐岩油气藏的勘探开发提供参考。
1 地质概况蓬莱气田位于乐山—龙女寺古隆起北部的斜坡带[6]，构造上隶属于川中平缓构造区（图 1a）[13]，其西侧为德阳—安岳裂陷槽，南侧紧邻安岳气田[14]。川中地区发育近东西向的走滑断裂，这些断裂于震旦纪初步形成，并在加里东期、海西期、印支期及燕山期等多期构造运动中持续活动[15-17]。研究区寒武系自下而上依次划分为筇竹寺组、沧浪铺组、龙王庙组、高台组和洗象池组[16]，龙王庙组与上、下地层均呈整合接触。龙王庙组沉积期整体呈现西高东低的构造格局，经历了2期三级海平面升降旋回[18]，以碳酸盐岩局限台地沉积为主体[19]，可进一步划分为2类亚相：一类是水体能量较高的颗粒滩，主要岩性为鲕粒云岩和砂屑云岩；另一类为水体能量较低的滩间海与台坪，主要发育砂质云岩和泥粉晶云岩[8, 20]。受桐湾运动影响，乐山—龙女寺古隆起在川中地区继承性发育[21-22]，至龙王庙组沉积初期发生大规模海侵[23-25]，古隆起主要表现为水下古隆起，其相对高部位广泛发育颗粒滩。根据2期海平面升降旋回中所显示的岩石类型及自然伽马（GR）曲线特征，可将龙王庙组划分为龙一段和龙二段，龙一段以厚层颗粒云岩与厚层泥粉晶云岩、砂质云岩交替沉积为特征；龙二段则以巨厚层颗粒云岩为主，夹中—厚层粉晶云岩和砂质云岩（图 1b）。
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下载原图 图 1 四川盆地蓬莱气田位置（a）及PS105井寒武系龙王庙组岩性地层综合柱状图（b） Fig. 1 Location of Penglai Gasfield(a)and stratigraphic column of Cambrian Longwangmiao Formation in well PS105(b)of Sichuan Basin |
川中地区蓬莱气田龙王庙组储层主要发育于颗粒云岩中，根据岩性、储集空间类型及物性差异，可将其划分为溶洞型、溶孔型和孔隙型3类。优质储层以溶洞型和溶孔型为主，下文将重点分析储层及优质储层的特征与其差异性。
2.1 岩石学特征川中北部蓬莱气田龙王庙组储层岩性主要包括（残余）鲕粒云岩、（残余）砂屑云岩、细—粉晶云岩和含砂（砂质）云岩，其中以前2种为主，优质储层则以（残余）鲕粒云岩为主，含少量（残余）砂屑云岩及极少量其他岩性。（残余）鲕粒云岩和（残余）砂屑云岩的特征如下：①鲕粒云岩。颗粒以鲕粒为主，局部含极少量陆源石英颗粒。鲕粒粒径为0.2~ 1.2 mm，主要为0.5~0.6 mm，多数鲕粒经历强烈白云石化作用，内部形成多个白云石晶体相互镶嵌，呈多晶鲕结构（图 2a，2b）；部分鲕粒仅保留外形轮廓，呈幻影结构，称为残余鲕粒（图 2c）。陆源石英颗粒粒径主要为0.05~0.10 mm，属粗粉砂级，体积分数为0~2%（图 2a，2b）。鲕粒之间以亮晶白云石胶结为主，主要为2期，第1期呈栉壳状或叶片状，边缘常见溶蚀痕迹，形态不规则；第2期为粒状镶嵌胶结，局部可见石膏假象，即原始胶针柱状或短柱状石膏胶结物被白云石交代，但仍保留石膏形态特征（图 2d）。②砂屑云岩。颗粒以砂屑为主，含极少量陆源石英颗粒。砂屑粒径为0.10~1.00 mm，以0.20~0.50 mm的细—中砂屑为主，磨圆中等，呈次棱角状—次圆状，分选差—中等，部分砂屑经历强烈白云石化，呈幻影结构，形成残余砂屑（图 2e，2f）。陆源石英颗粒粒径主要为0.05~0.10 mm，属粗粉砂级，体积分数为0.5%~3.0%，分布于砂屑颗粒之间（图 2e，2f）。颗粒间以亮晶白云石胶结为主，胶结物期次特征不明显。
