陳迎賓，胡 燁，王彥青，曾華盛

(中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇 無(wú)錫 214126)

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大邑構(gòu)造雷口坡組四段天然氣成藏條件

陳迎賓，胡 燁，王彥青，曾華盛

(中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，江蘇 無(wú)錫 214126)

以區(qū)域地質(zhì)研究為基礎(chǔ)，通過(guò)三維地震解釋及有機(jī)地球化學(xué)分析等技術(shù)手段，綜合分析了大邑構(gòu)造雷口坡組四段天然氣成藏條件及其勘探潛力。研究結(jié)果表明，大邑地區(qū)二疊系及雷口坡組烴源巖發(fā)育，深大斷裂及不整合面可作為油氣運(yùn)移的良好通道，天然氣成藏具有“雙源供烴”的良好氣源條件。雷口坡組四段發(fā)育臺(tái)緣灘沉積，基質(zhì)孔滲性較好，加之后期風(fēng)化淋濾及構(gòu)造變形，推斷發(fā)育孔隙-縫洞復(fù)合型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。發(fā)育于構(gòu)造軸部的1號(hào)斷鼻圈閉面積大、幅度高，具備良好的封蓋及保存條件。雷口坡組四段圈閉、儲(chǔ)層形成時(shí)間早，具有“下生上儲(chǔ)式”、“自生自儲(chǔ)式”良好的生儲(chǔ)蓋組合，是川西雷口坡組天然氣勘探的一個(gè)新的有利目標(biāo)。

成藏條件；地球化學(xué)；大邑構(gòu)造；雷口坡組；川西坳陷

0 引 言

中三疊統(tǒng)雷口坡組(T2l)是四川盆地海相勘探的一個(gè)重要層系。1972 年，中壩構(gòu)造上的川19井在雷口坡組三段(T2l3)獲高產(chǎn)工業(yè)氣流(25.8×104m3/d) ，由此發(fā)現(xiàn)了中壩雷三段碳酸鹽巖氣藏[1]。此后，又相繼發(fā)現(xiàn)了磨溪、臥龍河、觀音場(chǎng)、龍崗、元壩等雷口坡組氣藏和含氣構(gòu)造[2-4]。2009至2010年，川西新場(chǎng)構(gòu)造上的CK1、XSH1井在雷口坡組四段(T2l4)風(fēng)化殼獲得工業(yè)氣流(測(cè)試無(wú)阻流量分別為86.8×104、68.0×104m3/d)，初步揭示出川西雷四段風(fēng)化殼具有一定的勘探潛力。2014至2015年，川西龍門山前彭州地區(qū)金馬—鴨子河構(gòu)造帶上的PZ1、YAS1、YANGS1井測(cè)試獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)了川西雷四段天然氣勘探的重大突破。同時(shí)，部署在梓潼凹陷、成都凹陷的TS1、DS1井在雷四段均鉆遇優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層并見(jiàn)到良好天然氣顯示，證實(shí)了雷四段風(fēng)化殼在川西廣泛分布并發(fā)育優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，進(jìn)一步揭示出川西雷四段風(fēng)化殼的巨大勘探潛力。

1 研究區(qū)概況

大邑構(gòu)造位于川西坳陷中南段，與金馬—鴨子河構(gòu)造、中壩構(gòu)造同屬龍門山前緣隱伏構(gòu)造帶。早期對(duì)該構(gòu)造主要致力于上三疊統(tǒng)須家河組二段、三段裂縫性碎屑巖氣藏的勘探與開(kāi)發(fā)，未對(duì)雷口坡組進(jìn)行深入評(píng)價(jià)和鉆探。近期，通過(guò)三維地震資料解釋發(fā)現(xiàn)大邑構(gòu)造雷四段差異風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈，與上覆馬鞍塘組具有明顯的角度不整合接觸關(guān)系，且不整合面發(fā)育范圍與構(gòu)造高部位疊合較好，可形成規(guī)模較大的構(gòu)造-古巖溶復(fù)合圈閉。結(jié)合鄰區(qū)勘探成果及區(qū)域油氣地質(zhì)研究認(rèn)為，大邑構(gòu)造雷四段具有良好的天然氣成藏條件和勘探潛力，是川西雷四段天然氣勘探的一個(gè)新的有利目標(biāo)。同時(shí)，通過(guò)該構(gòu)造的研究與勘探對(duì)整體評(píng)價(jià)川西龍門山前雷四段天然氣成藏富集規(guī)律也具有十分重要的意義。

