趙正望 謝繼容 李楠 朱華 吳長江

中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院

長期以來，四川盆地針對上三疊統(tǒng)須家河組的天然氣勘探一直把須一、須三、須五段作為烴源巖，須二、須四、須六段作為目的層段［1－3］，對須一、須三、須五段的關(guān)注較少。近期的勘探發(fā)現(xiàn)，在以須二、須四、須六段為目的層的勘探過程中，須一、須三、須五段氣顯示頻繁，且多井測試獲工業(yè)氣流，部分為高產(chǎn)井，例如：劍門102井在須三段測試日產(chǎn)氣約為102×104m3。當(dāng)前在川西南灌口地區(qū)須一段、川西北劍閣及元壩地區(qū)須三段、川中安岳地區(qū)須五段勘探中取得了重要發(fā)現(xiàn)，其中劍閣地區(qū)須三段提交了天然氣預(yù)測儲量［4］，展示出較大的勘探潛力。

1 須一、須三、須五段含油氣地質(zhì)條件

1．1 地層特征

四川盆地須家河組自下而上分為6個巖性段［5］。須二、須四、須六段以砂質(zhì)沉積為主，間夾薄層暗色泥、頁巖，須一、須三、須五段主要為暗色泥巖、頁巖夾煤層、粉砂巖及砂巖，在盆緣粗粒沉積物增多。各段地層展布趨于一致，西厚東薄，以川西安縣—都江堰地區(qū)最厚，向東、向南逐層超覆，須四—須六段在盆地西北部自東南向西北剝蝕程度逐漸加深。

須一段分為馬鞍塘組（或垮洪洞組）、小塘子組［6－7］，下部馬鞍塘組主要為碳酸鹽巖沉積，主要分布在龍泉山以西地區(qū)，厚度最大超過150m。上部小塘子組以碎屑巖沉積為主，沉積范圍向東擴(kuò)至華鎣山，川西安縣—邛崍地區(qū)沉積厚度超過400m；須三段沉積范圍較大，向東至七曜山一帶，幾乎全盆地均有沉積，川西地區(qū)地層厚度在200～1 000m；須五段沉積進(jìn)一步向東、向南超覆，沉積范圍已越出四川盆地，由于印支晚幕運動，在川西北部遭受剝蝕［8］，川西南部地區(qū)地層厚度在400～1 000m。

1．2 沉積相特征

四川盆地須家河組發(fā)育多物源體系，相對于須二、須四、須六期，須一、須三、須五期處于相對平靜期［8－9］，物源供給速率相對小，影響范圍主要在盆地周緣，盆內(nèi)為“欠飽和”沉積，形成“泥包砂”的展布格局。沉積環(huán)境主要以湖相為主，盆緣發(fā)育三角洲［10］，這反映了須二、須四、須六段以沉積厚層砂巖為主，而須一、須三、須五段以發(fā)育薄層砂巖為主要特征，厚層砂巖主要發(fā)育于鄰近物源區(qū)。

須一段主要為海相潮坪沉積，在川西和川中地區(qū)的露頭與井下發(fā)現(xiàn)海相化石（鄧康齡、羅啟后等）。下部馬鞍塘組以泥灰坪沉積為主，川西安縣、大邑地區(qū)發(fā)育生物礁、生屑灘及鮞灘（圖1），石灰?guī)r厚度超過50 m；上部小塘子組主要為潮坪和濱岸沼澤沉積［11］（圖1），在川西北部和南部為海相三角洲，發(fā)育水下分流河道、河口壩及席狀砂沉積微相［11］，其砂巖厚度大于50 m，砂地比超過30%，以川西南部邛崍—大邑和川西北部江油—劍閣地區(qū)砂巖最發(fā)育，單層砂巖厚度最大超過30m，累計厚度超過100m。營山地區(qū)主要為濱岸砂壩［11］，砂巖厚度大于30m。

須三段主要為濱淺湖沉積［11－12］，在盆地中部局部地區(qū)發(fā)育湖相砂壩［11－12］，盆地西北部、西南部、東北部及東南部為三角洲沉積［12］（圖1），砂巖厚度介于30～150m，砂地比超過25%，其中以盆地西北部地區(qū)三角洲沉積范圍最大，為扇三角洲沉積［13］，發(fā)育水下分流河道和席狀砂，砂礫巖發(fā)育，單層厚度最大超過40m，累計厚度大于100m，為須三段有利砂巖富集區(qū)。

