在四川盆地中,由于元古界碳酸盐岩埋藏深、气藏复杂的成藏条件以及技术手段等原因,近20多年来,对震旦系灯影组中天然气的勘探一直未取得明显进展。直到2011年,中石油在川中地区高石1井灯影组中获得137.8×104m3/d天然气流,在随后多口钻井中相继获得高产,表明该区灯影组中具有良好的油气勘探前景。已有的勘探及研究表明,油气产量的高低与储层性质密切相关,因此,对川中地区灯影组储层展开研究,具有十分重要的意义,可为灯影组现今的油气勘探和开发提供重要的理论依据。本文在构造地质学、沉积学、沉积岩石学、地球化学、岩溶学、储层地质学、测井地质学、地震勘探学等学科理论指导下,充分利用高石梯-磨溪地区的区域地质资料、钻井、录井、测井、地球化学以及物性分析等资料,对川中地区震旦系灯影组的地层特征、储层特征(岩石学特征、物性特征、储集空间类型和分布特征)以及影响储层成因的沉积作用、成岩作用和构造作用进行了较为详细探讨,同时对不同岩石类型、沉积微相以及储集空间的测井响应特征等进行了系统的研究,取得了以下主要成果:(1)灯影组中蓝灰色的泥岩段(即灯三段)分布稳定,电性特征明显,是典型的标志层。同时根据其余各段地层的岩性特征和电性特征,从下至上可以将灯影组划分为四段:灯一段(Z2dn1)、灯二段(Z2dn2)、灯三段(Z2dn3)和灯四段(Z2dn4),储层主要在灯二段和灯四段的中部和上部发育。构成灯影组的岩石类型为白云岩(砂屑白云岩、砾屑白云岩、藻白云岩和晶粒白云岩)、角砾岩(岩溶角砾岩、岩溶假角砾岩和风化残积角砾岩)、泥岩(蓝灰色泥岩与黑灰色泥岩)和硅质岩。其中砂屑白云岩、藻叠层白云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩和角砾岩是构成储层的主要岩石类型。灯影组中的储集空间主要是由成岩作用形成的次生孔、洞和缝组成,且以岩溶作用下形成的孔隙型溶洞、砾间洞、残余“葡萄花边”洞以及顺藻纹的溶洞占优势;物性资料分析表明,灯影组储层是低孔中渗型储层。根据孔、洞和缝的组合方式,灯影组的储层可划分为三种类型:裂缝-孔隙(或孔隙)型储层、裂缝-孔洞(或孔洞)型储层和溶洞(或洞穴)型储层。(2)根据岩心和薄片资料,结合区域地质资料及前人研究成果,认为研究区在灯影期主要处于浅水台坪环境。根据地貌、水动力条件及水体深度等可进一步将灯影组沉积相划分为两种相(浅水台坪和半深水台坪)、两种亚相(滩和坪)以及五种微相(颗粒滩、颗粒粘连滩、云坪、藻坪和泥坪);根据各相带之间的关系,建立了相应的沉积模式;在不同沉积微相中,岩石类型和储集空间各不相同,测井响应特征也有较大的差异,在此研究的基础上,建立了不同沉积微相、岩石类型和储集空间的测井响应模型;统计表明,藻坪微相控制着灯影组的有效储层分布。在藻坪中发育大规模的顺藻纹层分布的溶孔、溶洞和溶缝储集空间,根据其形成过程,建立了相应的演化模式,认为这些储集空间是在藻坪的基础上,叠加表生岩溶作用形成的,提出藻坪是川中地区灯影组中大规模层状分布的溶孔、溶洞和溶缝储集空间形成的基础。(3)灯影组成岩环境多次叠加,导致成岩作用类型较多。其中实压溶作用、胶结作用、充填作用和硅化作用是主要的破坏性成岩作用,阻碍了储层的形成;重结晶作用和岩溶作用是建设性成岩作用。重结晶作用改善了储层的有效孔隙度和渗透率,是孔隙型储层形成的基础;表生期岩溶作用是储层形成的关键,在垂向上,表生岩溶带可以划分三个带:垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带和深部缓流岩溶带,其中水平潜流岩溶带是储集空间的主要发育带;埋藏岩溶作用促进了优质储层的形成。(4)在多期构造运动中,研究区形成了大量的裂缝,在胶结和充填等作用下,遭受了不同程度的破坏,通过对裂缝的充填程度和有效宽度的研究表明,研究区灯影组中构造作用形成的裂缝对储集空间的贡献较小,主要提高了储层的渗透性能。(5)研究区灯影组的储集空间是在长期的地质历史中,由沉积作用、成岩作用和构造作用相互作用的结果,其形成与演化过程依次划分为五个阶段;沉积-同生-第一次浅埋藏阶段(大多数原生孔隙的形成与消失阶段);表生阶段(各种溶洞的形成阶段);第二次埋藏阶段(少量晶间孔和晶间溶孔的形成阶段);中-深埋藏阶段(大量晶间孔、晶间溶孔、孔隙型溶洞和裂缝型-溶洞形成的主要阶段);褶皱阶段(有效裂缝的形成阶段)。