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下载原图 图 2 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组储层岩心及显微照片 （a）亮晶鲕粒云岩，鲕粒云化或重结晶成为多晶鲕，可见少量陆源石英，PS104井，龙一段，5 938.86 m，单偏光；（b）为（a）对应的正交偏光；（c）残余鲕粒云岩，鲕粒呈幻影结构，PS9井，龙二段，6 321.37 m，单偏光；（d）残余鲕粒云岩，石膏假象普遍存在，PS104井，龙二段，5 903.52 m，单偏光；（e）残余砂屑云岩，砂屑呈幻影结构，PS105井，龙一段，5 910.20 m，单偏光；（f）为（e）对应的正交偏光；（g）灰色中—厚层溶洞白云岩，扁平椭圆状溶洞发育，PS11井，龙二段，6 734.01~6 734.16 m，岩心照片；（h）灰色中—厚层针状溶孔白云岩，针状溶孔发育，发育构造缝，PS105井，龙一段，5 928.19~5 928.29 m，岩心照片；（i）亮晶鲕粒云岩，残余粒间溶孔发育，少量沥青和白云石胶结物半充填，PS104井，龙一段，5 934.86 m，单偏光；（j）灰色中—厚层针状溶孔白云岩，针状溶孔发育，发育构造溶蚀缝，PS9井，龙二段，6 316.53~6 316.77 m，岩心照片；（k）残余鲕粒云岩，残余粒间溶孔发育，多未充填，PS11井，龙二段，6 734.74 m，单偏光；（l）亮晶鲕粒云岩，发育铸模孔，PS104井，龙一段，5 636.81 m，单偏光。 Fig. 2 Core and micrograph of Cambrian Longwangmiao Formation reservoirs in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
通过对研究区龙王庙组鲕粒云岩和砂屑云岩的岩心及薄片观察，识别出储集空间可分为宏观和微观2类。其中，宏观储集空间以顺层状溶洞和针状溶孔为主，构造（溶蚀）缝及孤立溶蚀孔洞次之。溶洞洞径一般为2~15 mm，主体为2~10 mm，多呈扁平椭圆状（图 2g）；针状溶孔孔径为0.1~2.0 mm，以1.0 mm左右为主（图 2h—2j），溶洞与针状溶孔多被沥青、白云石、石英等半充填至全充填，少量未充填。裂缝以构造溶蚀缝为主，构造缝较少，构造溶蚀缝与构造缝大致沿同一方向延伸，前者边界因溶蚀呈不规则港湾状（图 2j），后者溶蚀较弱，边界较平直（图 2h），按视倾角大小可将其分为近水平、低角度、高角度和近垂直裂缝，以近水平和低角度裂缝为主，裂缝宽度为0.1~1.0 mm，多数为0.1~ 0.5 mm，多被沥青、白云石或黄铁矿全充填，少量未充填或半充填。
微观储集空间以残余粒间溶孔为主（图 2i— 2k），其次为粒内溶孔和微裂缝。残余粒间溶孔孔径为0.1~2.0 mm，以0.2~0.5 mm为主，多被沥青或白云石半充填，部分未充填。粒内溶孔发育较差，主要分布于砂屑和鲕粒内部，孔径较小，多为0.1~0.5 mm；少数鲕粒内部被溶蚀后仅残留外形轮廓，形成铸模孔（图 2l）。微裂缝以构造溶蚀缝为主，缝宽为0.1~0.5 mm，多被白云石和沥青全充填，少数未充填。
2.3 物性特征基于研究区龙王庙组107个柱塞样品的孔隙度测试和97个样品的渗透率测试结果，储层孔隙度为2.00%~16.08%，主要为2.00%~6.00%，平均约4.54%；优质储层孔隙度主要为4.00%~8.00%，平均约6.00%（图 3a）；渗透率为0.000 1~11.700 0 mD，主要为0.001 0~1.000 0 mD，平均约0.490 0 mD（图 3b）；优质储层渗透率主要为0.010 0~1.000 0 mD，平均约0.750 0 mD（图 3b）。孔隙度与渗透率表现出良好的正相关关系（图 3c）。综合柱塞样品物性分析结果，并参照现行油气储层评价标准（SY/T 6285—2011）[26]，研究区龙王庙组储层总体属于低孔-低渗储层。
