韓 建

中國石油西南油氣田公司重慶氣礦

0 引言

油氣勘探實(shí)踐證實(shí)，四川盆地上二疊統(tǒng)長興組生物礁主要圍繞開江—梁平海槽兩側(cè)分布，在開江—梁平海槽東側(cè)發(fā)現(xiàn)了鐵山坡、羅家寨、普光、五百梯、大貓坪等生物礁大氣田，其西側(cè)北段發(fā)現(xiàn)了龍崗、元壩等生物礁大氣田[1]。川東地區(qū)生物礁已成為繼石炭系氣藏后重要的產(chǎn)能接替領(lǐng)域[2]，尤其是勘探程度不高的川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣生物礁，是川東地區(qū)主要滾動勘探對象，也是轄區(qū)內(nèi)主要增儲上產(chǎn)方向。

針對川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣生物礁已鉆探7口井，鉆井證實(shí)海槽西側(cè)臺緣帶生物礁發(fā)育、整體規(guī)模較其他地區(qū)生物礁大，儲層較理想，儲層整體發(fā)育程度優(yōu)于海槽東側(cè)，但含氣性差，7口井中僅1口井測試獲純氣，3口井測井及測試成果為上段氣層，下段水層，3口井測井及測試成果為水層，可見海槽西側(cè)臺緣帶生物礁整體含氣性不理想，影響了區(qū)內(nèi)生物礁勘探開發(fā)步伐。截至2021年底，針對四川盆地長興組生物礁的報(bào)道多，王一剛[3-6]等主要研究了海槽及生物礁的形成 ，周剛[7-8]等研究了生物礁類型特征及演化；王丹[9-10]等研究了生物礁儲層特征，徐安娜[11]等研究了生物礁儲層發(fā)育影響因素。含氣性方面報(bào)道少，通常認(rèn)為生物礁為“一礁一藏”特征，但通過區(qū)內(nèi)生物礁勘探開發(fā)發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)生物礁含氣性復(fù)雜，受多方面因素影響。

本文基于區(qū)內(nèi)地震、鉆井和測井資料，從臺緣生物礁沉積及儲層發(fā)育因素入手，分析了儲層展布，結(jié)合區(qū)內(nèi)構(gòu)造及斷裂展布特征，深入剖析川東地區(qū)海槽西側(cè)生物礁含氣特征，總結(jié)生物礁含氣性控制因素，指導(dǎo)生物礁井位目標(biāo)部署及優(yōu)選，助推川東地區(qū)海槽西側(cè)生物礁勘探開發(fā)，為川東地區(qū)老氣田穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 沉積相帶、生物礁及儲層特征

1.1 沉積相帶展布特征

四川盆地在二疊紀(jì)長興期拉張背景下基底斷塊差異升降分化出深水海槽[12-15]。根據(jù)長興組沉積時(shí)期水動力條件、沉積環(huán)境等，在川東、川北地區(qū)長興組沉積相可劃分為海槽相、陸棚斜坡相、臺緣帶、碳酸鹽開闊臺地相。

1.1.1 海槽相

該相是最大浪擊面以下的深水環(huán)境沉積，經(jīng)薄片鑒定，海槽內(nèi)發(fā)育硅質(zhì)巖、黑色泥巖，遠(yuǎn)離物源呈“饑餓”沉積，地層厚度薄，約30 m。

1.1.2 陸棚斜坡相

該相是在晴天浪底之下沉積淺海陸棚環(huán)境，主要發(fā)育鈣藻、有孔蟲 、棘屑、腕足屑等泥粒巖類石灰?guī)r。這類富生屑的石灰?guī)r色深、常含數(shù)量不等的燧石結(jié)核、硅質(zhì)條帶。

1.1.3 臺緣相

在陸棚斜坡相和開闊臺地相之間，水溫和鹽度適宜，養(yǎng)分充分，有利于造礁生物生長繁殖，海綿、苔蘚、水螅等造礁生物在內(nèi)的群落高度發(fā)育，于是形成了沿海槽邊緣呈狹窄帶狀展布，寬約1～3 km的臺緣帶生物礁發(fā)育區(qū)。臺緣帶生物礁常具有生物骨架結(jié)構(gòu)，骨架間充填灰泥及顆粒，以黏結(jié)巖、骨架巖及障積巖為主。生物礁可進(jìn)一步分為礁基微相、礁核微相、礁坪微相。礁基和礁間主要為生屑灰?guī)r，礁坪主要為白云巖，白云巖常發(fā)生重結(jié)晶作用，晶間孔、粒間孔及溶蝕孔洞豐富。生物礁體厚度變化大，數(shù)米至上百米。結(jié)合沉積時(shí)期古地貌，通過地震和鉆井資料證實(shí)，海槽西側(cè)臺緣生物礁發(fā)育，沿臺緣斷續(xù)分布；由于沉積時(shí)古地貌等差異，海槽西側(cè)臺緣生物礁較東側(cè)臺緣礁規(guī)模更大、沿臺緣分布連續(xù)性更好。

