四川盆地震旦系灯影组白云岩分布广泛，是油气勘探开发的重要目的层。近年来，随着川中高石梯—磨溪地区灯影组天然气勘探取得了重大的突破^[1-2]，灯影组白云岩已逐渐成为四川盆地碳酸盐岩油气藏勘探研究的热点和勘探重点。前期围绕威远、资阳等气藏的解剖，普遍认为桐湾运动抬升剥蚀形成的风化壳岩溶孔洞储层是四川盆地灯影组的主要储层类型，古隆起高部位和上斜坡均是灯影组岩溶储层发育的有利区带^[3-5]。随着近期高石梯—磨溪灯影组大气田的发现，揭示出受沉积相带控制的微生物丘滩复合体是川中地区灯影组白云岩储层发育的基础^[6-8]，但对形成优质储层的主控因素的认识分歧较大：刘树根等^[7]认为这是一套微生物白云岩储集层，潮坪环境中形成的微生物席结构控制了优质储层的初始差异性；陈娅娜等^[8]提出灯影组大量溶蚀孔洞主要形成于准同生期的暴露溶蚀；冯明友等^[9]认为埋藏-热液作用是灯影组白云岩储集层发育的主控因素；罗冰等^【10】、郝毅等^[11]、李博媛等^[12]认为与桐湾运动抬升相关的表生岩溶作用是灯四段孔洞储层大量发育的关键因素。为了推动川北地区的油气勘探，按照以勘探灯影组风化壳岩溶储层和构造油气藏为重点的思路，在通南巴构造钻探了深达8 418 m的马深1井风险探井，钻探表明：①下寒武统筇竹寺组烃源岩条件优越，保存条件好；②该区位于川中古隆起北斜坡较低部位，灯四段表生岩溶作用弱，储层薄（仅发育Ⅲ类储层，累计厚度为16.1 m/5层）、物性差。

对灯影组优质储层特征及展布规律认识不清是制约川北地区灯影组油气勘探的关键因素。因此，以紧邻上覆下寒武统烃源层、油气成藏条件最为有利的灯影组四段为重点研究对象，在对四川盆地北部大量野外露头剖面地质概查基础上，重点针对位于台缘及台内沉积古地貌高地的宁强胡家坝、旺苍鼓城等露头剖面开展系统的测制和采样，通过岩石薄片鉴定、扫描电镜、包裹体、阴极发光、储层物性测试等手段，研究储层特征及优质储层发育的主控因素，并利用地震资料，通过古地貌恢复，评价川北地区优质储层分布区，以期为该区灯影组深化研究及勘探部署提供地质依据。

四川盆地晚震旦世灯影组沉积期为区域拉张背景下的碳酸盐台地沉积环境^[13-15]，根据海进—海退旋回及构造运动将灯影组自下而上划分为4段：灯一段、灯二段、灯三段和灯四段。其中灯四段沉积时期发生桐湾运动Ⅱ幕，表现为海退过程，在盆地西部、中部和东部依次发育混积潮坪相、藻丘—颗粒滩相和斜坡—盆地相沉积，在台地内磨溪—高石梯与威远—资阳之间发育近南北向绵阳—长宁古裂陷槽^[13]（德阳—安岳裂陷槽^{[6, 14]}）（图 1）。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 川北地区地质背景和地理位置 Fig. 1 Geological background and geographical location of northern Sichuan Basin

川北地区北连米仓山断褶带和秦岭造山带，西邻龙门山断褶带，南接川中平缓构造带，区内灯影组埋藏深（超过8 000 m）、构造条件复杂、钻探程度低，亟待深入研究。晚震旦世该区位于裂陷槽东侧的台缘相带，灯影组以中—厚层颗粒粘连白云岩、藻叠层白云岩和砂屑云岩组成的台地边缘藻丘和藻滩沉积为主，地层厚度为160~390 m。受桐湾运动Ⅱ幕抬升影响，在台地区灯四段与上覆筇竹寺组灰黑色砂质泥页岩、泥页岩为平行不整合接触，在裂陷区与上覆麦地坪组含磷硅质云岩也为平行不整合接触。

