四川盆地自貢區(qū)塊茅口組巖溶儲(chǔ)層發(fā)育特征及其主控因素

王國(guó)鋒 張大偉 鄧守偉 楊 光 宋文禮

中國(guó)石油吉林油田公司

0 引言

自貢區(qū)塊位于四川盆地西南部，構(gòu)造主體處于川西南低褶構(gòu)造帶自貢低褶構(gòu)造，面積達(dá)2 838.46 km2，中二疊統(tǒng)茅口組埋深2 100～4 200 m，巖溶儲(chǔ)層發(fā)育，普遍見(jiàn)油氣顯示，多井獲工業(yè)氣流，局部已效益開(kāi)發(fā)。目前，研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的巖溶型氣藏以巖溶縫洞型、巖溶裂縫型氣藏為主，巖溶古地貌對(duì)巖溶儲(chǔ)層發(fā)育特征及其分布規(guī)律具有顯著的控制作用，巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非均質(zhì)性、巖溶縫洞填充程度較高，巖溶縫洞之間的連通性較差，巖溶儲(chǔ)層的產(chǎn)量遞減速率較快等特點(diǎn)[1]。從巖溶氣藏的分布來(lái)看，自貢區(qū)塊乃至于整個(gè)川南地區(qū)茅口組已發(fā)現(xiàn)的巖溶氣藏主要集中在正向構(gòu)造或斷裂帶附近，而在斜坡區(qū)和負(fù)向構(gòu)造帶中，勘探程度較低。隨著“突破斷裂探索儲(chǔ)集層新類型，跳出構(gòu)造尋找勘探新區(qū)帶”勘探思路的提出，在云錦、合江—廟高寺、迴龍場(chǎng)向斜的南端等向斜區(qū)的孔隙—孔洞型巖溶儲(chǔ)層中獲得重大突破，揭示了向斜區(qū)巖溶儲(chǔ)層巨大的勘探潛力[2-3]。正向構(gòu)造或斷裂帶附近、斜坡區(qū)和負(fù)向構(gòu)造帶中的巖溶儲(chǔ)層發(fā)育和分布規(guī)律，以及巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素等均需要進(jìn)一步深入研究。通過(guò)對(duì)自貢區(qū)塊的構(gòu)造、沉積以及巖溶古地貌特征的分析，結(jié)合鉆井揭示的巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育特征，總結(jié)分析研究區(qū)巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素和巖溶儲(chǔ)層的分布規(guī)律，以期指導(dǎo)自貢區(qū)塊乃至于整個(gè)四川盆地茅口組巖溶型氣藏的勘探。

1 地質(zhì)背景

自貢區(qū)塊茅口組斷層較發(fā)育，以北東—南西向斷層為主，北西—南東向斷層也有一定發(fā)育，整體構(gòu)造起伏較大，形成一系列軸向?yàn)槟衔鳌睎|向隆凹相間排列的褶皺構(gòu)造帶，形成了興隆場(chǎng)、觀音場(chǎng)、孔灘、鄧井關(guān)、青杠坪、青山嶺以及斗觀山等背斜構(gòu)造。二疊紀(jì)早期全球性海侵，四川盆地全面沉降并接受沉積，茅口組沉積期，海侵自北西方向進(jìn)入盆地形成海槽，全盆地接受沉積[4-5]，自貢區(qū)塊茅口組主要發(fā)育開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境，海相碳酸鹽巖沉積厚度達(dá)125～380 m[4]。茅口組沉積期后，在東吳運(yùn)動(dòng)的影響下，整個(gè)四川盆地大部分地區(qū)隆升出露并遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕作用，形成了大陸型早成巖期層控巖溶系統(tǒng)[5-6]。

