四川盆地中三叠统雷口坡组天然气勘探方向

摘 要

摘要：2008年以来，在四川盆地LG地区中三叠统雷口坡组顶部风化壳取得勘探突破，揭开了雷四段岩性气藏的勘探序幕。为寻找近期雷口坡组天然气勘探的方向，对该区雷口坡组各层段残余地
摘要：2008年以来，在四川盆地LG地区中三叠统雷口坡组顶部风化壳取得勘探突破，揭开了雷四段岩性气藏的勘探序幕。为寻找近期雷口坡组天然气勘探的方向，对该区雷口坡组各层段残余地层分布特征、岩相古地理的恢复、储层类型和分布以及气藏解剖等进行了综合分析。通过井震结合的层序格架下的沉积储层、成藏等综合分析，认为：①该区雷口坡组残余地层厚度一般为600～1200m，川西凹陷保存较全，华蓥山断裂以东地区剥蚀强烈，沿泸州-开江古隆起整个雷口坡组已被剥蚀殆尽；②雷口坡期四川盆地为障壁蒸发漏湖沉积，由雷一-雷四期，膏盐湖中心从川中南充地区，逐渐扩大至筒阳，最后迁移至盐亭 蒲西地区，围绕膏盐湖分布白云岩坪及颗粒滩；③发育风化壳岩溶型白云岩和颗粒白云岩2类储层，前者分布在大川中地区，后者分布于川中磨溪-广安地区及龙门山前缘带；④存在构造气藏和岩性气藏2种气藏类型；⑤雷口坡组顶部风化壳和雷一、雷三段颗粒滩是有利勘探领域，大川中地区(包括LG和九龙山地区)是风化壳勘探的主要方向。
关键词：四川盆地；中三叠世；勘探方向；风化壳；储集层特征；岩相古地理；气藏类型；颗粒滩
    中三叠统雷口坡组是四川盆地潜在的重要勘探层系。该层系勘探始于20世纪60年代，据不完全统计，迄今钻达雷口坡组探井有1400口，但针对雷口坡的钻井不多，且分布不均。2008年以前，雷口坡组勘探主要围绕构造高点展开，陆续发现了中坝、卧龙河和磨溪3个气田及观音场、罗渡溪2个含气构造[1]；2008年以来，在四川盆地LG地区雷口坡组顶部风化壳取得突破，揭开了雷四段岩性气藏的勘探序幕。目前，在LG地区已钻井52口，其中在雷四段试油井有30口，获工业气流10口、微气井5口、水井6口、干井9口，显示该风化壳领域具有一定的勘探潜力。
1 雷口坡组地层分布情况
    四川盆地中三叠统雷口坡组顶部以印支期风化面与上覆须家河组及天井山组为界，底以“绿豆岩”和下三叠统嘉陵江组区分，顶底界线比较清楚[2～4]。纵向上分雷一、雷二、雷三和雷四段4个岩性段，构成4个3级层序，其中雷一、雷二和雷四段主要为白云岩夹膏盐岩，雷三段为石灰岩夹白云岩和膏盐，总体为1套碳酸盐岩和蒸发岩混积序列，残余地层厚度一般为600～1200m[4]。
    雷口坡组沉积范围很广，超出了现今四川盆地的界限，但因后期构造抬升风化剥蚀，各段残存的范围有所不同[4]。从图1看，雷一段除泸州-开江古隆起被剥蚀殆尽外，其余地区均有分布，残余地层分布面积约15×104km2；雷二段沿泸州-开江古隆起区的剥蚀范围增大，残存面积缩至12×104km2；雷三段在川东地区几乎全被剥蚀，主要残存于华蓥山断裂以西地区，面积约10×104km2；雷四段仅残存于华蓥山断裂以西地区，面积8×104km2。总体看，以泸州-开江古隆起为轴线，雷口坡组由西向东或由东向西依次遭受剥蚀，形成剥蚀尖灭带，这些剥蚀尖灭带有可能发育成大型的岩性地层圈闭。