川北地区灯四段以白云岩为主，包括藻云岩、颗粒云岩、晶粒云岩和角砾云岩，其中藻云岩可细分为藻叠层白云岩、藻纹层白云岩、藻绵层白云岩等；颗粒白云岩可细分为颗粒粘连白云岩、砂屑白云岩、核形石白云岩等；晶粒白云岩可分为泥晶白云岩、粉—细晶白云岩。

（1）藻叠层白云岩。发育于藻丘的丘坪和丘核部位，由富菌藻层和贫菌藻层构成明暗相间的密细纹层，形态上多呈波柱状断续起伏[图 2（a），（b）]。发育有藻叠层白云岩窗格孔、层状晶洞等孔隙，其沉积环境为潮间带下部—潮下带上部的中、低能环境。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 川北地区灯四段储层岩石类型与孔隙类型 (a)藻叠层白云岩, 顺纹层方向溶孔、溶洞发育, 被沥青充填, 胡家坝剖面; (b)藻叠层白云岩, 藻叠层呈半球状、丘状, 顺纹层发育溶孔, 水磨剖面, 铸体薄片, 单偏光; (c)藻纹层白云岩, 富藻纹层、富屑纹层互层, 顺纹层方向溶孔、溶洞发育, 被沥青半充填, 胡家坝剖面, 铸体薄片, 单偏光; (d)藻绵层白云岩, 部分绵层状藻内残余粒内孔发育, 水磨剖面, 铸体薄片, 单偏光; (e)颗粒粘连白云岩, 花斑状溶蚀孔洞发育, 胡家坝剖面; (f)颗粒粘连白云岩, 由藻类粘连砂屑、粉屑构成的颗粒"粘连"结构及格架孔发育, 胡家坝剖面, 铸体薄片, 单偏光; (g)颗粒粘连微晶白云岩, 残余孔洞被多期白云石半充填, 天星1井, 2 191.51 m, 铸体薄片, 单偏光; (h)颗粒粘连白云岩, 藻黏结格架孔被多期亮晶白云石胶结物充填-半充填, 发育晶间(溶)孔, 被沥青半充填, 胡家坝剖面, 铸体薄片, 单偏光; (i)藻砂屑白云岩, 粒间溶孔发育, 鼓城剖面, 铸体薄片, 单偏光; (j)粉晶白云岩, 发育晶间(溶)孔, 胡家坝剖面, 铸体薄片, 单偏光; (k)粉晶白云岩, 白云石晶粒自形-半自形, 鼓城剖面, 扫描电镜; (l)白云质岩溶角砾岩, 角砾间被机械碎屑充填, 马深1井, 8 200.75 m Fig. 2 Lithologies and pore types of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin

（2）藻纹层白云岩。常出现在藻丘的底部或顶部，具有平行或近平行、较连续、明暗相间的水平细纹，由富藻层与贫藻层相互叠置而成，常伴生有鸟眼构造[图 2（c）]，形成于潮间—潮上带的浅水低能环境。

（3）藻绵层白云岩。发育于藻丘的核部，由蓝细菌遗迹组成格架并形成大量空腔，形似泡沫，状如海绵，空腔内外被亮晶白云石所充填[图 2（d）]，形成于潮间—潮下带的高能环境。

（4）颗粒粘连白云岩，又叫藻凝块白云岩^[16-17]。出现在藻丘的核部，由各种藻类和微生物黏结各种分选、磨圆差的藻砂屑、藻粉屑等颗粒组成，具有典型的颗粒粘连和格架结构[图 2（e）]，粘连格架之间原生孔隙极为发育[图 2（f），（g）]，但常被多期亮晶白云石胶结物充填—半充填[图 2（h）]，形成于潮下带的相对高能环境。