1.1 斷裂構(gòu)造特征

自貢區(qū)塊由于經(jīng)歷了晚二疊世末期的東吳構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成一系列近平行分布相間排列的軸向?yàn)槟衔鳌睎|向的背斜構(gòu)造，斷層多沿著背斜構(gòu)造的軸部密集發(fā)育，走向多為北東向，傾向?yàn)槲鞅?。研究區(qū)茅口組斷層多為逆斷層，斷層的規(guī)模較大，斷距普遍較大，平均最大垂直斷距達(dá)37.76 m，其中觀2井附近的qs16斷層的最大垂直斷距達(dá)670 m。北東—南西向的斷層主要分布于北東—南西向的背斜構(gòu)造帶上，形成4個(gè)斷裂帶，即自流井—唐家壩—觀音場(chǎng)斷裂帶、興隆場(chǎng)—孔灘—李場(chǎng)斷裂帶、鄧井關(guān)—青杠坪斷裂帶以及青山嶺—斗觀山斷裂帶。另外，在北東—南西向的斷層近垂直的方向上發(fā)育了沿興隆場(chǎng)—鄧先關(guān)向的北西—南東向的斷裂帶（圖1）。從斷裂帶茅口組地層水礦化度來(lái)看，北西—南東向走向斷裂帶附近的鉆井中茅口組礦化度介于32～57 mL/L，明顯高于北東—南西走向斷裂帶地層水的礦化度（1.29～26.04 mL/L），主要原因是北西—南東向走向斷裂帶斷入到下三疊統(tǒng)嘉陵江組膏巖層，膏巖的溶蝕提升了地層水礦化度。北西—南東走向的興隆場(chǎng)—鄧先關(guān)斷裂帶上的斷層在三疊紀(jì)末期受構(gòu)造應(yīng)力的作用下，斷層對(duì)先期形成的油氣藏進(jìn)行調(diào)整，使得該斷裂帶天然氣多成藏于嘉陵江組；而北東—南西走向斷裂帶基本形成于茅口組末期，后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)其影響有限[7-8]。

圖1 自貢區(qū)塊茅口組頂界面構(gòu)造簡(jiǎn)圖

1.2 沉積環(huán)境特征

自貢區(qū)塊茅口組沉積早期海侵期能量較低，中期（茅二b—茅三時(shí)期）海退高位域水體能量相對(duì)較強(qiáng)，規(guī)模臺(tái)內(nèi)灘相繼承性發(fā)育，晚期受東吳運(yùn)動(dòng)影響遭受大規(guī)模剝蝕。茅口組沉積期以開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境為特征，水體較淺，氣候溫和，生物大量繁殖，隨著生物代謝并在波浪作用下形成大面積分布的生物碎屑顆粒灘沉積[4,9-10]。結(jié)合茅口組的地層劃分、巖性組合特征，初步識(shí)別出了臺(tái)內(nèi)洼地、淺水開(kāi)闊臺(tái)地兩種主要的沉積環(huán)境，其中淺水開(kāi)闊臺(tái)地中常見(jiàn)顆粒灘沉積，包括高能灘和低能灘兩種類型[11-12]（圖2）。從剖面上來(lái)看，茅口組的顆粒灘主要發(fā)育于茅二b亞段和茅三段沉積時(shí)期，其中茅二b亞段的顆粒灘主要發(fā)育于東北部，且以高能灘為主，灘體較為連續(xù)，研究區(qū)南部灘體相對(duì)欠發(fā)育，僅發(fā)育小面積低能灘，灘體連續(xù)性較差。茅三段沉積時(shí)期，顆粒灘基本覆蓋整個(gè)研究區(qū)，且為高能灘。茅口組沉積時(shí)期相對(duì)發(fā)育的顆粒灘沉積，特別是茅二b亞段和茅三段大面積發(fā)育的高能灘沉積為巖溶作用提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)[13-16]。

