四川盆地中三疊統(tǒng)雷口坡組天然氣勘探方向

摘 要

摘要：2008年以來，在四川盆地LG地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組頂部風(fēng)化殼取得勘探突破，揭開了雷四段巖性氣藏的勘探序幕。為尋找近期雷口坡組天然氣勘探的方向，對(duì)該區(qū)雷口坡組各層段殘余地
摘要：2008年以來，在四川盆地LG地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組頂部風(fēng)化殼取得勘探突破，揭開了雷四段巖性氣藏的勘探序幕。為尋找近期雷口坡組天然氣勘探的方向，對(duì)該區(qū)雷口坡組各層段殘余地層分布特征、巖相古地理的恢復(fù)、儲(chǔ)層類型和分布以及氣藏解剖等進(jìn)行了綜合分析。通過井震結(jié)合的層序格架下的沉積儲(chǔ)層、成藏等綜合分析，認(rèn)為：①該區(qū)雷口坡組殘余地層厚度一般為600～1200m，川西凹陷保存較全，華鎣山斷裂以東地區(qū)剝蝕強(qiáng)烈，沿瀘州-開江古隆起整個(gè)雷口坡組已被剝蝕殆盡；②雷口坡期四川盆地為障壁蒸發(fā)漏湖沉積，由雷一-雷四期，膏鹽湖中心從川中南充地區(qū)，逐漸擴(kuò)大至筒陽，最后遷移至鹽亭 蒲西地區(qū)，圍繞膏鹽湖分布白云巖坪及顆粒灘；③發(fā)育風(fēng)化殼巖溶型白云巖和顆粒白云巖2類儲(chǔ)層，前者分布在大川中地區(qū)，后者分布于川中磨溪-廣安地區(qū)及龍門山前緣帶；④存在構(gòu)造氣藏和巖性氣藏2種氣藏類型；⑤雷口坡組頂部風(fēng)化殼和雷一、雷三段顆粒灘是有利勘探領(lǐng)域，大川中地區(qū)(包括LG和九龍山地區(qū))是風(fēng)化殼勘探的主要方向。
關(guān)鍵詞：四川盆地；中三疊世；勘探方向；風(fēng)化殼；儲(chǔ)集層特征；巖相古地理；氣藏類型；顆粒灘
    中三疊統(tǒng)雷口坡組是四川盆地潛在的重要勘探層系。該層系勘探始于20世紀(jì)60年代，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今鉆達(dá)雷口坡組探井有1400口，但針對(duì)雷口坡的鉆井不多，且分布不均。2008年以前，雷口坡組勘探主要圍繞構(gòu)造高點(diǎn)展開，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了中壩、臥龍河和磨溪3個(gè)氣田及觀音場(chǎng)、羅渡溪2個(gè)含氣構(gòu)造[1]；2008年以來，在四川盆地LG地區(qū)雷口坡組頂部風(fēng)化殼取得突破，揭開了雷四段巖性氣藏的勘探序幕。目前，在LG地區(qū)已鉆井52口，其中在雷四段試油井有30口，獲工業(yè)氣流10口、微氣井5口、水井6口、干井9口，顯示該風(fēng)化殼領(lǐng)域具有一定的勘探潛力。
1 雷口坡組地層分布情況
    四川盆地中三疊統(tǒng)雷口坡組頂部以印支期風(fēng)化面與上覆須家河組及天井山組為界，底以“綠豆巖”和下三疊統(tǒng)嘉陵江組區(qū)分，頂?shù)捉缇€比較清楚[2～4]?？v向上分雷一、雷二、雷三和雷四段4個(gè)巖性段，構(gòu)成4個(gè)3級(jí)層序，其中雷一、雷二和雷四段主要為白云巖夾膏鹽巖，雷三段為石灰?guī)r夾白云巖和膏鹽，總體為1套碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖混積序列，殘余地層厚度一般為600～1200m[4]。
    雷口坡組沉積范圍很廣，超出了現(xiàn)今四川盆地的界限，但因后期構(gòu)造抬升風(fēng)化剝蝕，各段殘存的范圍有所不同[4]。從圖1看，雷一段除瀘州-開江古隆起被剝蝕殆盡外，其余地區(qū)均有分布，殘余地層分布面積約15×104km2；雷二段沿瀘州-開江古隆起區(qū)的剝蝕范圍增大，殘存面積縮至12×104km2；雷三段在川東地區(qū)幾乎全被剝蝕，主要?dú)埓嬗谌A鎣山斷裂以西地區(qū)，面積約10×104km2；雷四段僅殘存于華鎣山斷裂以西地區(qū)，面積8×104km2。總體看，以瀘州-開江古隆起為軸線，雷口坡組由西向東或由東向西依次遭受剝蝕，形成剝蝕尖滅帶，這些剝蝕尖滅帶有可能發(fā)育成大型的巖性地層圈閉。