（5）砂屑白云岩。出现在藻丘的顶部作为丘坪或丘翼，为早期的泥晶白云岩或藻白云岩在波浪作用下破碎成砂屑，后又被藻类黏结或灰泥胶结形成[图 2（i）]。

（6）粉—细晶白云岩。为后期重结晶作用形成，已不具岩石原始结构[图 2（j），（k）]。局部可见晶间溶孔，部分被沥青充填。

（7）角砾状白云岩。为海平面下降或藻丘快速生长至海平面附近而使沉积物暴露于大气淡水之中遭受溶蚀垮塌形成，与准同生溶蚀作用有关。角砾的分选性和磨圆度均较差，部分还可见模糊的溶蚀边缘[图 2（l）]。

川北地区灯四段储集岩主要由颗粒粘连白云岩、藻叠层白云岩和粉—细晶白云岩构成；粉—细晶白云岩分布广、厚度大，但储集性能较差；砂屑白云岩、砾屑白云岩的储集性能较好，但研究区分布少。

川北地区灯四段白云岩储集空间主要为溶蚀孔洞，部分溶孔沿裂缝发育，其次为孔隙，包括格架孔、晶间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间溶孔等。

（1）格架孔。格架孔是灯四段的主要储集空间类型，以藻黏结格架孔（溶孔）为主，主要发育在灯四段中上部颗粒粘连、藻叠层、藻绵层白云岩中，属于藻粘连各种颗粒形成的“格架”孔被多期亮晶白云石胶结后的残余部分。原始藻粘连“格架”间孔隙极为发育，局部可达50%以上。孔径一般大于1 mm，呈条带状、网格状或斑点状分布，但胶结后孔隙大幅缩小，在后期受到溶蚀作用改造而扩大，形成藻格架溶孔[图 2（f）—（h）]。

（2）粒间、粒内溶孔。粒内溶孔多出现在颗粒粘连白云岩、藻绵层白云岩中，为同生—准同生期形成的组构选择性孔隙，孔径为0.1~2.0 mm，形态以椭圆状、不规则状为主，部分孔隙被沥青充填[图 2（d）]；粒间溶孔多出现在砂屑白云岩中，为0.05~1.00 mm[图 2（a），（c），（i）]。

（3）晶间孔、晶间溶孔。晶间孔发育于重结晶强烈的晶粒白云岩中，孔径小于1 mm，孔隙边缘平直，孔隙呈多面体，连通性较差[图 2（j）]；晶间溶孔是在晶间孔基础上的溶蚀扩大，孔隙边缘呈港湾溶蚀状[图 2（h）]，为后期埋藏溶蚀作用形成。这类孔隙主要分布在晶粒白云岩、具颗粒残余结构的粉晶白云岩及颗粒粘连白云岩中，是灯四段常见的储集空间类型。

（4）溶洞。溶洞主要发育在灯四段上部，以颗粒粘连白云岩、藻白云岩顺层溶洞为主，为早期藻粘连格架孔洞进一步溶蚀扩大而成，洞径较大，为5~15 mm，局部可达20 mm。呈拉长状、不规则椭圆状平行于层面分布[图 2（a）—（c），（h）]；其次为岩溶残余晶洞。灯四段中的溶洞多被沥青半充填[图 2（c）]，局部有硅质石英的分布，白云石充填物极少。研究区发育的大规模孔洞较孤立。

（5）裂缝：包括构造缝，溶蚀缝和压溶缝[图 2（j）]。未被充填或半充填，既是储集空间的组成部分，也是流体渗流的通道。

根据露头、岩心分析统计，川北地区灯四段白云岩储层孔隙度为0.78%~18.80%，平均为4.45%，Ⅲ类储层（孔隙度为2%~5%）占比为55%；Ⅰ+Ⅱ类储层（孔隙度大于5%）占比为30%（表 1）；渗透率为0.000 09~20.900 00 mD，平均为0.87 mD（表 2），大于0.01 mD的储层占样品总数的54%。

表 1(Table 1)