2 岩相古地理、储层特征及气藏类型
2.1 岩相古地理特征
    对于雷口坡组沉积特征，前人已做了大量研究，主要有曾学思等提出的潮坪说[5]、林良彪等提出的台地说[6]等等。中三叠世雷口坡期，四川盆地周边发育系列隆起，如东部的江南古陆、西部的康滇古陆、西北部的龙门山岛链及北部的大巴山岛链等，仅川西南部与滇黔地区的越北海相连，成为雷口坡期主要的海侵方向，此外，川西北和川北地区存在次要的通道与古特提斯海相通，构成次要海侵方向[4～10]。在上述隆起的障壁作用和干旱炎热气候条件共同影响下，四川盆地演化为受障壁的蒸发溻湖沉积环境[11～13]。盆内泸州-开江水下古隆起[14～16]对区域沉积具有重要控制作用，即隆起西部表现为碳酸盐岩和蒸发岩混积的雷口坡组相区，而东部则表现为碳酸盐岩、蒸发岩与陆源碎屑岩混积的巴东组相区[4]。
    在露头、岩心、薄片等研究基础上，利用530多口钻井资料以3级层序体系域为单元基本明确其沉积特征：雷一期沉积时膏盐湖中心位于川北仪陇地区，雷二-雷三期扩大至营山-遂宁一带，雷四期迁移至盐亭-蒲西地区；围绕膏盐湖分布白云岩坪及颗粒浅滩，而沿川西龙门山前发育障壁滩坝；沿泸州-开江古隆起以东则主要发育泥质白云岩坪及膏盐湖。
勘探和研究表明，台缘障壁滩坝、溻湖边缘白云岩坪及颗粒浅滩微相是有利的沉积相带。有利于储层发育的相带纵向上4个层段均有分布，平面上也分布较广，勘探范围大。如图2所示，雷一段颗粒滩微相广泛发育，主要分布在资阳磨溪西充地区，面积约3×104km2。
 

2.2 储层特征
    发育风化壳岩溶型白云岩和颗粒白云岩2类储层，前者见于盆地中部地区，以LG雷四段为代表；后者发育于雷一段和雷三段，以中坝气田最为典型[17]，下面分别讨论其特点。
2.2.1风化壳岩溶型储层
    四川盆地雷顶风化壳储层自中三叠世沉积以来，经历了沉积成岩-溶蚀-溶蚀充填等岩溶地质作用，盆地缓慢的整体抬升以及较短的风化剥蚀时间导致其溶蚀作用相对较弱。
    从LG地区及川中地区钻探情况看，构成该类储层的岩性主要是颗粒白云岩、细粉晶白云岩和含膏模孔泥晶白云岩，其中以颗粒白云岩最好。储集空间有粒内和粒间溶孔、晶间溶孔和膏模孔及微裂缝，如图3所示。
 

    孔隙度主要分布在1%～5%，最大孔隙度为9.9%，平均孔隙度为3.22%，孔隙度大于3%的样品占50.2%，渗透率大于0.1mD的样品占41%，总体属低孔、中渗储层。该套储层分布在风化壳下50m范围内，其形成主要受微相和岩溶作用的控制。颗粒滩和白云岩坪是基础，岩溶改造是关键，然而，岩溶作用是把“双刃剑”，一方面可将储层改造的更好，另一方面又将储层改造的非均质性更强。
2.2.2颗粒白云岩储层
    该储层主要岩性是砂屑白云岩、鲕粒白云岩、藻砂屑、藻团块白云岩，储集空间主要是粒间孔、粒间溶孔，如图4所示。
 