須五段沉積環(huán)境與須三段具有相似性，以濱淺湖沉積為主［11－12］。三角洲沉積主要分布在川西北梓潼—閬中、川西南大邑—成都、川東北開縣—大竹、川東南綦江南—大足地區(qū)，分流河道與河口壩發(fā)育［12］，盆內(nèi)三臺—南充、資中—安岳及潼南—廣安地區(qū)發(fā)育湖相砂壩［11－12］（圖1），砂巖厚度大于50m，砂地比大于30%。由于川東地區(qū)為須家河組露頭區(qū)，雖然砂巖發(fā)育，但保存條件較差，勘探潛力較差。

總之，須家河組一、三、五段具備形成儲層的物質(zhì)基礎(chǔ)，有利沉積相帶主要分布在川西北部、川西南部及川中西部地區(qū)，發(fā)育三角洲前緣水下分流河道、河口壩、席狀砂及砂壩微相，砂巖富集。

1．3 儲層特征

根據(jù)278個巖心薄片和1 656個物性資料等分析，四川盆地須家河組一、三、五段儲集巖主要為礫巖、砂巖、石灰?guī)r3種類型，其砂巖成熟度較低，儲層平均孔隙度為3．53%，平均滲透率為0．227mD（圖2），總體表現(xiàn)為低孔隙度、低滲透率致密砂巖儲層特征［14］，與須家河組二、四、六段相比，物性較差，儲層更致密，但局部地區(qū)仍存在相對高孔隙度儲層段，如中壩地區(qū)須三段，孔隙度最大值達(dá)13%；儲集空間主要由孔隙和裂縫組成，孔隙類型主要為粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔，裂縫主要為構(gòu)造破裂縫，大多未充填（圖3）。發(fā)育的孔隙和裂縫為油氣聚集提供了空間保障。

須一段儲集巖類型主要為石灰?guī)r、砂巖。石灰?guī)r主要發(fā)育于須一段下部（馬鞍塘組），目前灌口003－4井在該層測試獲高產(chǎn)氣流。砂巖主要分布在須一段上部（小塘子組），成熟度相對須三、須五段高，巖心平均孔隙度為2．64%，平均滲透率為0．323mD。其中以川西南白馬廟地區(qū)物性最好，儲集巖類型為巖屑石英砂巖，巖心平均孔隙度為5．4%，最大值達(dá)9．2%，平均滲透率為2．69mD，最大達(dá)13．1mD，孔隙類型主要為粒間孔和粒間溶孔，裂縫發(fā)育。儲層發(fā)育區(qū)主要位于川西南部灌口—白馬廟—蘇碼頭及川西北部射箭河—中壩—中臺山地區(qū)，儲層厚度大于10m。

圖1 四川盆地須家河組一、三、五段沉積相圖

圖2 四川盆地須家河組一、三、五段巖心孔隙度與滲透率直方圖

圖3 四川盆地須家河組一、三、五段孔隙與裂縫圖

須三段儲集巖有砂巖、礫巖2種類型。砂巖儲層幾乎在全盆地均有分布，儲層孔隙度平均為4．43%，平均滲透率為0．25mD。以中壩地區(qū)物性最好，儲集巖主要為中粒巖屑石英砂巖、長石石英砂巖及巖屑砂巖，巖心平均孔隙度達(dá)7．52%，平均滲透率為0．3mD，粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔發(fā)育。礫巖儲層僅分布在川西北劍閣地區(qū)，礫石成分以碳酸鹽巖為主，礫間充填砂質(zhì)，孔隙主要發(fā)育于基質(zhì)砂巖，孔隙度較低，主要分布在2%～4%。巖心與薄片觀察，裂縫發(fā)育，有時呈組出現(xiàn)或呈網(wǎng)狀，發(fā)育的裂縫溝通了低孔隙度礫巖儲層，改善了儲層的滲透性，孔隙與裂縫組成礫巖儲層儲集空間，形成“有效儲滲體”［15］。目前該區(qū)勘探發(fā)現(xiàn)多口工業(yè)氣井，表明孔隙度為2%～4%的砂礫巖，只要有裂縫的溝通，仍然可以形成有效儲層。平面上，儲層主要分布在川西地區(qū)，以川西北劍閣—中壩地區(qū)最為發(fā)育，儲層厚度超過15m。