表 1 川北地区灯四段白云岩孔隙度统计 Table 1 Porosity of dolomite of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin 露头及岩心 样品数/ 个 孔隙度/% 沉积相 非储层（< 2） Ⅲ类储层（2~5） Ⅱ类储层（5~10） Ⅰ类储层（> 10） 宁强胡家坝 71 0.78~1.94（1.62/9） 2.00~4.91（3.02/36） 5.01~9.71（6.65/21） 11.31~13.33（12.48/5） 台缘丘滩 旺苍鼓城 18 — 2.09~4.94（/3.57/6） 5.0~8.62（6.58/7） 10.06~18.8（13.40/5） 台内丘滩 南江杨坝 14 1.19~1.97（1.57/6） 2.07~4.21（2.82/8） — — 局限台地泻湖 南郑福成 13 1.19~1.92（1.55/2） 2.77~4.54（3.67/10） 5.07/1 — 局限台地泻湖 马深1井 13 1.5~1.9（1.70/2） 2.1~4.6（3.10/11） — — 局限台地泻湖 平均值 129 0.78~1.97（1.61/19） 2.00~4.94（3.14/71） 5.0~9.71（6.58/29） 10.06~18.8（12.96/10） 注：括号内为孔隙度平均值/样品数

下载CSV 表 1 川北地区灯四段白云岩孔隙度统计 Table 1 Porosity of dolomite of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin

表 2(Table 2)

表 2 川北地区灯四段白云岩渗透率统计 Table 2 Permeability of dolomite of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin 露头及岩心 样品数/ 个 渗透率/mD 沉积相 < 0.001 0.001~0.01 0.01~0.1 0.1~1 > 1 宁强胡家坝 71 0.000 13/20 0.004 0/8 0.050 4/19 0.337/12 5.81/12 台缘丘滩 旺苍鼓城 17 0.000 11/4 0.001 31/1 0.031 5/5 0.384/4 7.84/3 台内丘滩 南江杨坝与南郑福成 19 0.000 13/19 — — — — 局限台地潟湖 马深1井 13 — 0.008 7/3 0.035 7/8 0.684/1 3.93/1 局限台地潟湖 平均值 120 0.000 13/43 0.005 0/12 0.043 8/32 0.368/17 6.07/16 注：括号内为渗透率平均值/样品数

下载CSV 表 2 川北地区灯四段白云岩渗透率统计 Table 2 Permeability of dolomite of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin

根据孔隙度与渗透率的相关性，川北地区灯四段储层样品点可分为3个区域（图 3）：① A区，呈现较好的线性相关性，说明该区域中样品物性受孔洞影响较大，储层以孔洞型为主；② B区，样品点渗透率随孔隙度增大而急剧增大，该类样品溶蚀缝洞较发育；③ C区，孔隙度较大而渗透率较低，该类样品发育孤立的溶蚀孔洞，孔洞间连通性很差。

图 3

Fig. 3

下载eps/tif图 图 3 川北地区灯四段储层孔渗关系 Fig. 3 Relationship between permeability and porosity of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin

综上所述，川北地区灯四段物性受孔洞影响较大，局部溶蚀缝洞较发育，储层类型以裂缝-孔洞型为主。储层物性总体上具有低孔、低渗特征，但在胡家坝、鼓城剖面灯四段中上部发现了具有中孔、中高渗特征的优质白云岩储层（表 1，表 2），其中的Ⅰ类、Ⅱ类储层厚度分别为81.64 m和20.65 m，占储层总厚度的43.4%和49.9%，表明川北局部地区灯四段发育规模优质储层。

沉积相、沉积古地貌与埋藏溶蚀作用控制了川北地区灯四段优质储层分布，而表生岩溶作用对其改造较弱。

灯影组沉积晚期，绵阳—长宁台内裂陷槽的发育演化控制了四川盆地灯四段沉积相带的展布^[13-15]。川北地区由西向东沉积相展布依次为浅海盆地—陆棚、台地前缘斜坡、台地边缘（裂陷边缘）丘滩相、局限台地（台内丘滩、潟湖等微相）、混积潮坪等。川北胡家坝—元坝—阆中一带处于古裂陷槽东侧台地边缘丘滩及台地前缘斜坡相带，为准镶边型台地模式（图 4），沉积作用对川北地区灯影组储层的影响明显。