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下载原图 图 3 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组储层物性特征 Fig. 3 Reservoir physical properties of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
根据研究区龙王庙组宏观岩心、微观薄片、成像测井及常规测井等特征，将其储层类型划分为溶洞型、溶孔型和孔隙型3类。溶洞型储层以宏观溶洞为主要储集空间，溶洞占储集空间比值大于50%，平均测井解释孔隙度约4.2%；溶孔型储层以宏观针状溶孔为主，针状溶孔占储集空间比值大于50%，含少量溶洞，平均测井解释孔隙度约3.6%；孔隙型储层则以微观溶蚀孔隙为主，溶洞少见，占储集空间比值小于50%，平均测井解释孔隙度约3.0%。优质储层包括溶洞型和溶孔型储层，其特征见表 1所列。
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下载CSV 表 1 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组3种储层类型及特征 Table 1 Reservoir types and characteristics of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
溶洞型储层岩石类型以颗粒云岩为主，包括（残余）鲕粒云岩和（残余）砂屑云岩，其中以（残余）鲕粒云岩占主导。储集空间以宏观溶洞为主，镜下薄片中可见大量残余粒间溶孔，溶洞及残余粒间溶孔，多未被充填或半充填；孔隙喉道类型以孔隙缩小型为主，孔喉配位数为2~3。成像测井图像呈暗斑相（指动态图像上颜色不均匀，呈斑块状，斑块颜色较深，多呈黑色，数量约占15%~25%，背景色较深，呈橙色），斑点较大，视直径多大于2 cm。通过取心段特征标定成像测井响应，可识别未取心井段中溶洞型储层的发育位置。通过上述方法，统计该类储层的常规测井曲线特征，显示其平均测井解释孔隙度约4.2%，平均渗透率约0.209 mD，GR平均值约19.8 API，AC平均值约158 μs/m，CNL平均值约8.3%（图 4a）。
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下载原图 图 4 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组储层类型综合识别图版 Fig. 4 Comprehensive identification chart for reservoir types of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
溶孔型储层岩石类型同样以颗粒云岩为主，包括（残余）鲕粒云岩和（残余）砂屑云岩，以（残余）鲕粒云岩居多。储集空间以宏观针状溶孔为主，镜下可见大量残余粒间溶孔，宏观及微观孔隙多未被充填或半充填，孔隙喉道类型以管状喉道为主，含少量孔隙缩小型喉道，孔喉配位数为1~2。成像测井亦呈暗斑相，但斑点较溶洞型小，斑块数量约占15%~20%，视直径小于2 cm。通过岩心-成像测井相互标定，可确定单井溶孔型储层的发育段。通过统计溶孔型储层的常规测井曲线响应特征，发现其平均测井解释孔隙度约3.6%，平均渗透率约0.052 mD，GR平均值约19.7 API，AC平均值约155 μs/m，CNL平均值约7.9%（图 4b）。
2.4.3 孔隙型储层孔隙型储层岩石类型主要包括（残余）砂屑云岩和（残余）鲕粒云岩。宏观储集空间不发育，溶洞和溶孔体积分数占比远小于50%；微观储集空间为少量残余粒间溶孔；孔隙喉道类型以管状喉道为主，喉道较细，多数孔隙孤立分布，孔喉配位数一般小于1。根据储层物性下限（孔隙度2%）、测井解释孔隙度及成像测井点斑相特征（斑块数量较少，颜色不均匀，呈斑块状，面积占比小于2%），可识别该类储层。通过统计孔隙型储层常规测井曲线特征，发现其平均测井解释孔隙度约3.0%，平均渗透率约0.034 mD，GR平均值约20.6 API，AC平均值约151 μs/m，CNL平均值约6.6%（图 4c）。