圖2 自貢區(qū)塊茅口組茅二b亞段和茅三段沉積相分布圖

2 巖溶儲(chǔ)層發(fā)育特征

根據(jù)茅口組巖心觀察及測(cè)井特征，巖溶儲(chǔ)層可劃分為巖溶孔隙型、巖溶縫洞型、巖溶裂縫型3種儲(chǔ)集空間類型（圖3）。巖溶裂縫型儲(chǔ)層主要以未充填的裂縫為儲(chǔ)集空間，巖心上可見(jiàn)明顯裂縫，部分裂縫由方解石填充，在測(cè)井上呈現(xiàn)出低自然伽馬、低密度（微幅度減?。⒏呗暡〞r(shí)差和高補(bǔ)償中子，電阻率常見(jiàn)局部負(fù)向“跳尖”現(xiàn)象，雙側(cè)向電阻率呈小幅度正差異或無(wú)差異，常伴有鉆井液漏失現(xiàn)象，孔隙度表現(xiàn)為低—較低的特征，在生產(chǎn)曲線上多表現(xiàn)為初產(chǎn)較低、產(chǎn)量遞減速度較快的特征。巖溶縫洞型儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間為直徑較大的溶蝕洞穴，裂縫穿過(guò)溶洞在巖心上表現(xiàn)出由裂縫連通的串珠狀儲(chǔ)集空間，鑄體薄片中也可見(jiàn)透鏡狀、相對(duì)定向排列的溶蝕孔或溶洞，在鉆井中也常見(jiàn)放空、井漏、井噴等現(xiàn)象，在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為井徑擴(kuò)大，自然伽馬呈現(xiàn)低值，補(bǔ)償中子增大，補(bǔ)償聲波不變或者大幅增大，電阻率均中低值，呈箱型或鋸齒狀降低，雙側(cè)向電阻率呈小幅度正差異，這類儲(chǔ)層在生產(chǎn)上初期產(chǎn)能下降速度較快，在中后期能維持穩(wěn)產(chǎn)。巖溶孔隙型儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間以溶孔為主，常發(fā)育于生物碎屑、砂屑灘相對(duì)發(fā)育的儲(chǔ)層中，多為生物碎屑粒內(nèi)溶孔和粒間孔，在鑄體薄片上可見(jiàn)生物體腔孔、晶間溶孔等，測(cè)井信號(hào)表現(xiàn)為低自然伽馬，補(bǔ)償密度減低，補(bǔ)償聲波與補(bǔ)償中子一定幅度的增大，電阻率常呈“箱狀”降低，一般不存在“跳尖”特征，雙側(cè)向電阻率與巖溶裂縫型儲(chǔ)層表現(xiàn)基本一致，其單井初產(chǎn)相對(duì)較高，產(chǎn)能緩步下降，表現(xiàn)為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的特征。

圖3 自貢區(qū)塊茅口組巖溶儲(chǔ)層類型及其特征圖

自貢區(qū)塊中巖溶裂縫型儲(chǔ)層主要發(fā)育于距茅口組頂界150 m范圍內(nèi)；巖溶縫洞型儲(chǔ)層相對(duì)于巖溶裂縫型儲(chǔ)層分布深度更廣，在距茅口組頂界超過(guò)300 m范圍仍有發(fā)育，單儲(chǔ)層厚度一般介于2～6 m，累計(jì)儲(chǔ)層厚度可介于15～30 m；巖溶孔隙型儲(chǔ)層垂向分布規(guī)律性差，與儲(chǔ)層埋深相關(guān)性不明顯，茅一段至茅四段均發(fā)育。從層位分布來(lái)看，巖溶裂縫型儲(chǔ)層和巖溶縫洞型儲(chǔ)層集中發(fā)育于茅二段及以上地層中，巖溶孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育與沉積環(huán)境呈現(xiàn)高度相關(guān)，在茅二b亞段和茅三段高能灘較為發(fā)育的地層中，其巖溶孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育明顯高于其層段（表1）。

表1 自貢區(qū)塊茅口組巖溶儲(chǔ)層類型、分布層段和與茅口組頂部的距離表

從整個(gè)自貢區(qū)塊來(lái)看，巖溶裂縫型儲(chǔ)層和巖溶縫洞型儲(chǔ)層主要沿北東走向的斷裂帶發(fā)育，一般分布于斷層附近1 km之內(nèi)。觀音場(chǎng)氣田中裂縫型儲(chǔ)層主要分布于ks02斷層沿線，在觀音場(chǎng)氣田西南端，斷層欠發(fā)育，巖溶裂縫型儲(chǔ)層基本不發(fā)育，以巖溶孔隙型儲(chǔ)層為主。興隆場(chǎng)—孔灘—李場(chǎng)斷裂帶中，巖溶裂縫型儲(chǔ)層集中發(fā)育于孔灘氣田的中—南部斷裂較為密集、斷距較大的部位，興隆場(chǎng)氣田中北東走向的斷層欠發(fā)育，以后期活動(dòng)的北西走向斷層為主，其巖溶裂縫型儲(chǔ)層欠發(fā)育。鄧井關(guān)—青杠坪斷裂帶沿線的巖溶儲(chǔ)層多見(jiàn)于鄧井關(guān)氣田，以溶縫洞型儲(chǔ)層與巖溶裂縫型儲(chǔ)層為主，在該斷裂帶南段的鄧45井和鄧44井均發(fā)現(xiàn)明顯的巖溶縫洞型儲(chǔ)層，茅口組沉積末期該斷裂帶南段古地形相對(duì)較陡，地表水徑流流速快，巖溶性儲(chǔ)層遭受強(qiáng)烈溶蝕，巖溶充填作用弱，巖溶裂縫型儲(chǔ)層、巖溶縫洞型儲(chǔ)層得以保存。在青山嶺—斗觀山斷裂帶內(nèi)也表現(xiàn)出相似的分布規(guī)律，即在斷裂帶南部多發(fā)育巖溶縫洞型儲(chǔ)層，而北段一般以巖溶裂縫型儲(chǔ)層為主。瓦市—楊家山一帶的正向構(gòu)造單元中同樣也保存了一定規(guī)模的巖溶裂縫型和巖溶縫洞型儲(chǔ)層。相對(duì)而言，巖溶孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育受斷層分布的控制作用較弱，主要受控于生物碎屑、砂屑灘的分布。