須五段儲集巖主要為巖屑砂巖，儲層物性以川中地區(qū)相對較好，儲層平均孔隙度超過4%，川西孔隙度相對較低，孔隙度主要分布在2%～5%。盡管儲層物性較差，但砂巖累計厚度大，分布范圍廣，川西與川中西部地區(qū)砂巖累計厚度大于50m，且裂縫發(fā)育。目前川西南和川中須五段均有工業(yè)氣井分布，產(chǎn)層段大多發(fā)育裂縫，表明致密砂巖儲層段只要有裂縫的溝通，也可形成工業(yè)氣流。須五段儲層分布較廣，川西南、川中地區(qū)均有分布，有利儲層發(fā)育區(qū)主要分布在川西南和川中西部地區(qū)，儲層厚度最大達(dá)30m。

綜上所述，四川盆地須一、須三、須五段均發(fā)育儲層，主要分布在川西和川中地區(qū)，儲層厚度較大，橫向連續(xù)可對比，局部區(qū)域連片，具備油氣成藏的儲集條件。

1．4 運聚條件

須一、須三、須五段主要為泥巖夾薄層砂巖沉積，局部地區(qū)發(fā)育厚層砂巖，本身既發(fā)育烴源層，又發(fā)育儲集層，為自生自儲氣藏。儲層發(fā)育于烴源層中，儲集砂巖與烴源巖大面積直接接觸，周緣烴源層生成的油氣通過蒸發(fā)、滲透、擴(kuò)散等方式直接向儲層充注，以近源充注為主，具有近源成藏特點。雖然儲層較須二、須四、須六段稍差，但由于離烴源更近，匹配關(guān)系更好，有利于油氣運聚成藏。

根據(jù)須一、須三、須五段37口氣井試油分析，測試井段巖性主要為砂巖，以厚層砂巖為主，少數(shù)井為多套薄層砂巖，產(chǎn)層段大多發(fā)育裂縫。眾所周知，單層厚層砂巖較薄層砂巖具有更好的儲集性，因為厚層砂巖沉積時水動力較強(qiáng)，儲集空間連通性較好，孔隙度較高，薄層砂巖沉積時由于水動力較弱，砂巖雜基發(fā)育，儲層物性較差。而對于多套薄互層砂泥巖發(fā)育段，雖然單層砂巖厚度較薄，儲集性較差，但多套薄層砂巖段極有可能形成一定的儲集空間，因為對于多套薄砂泥巖段，其砂巖與泥質(zhì)烴源接觸面積多倍于單層厚砂巖與烴源接觸面積，其油氣聚集效率可能更高。例如：在烴源巖單位體積生排烴條件相同的條件下，5套薄層砂巖與其累計厚度相當(dāng)?shù)?層厚層砂巖，理論上，油氣聚集效率前者是后者的5倍；再者，薄層砂巖由于抗壓能力弱，在外力相同的條件下，其裂縫發(fā)育程度比厚層砂巖高，更有利于改善砂巖的滲透性。因此，勘探厚層砂巖的同時，須一、須三、須五段廣泛發(fā)育的多套薄層砂巖也不能忽視。

2 資源潛力及有利勘探區(qū)評價

2．1 資源潛力

四川盆地須家河組天然氣資源量的預(yù)測，主要建立在天然氣運聚系數(shù)和生氣量的研究基礎(chǔ)上。須二、須四、須六段天然氣運聚系數(shù)為0．2%～2．0%（陳盛吉等，2008），作為后備勘探新領(lǐng)域的須一、須三、須五段，由于含油氣地質(zhì)條件的不同，其運聚系數(shù)不能仿照須二、須四、須六段，有待于以后進(jìn)一步的研究。因此，筆者主要從生氣量的角度進(jìn)行分析，根據(jù)“十一五”資源評價結(jié)果［16］，四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組總生氣量為355．42×1012m3，其中須一、須三、須五段生氣量分別為46．59×1012m3、106．67×1012m3和104．97×1012m3，合計為258．23×1012m3，占須家河組總生氣量的比例超過70%，生氣量大，資源潛力大。從區(qū)帶分析來看，尤以川西地區(qū)資源潛力最大，平均生氣強(qiáng)度為53．34×108m3／km2，最大達(dá)150×108m3／km2。目前，在劍閣和灌口—白馬廟地區(qū)有勘探新發(fā)現(xiàn)，為勘探最有利區(qū)；其次為川中、川北地區(qū)，其平均生氣強(qiáng)度超過15×108m3／km2，最大達(dá)63．73×108m3／km2，在金華、蓬萊、安岳及龍崗等地區(qū)發(fā)現(xiàn)氣井，可作為須一、須三、須五段的后備勘探區(qū)；川東、川南地區(qū)生氣強(qiáng)度一般低于10×108m3／km2，當(dāng)前尚無勘探發(fā)現(xiàn)，勘探價值相對較小。