2 天然氣成藏條件分析

2.1 構(gòu)造特征及圈閉條件

三維地震解釋表明，大邑構(gòu)造雷四段整體為一個(gè)南西揚(yáng)起、北東傾覆，北西翼陡、南東翼緩的大型不對(duì)稱鼻狀構(gòu)造。構(gòu)造北西翼被一系列北東—北北東向逆斷層分割為3個(gè)軸向北東呈斜列展布的小型向斜構(gòu)造。軸部夾持于2個(gè)逆斷層之間，軸線由南西向北東略呈反“S”的弧形展布。軸部南西段被一系列北東—北北東向的次生羽狀斷裂切割，形成一個(gè)復(fù)雜的小型斷塊群；北東段構(gòu)造相對(duì)完整，僅在斷裂上盤處發(fā)育一系列北東向羽狀次生斷裂。構(gòu)造南東翼產(chǎn)狀平緩，整體為一個(gè)軸向北東的向斜構(gòu)造。

大邑構(gòu)造雷四段構(gòu)造圈閉數(shù)量眾多，類型主要為斷塊、斷鼻圈閉，其斷塊圈閉主要發(fā)育在軸部南西段，數(shù)量多但類型差且面積普遍較?。欢鋽啾侨﹂]類型好且面積大。雷口坡組四段頂面圈閉面積為34.92 km2，幅度達(dá)200 m，發(fā)育2個(gè)完整的背斜高點(diǎn)。該圈閉整體位于大邑構(gòu)造高部位，且雷四段剝蝕特征明顯，不整合面發(fā)育范圍與圈閉疊合較好，可形成規(guī)模較大的構(gòu)造-古巖溶復(fù)合圈閉。

2.2 烴源巖發(fā)育特征及氣源條件

PZ1井及中壩雷三段氣藏天然氣有機(jī)地球化學(xué)分析及氣源對(duì)比表明，龍門山前帶雷口坡組天然氣為混源氣，主要來(lái)源于下伏二疊系及雷口坡組本身烴源巖[5-7]。通過(guò)野外露頭、鄰區(qū)鉆井烴源巖樣品的系統(tǒng)測(cè)試(表1)及綜合分析認(rèn)為，大邑地區(qū)二疊系及雷口坡組烴源巖均十分發(fā)育，雷四段天然氣成藏具有優(yōu)越的烴源條件。