2 巖相古地理、儲(chǔ)層特征及氣藏類型
2.1 巖相古地理特征
    對(duì)于雷口坡組沉積特征，前人已做了大量研究，主要有曾學(xué)思等提出的潮坪說[5]、林良彪等提出的臺(tái)地說[6]等等。中三疊世雷口坡期，四川盆地周邊發(fā)育系列隆起，如東部的江南古陸、西部的康滇古陸、西北部的龍門山島鏈及北部的大巴山島鏈等，僅川西南部與滇黔地區(qū)的越北海相連，成為雷口坡期主要的海侵方向，此外，川西北和川北地區(qū)存在次要的通道與古特提斯海相通，構(gòu)成次要海侵方向[4～10]。在上述隆起的障壁作用和干旱炎熱氣候條件共同影響下，四川盆地演化為受障壁的蒸發(fā)溻湖沉積環(huán)境[11～13]。盆內(nèi)瀘州-開江水下古隆起[14～16]對(duì)區(qū)域沉積具有重要控制作用，即隆起西部表現(xiàn)為碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖混積的雷口坡組相區(qū)，而東部則表現(xiàn)為碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖與陸源碎屑巖混積的巴東組相區(qū)[4]。
    在露頭、巖心、薄片等研究基礎(chǔ)上，利用530多口鉆井資料以3級(jí)層序體系域?yàn)閱卧久鞔_其沉積特征：雷一期沉積時(shí)膏鹽湖中心位于川北儀隴地區(qū)，雷二-雷三期擴(kuò)大至營山-遂寧一帶，雷四期遷移至鹽亭-蒲西地區(qū)；圍繞膏鹽湖分布白云巖坪及顆粒淺灘，而沿川西龍門山前發(fā)育障壁灘壩；沿瀘州-開江古隆起以東則主要發(fā)育泥質(zhì)白云巖坪及膏鹽湖。
勘探和研究表明，臺(tái)緣障壁灘壩、溻湖邊緣白云巖坪及顆粒淺灘微相是有利的沉積相帶。有利于儲(chǔ)層發(fā)育的相帶縱向上4個(gè)層段均有分布，平面上也分布較廣，勘探范圍大。如圖2所示，雷一段顆粒灘微相廣泛發(fā)育，主要分布在資陽磨溪西充地區(qū)，面積約3×104km2。
 

2.2 儲(chǔ)層特征
    發(fā)育風(fēng)化殼巖溶型白云巖和顆粒白云巖2類儲(chǔ)層，前者見于盆地中部地區(qū)，以LG雷四段為代表；后者發(fā)育于雷一段和雷三段，以中壩氣田最為典型[17]，下面分別討論其特點(diǎn)。
2.2.1風(fēng)化殼巖溶型儲(chǔ)層
    四川盆地雷頂風(fēng)化殼儲(chǔ)層自中三疊世沉積以來，經(jīng)歷了沉積成巖-溶蝕-溶蝕充填等巖溶地質(zhì)作用，盆地緩慢的整體抬升以及較短的風(fēng)化剝蝕時(shí)間導(dǎo)致其溶蝕作用相對(duì)較弱。
    從LG地區(qū)及川中地區(qū)鉆探情況看，構(gòu)成該類儲(chǔ)層的巖性主要是顆粒白云巖、細(xì)粉晶白云巖和含膏?？啄嗑О自茙r，其中以顆粒白云巖最好。儲(chǔ)集空間有粒內(nèi)和粒間溶孔、晶間溶孔和膏?？准拔⒘芽p，如圖3所示。
 