    对中坝80井301个样品分析数据统计显示，孔隙度主要分布在3%～8%，最小为O.13%，最大孔隙度为25.3%，平均孔隙度为4.25%，孔隙度大于3%的样品占54.4%，渗透率大于0.1mD的样品占85%，优于岩溶型白云岩储层的物性条件。研究表明，该储层受颗粒滩微相、回流渗透白云化及溶蚀作用的控制。其中，沉积微相是关键，台缘滩坝颗粒岩单层厚度和累计厚度均较大，是最有利微相，如中46井颗粒岩累计厚度超过80m；此外，溶蚀作用对储层孔渗改善值得关注，从青林1井岩心和薄片以及中80井薄片资料看，表生岩溶作用对残余粒间孔进行过改造，部分“粒间孔”可能是石膏充填物被完全溶蚀后的结果。
综上所述，上述2套储层的发育条件和区域分布不同，风化壳型岩溶储层受微相和岩溶作用的控制，纵向上分布在风化壳下数十米范围内，平面上分布于有利岩相和有利岩溶古地貌单元叠合部位，初步预测LG-营山-西充-遂宁是勘探有利区，勘探面积约2×104km2；颗粒白云岩储层主要受微相控制，雷一颗粒滩分布于川中磨溪-广安地区，面积约1×104km2；雷三颗粒滩分布于龙门山前带，面积约8000km2。
2.3 气藏类型
    对已发现的雷口坡组气藏进行了解剖，结果表明雷口坡组存在构造气藏和构造-岩性气藏2种类型，中坝、卧龙河和磨溪气田属构造气藏，而LG雷四段气藏为构造-岩性气藏。
2.3.1构造气藏
    对中坝、卧龙河和磨溪气田的分析显示，其气源来自下伏地层，普遍认为与上二叠统龙潭组有关，表现为天然气中H2S含量高，与长兴-飞仙关组气藏类似；储层为雷三段或雷一段颗粒白云岩，总体属孔隙型层状储层，裂缝对产能有重要贡献；圈闭类型为背斜或断背斜，形成于印支末期-燕山期；深切断裂沟通下伏气源，构成天然气运移的重要通道；膏盐岩层作为直接盖层，封堵条件优越。
2.3.2构造-岩性气藏
    对LG雷四气藏的研究显示，其气源来自上覆的须家河组煤系地层，表现为天然气中不含或含微量的H2S，与须家河组气藏相似；产层为雷四段第3小层，属风化壳岩溶成因的裂缝-孔洞型储层；气源由上向下“倒灌”或断层对接及沿不整合面侧向运移成藏；上覆须家河组泥页岩构成区域性盖层。
3 勘探方向
    研究和勘探揭示，雷口坡组顶部风化壳和雷一、雷三段颗粒滩是有利勘探领域。针对风化壳领域，大川中(包括LG和九龙山地区)地区是近期勘探的重点方向(如图5黄色和粉红色区域)。主要理由如下：

    1) 大川中LG-营山-西充-遂宁地区较大面积残存雷四段，以白云岩坪微相为主，具备风化壳型岩溶储层发育条件。
    2) 该区位于岩溶斜坡这样有利的岩溶古地貌背景上，同时又处于雷口坡组地层剥蚀尖灭带，有利于形成岩性地层圈闭。
    3) 该区紧靠川西须家河组生烃凹陷，其上覆有须家河组泥页岩作区域性盖层，下有雷三段膏岩作底部封堵层，具有良好的成藏条件。
    4) 该区目前是须家河组热点勘探区域，在钻探须家河气藏的同时适当加深就可揭露雷四段气藏，因此该区可将须家河组和雷口坡组的勘探统筹考虑，实行立体勘探，增加勘探成功率。
    对于雷一段和雷三段颗粒滩领域(如图6红色区域)，当前勘探应集中于川西的龙门山前构造带，主要思路是中坝气田之外找“中坝”。理由为：①该区域是雷三-雷四期台地边缘障壁滩坝发育带，颗粒滩厚度大，有利于优质储层的发育；②该带构造比较发育，存在背斜圈闭，同时断裂深切下伏地层，利于沟通烃源成藏；③该带上覆须家河组泥页岩发育，封闭条件好，有利于气藏的保存。④存在与中坝类似的构造带，一旦突破，便可成带展开，勘探效益好。此外，川中磨溪-广安地区也具备雷一构造气藏形成条件，值得今后关注。
 

4 结论
    1) 中三叠世雷口坡期四川盆地为障壁蒸发漏湖沉积，由雷一-雷四期，膏盐湖中心从川中南充地区，逐渐扩大至简阳，最后迁移至盐亭蒲西地区，围绕膏盐湖分布白云岩坪及颗粒滩。
    2) 雷口坡组发育风化壳岩溶型白云岩和颗粒白云岩2类储层，前者分布在大川中地区，后者分布于川中磨溪广安地区及龙门山前缘带。
    3) 四川盆地雷口坡组存在构造气藏和岩性气藏2种气藏类型。雷口坡组顶部风化壳和雷一、雷三段颗粒滩是有利勘探领域，大川中地区(包括LG和九龙山地区)是风化壳领域的主要勘探方向。
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(本文作者：周进高1，2，3 辛勇光1，3 谷明峰1 张建勇1，3 郝毅1 李国军1 倪超1 吕玉珍1 1.中国石油勘探开发研究院杭州地质研究院；2.西南石油大学；3.中国石油天然气集团公司碳酸盐岩储层重点实验室)