大邑地區(qū)中二疊統(tǒng)碳酸鹽巖烴源巖殘余有機(jī)碳質(zhì)量百分比(TOC)平均為0.70%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ—Ⅱ1型，有效烴源巖厚度達(dá)180 m。泥質(zhì)烴源巖TOC在川西地區(qū)最高，平均為2.65%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1—Ⅲ型，有效烴源巖厚度在川西地區(qū)最大，約為12 m左右。上二疊統(tǒng)碳酸鹽巖TOC與川西其他地區(qū)基本一致，平均為0.65%，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅰ—Ⅱ1型，有效烴源巖厚度為100 m左右。泥質(zhì)烴源巖TOC在川西地區(qū)最高，均在2.50%以上，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1—Ⅲ型，有效烴源巖厚度在30 m左右。近期研究表明，雷口坡組烴源巖形成于生物生產(chǎn)力高、水動(dòng)力弱、海水循環(huán)受限、鹽度較高、底部水體缺氧和沉積速率低的環(huán)境中，不僅有利于有機(jī)質(zhì)的保存，同時(shí)使得烴源巖具有轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)(轉(zhuǎn)化率平均為24.7%)。根據(jù)以上特點(diǎn)，將川西雷口坡組碳酸鹽巖有效烴源巖TOC下限定為0.20%[8-9]。大邑地區(qū)雷口坡組碳酸鹽巖烴源巖TOC與彭州地區(qū)相當(dāng)，略低于中壩地區(qū)，平均為0.30%，有效烴源巖厚度與彭州、中壩地區(qū)相當(dāng)，約為200 m左右。根據(jù)盆地模擬，對(duì)川西二疊系、雷口坡組烴源巖計(jì)算所得累計(jì)生氣強(qiáng)度，認(rèn)為大邑地區(qū)是中、上二疊統(tǒng)泥質(zhì)烴源巖的生烴中心，生氣強(qiáng)度分別為3×108～5×108、18×108～22×108m3/km2；大邑地區(qū)中、上二疊統(tǒng)碳酸鹽巖烴源巖生氣強(qiáng)度總體與彭州、中壩地區(qū)相當(dāng)，分別為30×108～35×108、10×108～15×108m3/km2；雷口坡組烴源巖生氣強(qiáng)度雖略低于彭州地區(qū)，但也可達(dá)10×108～15×108m3/km2。

表1 川西坳陷烴源巖有機(jī)碳數(shù)據(jù)

就大邑構(gòu)造雷四段天然氣成藏而言，兼具“自生自儲(chǔ)”、“下生上儲(chǔ)”2種供烴方式，有著良好的生儲(chǔ)組合；同時(shí)，大邑構(gòu)造發(fā)育的深大斷裂可有效溝通二疊系烴源巖與雷四段儲(chǔ)層；雷口坡組頂面不整合面、巖層內(nèi)部流體壓力、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)促使巖石破裂而形成的通道也為大邑構(gòu)造油氣縱、橫向運(yùn)移輸導(dǎo)創(chuàng)造了良好的條件。綜上可見(jiàn)，大邑構(gòu)造雷四段天然氣成藏氣源條件優(yōu)越，具備形成大中型氣藏的物質(zhì)基礎(chǔ)和資源潛力。