    孔隙度主要分布在1%～5%，最大孔隙度為9.9%，平均孔隙度為3.22%，孔隙度大于3%的樣品占50.2%，滲透率大于0.1mD的樣品占41%，總體屬低孔、中滲儲(chǔ)層。該套儲(chǔ)層分布在風(fēng)化殼下50m范圍內(nèi)，其形成主要受微相和巖溶作用的控制。顆粒灘和白云巖坪是基礎(chǔ)，巖溶改造是關(guān)鍵，然而，巖溶作用是把“雙刃劍”，一方面可將儲(chǔ)層改造的更好，另一方面又將儲(chǔ)層改造的非均質(zhì)性更強(qiáng)。
2.2.2顆粒白云巖儲(chǔ)層
    該儲(chǔ)層主要巖性是砂屑白云巖、鮞粒白云巖、藻砂屑、藻團(tuán)塊白云巖，儲(chǔ)集空間主要是粒間孔、粒間溶孔，如圖4所示。
 

    對(duì)中壩80井301個(gè)樣品分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，孔隙度主要分布在3%～8%，最小為O.13%，最大孔隙度為25.3%，平均孔隙度為4.25%，孔隙度大于3%的樣品占54.4%，滲透率大于0.1mD的樣品占85%，優(yōu)于巖溶型白云巖儲(chǔ)層的物性條件。研究表明，該儲(chǔ)層受顆粒灘微相、回流滲透白云化及溶蝕作用的控制。其中，沉積微相是關(guān)鍵，臺(tái)緣灘壩顆粒巖單層厚度和累計(jì)厚度均較大，是最有利微相，如中46井顆粒巖累計(jì)厚度超過80m；此外，溶蝕作用對(duì)儲(chǔ)層孔滲改善值得關(guān)注，從青林1井巖心和薄片以及中80井薄片資料看，表生巖溶作用對(duì)殘余粒間孔進(jìn)行過改造，部分“粒間孔”可能是石膏充填物被完全溶蝕后的結(jié)果。
綜上所述，上述2套儲(chǔ)層的發(fā)育條件和區(qū)域分布不同，風(fēng)化殼型巖溶儲(chǔ)層受微相和巖溶作用的控制，縱向上分布在風(fēng)化殼下數(shù)十米范圍內(nèi)，平面上分布于有利巖相和有利巖溶古地貌單元疊合部位，初步預(yù)測(cè)LG-營山-西充-遂寧是勘探有利區(qū)，勘探面積約2×104km2；顆粒白云巖儲(chǔ)層主要受微相控制，雷一顆粒灘分布于川中磨溪-廣安地區(qū)，面積約1×104km2；雷三顆粒灘分布于龍門山前帶，面積約8000km2。
2.3 氣藏類型
    對(duì)已發(fā)現(xiàn)的雷口坡組氣藏進(jìn)行了解剖，結(jié)果表明雷口坡組存在構(gòu)造氣藏和構(gòu)造-巖性氣藏2種類型，中壩、臥龍河和磨溪?dú)馓飳贅?gòu)造氣藏，而LG雷四段氣藏為構(gòu)造-巖性氣藏。
2.3.1構(gòu)造氣藏
    對(duì)中壩、臥龍河和磨溪?dú)馓锏姆治鲲@示，其氣源來自下伏地層，普遍認(rèn)為與上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M有關(guān)，表現(xiàn)為天然氣中H2S含量高，與長興-飛仙關(guān)組氣藏類似；儲(chǔ)層為雷三段或雷一段顆粒白云巖，總體屬孔隙型層狀儲(chǔ)層，裂縫對(duì)產(chǎn)能有重要貢獻(xiàn)；圈閉類型為背斜或斷背斜，形成于印支末期-燕山期；深切斷裂溝通下伏氣源，構(gòu)成天然氣運(yùn)移的重要通道；膏鹽巖層作為直接蓋層，封堵條件優(yōu)越。
2.3.2構(gòu)造-巖性氣藏
    對(duì)LG雷四氣藏的研究顯示，其氣源來自上覆的須家河組煤系地層，表現(xiàn)為天然氣中不含或含微量的H2S，與須家河組氣藏相似；產(chǎn)層為雷四段第3小層，屬風(fēng)化殼巖溶成因的裂縫-孔洞型儲(chǔ)層；氣源由上向下“倒灌”或斷層對(duì)接及沿不整合面?zhèn)认蜻\(yùn)移成藏；上覆須家河組泥頁巖構(gòu)成區(qū)域性蓋層。
3 勘探方向
    研究和勘探揭示，雷口坡組頂部風(fēng)化殼和雷一、雷三段顆粒灘是有利勘探領(lǐng)域。針對(duì)風(fēng)化殼領(lǐng)域，大川中(包括LG和九龍山地區(qū))地區(qū)是近期勘探的重點(diǎn)方向(如圖5黃色和粉紅色區(qū)域)。主要理由如下：

