川西地區(qū)雷頂不整合面巖溶縫洞型儲層特征與分布

鄧 強 宋曉波 何仕碧 王瓊仙 隆 軻 馮 霞

（1.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院 2.中國石化西南石油局第二物探大隊）

川西地區(qū)雷頂不整合面巖溶縫洞型儲層特征與分布

鄧 強1宋曉波1何仕碧2王瓊仙1隆 軻1馮 霞1

（1.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院 2.中國石化西南石油局第二物探大隊）

鉆井、錄井、測井及地震等資料表明，川西地區(qū)雷頂巖溶儲層巖性主要為粉—細晶白云巖、亮晶砂屑白云巖、藻屑砂屑白云巖等，孔隙類型以晶間溶孔、粒間溶孔、溶蝕擴大孔為主；優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育主要受到碳酸鹽巖白云巖化重結(jié)晶疊加早期暴露溶蝕和晚期深埋溶蝕作用的控制。巖溶儲層地震相表現(xiàn)為復合相位，斷續(xù)或連續(xù)分布，能量減弱，具有在高阻背景下的相對低阻特征。綜合預測認為，川西雷頂不整合面巖溶縫洞型儲層呈北東南西向展布，總體由東向西增厚，在川西探區(qū)文星—新場—馬井—金馬—鴨子河一帶最厚，大于50 m，最大可達80 m。圖11表1參9

川西地區(qū) 雷頂不整合面 巖溶縫洞型儲層

0 引言

川西坳陷海相地層發(fā)育多套優(yōu)質(zhì)烴源巖，油氣資源豐富，縱向上發(fā)現(xiàn)了多套生儲蓋組合［1］。目前，川西地區(qū)已成為中石化西南油氣分公司在四川盆地油氣勘探開發(fā)的重點地區(qū)（圖1），而海相碳酸鹽巖地層也已成為其油氣勘探的重要接替領(lǐng)域，其中尤以雷口坡組淺灘相顆粒白云巖、晶粒白云巖儲層因良好的孔滲性能，較大規(guī)模的分布、豐富的油苗、瀝青顯示以及在鄰區(qū)良好的勘探開發(fā)成果（中壩雷三氣藏、元壩、龍崗雷頂氣藏）最為顯著。特別是近期在川西新場構(gòu)造帶部署實施的CK1井、XCS1井在雷頂風化殼分別獲得86.8×104m3／d、68×104m3／d高產(chǎn)工業(yè)氣流，證實了川西雷口坡組頂“風化殼巖溶型儲層”氣藏存在，預示川西雷口坡組頂風化殼巖溶型儲層具有廣闊勘探前景。本文以新場構(gòu)造帶的發(fā)現(xiàn)井為突破口，從沉積、儲層、成巖等方面深化認識雷頂巖溶儲層特征及儲層發(fā)育主控因素，并對區(qū)內(nèi)有利儲集區(qū)進行了預測，為川西海相油氣進一步勘探開發(fā)提供強有力的科學依據(jù)。

1 地質(zhì)特征

中三疊世沉積時，四川盆地為陸表海沉積環(huán)境，沉積了雷口坡組和天井山組碳酸鹽巖海相地層。中三疊世末，受印支早期運動影響，四川盆地整體抬升，已有研究資料表明，區(qū)域上有近10個百萬年的沉積間斷，因此盆地遭受了不同程度的剝蝕，其中天井山組在川西大部分地區(qū)剝蝕殆盡，雷口坡組部分地層在“瀘州古隆起”核部也被剝蝕殆盡［2］，總體上剝蝕厚度由東向西減薄。長期暴露剝蝕、淋濾為雷口坡組頂面古巖溶形成創(chuàng)造了條件。晚三疊世川西地區(qū)又一次大規(guī)模海侵，沉積了馬鞍塘組灰?guī)r和砂泥巖（圖2）。

圖1 研究區(qū)位置略圖

圖2 川西中上三疊統(tǒng)地層綜合柱狀圖

2 沉積特征

早中三疊世，上揚子西北緣克拉通具“鑲邊”碳酸鹽臺地沉積特征，發(fā)育臺緣淺灘和臺內(nèi)淺灘；中晚三疊世之交，隨著古特提斯洋逐步關(guān)閉，川西地區(qū)克拉通及其周緣盆地逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍瓣懪璧?，沉積格架由“鑲邊”碳酸鹽臺地沉積轉(zhuǎn)變?yōu)檫h端變陡緩坡沉積楔。拉丁期末（天井山期），“印支早期運動”使地臺整體隆升，海水退出上揚子臺地，中三疊統(tǒng)碳酸鹽普遍受到剝蝕和“喀斯特”化，形成區(qū)域不整合面［3］。

