川西南蓮花山地區(qū)雷三段儲(chǔ)層特征與天然氣勘探潛力

劉 柏 王旭麗 辛榮躍 樊仕海 孫志昀 田云英 唐 明

（中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦，四川 江油 621709）

0 引言

中三疊統(tǒng)雷口坡組一直都是四川盆地的重點(diǎn)勘探層系之一，由底至頂分為雷一段、雷二段、雷三段和雷四段[1]，已發(fā)現(xiàn)中壩、磨溪等3個(gè)氣田以及觀音場(chǎng)、龍崗等多個(gè)含氣構(gòu)造，產(chǎn)層主要發(fā)育在雷一段、雷三段及雷四段的頂部[1-5]，發(fā)育顆粒灘、顆粒灘+巖溶兩類儲(chǔ)層[6-9]。近年來，川西中部地區(qū)CK1井、PZ1井和YS1井雷口坡組相繼獲得突破[10]，估算雷口坡組烴源巖形成的可供聚集的天然氣資源量超過1.1×1012m3[11]，川西南部地區(qū)GK003-5井和XT1井雷四段獲工業(yè)氣流，進(jìn)一步揭示出該盆地雷口坡組巨大的天然氣勘探潛力。

1 沉積特征

川西南部地區(qū)雷口坡組沉積時(shí)期總體表現(xiàn)為環(huán)境閉塞、沉積水體淺的特征，以局限臺(tái)地—蒸發(fā)臺(tái)地相為主。由于周邊造山帶構(gòu)造隆升、擠壓的影響，尤其是東南面江南古陸的隆升、雪峰古陸的急劇升起并向西北推覆、瀘州—開江水下隆起形成的影響，臺(tái)地整體由西高東低逐漸演化為東高西低的古地理格局。中三疊世末，受印支運(yùn)動(dòng)影響，四川盆地整體抬升，形成了區(qū)域性不整合面，雷四段遭受過不同程度的剝蝕[12-13]；雷四段頂部顆粒灘+巖溶儲(chǔ)層沿龍門山山前帶展布，主要分布于霧中山、高家場(chǎng)、灌口、桑園及白馬廟地區(qū)，雷三段顆粒灘多分布于霧中山—高家場(chǎng)—蓮花山—周公山一帶（圖1）。

圖1 川西南部地區(qū)雷三段沉積相平面展布圖

川西南部地區(qū)雷三段沉積期巖性以淺灰—灰白色藻屑、砂屑白云巖、云質(zhì)灰?guī)r及灰質(zhì)云巖為主?？拷堥T山前緣帶雷三段下部為褐灰色粗粉晶殘余砂屑藻團(tuán)粒白云巖，中部為褐灰色粗粉晶殘余藻團(tuán)粒白云巖互層，向上漸變?yōu)闇\褐灰色針孔白云巖夾隱晶—微晶白云巖，頂部為淺灰—褐灰色細(xì)粉晶白云巖與藻團(tuán)粒白云巖互層。

2 儲(chǔ)層特征

蓮花山地區(qū)雷口坡組發(fā)育蒸發(fā)臺(tái)地—局限臺(tái)地相。雷一段和雷二段巖性為泥質(zhì)白云巖、膏質(zhì)白云巖和膏巖間互沉積，沉積顏色淺、含泥質(zhì)重、反映水體淺、水動(dòng)力條件弱，主要發(fā)育潮間坪、潮下坪亞相，雷二段上部巖性為灰?guī)r，為潮下坪的灰坪沉積；雷三段巖性以藻屑、砂屑白云巖及灰質(zhì)白云巖為主，水體變深，水動(dòng)力條件變強(qiáng)，是重要的成灘期，以砂屑灘微相為主，為儲(chǔ)層的主要發(fā)育段；雷四段巖性以大套膏巖夾薄層膏質(zhì)白云巖為主，主要發(fā)育蒸發(fā)潮坪—潮間坪，根據(jù)其受潮汐的影響程度和沉積產(chǎn)物可劃分為膏坪夾云坪、薩布哈、膏云坪等沉積微相（圖2）。