综上，结合宏观岩心、微观薄片、成像测井及测井数据等特征，将蓬莱气田龙王庙组溶孔型与溶洞型储层划分为优质储层。优质储层岩性以鲕粒云岩和砂屑云岩为主，GR值小于20 API，AC值大于154 μs/m，CNL值大于7.9%，测井解释孔隙度大于3.6%，测井解释渗透率大于0.052 mD，宏观储集空间以溶洞和针状溶孔为主，体积分数占比大于50%；喉道类型以管状或孔隙缩小型为主，孔喉配位数不小于1，成像测井图像呈暗斑相（表 2）。
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下载CSV 表 2 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组优质储层特征 Table 2 High-quality reservoirs features of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
碳酸盐岩储层的形成主要受沉积相、成岩作用和构造作用共同控制[10]。其中，沉积相是优质储层原生孔隙发育的物质基础；成岩作用可分为建设性和破坏性2类，前者控制优质储层次生孔隙的发育与保存，后者则不利于优质储层的形成，建设性成岩作用主要包括准同生期大气淡水溶蚀、准同生白云石化及浅埋藏岩溶作用；构造破裂作用产生裂缝，促进溶蚀流体运移，从而改善优质储层物性。
3.1 沉积相沉积相不仅控制优质储层的原生孔隙发育，也有利于后期次生孔隙的形成。前人研究表明，蓬莱气田龙王庙组与川中安岳气田龙王庙组沉积环境相似，均以局限台地相为主[27]。基于5口取心井数据统计分析，研究区龙王庙组储层在鲕粒滩微相、砂屑滩微相、台坪亚相和滩间海亚相中均有发育，且以前2种微相为主，鲕粒滩和砂屑滩微相储层总厚度分别为270 m和88 m，总厚度占比分别约69.23% 和22.56%，而台坪和滩间海亚相储层发育较差。优质储层主要发育于鲕粒滩微相中，总厚度达138 m，约占研究区优质储层总厚度的84.15%；砂屑滩微相、台坪亚相和滩间海亚相的优质储层厚度分别约21 m，4 m和1 m，占比分别约12.80%，2.44% 和0.61%（图 5a）。结合各井滩地比分析，研究区内存在2个滩地比高值区，分别为西部的PS15— PS11—PS105井区和东部的PS8—PY1井区，西部井区滩地比为58%~73%，平均约67%；东部井区滩地比为50%~64%，平均约56%（图 5b），而龙王庙组优质储层也主要发育于这2个高值区内，进一步证实了沉积相对优质储层发育的控制作用。
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下载原图 图 5 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组岩性、岩相对优质储层的影响 Fig. 5 Influence of lithology and lithofacies on high-quality reservoirs of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
造成上述现象的原因是滩相沉积环境中水动力强，沉积物以颗粒为主，颗粒经反复淘洗后相互堆叠，使得原生粒间孔隙发育，而在低能环境（如滩间海亚相、台坪亚相）中沉积的泥粉晶云岩、含砂（砂质）云岩等细粒岩石，颗粒含量少，沉积物粒度小，沉积后残留孔隙较少甚至无孔隙，原生孔隙欠发育。同时，高能环境中沉积的颗粒碳酸盐岩颗粒间以亮晶胶结物为主，相较于低能环境下的泥晶充填物，亮晶胶结物更利于后期成岩流体的改造。综上，有利的沉积相带是优质储层原生孔隙发育的基础，同时也有利于后期建设性成岩改造。