雷四時研究區(qū)仍處于鑲邊碳酸鹽臺地沉積環(huán)境［4］，自龍門山映秀—北川斷裂向東沉積相帶依次為臺地邊緣淺灘相、局限—蒸發(fā)臺地在寶興—彭州—德陽—綿陽—馬角壩—北川通口—漢旺—都江堰一帶發(fā)育的臺緣灘及灘間亞相，縱向上，雷四時早期，蒸發(fā)作用最為強烈，在川西坳陷一帶形成了一個大鹽湖，以厚大膏鹽沉積為主，夾部分深色微晶白云巖（圖3）；雷四中晚期，蒸發(fā)作用逐漸減弱，迎來了雷口坡期最后一次海侵，海水逐漸淡化，以瀉湖、潮坪、藻砂屑灘等亞相沉積為主（圖4），由膏鹽巖－微晶白云巖互層組合向上變化為以微晶白云巖為主，偶夾膏巖，再向上為微晶白云巖、灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、（藻屑）砂屑灰?guī)r組合。

3 不整合面特征

雷口坡組在區(qū)域上分為四個巖性組合，鉆井揭示雷頂不整合面巖溶儲層十分發(fā)育，雷四段按巖性可分為下、中、上三個亞段（圖5），從西向東南，上亞段地層遭到不同程度的剝蝕，在CH100井以東南附近被剝蝕尖滅；從地震剖面可以看出，沿馬鞍塘組（T6）拉平發(fā)現(xiàn)，同相軸削截現(xiàn)象明顯（圖6），表明該地層沉積以后經(jīng)歷過強烈的構(gòu)造運動而遭受剝蝕，雷口坡組與上覆地層接觸面為一區(qū)域性的不整合面。

圖3 川西地區(qū)雷口坡組四段中－上亞段沉積相圖

圖4 川西地區(qū)雷口坡組段下亞段沉積相圖

表生巖溶又稱風化殼巖溶。其發(fā)育與重大的海平面下降或構(gòu)造運動造成的沉積區(qū)大面積暴露有關(guān)，

常常是地層學中的主要不整合面。地質(zhì)歷史記錄中的古風化殼巖溶主要是根據(jù)其廣泛存在的侵蝕不整合、地下巖溶作用及伴生的孔洞系統(tǒng)、內(nèi)部充填物的特征等加以識別的［5］。川西地區(qū)在鉆井過程中出現(xiàn)了井漏、鉆具放空等現(xiàn)象，巖心和薄片中，也發(fā)現(xiàn)褐色方解石晶體，懸垂狀、等厚環(huán)邊膠結(jié)及溶蝕孔、洞被滲流粉砂（圖7a）、溶塌角礫（圖7b）充填等古表生巖溶標志。表明雷頂經(jīng)歷了強烈的風化巖溶作用。綜合上述研究顯示，雷頂不整合面古巖溶在川西地區(qū)普遍存在。

圖5 川西地區(qū)雷四段中上部古巖溶特征

圖6 川西地區(qū)雷口坡組頂連井地震剖面圖

圖7 川西地區(qū)雷四段中上部古巖溶特征

4 儲層特征

發(fā)生于中三疊世末的印支早期運動使得上揚子地區(qū)整體抬升暴露，并遭受了不同程度的剝蝕和大氣淡水淋濾，形成了中三疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)之間的區(qū)域不整合面溶蝕縫洞型巖溶儲層，據(jù)統(tǒng)計雷口坡組頂（雷四段）不整合巖溶縫洞型儲層段累厚約40～80 m，從距雷頂0～5 m以下開始發(fā)育，最深可達雷頂以深136 m。

4.1 巖石學特征

據(jù)新場構(gòu)造帶的CK1井、XQS1井、XCS1井三口鉆井揭示：雷口坡組頂部及雷四段上部巖溶型儲層巖性主要為砂屑白云質(zhì)灰?guī)r（圖8a）、灰質(zhì)白云巖（圖8b）、粉—細晶白云巖（圖8c）、微晶藻砂屑灰?guī)r、亮晶砂屑白云巖、藻團塊泥晶白云巖。川中龍崗地區(qū)雷四段上部巖性為泥晶灰?guī)r、泥粉晶藻屑—含藻屑云巖、泥粉晶云巖互層，厚度50～70 m，對比發(fā)現(xiàn)龍崗雷四段上部儲層晶粒較川西地區(qū)細。勘探結(jié)果證實，川西雷四段上部粉—細晶白云巖、亮晶砂屑白云巖為儲層發(fā)育的最有利巖性。