图 4

Fig. 4

下载eps/tif图 图 4 川北地区灯四段沉积模式及沉积相 Fig. 4 Sedimentary model and facies of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin

台缘丘滩和台内丘滩微相带位于沉积古地貌高地，其水动力强，营养丰富，微生物（藻）丘生长速度与海平面相对上升速度相近。沉积了颗粒粘连白云岩和藻叠层白云岩、藻砂屑白云岩等，由丘基、丘核、丘坪叠置形成丘滩集合体^[7-8]。丘滩集合体中发育多组合各类藻白云岩，常见格架状构造，且海平面升降变化明显导致丘滩体暴露频繁，易受到准同生期大气淡水淋滤溶蚀，原生粒间孔、藻黏结格架孔洞发育，沉积厚度大，分布广。虽然这些原生孔、洞大多被后期白云石胶结物充填，但仍为地层中孔渗性相对较好部位，有利于后期表生岩溶、埋藏溶蚀等成岩作用过程中形成的各种酸性流运移；加之台缘相带邻近生烃相带（盆地—斜坡区），易于进行由烃源岩形成与演化导致的埋藏溶蚀作用，从而形成较多的次生溶孔、溶洞。

在胡家坝剖面，灯四段地层厚度为387.67 m，为典型的台地边缘丘滩微相沉积[图 5（a）]，纵向上发育2个四级层序，微相包括丘基、丘核和丘坪。储层厚度为188 m，物性较好，其中Ⅰ类储层厚度为9.75 m，Ⅱ类储层厚度为71.89 m，Ⅲ类储层厚度为106.29 m，孔隙度为0.78%~13.83%，平均为4.58%；平均渗透率为1.05 mD。在微相上，丘基以深灰色、灰色薄—中层泥粉晶白云岩为主，其次为浅灰色、灰白色藻纹层白云岩，储集空间常见晶间（溶）孔、顺藻纹层分布孔洞，孔隙度为1.55%~4.11%，平均为2.14%；渗透率为0.000 1~2.190 0 mD，平均为0.005 6 mD，岩性相对致密；丘核以浅灰色、灰白色厚层—块状颗粒粘连白云岩为主，其次为浅灰色、灰白色柱状藻叠层白云岩，局部发育中层状藻纹层白云岩和中层状藻屑白云岩，花斑状规模较大，储集空间主要包括藻格架孔、晶间（溶）孔、粒内溶孔、粒间溶孔、大型层状溶蚀孔洞等[参见图 2（a），（c），（e）]，孔隙度为4.05%~13.23%，平均为5.14%；渗透率为0.000 4~20.900 0 mD，平均为0.021 9 mD，储集性能最优；丘坪以浅灰色、灰白色厚层—块状藻叠层白云岩为主，其次为浅灰色、灰白色藻纹层白云岩和泥—粉晶白云岩，局部发育颗粒粘连白云岩，储集空间主要包括藻格架孔、晶间（溶）孔、小型溶蚀缝洞，孔隙度为3.01%~7.78%，平均为3.98%；渗透率为0.000 2~2.190 0 mD，平均为0.011 3 mD。

图 5

Fig. 5

下载eps/tif图 图 5 宁强胡家坝剖面—旺苍鼓城剖面灯四段沉积储层综合对比 Fig. 5 Reservoir comparison of the fourth member of Dengying Formation in Ningqiang Hujiaba and Wangcang Gucheng

在旺苍鼓城剖面，灯四段地层厚度为167.45 m，为典型的局限台地相台内滩亚相，其微相包括砂屑滩、鲕粒滩和核形石滩等[图 5（b）]。岩石类型包括藻砂屑白云岩、核形石白云岩、鲕粒白云岩和细—粉晶白云岩，储集空间包括粒内溶孔、粒间溶孔、晶间（溶）孔等；储层厚度为41.32 m，其中Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储层的厚度分别为6.83 m，13.82 m和20.67 m，孔隙度为2.09%~18.80%，平均为4.52%，平均渗透率为0.000 38 mD。与台缘的胡家坝剖面相比，其发育规模，滩体单层厚度与累计厚度均相对较小。