從各類型巖溶儲(chǔ)層的分布來(lái)看，茅口組巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育主要受同生期—準(zhǔn)同生期巖溶作用和表生期巖溶作用影響[16]。巖溶孔隙型儲(chǔ)層在同生期—準(zhǔn)同生期巖溶作用影響下，高能顆粒灘內(nèi)的原生孔隙經(jīng)過(guò)溶蝕形成粒間、粒內(nèi)溶孔；茅口組石灰?guī)r成巖早期已致密化，后期的表生期巖溶作用下的大氣淡水難以滲入儲(chǔ)層內(nèi)部，對(duì)其巖溶作用影響有限。巖溶縫洞型儲(chǔ)層的發(fā)育同時(shí)受同生期—準(zhǔn)同生期巖溶作用和表生期巖溶作用，形成大小不一的溶蝕孔洞，且這些孔洞由斷裂連通，可形成相對(duì)規(guī)模的儲(chǔ)集空間。巖溶裂縫型主要在表生期巖溶作用下，對(duì)先期、同生期形成的斷裂進(jìn)行溶蝕擴(kuò)張。兩期巖溶作用的疊加形成了自貢區(qū)塊豐富的巖溶儲(chǔ)層類型，同時(shí)也控制著巖溶儲(chǔ)層的空間分布。

3 巖溶古地貌的恢復(fù)及其特征

3.1 巖溶古地形恢復(fù)

巖溶古地貌特征控制著巖溶作用的方式和強(qiáng)度，巖溶古地貌控制著巖溶儲(chǔ)層類型和發(fā)育程度[17]。古地貌恢復(fù)的主要方法包括：沉積學(xué)法、層拉平法、地球物理法、殘余厚度法、印模法等，其中殘余厚度法和印模法應(yīng)用最為普遍[18-19]。殘余厚度法的關(guān)鍵在于選擇目的層下伏基準(zhǔn)面，受東吳運(yùn)動(dòng)的影響，茅口組沉積末期發(fā)生了不均勻的抬升，單純利用茅口組殘余厚度恢復(fù)古地貌在本區(qū)并不適用。印模法關(guān)鍵在于選擇目的層的上覆基準(zhǔn)面，茅口組上覆最近的標(biāo)志層為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M海侵泥巖，由于研究區(qū)西南部茅口組峨眉山玄武巖的噴發(fā)，分布較為局限，在無(wú)玄武巖影響的區(qū)域可以利用龍?zhí)督M的地層厚度印模法來(lái)進(jìn)行茅口組頂部古地貌的恢復(fù)[17]。

為了充分發(fā)揮殘余厚度法和印模法的優(yōu)勢(shì)，摒棄二者的不足，本次研究結(jié)合了殘余厚度法和印模法各自的優(yōu)勢(shì)對(duì)研究區(qū)茅口組古地貌進(jìn)行恢復(fù)，整體上采用殘余厚度法恢復(fù)古地貌，細(xì)節(jié)上由印模法予以修正，即殘厚趨勢(shì)面與印模殘差組合法。具體的分析步驟為：①基于茅口組底，利用殘厚趨勢(shì)面方法恢復(fù)龍?zhí)督M沉積之前茅口組頂面古構(gòu)造趨勢(shì)；②通過(guò)印模法對(duì)沉積間斷面上下地層對(duì)應(yīng)關(guān)系的分析，在無(wú)玄武巖影響的區(qū)域以龍?zhí)督M頂至茅口組頂面的沉積厚度來(lái)恢復(fù)古巖溶微地貌；③用上述①和②得到的古地形進(jìn)行疊加融合，得到茅口組末期古巖溶地形趨勢(shì)圖。