3.2 成岩作用成岩作用主要影响优质储层次生孔隙的发育及先期孔隙的保存。研究区龙王庙组经历的成岩作用依次包括胶结作用、压实作用、大气淡水溶蚀作用、准同生白云石化作用、浅埋藏岩溶作用、中—深埋藏非选择性溶蚀作用和压溶作用等。控制蓬莱气田龙王庙组优质储层发育的建设性成岩作用主要包括准同生大气淡水溶蚀作用、准同生白云石化作用和浅埋藏岩溶作用。
3.2.1 准同生大气淡水溶蚀作用该作用是优质储层次生孔隙发育的关键。研究区龙王庙组纵向上发育2~3期滩体，滩体在建造过程中因海平面下降而暴露于大气淡水环境，使得沉积物遭受大气淡水的淋滤溶蚀，岩石中未稳定的文石、高镁方解石等易溶矿物发生选择性溶蚀，形成大量溶蚀孔隙，少量颗粒（鲕粒）被完全溶蚀，仅保留外形轮廓，形成铸模孔（参见图 2l）。同时，通过岩石学、阴极发光及电子探针分析表明，第1期马牙状胶结物与鲕粒均呈暗发光，第2期粒状胶结物发橘红色光（图 6a，6b），指示其形成于埋藏环境，而第1期胶结物与第2期胶结物之间存在少量胶结不整合现象（第1期胶结物边界不完整，存在溶蚀痕迹），反映早期发生过溶蚀作用。
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下载原图 图 6 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组成岩作用及构造作用对优质储层的影响 （a）亮晶鲕粒云岩，PS104井，龙一段，5 940.07 m，单偏光；（b）为（a）对应的阴极发光，鲕粒及第1期胶结物均呈暗发光，第2期胶结物呈明亮发光；（c）残余鲕粒云岩，长柱状石膏假象发育，PS104井，龙二段，5 899.42 m，单偏光；（d）鲕粒云岩，具“花边状”溶蚀通道；（e）粉晶云岩，陆源石英与溶解的基岩相互混杂，PS104井，龙一段，5 929.98 m，单偏光；（f）为（e）对应的正交偏光；（g）灰色中层溶洞白云岩，扁平椭圆状的溶洞发育，PS104井，龙一段，5 930.44~5 930.67 m，岩心照片；（h）粉—细晶云岩，PS104井，龙一段，5 930.34 m，单偏光；（i）为（h）对应的阴极发光，围岩边缘的胶结物明亮发光；（j）灰色中—厚层颗粒云岩，溶洞及裂缝发育，晚期裂缝切割早期裂缝，沿裂缝发育溶洞，PS11井，龙二段，6 733.16~6 733.26 m，岩心照片。 Fig. 6 Influence of diagenesis and tectonism on high-quality reservoirs in Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
该作用是龙王庙组主要的白云石化机制[28]，对优质储层孔隙保存起关键作用。蓬莱气田龙王庙组样品的碳、氧同位素分析显示，所有样品的δ18OV-PDB为-5.05‰~-8.38‰（表 3），均大于-10.00‰，且碳、氧同位素之间没有明显的相关性（图 7a）。前人研究指出，当δ18OV-PDB < -10.00‰时，岩石遭受强烈成岩蚀变，其碳、氧同位素信息已被强烈改造，不可用；当-5.00‰ < δ18OV-PDB < -10.00‰，岩石虽发生了一定程度的成岩蚀变，但仍基本保留原始海水信息，可供使用[29-30]。另一方面，δ13CV-PDB较δ18OV-PDB相对稳定[31]，可观察两者是否具有相关性来判断岩石是否保留原始海水同位素信息，当两者没有相关性或相关性较弱，则岩石的同位素能够代表原始海水信息；反之则不能代表原始海水信息[32]。综上，研究区所有样品数据均有效，均能正常使用。
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下载CSV 表 3 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组碳、氧同位素数据统计 Table 3 Data statistics for carbon and oxygen isotope of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