台缘丘滩分布在邻近生烃相带（盆地—斜坡）的台地边缘，沉积古地貌高，水动力强，形成的丘滩规模更大^[18]，地层单层厚度和累计厚度均较大（胡家坝剖面）；台内点滩（丘）分布在局限台地内的局部地貌高地，水动力与台地边缘比相对较弱，营养不够丰富，藻丘滩体的规模较小，其暴露时间也较短，受近地表大气淡水溶蚀影响较小而胶结作用更强。这种差异导致台缘丘滩体更易接受后期溶蚀作用的改造，从而形成厚度较大的优质储层，而发育于局限台地相的台内点滩（丘）难于接受后期溶蚀作用的改造，因此储集性能比台缘丘滩相差。

局限台地云质潟湖、滩（丘）间洼地水动力弱，主要为细粒碳酸盐岩沉积，以泥—粉晶白云岩为主，原生粒间孔隙不发育，后期重结晶、溶蚀作用等对其改造弱，储集性能较差^[19]。如位于局限台地云质潟湖微相的马深1井（图 4），岩性主要为泥—细晶白云岩夹薄层藻砂屑白云岩，根据测井解释，Ⅲ类储层累计厚度为16.1 m/5层，平均孔隙度仅为2.87%。

斜坡—盆地相处于台地西部边缘靠广海一侧，水体深、能量弱。在川北地区以泥质泥晶白云岩、泥晶灰岩、泥岩、硅质岩等深水低能沉积物为主，岩性致密，储集性能极差。

根据溶蚀作用形成的机理、先后顺序、持续时间等因素及其与储集空间的关系等，可将发生于灯四段地层中的溶蚀作用分为准同生期溶蚀、表生期岩溶、埋藏期溶蚀三大类。

川北地区灯四段浅水丘滩沉积相带颗粒粘连及藻叠层白云岩发育，这些地区在周期性海平面升降作用的影响下，部分间歇性暴露于水体之上，有利于同生-准同生期溶解作用的进行，形成少量溶沟、溶缝、选择性粒内溶孔及粒间溶孔等，但由于其溶蚀作用发生极早，形成的溶蚀孔隙在长达600 Ma的成岩过程中几乎全部充填和胶结[图 6（a）—（g）]，因此对现今储层的贡献较小。虽然准同生期溶蚀作用形成的大量粒间、粒内溶孔经过后期成岩作用改造后储集性能大幅降低，但仍是地层中孔渗性能较好的部位，有利于后期溶蚀作用的改造，形成较多的次生溶孔、溶洞等，为储层最终储集空间的形成演化奠定了良好的基础。

图 6

Fig. 6

下载eps/tif图 图 6 川北地区灯影组四段储层成岩作用特征 (a), (b)泥晶藻云岩(MD)基质原生孔隙中四期胶结物(C1-C4), 早期纤状及晚期中-粗晶白云石发光暗淡, 鼓城剖面; (c), (d)藻黏结泥晶云岩溶洞中三期充填物(C1-C3), 葡萄花边阴极发光红色, 叶片状白云石发光暗淡, 细-中晶白云石发暗红色光且具红色环边, 晚期充填物发亮红色光-生长环边发红光, 李家沟剖面; (e), (f)泥晶硅质白云岩溶孔中硅质充填物不发光, 贵民剖面; (g)自形较好的石英充填, 鼓城剖面, SEM; (h)藻黏结粉晶白云岩, 沥青半充填残余溶蚀孔洞, 鼓城剖面; (i)硅质岩, 对应电子探针结果, 鼓城剖面; (j)藻黏结微晶白云岩重结晶作用形成粉-细晶白云岩, 晶间溶孔发育, 水磨剖面; (k)藻黏结白云岩, 见微生物成因(BSR)白云石及细菌黏液(EPS), 南江沙滩剖面, SEM; (l)微晶基质白云岩(MD)裂缝中充填鞍状白云石(SD)及相关萤石热液矿物(Flr), 基质具C-O同位素低值异常, 鞍状白云石具氧同位素高负异常、包裹体温度140~150℃, 水磨剖面; (m)埋藏期颗粒粘连云岩, 格架溶蚀及溶洞孔发育, 粒/晶间溶孔被石英及沥青半充填, 鼓城剖面; (n)藻屑粉晶白云岩格架孔较发育, 裂缝(F)沟通并扩溶, 沥青半充填, 鼓城灯四段上部; (o), (p)泥晶白云岩(MD)中构造裂缝发育, 被白云石近全充填(阴极发光红色), 巴山剖面 Fig. 6 Diagenetic characteristics of the fourth member of Dengying Formation in northern Sichuan Basin