2.3 儲(chǔ)集條件

鉆探研究表明，川西雷四段主要為局限-蒸發(fā)臺(tái)地沉積，發(fā)育灘相孔隙型、風(fēng)化殼巖溶縫洞型及孔隙-縫洞復(fù)合型3種類型儲(chǔ)層[10-11]。灘相孔隙型儲(chǔ)層主要發(fā)育于龍門山前臺(tái)地邊緣的臺(tái)緣灘及坳陷內(nèi)新場(chǎng)等地區(qū)的臺(tái)內(nèi)灘，分布范圍及規(guī)模相對(duì)較小。而受拉丁期末的“印支早期運(yùn)動(dòng)”影響，川西雷口坡組整體抬升，雷四段遭受差異剝蝕，形成了古風(fēng)化殼巖溶縫洞型儲(chǔ)層。該類儲(chǔ)層主要發(fā)育在晶粒白云巖和含顆粒晶粒白云巖中，遍布于整個(gè)川西地區(qū)，厚度大，物性、含氣性好。如PZ1井雷四段巖溶縫洞型儲(chǔ)層累計(jì)厚度為116.4 m，占地層厚度84%；孔隙度為2.0%～14.4%，平均為4.6%；空氣滲透率為0.11×10-3～6.22×10-3μm2，平均為1.12×10-3μm2。XS1井雷四段巖溶縫洞型儲(chǔ)層實(shí)測(cè)平均孔隙度為5.17%，平均空氣滲透率為0.54×10-3μm2；CK1井與巖溶有關(guān)的儲(chǔ)層油氣顯示段累計(jì)厚度為58.4 m，實(shí)測(cè)平均孔隙度為4.8%，平均空氣滲透率為0.11×10-3μm2；其他如TS1、DS1井在雷四段也均鉆遇風(fēng)化殼巖溶縫洞型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。根據(jù)鄰區(qū)鉆探及區(qū)域沉積相研究，川西龍門山前大飛水—彭洲—綿竹—江油一線以西到北川—映秀斷裂之間的區(qū)域發(fā)育臺(tái)緣灘及灘間亞相[12]。大邑地區(qū)的霧1井、大飛水剖面均見(jiàn)到臺(tái)緣灘相沉積，大邑三維地震雷四段在主斷裂以西也可見(jiàn)丘狀、高頻、強(qiáng)反射的波阻特征，推斷在該區(qū)域也發(fā)育臺(tái)緣灘相沉積(圖1)。灘相顆粒白云巖、灰?guī)r不僅本身發(fā)育較好的孔隙型儲(chǔ)層，同時(shí)為后期形成溶蝕縫洞型儲(chǔ)層提供了良好的基質(zhì)條件，形成物性更加優(yōu)異的孔隙-縫洞復(fù)合型儲(chǔ)層。同時(shí)，地震剖面顯示，大邑主體雷四頂面不整合較已獲得發(fā)現(xiàn)的新場(chǎng)構(gòu)造、金馬—鴨子河構(gòu)造更加明顯，且高部位與兩翼地層厚度差異較大，一方面表明大邑構(gòu)造形成時(shí)間早，具古構(gòu)造特征；另一方面推斷雷四段剝蝕相對(duì)強(qiáng)烈，巖溶型儲(chǔ)層更加發(fā)育。而晚期褶皺、斷裂的進(jìn)一步活動(dòng)也可以形成構(gòu)造裂縫，從而進(jìn)一步改善儲(chǔ)層物性。由此可推斷，大邑構(gòu)造雷四段孔隙-縫洞型儲(chǔ)層發(fā)育，應(yīng)具有良好的儲(chǔ)集條件。

圖1 川西坳陷雷口坡組四段巖相古地理

2.4 成藏要素配置關(guān)系與成藏模式

通過(guò)對(duì)川西金馬—鴨子河、新場(chǎng)、中壩雷口坡組氣藏、含氣構(gòu)造解剖，結(jié)合區(qū)域二疊系—中、下三疊統(tǒng)的沉積埋藏史、熱演化史及成巖、孔隙演化過(guò)程等研究成果初步認(rèn)為，川西地區(qū)雷口坡組天然氣成藏經(jīng)歷了以下過(guò)程(圖2)。

雷口坡組末期，受印支早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，雷口坡組整體抬升，雷四段碳酸鹽巖暴露地表后，在表層形成滲流帶和潛流帶，原生孔隙或裂縫遭到溶蝕擴(kuò)大，形成連通性較好的孔、洞、縫系統(tǒng)。

圖2 川西坳陷雷口坡組成藏事件

晚三疊世中、晚期—早侏羅世時(shí)期，分別為二疊系、雷口坡組烴源巖生、排烴重要時(shí)期，也是有機(jī)酸、CO2大量生成及運(yùn)移時(shí)期。這些酸性流體通過(guò)斷裂、不整合面等運(yùn)移至雷口坡組早先形成的溶孔、溶縫中，對(duì)早期的孔隙進(jìn)行進(jìn)一步溶蝕，隨后油氣充注，形成以油為主的儲(chǔ)層，這段時(shí)期為古油藏形成的重要時(shí)期。