    1) 大川中LG-營山-西充-遂寧地區(qū)較大面積殘存雷四段，以白云巖坪微相為主，具備風(fēng)化殼型巖溶儲(chǔ)層發(fā)育條件。
    2) 該區(qū)位于巖溶斜坡這樣有利的巖溶古地貌背景上，同時(shí)又處于雷口坡組地層剝蝕尖滅帶，有利于形成巖性地層圈閉。
    3) 該區(qū)緊靠川西須家河組生烴凹陷，其上覆有須家河組泥頁巖作區(qū)域性蓋層，下有雷三段膏巖作底部封堵層，具有良好的成藏條件。
    4) 該區(qū)目前是須家河組熱點(diǎn)勘探區(qū)域，在鉆探須家河氣藏的同時(shí)適當(dāng)加深就可揭露雷四段氣藏，因此該區(qū)可將須家河組和雷口坡組的勘探統(tǒng)籌考慮，實(shí)行立體勘探，增加勘探成功率。
    對(duì)于雷一段和雷三段顆粒灘領(lǐng)域(如圖6紅色區(qū)域)，當(dāng)前勘探應(yīng)集中于川西的龍門山前構(gòu)造帶，主要思路是中壩氣田之外找“中壩”。理由為：①該區(qū)域是雷三-雷四期臺(tái)地邊緣障壁灘壩發(fā)育帶，顆粒灘厚度大，有利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育；②該帶構(gòu)造比較發(fā)育，存在背斜圈閉，同時(shí)斷裂深切下伏地層，利于溝通烴源成藏；③該帶上覆須家河組泥頁巖發(fā)育，封閉條件好，有利于氣藏的保存。④存在與中壩類似的構(gòu)造帶，一旦突破，便可成帶展開，勘探效益好。此外，川中磨溪-廣安地區(qū)也具備雷一構(gòu)造氣藏形成條件，值得今后關(guān)注。
 

4 結(jié)論
    1) 中三疊世雷口坡期四川盆地為障壁蒸發(fā)漏湖沉積，由雷一-雷四期，膏鹽湖中心從川中南充地區(qū)，逐漸擴(kuò)大至簡陽，最后遷移至鹽亭蒲西地區(qū)，圍繞膏鹽湖分布白云巖坪及顆粒灘。
    2) 雷口坡組發(fā)育風(fēng)化殼巖溶型白云巖和顆粒白云巖2類儲(chǔ)層，前者分布在大川中地區(qū)，后者分布于川中磨溪廣安地區(qū)及龍門山前緣帶。
    3) 四川盆地雷口坡組存在構(gòu)造氣藏和巖性氣藏2種氣藏類型。雷口坡組頂部風(fēng)化殼和雷一、雷三段顆粒灘是有利勘探領(lǐng)域，大川中地區(qū)(包括LG和九龍山地區(qū))是風(fēng)化殼領(lǐng)域的主要勘探方向。
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(本文作者：周進(jìn)高1，2，3 辛勇光1，3 谷明峰1 張建勇1，3 郝毅1 李國軍1 倪超1 呂玉珍1 1.中國石油勘探開發(fā)研究院杭州地質(zhì)研究院；2.西南石油大學(xué)；3.中國石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)