2.1 巖石學(xué)特征

蓮花山地區(qū)雷三段巖性主要發(fā)育含泥質(zhì)白云巖、膏質(zhì)白云巖、藻屑白云巖、砂屑白云巖及灰質(zhì)白云巖（圖3），儲(chǔ)層主要為藻屑和砂屑白云巖。砂屑白云巖的顆粒以砂礫屑為主，砂屑和礫屑均由泥粉晶白云石組成，其中砂屑分布較均勻。白云石普遍具重結(jié)晶現(xiàn)象，溶蝕孔隙發(fā)育。粒間多被亮晶白云石、膏質(zhì)和云泥基質(zhì)及硅質(zhì)組分半充填和全充填，經(jīng)過強(qiáng)白云石化和重結(jié)晶作用改造的顆粒白云巖僅見顆粒殘余結(jié)構(gòu)。藻屑白云巖的藻屑由藍(lán)綠藻粘結(jié)泥—粉屑白云石顆粒構(gòu)成，藻類可局部相互粘連構(gòu)成粘連結(jié)構(gòu)，顏色以褐灰、灰黑色為主，多呈薄層狀和透鏡狀。孤立藻團(tuán)塊之間多由粉晶白云巖構(gòu)成，顏色相對(duì)較淺，晶粒大小也較藻團(tuán)塊粗。粘連的藻團(tuán)塊之間多由亮晶方解石、白云石或膏質(zhì)充填，后經(jīng)溶蝕作用形成較多的藻粘連格架孔。

2.2 儲(chǔ)層物性特征

圖2 蓮花山地區(qū)LT1井雷口坡組沉積相柱狀圖

蓮花山地區(qū)LH2井雷三段取心段位于非儲(chǔ)層段，根據(jù)14個(gè)孔隙度分析樣品顯示，孔隙度最大值為1.89%，平均值僅為0.98%。川西北部中壩地區(qū)多口井在雷三段儲(chǔ)層段進(jìn)行取心，其616個(gè)孔隙度分析樣品中最大可達(dá)14.78%，平均值為3.88%；257個(gè)滲透率分析樣品中最大值為45.70 mD，平均值為2.08 mD。蓮花山地區(qū)LH2井、LT1井測(cè)井評(píng)價(jià)孔隙度分別為3.1%、4.7%，表明儲(chǔ)集性能優(yōu)越。

圖3 蓮花山地區(qū)雷口坡組不同類型白云巖顯微特征圖

2.3 儲(chǔ)集空間類型

微觀薄片顯示，雷三段砂屑、藻屑白云巖和粉晶白云巖中孔隙相對(duì)較發(fā)育，孔隙類型以溶蝕孔和晶間溶孔較多見，局部發(fā)育微裂縫（圖4）。

1）溶蝕孔包括粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔及鑄模孔。粒間溶孔往往具有較好的孔隙度和滲透率，是雷口坡組重要的儲(chǔ)集空間類型，分布于砂屑白云巖、藻屑白云巖顆粒之間，粒緣及膠結(jié)物被溶蝕而成，呈不規(guī)則港灣狀，連通性好。粒內(nèi)溶孔顆粒以砂屑、礫屑、藻砂屑、生屑為主，主要分布于白云石、方解石等亮晶膠結(jié)的顆粒云巖內(nèi)，孔隙形態(tài)不規(guī)則，少數(shù)被石膏、自生石英或方解石所充填。鑄?？最w粒多為砂屑、生屑、鮞粒或石膏，這類孔隙的形成與選擇性溶蝕作用有關(guān)；孔隙多呈圓形—次圓形，孔徑為0.05～0.10 mm，見少量滲流粉砂充填或石英半充填至全充填。

圖4 蓮花山地區(qū)雷三段儲(chǔ)集空間類型圖

2）晶間溶孔是一種次生溶蝕孔隙，它主要發(fā)育在白云巖中，是由于酸性水沿晶間孔運(yùn)移并產(chǎn)生溶蝕而形成的，使自形晶白云石的晶體形態(tài)變得不規(guī)則，并顯示出溶蝕港灣狀，孔隙形態(tài)極不規(guī)則，主要分布于泥粉晶白云巖和粉晶白云巖中，是區(qū)內(nèi)主要的儲(chǔ)集空間類型之一。受印支期風(fēng)化和喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，雷口坡組微裂縫發(fā)育，為一種重要的儲(chǔ)集空間類型和流體滲流通道，局部見溶蝕現(xiàn)象。