從殘厚趨勢(shì)面與印模殘差組合法恢復(fù)的茅口組末期古地形趨勢(shì)圖來(lái)看，古地形與現(xiàn)今的構(gòu)造基本呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，茅口組末期呈現(xiàn)出大致沿自19井—興14井—鄧39井—梯3井為分界線，其西南側(cè)地勢(shì)相對(duì)較高，如觀音場(chǎng)氣田、孔31井區(qū)以及斗觀山一帶形成了研究區(qū)內(nèi)的高地勢(shì)區(qū)。研究區(qū)東北部的自流井、興隆場(chǎng)、瓦市以及鄧井關(guān)北部地勢(shì)較低，且往東北側(cè)地勢(shì)逐步降低的特征，在瓦市、楊家山一帶形成了局部的沿北東—南西走向的串珠狀小型的低區(qū)帶。在觀音場(chǎng)和孔灘南之間、孔灘南至鄧井關(guān)之間，以及鄧井關(guān)與斗觀山之間分別呈現(xiàn)出條帶狀低洼地帶（圖4）。

圖4 自貢區(qū)塊茅口組巖溶古地形趨勢(shì)圖

3.2 巖溶古地貌特征

根據(jù)茅口組殘余厚度和上覆龍?zhí)督M印模厚度變化規(guī)律，通過(guò)殘厚趨勢(shì)面與印模殘差組合法得到的古地形特征，結(jié)合二維和三維地震資料，編制了研究區(qū)茅口組頂部沉積時(shí)的巖溶古地貌平面圖（圖5）。區(qū)域上研究區(qū)古地貌處于巖溶斜坡帶地貌，根據(jù)現(xiàn)代巖溶地質(zhì)學(xué)理論[20-23]，自西南向東北可明顯分成巖溶臺(tái)地、巖溶坡地兩個(gè)二級(jí)地貌單元，并進(jìn)一步識(shí)別出溶丘、溶峰、峰叢洼地、溶丘洼地、峰叢壟脊溝谷、丘叢壟脊溝谷、巖溶谷地、丘峰洼地等8種三級(jí)地貌單元（表2）。

表2 自貢區(qū)塊茅口組巖溶儲(chǔ)層分類及其特征表

圖5 自貢區(qū)塊茅口組巖溶古地貌特征圖

茅口末期古巖溶地貌特征來(lái)看，自貢區(qū)塊整體上呈現(xiàn)出西南高、東北低的地形古地貌特征，由西南至東北分別發(fā)育巖溶臺(tái)地、巖溶坡地地貌。巖溶臺(tái)地地貌區(qū)地表遠(yuǎn)高于潛水面，巖溶作用以垂向滲濾為主，由于該地區(qū)水系較為發(fā)育，河流水平徑流侵蝕作用也較為明顯；巖溶坡地是介于巖溶臺(tái)地與巖溶洼地之間的過(guò)渡帶，是大氣水垂向滲流和水平徑流侵蝕最強(qiáng)烈的區(qū)域[20,24]。

自貢區(qū)塊巖溶臺(tái)地內(nèi)溶峰發(fā)育密集，山體多呈次圓錐—圓錐狀，軸向一般為北東向，成連片發(fā)育。溶峰之間相間發(fā)育有峰叢洼地，局部地區(qū)峰叢洼地呈串珠狀分布于溶峰之間，形成連續(xù)的帶狀低洼區(qū)，是河流發(fā)育的有利區(qū)，在實(shí)際的勘查成果中發(fā)現(xiàn)峰叢洼地內(nèi)的鉆井多發(fā)生井漏或放空現(xiàn)象。在研究區(qū)的中部地區(qū)，地勢(shì)明顯降低，巖溶山體高度相對(duì)較低，一般僅發(fā)育成溶丘，溶丘相對(duì)較分散，丘體規(guī)模較小，單個(gè)丘體的基座直徑大多在10 km2以內(nèi)；丘叢之間形成面積相對(duì)較大，其中位于鄧先關(guān)—青山嶺之間的丘叢洼地面積達(dá)140 km2。