圖8 川西地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組四段巖心照片

4.2 儲集空間類型

巖心及鑄體薄片觀察表明，川西地區(qū)雷四段儲層孔隙類型主要有：晶間溶孔、晶間孔（圖9a）、溶縫、溶蝕擴大孔（圖9b、圖9c）、裂縫和粒間溶孔等，溶孔大小0.05～2 mm，溶縫0.01～1.5 mm。XQS1井5712～5723 m（雷四段上部）的24個儲層樣品中有45.8%的樣品，面孔率達5%～15%（圖9b）；另據(jù)XQS1井和XCS1井巖心觀察，溶蝕孔、洞、縫較發(fā)育，尤其以XCS1井第三、四回次巖心溶蝕孔洞發(fā)育最佳，溶蝕孔、洞多呈蜂窩狀分布，部分溶洞大小達2 mm以上。其中第四回次（第一儲層段下部）巖心取心率僅為5%。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)育溶洞67個（圖9d），洞密度195.7～314.3個／m，均為小洞，形狀為近圓形，大小2×2～3×4 mm，部分被方解石充填；溶孔普遍可見，孔徑0.1～1.0 mm，最大1.8 mm，部分溶孔被方解石充填。裂縫發(fā)育，縫密度13～26條／m，縫長40～160 mm，縫寬0.2～1.2 mm，多為中縫，連續(xù)—半連續(xù)，部分被方解石半充填；龍崗地區(qū)雷四段儲層孔隙類型主要為粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、生物體腔孔、生物鑄?？椎?，溶蝕洞、縫欠發(fā)育（圖9e、圖9 f）。

圖9 雷口坡組四段儲層孔隙特征

4.3 物性特征

通過對CK1井、XCS1井、XQS1井雷四段中上亞段巖溶儲層取心實測物性及測井解釋資料統(tǒng)計表明（表1）：CK1井雷四中上亞段儲層段測井解釋孔隙度2.6%～10.5%，平均孔隙度5.21%，滲透率0.01～0.95 mD，平均滲透率0.73 mD；XCS1井雷四段采集樣品32塊（產(chǎn)層段11塊），儲層平均孔隙度6.11%（圖10a，圖10b），產(chǎn)層段平均孔隙度10.1%，儲層平均滲透率3.06 mD，產(chǎn)層段平均滲透率10.1 mD；XQS1井雷四上亞段采集樣品14塊（測錄井顯示段7塊），儲層平均孔隙度5.17%，測井顯示段平均孔隙度9.19%，儲層平均滲透率0.54 mD（圖10c，d），測井顯示層段平均滲透率1.05 mD。龍崗19井雷四3亞段上部120個巖心樣品，孔隙度為0.58%～6.71%，儲層平均孔隙度為3.44%。對比表明川西地區(qū)雷四上亞段孔滲性優(yōu)于龍崗地區(qū)同層段儲層。

表1 雷口坡組四段實測（測井）孔隙度和滲透率統(tǒng)計表

圖10 雷口坡組四段儲層孔隙度、滲透率頻率直方圖

4.4 儲層發(fā)育主控因素

海相碳酸鹽巖層系發(fā)育的儲層非均質(zhì)性強、孔隙系統(tǒng)復雜，主要受沉積作用、成巖作用、古地貌、古水文系統(tǒng)、構(gòu)造作用等影響和控制。儲層綜合研究認為，雷口坡期川西地區(qū)整體沉積構(gòu)造背景相似，雷頂巖溶縫洞型儲層主要受巖性組合、碳酸鹽巖白云巖化重結(jié)晶＋早期暴露溶蝕＋晚期深埋溶蝕及古地貌［6］共同控制。

雷四時發(fā)育的淺灘相顆粒碳酸鹽巖與局限臺地瀉湖相微晶白云巖、灰質(zhì)白云巖等為巖溶孔隙型儲層的發(fā)育提供了有利的巖性基質(zhì)；而后期白云石化重結(jié)晶作用大大改善了儲層的基質(zhì)，為巖溶型儲層的形成提供了巖性基礎(chǔ)。

碳酸鹽巖的可溶程度與巖石性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同類型的碳酸鹽巖決定了其自身的可溶性［7］，由于長期暴露剝蝕，印支不整合面附近形成了大量古表生巖溶孔縫（圖7a、圖7b），為晚期深埋溶蝕再度形成孔縫發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲層提供了有利條件。