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下载原图 图 7 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组碳、氧同位素特征及浅埋藏岩溶作用对优质储层的影响 Fig. 7 Carbon and oxygen isotope signatures and the influence of shallow buried karstification on high-quality reservoirs of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
观察数据发现基岩的δ13CV-PDB值为-3.34‰~ 0.32‰，δ18OV-PDB值为-6.52‰~-5.05‰，结合Urey[33]、Epstein等[34]、Keith等[35]提出的古水温（T）经验公式：T = 15.976-4.2δ18OV-PDB + 0.13(δ18OV-PDB + 0.22)2，该公式主要针对中生代以后的岩石，针对中生代以前的岩石，需对δ18OV-PDB进行校正（以第四纪海相碳酸盐岩δ18OV-PDB平均值-1.20‰为基准）[36-37]。用样品的δ18OV-PDB平均值减去第四纪海相碳酸盐岩δ18OV-PDB平均值，得到校正值，再用每个样品的δ18OV-PDB减去校正值得到各样品校正后的δ18O校正V-PDB，代入上述公式计算得到各样品沉积时的古水温。发现古水温为15.82~31.02 ℃，平均为21.25 ℃（表 3），表明研究区龙王庙组沉积期古气候较炎热，有利于准同生白云石作用。同时，通过对阴极发光薄片的观察与鉴定，发现在鲕粒云岩和残余颗粒云岩中，颗粒和第1期胶结物均呈暗发光（图 6a，6b），表明该期白云石化作用发生于准同生期。此外，通过岩心薄片镜下观察，发现部分岩石中可见石膏假象（沉积时为石膏，后期被白云石交代），原始石膏呈针柱状、板柱状等，分布于残余鲕粒间（图 6c），反映沉积时水体盐度较高，气候干旱炎热，有利于准同生白云石化作用。综上可得研究区龙王庙组白云石化作用主要发生于准同生期，而准同生期交代形成的白云石进入埋藏环境后具有较强的抗压能力[38-39]，能有效保护先期形成的溶蚀孔隙，是优质储层孔隙保存的关键。
3.2.3 浅埋藏顺层岩溶作用浅埋藏顺层岩溶作用是优质储层中孔洞进一步溶蚀扩大的关键。通过岩心观察及镜下薄片鉴定，可识别出以下典型顺层溶蚀现象：①岩心中常见顺层分布的扁平状、拉长状溶孔和溶洞（参见图 2g）；②岩心中存在“花边状”岩溶通道[40]（图 6d）；③角砾与陆源石英、基岩等混杂堆积（图 6e，6f）；④岩石发生组构非选择性溶蚀，基岩及胶结物均被溶蚀（图 6e，6f）。这些证据表明研究区龙王庙组曾发生岩溶作用，由于上覆高台组岩性为混积碳酸盐岩与陆源碎屑岩，且岩溶带中未见明显渗流粉砂特征，推断该期岩溶作用发生于埋藏成岩环境。
龙王庙组沉积后，受加里东运动影响，四川盆地西部大幅抬升，形成西高东低的地貌格局[12]。蓬莱气田西侧因抬升暴露地表，遭受大气水淋滤，致使龙王庙组及以上地层被剥蚀殆尽。研究区除DB1井等局部地区外，大多保留高台组，处于埋藏环境。在此期间，西侧部分大气淡水在自身重力作用下，沿着层理缝、天然裂缝及先存孔隙等通道缓慢向研究区流动，形成水平潜流带，流体在运移过程中持续溶蚀碳酸盐岩组分，使先存孔隙进一步溶蚀扩大或重新溶蚀形成大量扁平椭圆状溶蚀孔洞（图 6g），直到大气淡水呈饱和状态，部分溶蚀孔洞后期被沥青侵染呈黑色，与白色基岩不规则接触，形成“花边状”溶蚀通道[40]（图 6d）。同时，岩溶围岩边缘胶结物晶形较好，阴极发光呈橘红色（图 6h，6i），表明其形成于埋藏环境。