巖溶坡地主要發(fā)育在研究區(qū)的中部—東北部，整體地形表現(xiàn)為低矮坡緩特征，一般不發(fā)育峰叢地貌，山體多呈低矮丘狀、串珠狀分布，以發(fā)育巖溶谷地、峰叢壟脊溝谷、丘叢壟脊溝谷等次一級(jí)地貌單元為特征。巖溶坡地整體地勢(shì)變緩，巖溶儲(chǔ)層同時(shí)遭受地表水、地下水在垂向和水平徑流方向上的強(qiáng)烈侵蝕作用，同時(shí)該地區(qū)存在一定的坡度，溶蝕物質(zhì)可被快速帶走，常見(jiàn)大型溶蝕孔洞發(fā)育。丘叢洼地多發(fā)育于巖溶臺(tái)地與巖溶坡地的過(guò)渡帶上，丘叢洼地相對(duì)高差不大，地表水系作用時(shí)間較長(zhǎng)，易發(fā)育形成一定規(guī)模的溶蝕孔縫。丘叢壟脊溝谷主要發(fā)育于自貢區(qū)塊的東北部，平面上呈串珠狀展布，地形坡度較小，相對(duì)高差介于10～15 m；地貌上在其溝谷位置多為地下水和地表水的徑流區(qū)，巖溶作用主要沿著古河道或者地下暗河發(fā)育，但是由于受古地形影響，地表水系分流形成小水系，同時(shí)受相對(duì)隔水層的影響，巖溶作用強(qiáng)度有所降低而巖溶作用范圍明顯擴(kuò)大，使得該區(qū)域范圍內(nèi)巖溶縫洞規(guī)模較小但在空間分布上較廣。巖溶谷地一般分布在丘叢壟脊溝谷之間，區(qū)域地勢(shì)相對(duì)較低，整體屬于低部位地區(qū)，巖溶谷地內(nèi)一般水系發(fā)育，以負(fù)地形為主。巖溶谷地和丘叢脊壟谷地呈相間分布，巖溶谷地面積相對(duì)較大，局部地區(qū)還發(fā)育了較大面積的丘峰洼地。丘峰洼地與巖溶谷地地貌相似，但是其內(nèi)部發(fā)育地勢(shì)較高的溶峰，整體地勢(shì)相對(duì)較低，也是地表河流、溶洞發(fā)育的有利地區(qū)。

根據(jù)古地形、古地勢(shì)特征及古地貌單元平面上相對(duì)位置與配置關(guān)系[22]，在茅口末期古巖溶面識(shí)別出4條由南至北發(fā)育的地表水系（圖5）。最大的古水系由工區(qū)南端的觀2井東南側(cè)進(jìn)入研究區(qū)，經(jīng)過(guò)嶺1井西側(cè)折向西北的鄧18井區(qū)至坎1井區(qū)后流出研究區(qū)；一條為鄧45西側(cè)經(jīng)過(guò)孔7井區(qū)、自19井區(qū)往北流出研究區(qū)；一條為觀音場(chǎng)構(gòu)造和孔灘構(gòu)造之間的構(gòu)造低點(diǎn)流經(jīng)興2井區(qū)向北折入自9井區(qū)；還有一條由梯5井區(qū)跨過(guò)青山嶺構(gòu)造在研究區(qū)東部向北流出。區(qū)域上地表徑流具有自西南向東北方向徑流特點(diǎn)，河流由南向北逐步變寬，河道相互交結(jié)、分離，在研究區(qū)北側(cè)基本形成了網(wǎng)狀河，整體河床坡度明顯變小的特征。

4 巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素

4.1 巖溶古地貌控制了巖溶儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模

從目前的勘探成果來(lái)看，自貢區(qū)塊高產(chǎn)氣藏在巖溶臺(tái)地和巖溶坡地均為發(fā)育，主要分布于溶丘、丘叢壟脊溝谷以及溶峰地貌單元，巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育分布受巖溶古地貌的控制。巖溶臺(tái)地屬于大氣淡水補(bǔ)給區(qū)，以地表水的下滲侵蝕為主，也有地表徑流的侵蝕和沖刷。巖溶臺(tái)地地勢(shì)相對(duì)較高，易遭受大氣淡水的淋濾作用，加之其地形相對(duì)較陡、匯水面積有限，一般難以形成地表水的徑流，以地表水下滲侵蝕作用為主，在裂縫發(fā)育區(qū)常發(fā)育巖溶裂縫型或巖溶縫洞型儲(chǔ)層，由于水動(dòng)力較強(qiáng)，在側(cè)向上也可以侵蝕形成小規(guī)模的巖溶。另外，巖溶臺(tái)地的微地貌高地的繼承性差異抬升，往往是溶峰、溶丘地貌的發(fā)育區(qū)，該區(qū)域也是儲(chǔ)集巖相帶（顆粒灘）的有利發(fā)育區(qū)，更有利于巖溶的改造并形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層[25-26]。如位于巖溶臺(tái)地中溶峰地貌的觀音場(chǎng)氣田中，音5、6井產(chǎn)層中的茅三—茅四段儲(chǔ)層主要為巖溶型溶孔、溶洞以及裂縫組成，巖溶儲(chǔ)層較為發(fā)育，孔隙度介于2%～6%，且多見(jiàn)氣侵、井漏以及井噴等現(xiàn)象。