李博媛等^[12]认为受桐湾运动Ⅱ幕抬升的影响，表生期岩溶作用是导致四川盆地灯四段白云岩储层溶蚀孔洞发育的关键因素，但在川北地区台缘胡家坝等剖面，灯四段地层中几乎未见有灯影组典型的表生岩溶结构（葡萄花边结构）^{[12, 20]}，其储层多以藻黏结格架孔洞、顺藻纹层分布的拉长状溶孔、溶洞为主，未见穿层溶蚀洞缝，孔隙内也未见有葡萄花边白云石的充填。在台地内的鼓城剖面灯四段亦未见明显表生期岩溶作用对储层的改造。

另外，灯四段中上部颗粒粘连白云岩和藻叠层白云岩中，顺层分布的拉长状溶洞—溶沟内除充填有较多的沥青和少量硅质外[图 6（h）—（m）]，几乎未见有亮晶白云岩的充填，说明其储集空间的形成时间较晚，孔隙刚形成后不久原油就已进入，从而避免了后期化学沉淀物的充填。川北地区在桐湾运动Ⅱ幕时处于川中古隆起北斜坡较低部位，表生期岩溶作用对区内灯四段的储层改造较弱。

埋藏期溶蚀改造作用是四川、塔里木、珠江口等盆地碳酸盐岩优质储层形成的重要因素之一^[21-23]。埋藏期溶蚀作用直接导致了在川北鼓城、胡家坝等剖面灯四段颗粒白云岩、藻叠层白云岩和晶粒白云岩中形成了大量顺纹层方向展布的溶孔、溶洞和溶缝。其主要依据有：一是成岩作用分析表明灯四段白云岩中埋藏期形成的矿物被溶蚀，细—粗晶的结晶白云石被溶蚀[参见图 2（h）]以及早期裂缝中充填的白云石被溶蚀[图 6（n）]，这类白云石均为早期形成的孔洞及张裂缝在埋藏阶段被胶结充填和重结晶形成，其白云石被溶蚀表明该溶蚀作用应发生于重结晶之后，为埋藏溶蚀的特征^[24]；二是灯四段白云岩孔洞中的硅质充填物包裹体均一温度高达140~150 ℃[图 6（l）]，表明其形成的深度大于2 000 m，对应的时期为晚二叠世之后。根据川北地区灯影组的埋藏史，二叠纪后筇竹寺组烃源岩开始大量生烃、排烃，烃源岩在油气生成和裂解过程中产生大量的有机酸、二氧化碳、硫化氢等腐蚀性流体^{[23, 25]}，这些流体在沿不整合面运移过程中会对下伏的灯四段碳酸盐岩产生溶蚀作用，从而形成较多的溶蚀孔隙。灯四段上部台缘丘滩、台内点滩（丘）相颗粒粘连白云岩、藻叠层白云岩和晶粒白云岩发育，其残余粒间孔、藻黏结格架孔和晶间孔相对发育，有利于上述腐蚀性流体的运移，促进溶蚀孔进一步扩大，形成粒间溶孔、晶间溶孔、藻黏结“格架”溶孔—溶洞[图 6（h），（j），（m），（n）]，并被沥青半充填[参见图 2（a），（c），（e），（h）]。从胡家坝、鼓城剖面来看，从灯四段顶部向下，由于侵入的腐蚀性组分逐渐减少，因此，灯四段中上部储层沥青含量较高，到灯四段下部沥青含量较低，甚至不含沥青（图 5），反映了溶蚀孔洞的形成与有机质成熟演化造成的埋藏溶蚀作用有关。