结合碳、氧同位素分析发现（表 3），δ18OV-PDB值主要为-5.00‰~ -7.00‰，δ13CV-PDB值主要为-1.00‰~-4.00‰，利用古盐度（Z）经验公式：Z = 2.048（δ13CV-PDB + 50）+ 0.498（δ18OV-PDB+ 50），计算得孔洞充填物沉淀时的平均盐度约为118.91，基岩沉淀时的平均盐度约为120.59，同时，同一深度范围内的样品，基岩盐度均高于孔洞充填物。通常认为Z值大于120代表海相环境，Z值小于120代表淡水环境，表明孔洞充填物沉淀时受到淡水影响，盐度偏低。Z与δ13CV-PDB交会图及δ13CV-PDB与δ18OV-PDB交会图显示[41-43]，大部分样品处于埋藏成岩环境，少量属于大气淡水或海水成岩环境（图 7a，7b），反映研究区龙王庙组储层在埋藏过程中受到大气淡水影响。综上，该期岩溶作用发生于浅埋藏环境，溶蚀流体以大气淡水为主，形成大量溶蚀孔洞，是优质储层孔洞形成和扩大的关键，浅埋藏岩溶作用对西部优质储层影响显著，对东部影响较小（图 7c）。
3.3 构造破裂作用裂缝对碳酸盐岩储层的发育，尤其是渗透率的改善，起着至关重要的作用[44]。前人研究表明，川中地区近东西向走滑断裂较为发育，这些断裂自震旦纪开始初步形成，并在加里东期、海西期、印支期及燕山期等多期构造运动中持续活动[45-47]。结合成像测井资料分析，蓬莱气田龙王庙组裂缝以倾角0~ 10°的近水平层理缝为主，含少量高角度构造缝。研究区西侧剥蚀区的大气淡水沿断裂和裂缝系统顺层向研究区运移，对先存孔隙进行溶蚀扩宽，有效改善了优质储层的孔隙度和渗透率。此外，二叠纪—三叠纪，龙王庙组下伏筇竹寺组烃源岩处于大量生排烃阶段[17, 48-49]，所产生的大量有机酸沿断裂或裂缝进入龙王庙组，溶蚀易溶组分，进一步扩大先存孔洞，从而提升储层物性。通过宏微观岩心和薄片观察，发现岩心中可见近水平及近垂直的构造（溶蚀）缝，裂缝边缘可见少量串珠状溶蚀孔隙（图 6j）；微观薄片中可见构造缝被溶蚀扩宽甚至直接形成孔隙。综上，裂缝不仅为流体运移提供通道，也促进溶蚀作用的进行，对优质储层物性改善具有重要作用。
4 优质储层展布规律及发育模式 4.1 优质储层纵横向分布特征蓬莱气田龙王庙组优质储层以溶孔型和溶洞型为主，结合各类储层的岩性、测井曲线及成像测井特征，可识别各单井中龙王庙组优质储层的发育位置及类型。综合对比表明，优质储层在纵向上主要分布于龙一段近顶部、龙二段下部和上部，共3套，其中龙一段顶部、龙二段下部2套优质储层连续性较好，厚度一般为7~20 m；龙二段上部优质储层连续性较差，厚度约10 m（图 8）。横向上，优质储层主要分布于东西2个区域，分别为西部PS15井区和东部PS8—PY1井区，前者优质储层厚度普遍大于10 m，局部可达35 m以上；后者优质储层厚度主要为8~15 m。西部优质储层发育区纵向上发育2~3套，单套厚7~20 m；东部纵向上发育1~2套，单套厚3~10 m。整体上，优质储层向东发育程度逐渐减弱，厚度减小（图 8）。
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下载原图 图 8 四川盆地蓬莱气田PS15—PS13—PS10—PS8—PS7井寒武系龙王庙组储层连井剖面对比（剖面位置见图 1a） Fig. 8 Correlation cross-section of Cambrian Longwangmiao Formation reservoirs along wells PS15—PS13—PS10— PS8—PS7 in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