長期勘探實踐證明，儲層物性與微古地貌相對高基本呈正相關(guān)關(guān)系，高程越高，物性越好，反之則越差［8］，川西地區(qū)整體處于對古巖溶儲層發(fā)育最有利的巖溶大斜坡部位，而由于局部微古地貌的差異，儲層發(fā)育程度也有所不同（圖11），3口井的物性統(tǒng)計結(jié)果（表1）也與此特征吻合。

川西雷頂儲層在經(jīng)歷古表生巖溶形成大量溶蝕孔、洞、縫后，進一步得到了深埋溶蝕，通過溶蝕孔洞充填的方解石晶體中鹽水包裹體分析，均一溫度在變化范圍在115～145℃之間，以地溫梯度3℃／100 m＋地表溫度25℃計算，川西地區(qū)雷頂深埋溶蝕作用大約在3000～4000m埋深左右，研究發(fā)現(xiàn)，溶蝕孔洞主要發(fā)育在白云巖中，孔隙不受結(jié)構(gòu)控制，認為儲層后期受到埋藏溶蝕作用的進一步改造，才形成現(xiàn)今優(yōu)質(zhì)溶蝕孔縫型儲層。同時在部分溶蝕孔縫中見瀝青充填，推斷埋藏溶蝕與埋藏期油氣充注、有機酸溶蝕有關(guān)。

圖11 川西晚三疊世沉積前微古地貌預測圖

5 有利儲集區(qū)帶分布

由于海相碳酸鹽巖與陸相碎屑巖之間具有強波阻抗界面，形成強振幅反射，而碳酸鹽巖內(nèi)部波阻抗差異較小，則形成弱振幅反射；因此，川西地區(qū)雷頂不整合面含氣性較好的儲層與圍巖相比，差異較明顯，具有相對低速、低波阻抗特征［7－8］。根據(jù)CK1井、XCS1井、XQC1井實鉆分析表明，巖溶儲層發(fā)育帶有利地震相表現(xiàn)為復合相位，斷續(xù)或連續(xù)分布，有別于不整合面下膏鹽巖與白云巖互層分布區(qū)儲層地震相，主要表現(xiàn)為T6能量減弱或在之下出現(xiàn)透鏡狀第二相位；波阻抗剖面表現(xiàn)為高阻背景下的相對低阻特征；而古地貌條件是影響巖溶型儲層分布的主要控制因素之一［7，9］，不同部位，儲層發(fā)育程度差異較大；因此，本文綜合地震相分析、微古地貌及有利巖相等分析結(jié)果，綜合預測該區(qū)雷頂不整合面巖溶縫洞型儲層的空間展布規(guī)律，結(jié)果表明，該套儲層在川西探區(qū)內(nèi)均有分布，但厚度變化較大，總體由東向西增厚，在川西探區(qū)文星—新場—馬井—金馬—鴨子河一帶最厚，大于50 m，最大可達80m，呈北東南西向展布。

6 結(jié)論

（1）地層對比、地震剖面、鉆井取心、井下薄片資料綜合研究表明，川西地區(qū)雷口坡組地層存在暴露剝蝕，該區(qū)雷頂遭受不同程度的剝蝕，具有發(fā)育巖溶縫洞型儲層物質(zhì)基礎(chǔ)。

（2）川西地區(qū)雷四中上亞段儲集空間類型主要為晶間溶孔、粒間溶孔、溶蝕擴大孔，其次為溶縫、晶間孔、裂縫等，儲層原生孔隙物性受沉積微相控制。

（3）雷四時淺灘相顆粒碳酸鹽巖與局限臺地瀉湖相白云巖為優(yōu)質(zhì)儲層奠定了基礎(chǔ)，碳酸鹽巖白云巖化重結(jié)晶疊加早期暴露溶蝕和晚期深埋溶蝕是后期儲層改造的關(guān)鍵。

（4）川西雷頂不整合面巖溶縫洞型儲層呈北東南西向展布，總體由東向西增厚，在川西探區(qū)文星—新場—馬井—金馬—鴨子河一帶最厚，大于50 m，最大可達80 m。

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（修改回稿日期 2013－08－06 編輯 王曉清）

鄧強，男，1979年出生，碩士；從事石油地質(zhì)工作。地址：（610017）成都市高新區(qū)吉泰路688號中國石化西南科研基地勘探開發(fā)研究院勘探三所。電話：18608108921。E－mail：dengq58＠163.com