巖溶臺(tái)地和巖溶坡地的過(guò)渡地區(qū)，由于地形坡度的變化，水系的交匯，水系的侵蝕范圍更大，侵蝕強(qiáng)度更強(qiáng)，往往也是巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。如興3井區(qū)、孔20井區(qū)及鄧探1井區(qū)，正好位于北部水系的交匯處，水系從不同的方位對(duì)流交匯，水流流速驟減，水流與碳酸鹽沉積層充分接觸溶蝕，水體中鈣、鎂離子迅速飽和狀態(tài)，可以溶蝕形成規(guī)模的溶洞，甚至縱橫交錯(cuò)的地下暗河。在地震剖面上可以看到明顯的獨(dú)立存在的圓狀、次圓狀溝槽，這也反映了前期強(qiáng)烈溶蝕作用形成的規(guī)模的溶洞，在后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中塌陷而成，鉆井上常見(jiàn)井漏或者井噴現(xiàn)象，密度測(cè)井信號(hào)呈現(xiàn)局部低值特征，如鄧探1井在茅口組頂界面褐灰色石灰?guī)r內(nèi)鉆遇3.4 m厚度后發(fā)生井漏，最大漏速達(dá)8.5 m3/h，明顯為溶洞特征，但是后期填充明顯，其聲波時(shí)差和密度測(cè)井變化不明顯（圖6）。

圖6 鄧探1井茅口組頂界面附近的巖溶儲(chǔ)層測(cè)井特征圖

4.2 廣泛發(fā)育的高能灘為巖溶儲(chǔ)層提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)

巖石的可溶性差異是巖溶地貌分異的決定性影響因素，而巖石的可溶性差異主要受控于其沉積時(shí)期的礦物成分與結(jié)構(gòu)[25]。廣泛發(fā)育的高能灘中發(fā)育的石灰?guī)r中碳酸鈣的含量極高，泥質(zhì)及其他不溶物質(zhì)極少，巖溶儲(chǔ)層也最為發(fā)育。從碳酸鹽巖礦物成分來(lái)看，巖石中碳酸鈣含量越高，質(zhì)地越純凈，顆粒也越均勻，巖溶儲(chǔ)層越發(fā)育。在沉積環(huán)境中，高能灘往往發(fā)育于浪基面之上的微地貌高地處的高能環(huán)境中，受波浪的淘洗作用強(qiáng)，沉積速率快，顆粒較大且均勻，質(zhì)地純凈，生物大量繁殖，隨著生物代謝并在波浪作用下形成以生物碎屑為主的顆粒灘，沉積巖性主要為淺灰色中—厚層亮晶生屑灰?guī)r和亮晶藻屑灰?guī)r，生屑顆粒間以亮晶膠結(jié)物為主，只要在一定的水體侵蝕下可以形成良好的巖溶儲(chǔ)層[27]。碳酸鹽巖礦物顆粒越粗，質(zhì)地越純，地表淡水越容易滲入巖石中，交換碳酸鹽巖石中的孔隙水，并不斷地溶蝕碳酸鹽巖，加快了巖溶作用的進(jìn)行；而泥質(zhì)含量較高的碳酸鹽巖，在黏土礦物表層一般存在一定規(guī)模的水膜，有效地阻礙了地表水進(jìn)入碳酸鹽巖體內(nèi)部，嚴(yán)重限制了巖溶作用的強(qiáng)度。研究區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)層主要發(fā)育兩期顆粒灘，特別是高能灘沉積中，顆粒灘的發(fā)育分布與巖溶儲(chǔ)層以及累計(jì)產(chǎn)量的分布具有較好的一致性，其中顆粒灘易發(fā)育溶蝕孔隙，多形成層狀巖溶孔隙型儲(chǔ)層。如孔27井—坎3井一線中巖溶孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育，與顆粒灘的分布高度吻合，且大多發(fā)育于高能灘沉積中（圖7）。