通过对研究区5口井龙王庙组各类储层厚度进行统计，并结合优质储层主控因素，绘制了各类储层厚度等值线图（图 9）。溶洞型储层主要分布于西部靠近剥蚀线的PS15井区和东部靠近断裂的PS8井区，前者溶洞型储层最大厚度超过25 m，后者一般为6~8 m（图 9a）；溶孔型储层主要发育于蓬莱气田西部PS13—DB1井区和东北部PS8— PY1井区，前者厚度一般为8~10 m，局部大于10 m；后者厚度为2~15 m，且向北北东方向逐渐增厚（图 9b）；孔隙型储层可划分为3个主要发育区，第1个在PS11井区，厚度超过10 m；第2个在DB1— PS10井区，厚度为10~15 m（局部大于15 m）；第3个发育在PS7—PS9井区，厚度也超过10 m，其余地区孔隙型储层局部发育（图 9c）。综上，蓬莱气田龙王庙组优质储层主要分布于西部PS15井区和东部PS8—PY1井区，前者厚度普遍大于10 m，局部超过30 m；后者厚度普遍大于8 m，局部可达15 m以上（图 9d）。
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下载原图 图 9 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组各类储层厚度分布特征 Fig. 9 Thickness distribution of various reservoir types of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
龙王庙组在纵向上发育2~3期滩体，主要分布于龙一段中上部、龙二段中下部和龙二段中上部，其中，西部PS15—PS13井区为3期滩体叠置，向东逐渐变为2期（图 10a），优质储层主要发育于滩体中，反映出岩性、岩相对储层发育的控制作用。当每期滩体沉积后，因滩体建造或海平面相对下降暴露于海面，遭受大气淡水组构选择性溶蚀，对未稳定的文石、高镁方解石等易溶矿物进行选择性溶蚀，形成大量粒内溶孔、粒间溶孔以及少量溶洞和铸模孔（图 10b）。同时，龙王庙组沉积期为干旱炎热的古气候环境，海水持续蒸发，盐度不断升高，发生大规模准同生渗透回流白云石化，形成大量白云岩（图 10b），并在埋藏环境中有效保护了先期孔隙。进入浅埋藏环境后，研究区西部被抬升，形成西高东低的古地貌，西部遭受大气淡水溶蚀，部分淡水在自身重力作用下沿层间缝或天然裂缝向研究区流动，持续溶蚀碳酸盐岩组分，形成大量溶洞型优质储层（图 10c）。进入中—深埋藏环境后，下伏筇竹寺组烃源岩开始大规模生排烃，生成大量有机酸，加之加里东期和海西期多期构造运动产生裂缝，有机酸沿断裂或裂缝进入龙王庙组，溶蚀易溶组分，进一步改善先存孔洞或形成新的溶蚀孔洞（图 10c）。
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下载原图 图 10 四川盆地蓬莱气田寒武系龙王庙组优质储层发育模式 Fig. 10 Development models of high-quality reservoirs of Cambrian Longwangmiao Formation in Penglai Gasfield, Sichuan Basin |
（1）蓬莱气田龙王庙组储层岩性以鲕粒云岩和砂屑云岩为主，储集空间主要包括残余粒间溶孔、粒内溶孔、溶洞和针状溶孔，含少量裂缝，储层整体属于低孔—低渗类型，可划分为孔隙型、溶孔型和溶洞型，其中溶孔型与溶洞型为优质储层。
（2）研究区优质储层受沉积相、大气淡水溶蚀、准同生白云石化、浅埋藏顺层岩溶及构造破裂作用共同控制。浅埋藏岩溶作用对孔洞的进一步溶蚀扩宽起到关键作用，显著改善储集性能。岩溶作用强度自西向东减弱，西部靠近剥蚀区孔洞更为发育。
（3）龙王庙组在纵向上发育3套优质储层，分别位于龙一段近顶部、龙二段下部和上部，其中龙一段顶部、龙二段下部2套优质储层连续性较好，龙二段上部较差。优质储层主要集中于西部PS15井区和东部PS8—PY1井区，西部储层厚度普遍大于10 m，局部超过30 m；东部厚度一般为8~15 m。
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