隨著雷口坡組儲(chǔ)層埋藏加大，溫度、壓力進(jìn)一步升高，至中侏羅—早、中白堊世時(shí)期，早先形成的油藏?zé)崃呀廪D(zhuǎn)化為氣，同時(shí)溫度進(jìn)一步升高，儲(chǔ)層中含有的硬石膏可以與油氣進(jìn)行硫酸鹽熱化學(xué)還原作用(TSR)，產(chǎn)生H2S、CO2和H2O。在高溫下，H2S、CO2等酸性流體以及產(chǎn)生的H2O(H2O也可能對(duì)儲(chǔ)層中的鹵水具有稀釋作用，使鹵水變得不飽和)可以進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行溶蝕、改造。如在鄰區(qū)雷口坡組儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)有鞍狀白云石，見(jiàn)方解石、黃鐵礦交代硬石膏結(jié)核的成巖現(xiàn)象，以及雷口坡組天然氣中均高含H2S，是發(fā)生TSR的重要證據(jù)。二疊系、雷口坡組生成的氣也在這段時(shí)期運(yùn)移至儲(chǔ)層，該時(shí)期為氣藏形成的重要時(shí)期。

燕山期—喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在川西比較活躍。斷裂、褶皺可形成大量構(gòu)造裂縫，從而進(jìn)一步增加了儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能。同時(shí)，早先形成的氣藏在構(gòu)造作用下發(fā)生調(diào)整、改造。這段時(shí)期主要為氣藏的調(diào)整改造期。

結(jié)合上述認(rèn)識(shí)，大邑構(gòu)造雷四段儲(chǔ)層(灘相孔隙型及孔隙-溶蝕縫洞型儲(chǔ)層)形成時(shí)間早，具備了早期、晚期存儲(chǔ)油氣的能力。整體構(gòu)造及主斷裂形成于雷口坡組沉積前，具古構(gòu)造特征，不僅可以提供圈閉條件，優(yōu)先捕獲油氣，斷裂還可有效溝通烴源巖與儲(chǔ)層。后期褶皺和斷裂活動(dòng)還可形成大量構(gòu)造裂縫，進(jìn)一步改善儲(chǔ)層物性。馬鞍塘組及小塘子組暗色泥巖、灰?guī)r具有較好的封蓋性。斷裂雖然晚期活動(dòng)強(qiáng)烈，但縱、側(cè)向均具有較好的封堵性。總體來(lái)說(shuō)，大邑構(gòu)造雷四段生、儲(chǔ)、蓋、圈、保存等成藏要素時(shí)間、空間組合配置關(guān)系良好，具備形成天然氣藏的條件[14-15]。

3 結(jié) 論

(1) 根據(jù)上述成藏條件的分析，大邑構(gòu)造雷四段具有良好的成藏條件。斷鼻圈閉類型好、面積大且具有雷口坡組頂面巖溶縫洞發(fā)育區(qū)與構(gòu)造高部位復(fù)合的有利條件，是實(shí)施鉆探的首選目標(biāo)。但鉆探需兼顧構(gòu)造高點(diǎn)及雷口坡組頂面剝蝕明顯區(qū)域的復(fù)合部位進(jìn)行部署，同時(shí)參考地震屬性及波形特征，盡量使井位落于具有丘狀或雜亂、低頻、弱振幅反射特征(鄰區(qū)鉆探已證實(shí)，該類反射區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育且含氣性好)的區(qū)域。

(2) 大邑構(gòu)造位處龍門山前隱伏構(gòu)造帶，具有印支早期古凸起的特征。從印支早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)四川盆地油氣控制作用來(lái)看，川西龍門山前可能具有與瀘州—開(kāi)江古隆起類似的構(gòu)造背景。如果該構(gòu)造獲得發(fā)現(xiàn)，將與彭州、中壩形成一個(gè)雷口坡組油氣區(qū)帶，這將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大龍門山前雷口坡組勘探領(lǐng)域與范圍。

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編輯 張 雁

20151204；改回日期：20160325

國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”之“海相碳酸鹽巖層系盆地分析與戰(zhàn)略選區(qū)”(2016ZX05005-001-005)

陳迎賓(1975-)，男，高級(jí)工程師，1997年畢業(yè)于成都理工大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，2010年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣地質(zhì)綜合研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.03.006

TE121.1

A

1006-6535(2016)03-0025-05