圖7 孔27 井—坎3井高能灘分布與巖溶孔隙型儲(chǔ)層發(fā)育對(duì)比圖

4.3 規(guī)模發(fā)育的斷裂帶有利于形成巖溶縫洞儲(chǔ)層

在不同構(gòu)造部位，斷裂發(fā)育程度存在一定差異，形成的巖溶縫洞規(guī)模也存在較大的差異。在構(gòu)造擠壓應(yīng)力的作用下，斷層兩側(cè)茅口組地層出現(xiàn)重復(fù)或隆起形成斷背斜，形成局部巖溶高地貌，沿?cái)鄬有纬扇芮稹⑷芊寤蛘叽闋畹那饏矇偶箿瞎?，?duì)于斷層附近的高地貌區(qū)，一般以地表水的下滲侵蝕為主，溶蝕空間有限。當(dāng)斷背斜帶與地表水系交匯時(shí)，地表水系將沿著斷裂帶進(jìn)行侵蝕，形成規(guī)模較大的巖溶縫洞系統(tǒng)。如位于西部水系與興隆場(chǎng)—孔灘—李場(chǎng)斷裂帶內(nèi)交匯的孔18井井區(qū)，其茅四段巖心裂縫密度達(dá)23條/m，并形成豐富的巖溶縫洞、巖溶裂縫以及巖溶孔隙型儲(chǔ)層。當(dāng)不同時(shí)期的規(guī)模發(fā)育裂縫帶相互切割時(shí)，溶蝕與沖蝕作用在該處易于發(fā)生，形成規(guī)模較大的巖溶儲(chǔ)層，軸向?yàn)楸睎|走向的斷背斜帶與北西—南東向斷裂交匯時(shí)，擠壓應(yīng)力得到釋放，形成“X”形剪裂縫，地表水進(jìn)入裂縫后溶蝕形成規(guī)模較大且相互連通的縫洞系統(tǒng)。如南西—北東向的ds18和北西—南東向的ds35兩條斷裂交匯處的鄧19井在茅一段至茅二段產(chǎn)生近10 m的井漏層段，形成大規(guī)模的巖溶縫洞系統(tǒng)。在水體從斷裂處經(jīng)過(guò)時(shí)，再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的地質(zhì)演化，可以形成大型的巖溶縫洞。在斷裂的交匯或者伴生的裂縫發(fā)育的區(qū)域，由于斷層之間相互切割，地應(yīng)力得到釋放，地表徑流下滲穿透隔水層，加強(qiáng)深部巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育，相互溝通改造了巖溶儲(chǔ)層，斷裂及伴生裂縫雖然具有一定的儲(chǔ)集空間，但更重要的作用是為巖溶水提供滲流通道，增強(qiáng)了圍巖的滲透性，發(fā)育形成立體巖溶縫洞系統(tǒng)，形成一定規(guī)模的縫洞儲(chǔ)集空間[28]。

5 結(jié)論

1）根據(jù)巖心與測(cè)井曲線特征，將茅口組巖溶儲(chǔ)層劃分為巖溶孔隙型、巖溶縫洞型、巖溶裂縫型等3種類型。其中，巖溶裂縫型儲(chǔ)層和巖溶縫洞型儲(chǔ)層主要沿北東走向的斷裂帶發(fā)育，巖溶孔隙型儲(chǔ)層的發(fā)育與斷層分布的關(guān)系較弱，主要受控于生物碎屑、砂屑灘的分布，在整個(gè)研究區(qū)均有發(fā)育。

2）結(jié)合殘余厚度法和印模法的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建了殘厚趨勢(shì)面與印模殘差組合法恢復(fù)了茅口組末期的巖溶古地貌圖，根據(jù)現(xiàn)代巖溶地質(zhì)學(xué)理論，將研究區(qū)劃分出巖溶臺(tái)地、巖溶坡地兩個(gè)二級(jí)地貌單元，可進(jìn)一步細(xì)分出8種三級(jí)地貌單元。

3）基于巖溶儲(chǔ)層的分布特征，結(jié)合構(gòu)造、沉積、古地貌特征研究，總結(jié)了研究區(qū)巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的主控因素，即：巖溶古地貌控制了巖溶儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)模，高產(chǎn)氣藏多分布于巖溶臺(tái)地溶丘、溶峰以及巖溶坡地丘叢壟脊溝谷地貌單元中，且?guī)r溶臺(tái)地和巖溶坡地的過(guò)渡地區(qū)由于地形坡度驟變，往往也是巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。

4）廣泛發(fā)育的高能灘為巖溶儲(chǔ)層提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，高能灘在大氣水溶蝕作用下有利于形成巖溶孔隙型儲(chǔ)層；斷裂帶的發(fā)育極大地改善了滲流條件，斷裂帶規(guī)模越大、斷裂帶之間以及斷裂帶與地表水系相交頻率越高，有利于形成巖溶裂縫型或者巖溶縫洞型儲(chǔ)層。