2．2 有利勘探區(qū)評價

四川盆地須一、須三、須五段具備形成氣藏的地質(zhì)條件，綜合分析認(rèn)為其具有較大的勘探潛力，有利勘探區(qū)主要分布在川西北部、南部及川中西部地區(qū)。

川西北部地區(qū)：勘探層位為須一、須三段。該區(qū)須五段基本剝蝕殆盡，須一、須三段均處于有利的沉積相帶，厚層砂巖發(fā)育。須一段為海相三角洲前緣亞相沉積，砂巖厚度大，主要分布在射箭河—中壩—中臺山地區(qū)，儲層厚度大于10m。須三段主要為扇三角洲沉積，劍閣地區(qū)發(fā)育多套厚層砂礫巖，橫向連續(xù)可對比，儲層分布連片，孔隙與裂縫組成有效儲集空間；九龍山和中壩地區(qū)發(fā)育砂巖，孔隙較發(fā)育，以中壩地區(qū)孔隙度較高，平均超過7%。目前在中壩—劍閣—九龍山地區(qū)發(fā)現(xiàn)17口工業(yè)氣井，測試產(chǎn)量都超過1×104m3／d，其勘探面積約為1．3×104km2，是當(dāng)前較為現(xiàn)實的勘探領(lǐng)域。

川西南部地區(qū)：勘探層位為須一、須三和須五段。川西南部地區(qū)位于生烴中心，生烴強(qiáng)度超過100×108m3／km2，烴源豐富，為原生氣藏和次生氣藏的形成提供了豐富的氣源條件；須一、須三、須五段沉積厚度大，其砂巖累計厚度亦超過500m。須一段為海相三角洲及海岸砂壩沉積，砂巖成熟度相對較高，物性較好，白馬廟地區(qū)巖心平均孔隙度超過5%，發(fā)育粒間孔及粒間溶孔，須三、須五段為湖相三角洲前緣亞相沉積，分流河道發(fā)育，縱向上多套砂巖疊置，有利于油氣運聚成藏。大邑—白馬廟—蘇碼頭地區(qū)位于生烴中心油氣側(cè)向運移的指向地帶，對油氣的富集非常有利，該區(qū)須一、須三、須五段都發(fā)現(xiàn)有工業(yè)氣井，可作為川西南地區(qū)的首選目標(biāo)，勘探面積約為0．9×104km2。

川中西部地區(qū)：該區(qū)處于前陸盆地斜坡帶，具備成藏的構(gòu)造背景，含氣面積大，勘探層位為須五段。須五段發(fā)育湖相砂壩沉積，中上部發(fā)育一套厚層砂巖，厚度在10～30m，橫向連續(xù)可對比。由于埋藏淺，儲層物性較好，裂縫發(fā)育，尤其是金華—蓬萊—遂寧—安岳地區(qū)，多井顯示井噴、井漏。目前該區(qū)工業(yè)氣井產(chǎn)層段均發(fā)育裂縫。該區(qū)為須家河組二、須四、須六段的重點勘探區(qū)域，在其勘探過程中，可兼探須五段。

3 結(jié)論

1）須家河組一、三、五段有利沉積相帶主要分布在盆地周緣靠物源區(qū)，發(fā)育三角洲水下分流河道、河口壩及席狀砂，盆內(nèi)局部地區(qū)發(fā)育湖相砂壩，砂巖富集，具備形成儲層的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2）須家河組一、三、五段不僅發(fā)育良好的烴源巖，而且發(fā)育一定的儲集體，儲層以低孔隙度、低滲透率致密砂巖為主要特征，局部地區(qū)可厚層連片發(fā)育，具備天然氣聚集成藏的良好條件。

3）須家河組一、三、五段總生氣量為258．23×1012m3，資源潛力大。根據(jù)沉積相、儲層及運聚條件等油氣地質(zhì)條件綜合分析，認(rèn)為四川盆地須一、三、五段具有較好的天然氣勘探潛力，有利勘探區(qū)主要分布在川西北、川西南及川中西部地區(qū)。

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