3 勘探潛力分析

許國(guó)明（2013）等人經(jīng)過多年對(duì)雷口坡組氣藏?zé)N源的對(duì)比分析，認(rèn)為四川盆地雷口坡組為混源成藏，烴源主要來源于上二疊統(tǒng)煤系地層[12，14-16]，部分來自于須家河組一段，同時(shí)雷口坡組發(fā)育的富藻碳酸鹽巖亦具有主要的補(bǔ)充作用[11，17]。川西地區(qū)須家河組暗色泥頁巖有機(jī)質(zhì)豐度均大于1.4%，高者可達(dá)4.4%，生烴強(qiáng)度介于（70～90）×108m3/km2，蓮花山地區(qū)須一段發(fā)育的灰黑色頁巖、黑色頁巖為主要烴源巖，其厚度為48.1～54.8 m，烴源條件優(yōu)越。

蓋層的好壞直接影響油氣在儲(chǔ)集層中的聚集和保存。常見的蓋層有泥巖、頁巖、膏巖和致密灰?guī)r，其中膏巖的抗壓強(qiáng)度最小、硬度較低、塑性系數(shù)最大，為最好的蓋層。上覆雷四段發(fā)育近100 m的膏巖，為雷三段成藏提供了良好的封蓋條件。根據(jù)蓋層阻止油氣運(yùn)移的方式，可把蓋層的封閉機(jī)理分為物性封閉、異常壓力封閉和烴濃度封閉[18]。川西南部地區(qū)巖心物性顯示膏巖平均孔隙度為1.7%，平均滲透率為1.6×10-5mD，表明研究區(qū)主要為物性封閉。結(jié)合斷層封閉分析可知，雷三段具備良好的封蓋條件。

蓮花山地區(qū)雷三段藻屑、砂屑白云巖厚度約50 m，儲(chǔ)集空間發(fā)育，鉆井過程中多次發(fā)生井漏，表明儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能優(yōu)越。同時(shí)，該區(qū)發(fā)育多個(gè)潛伏高點(diǎn)，其累計(jì)面積為66.54 km2，閉合高度均大于570 m，為油氣儲(chǔ)集的良好場(chǎng)所。區(qū)內(nèi)多條斷層斷至雷口坡組，使得下盤須一段泥頁巖與上盤雷三段灘相儲(chǔ)層有效對(duì)接，有利于須一段生成的烴源巖側(cè)向運(yùn)移至雷三段聚集成藏（圖5）。具有相似成藏模式的新場(chǎng)、灌口等地區(qū)雷四氣藏以及中壩地區(qū)雷三氣藏均獲得良好的產(chǎn)氣效果，新場(chǎng)地區(qū)CK1井、灌口地區(qū)GK003-5井測(cè)試均獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，中壩構(gòu)造雷三氣藏提交探明地質(zhì)儲(chǔ)量86.3×108m3[19]。

圖5 蓮花山地區(qū)雷三段烴源、儲(chǔ)層匹配模式圖

綜合分析認(rèn)為，蓮花山地區(qū)須家河組烴源巖發(fā)育，氣源豐富；以溶蝕孔及晶間溶孔為主要儲(chǔ)集空間的白云巖，測(cè)井平均孔隙度為4.2%，儲(chǔ)集性能優(yōu)越；烴源巖與儲(chǔ)層側(cè)向?qū)樱卤P須一段烴源巖生成的油氣通過斷層側(cè)向運(yùn)移至上盤雷三段聚集成藏，顆粒灘控制面積超過170 km2，其天然氣資源量達(dá)到250×108m3，勘探潛力大。

4 結(jié)論

1）川西南部地區(qū)雷口坡組以蒸發(fā)臺(tái)地—局限臺(tái)地沉積為主，雷四段遭受過不同程度的剝蝕，雷三段為重要的成灘期，發(fā)育藻砂屑灘，平面上分布在霧中山—高家場(chǎng)—蓮花山—周公山一帶。

2）蓮花山地區(qū)雷三段顆粒灘巖性為大套砂屑、藻屑白云巖，溶蝕孔及晶間溶孔發(fā)育，局部存在微裂縫，儲(chǔ)集性能優(yōu)越。

3）蓮花山地區(qū)雷三段儲(chǔ)層與下盤須家河組烴源巖側(cè)向?qū)虞^好，生成的烴源巖可通過斷層面?zhèn)认蜻\(yùn)移至上盤雷三段聚集成藏，顆粒灘控制范圍內(nèi)資源豐富，其豐度為1.47×108m3/km2，為下一步天然氣勘探開發(fā)的有利區(qū)。