川北地区灯四段以白云岩为主，冯明友等^[9]和Lith等^[25]研究认为这些白云岩是由早期低温沉淀的原生白云石沉积而成，其主要成分是泥晶白云岩和微晶白云岩，但川北地区灯四段地层中实际发育部分晶粒相对较粗的粉晶白云岩和细晶白云岩，主要由泥晶—微晶白云岩经重结晶作用形成，重结晶作用导致区内灯影组白云石晶粒变粗，晶间孔隙增大，进而形成储层的晶间孔及晶间溶孔[参见图 2（j），（k）]。晶间孔的发育有利于后期酸性流体的流动和储集，为溶蚀形成晶间溶孔[参见图 2（h）]和溶洞奠定了基础。这也是川北地区灯四段中粉—细晶白云岩具有一定储集性能的主要原因。

地震资料解释[图 7（a），（b）]揭示在过元坝与阆中的东西向地震剖面上沿灯三段底面层拉平后灯四段顶具有明显的“陡坎”特征，即台地边缘相带在剖面中表现为地层加厚、纵向加积明显的特点，地震反射结构表现为微幅丘状—杂乱状，宽度为12~ 35 km。这与过川中高石梯地区高石1井、被确定为典型台缘带的地震反射特征[图 7（c）]^{[13-14, 26-27]}极为相似，而高石1井钻遇灯四段储层的厚度为109.8 m，测试获日产天然气达100万m³；斜坡相表现为地层迅速减薄的楔形斜交、强振幅反射特征，局限台地相则表现为地层厚度薄、平行、亚平行地震反射特征。利用钻井资料及地震资料开展川北地区灯影组地震相解释与古地貌恢复，结果表明：元坝西—阆中地区为古地貌较高地，邻近绵阳—长宁古裂陷槽，灯四段可能发育与高石梯气田及胡家坝等剖面相似的大规模台缘丘滩体，在埋藏岩溶叠加改造后可形成优质的孔洞型白云岩储层。另外，烃源岩研究成果表明该台缘相带紧邻裂陷内筇竹寺组生烃中心，具有与元坝地区长兴组生物礁大气田相似的“棚生缘储、近源富集”的有利成藏条件^[28]。综合评价元坝西—阆中地区台缘相带展布面积约1 420 km²，预测储层厚度为150~300 m，为川北地区灯四段优质储层发育的最有利区带。

图 7

Fig. 7

下载eps/tif图 图 7 川北元坝—阆中地区灯四段台缘相带典型地震剖面（沿灯三段底界层拉平） Fig. 7 Typical seismic section of the platform edge facies belt of the fourth member of Dengying Formation in Yuanba-Langzhong area, northern Sichuan Basin

（1）川北地区灯四段优质白云岩储层主要发育在中上部—顶部，以颗粒粘连白云岩、藻叠层白云岩及粉—细晶白云岩为主，储集空间类型以藻黏结格架孔、晶间溶孔及近顺层溶蚀孔洞为主，为中孔、中高渗裂缝-孔洞型储层。

（2）台缘丘滩微相与台内点滩（丘）微相均是灯四段优质储层发育的基础，中—深埋藏阶段与下寒武统烃源岩热演化有关的埋藏溶蚀作用是形成川北地区灯四段优质储层的关键因素，提出了“埋藏期溶蚀是川北地区灯四段白云岩储层大量溶孔、溶洞及溶沟形成的主要作用，而非受表生期岩溶作用影响”的新认识。

（3）绵阳—长宁裂陷槽边缘沉积古地貌高地控制了丘滩相带的分布，有利于发生埋藏溶蚀作用。因此，川北地区灯四段储层厚度从裂陷槽边缘向台地内部、从灯四段中上部向下部由厚逐渐变薄，物性从优逐渐变差。元坝西—阆中区块处于裂陷槽东缘的古地貌高地，为台缘丘滩与埋藏溶蚀作用叠加区，是川北地区灯四段优质储层最发育的有利区带。