1.1.4 碳酸鹽巖開闊臺地相

該相帶沉積物主要為灰色至淺灰色中層—塊狀的生屑、顆粒灰?guī)r，少見燧石條帶和結(jié)核，可見平行層理和波狀層理。這些特征表明其沉積時(shí)水體較淺,常受波浪作用的影響。地層厚度常小于 200 m。

1.2 海槽西側(cè)臺緣帶生物礁儲層發(fā)育特征

根據(jù)巖心及鑄體薄片、測井、錄井、測試等資料證實(shí)，川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣生物礁儲層發(fā)育，厚度較大，物性較好，發(fā)育裂縫—孔洞型儲層。

1.2.1 儲集巖特征

巖心觀察、薄片鑒定指出長興組生物礁儲集巖包括細(xì)—粉晶白云巖、粉晶灰?guī)r、溶孔白云巖、生屑白云巖等，主要儲集巖以生物礁組合中的殘余顆粒云巖或具顆?；糜暗募?xì)—中晶云巖為主。

顆粒白云巖：巖石多呈塊狀，主要由微—粉晶白云石組成，局部可達(dá)細(xì)晶級。白云石含量高，可達(dá) 90.00 %，成因?yàn)榻富規(guī)r或生物碎屑灰?guī)r白云石化形成，巖石白云石化強(qiáng)烈。顆粒包括礫屑、生屑和少量砂屑，以生屑為主。巖石中發(fā)育有孔蟲、殘余棘皮、藻屑、藻紋層等生物殘跡。

殘余顆粒細(xì)—中晶云巖：主要由細(xì)—中晶云巖組成，巖石中白云石含量高低不等，主要為成巖時(shí)期白云石晶體重結(jié)晶形成。

角礫狀白云巖：礫屑云巖以角礫巖為主，磨圓度低，棱角明顯，大小混雜，多在靠近海槽及斷裂形成陡坡的礁前，平均孔隙度為3.20%。

生屑云質(zhì)灰?guī)r和生屑灰質(zhì)云巖為長興組次要儲集巖。生屑種類與生屑灰?guī)r基本相同，白云石化作用較強(qiáng)但不徹底，白云石多呈他形、半自形粉—細(xì)晶結(jié)構(gòu)，多選擇性交代有孔蟲、藻屑、苔蘚蟲及部分基質(zhì)。

1.2.2 儲集空間類型

生物礁儲層儲集空間類型,包括孔、洞、縫。根據(jù)儲集空間成因、大小、形態(tài)和巖石結(jié)構(gòu)組分的關(guān)系等，將其劃分為孔隙、孔洞和裂縫三類，其中粒間（內(nèi)）溶孔、晶間（溶）孔及生物溶模孔為主要儲集空間，溶洞、裂縫也發(fā)育。

1.2.3 儲層物性特征

根據(jù)表1可知，川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣生物礁儲層發(fā)育，其中LG82井儲層最為發(fā)育，測井解釋儲層厚度達(dá)到了109.5 m，有效孔隙度達(dá)到了6.71%。LG84井測井解釋儲層厚62.5 m，平均孔隙度達(dá)到了4.12%；針對LG82、LG84、TD110井巖心分析指出長興組孔隙度6.0%～12.0%的樣品占總數(shù)的15.36%，2.0%～6.0%的儲層占總數(shù)的83.60%，可見海槽西側(cè)生物礁物性較好（表1）。

表1 川東地區(qū)海槽西側(cè)生物礁井測井儲層參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

1.2.4 儲層類型

對海槽西側(cè)長興組巖心樣品滲透率與孔隙度作相關(guān)分析，儲層滲透率隨孔隙度增加而增加，滲透率和孔隙度具有正相關(guān)性，但部分巖心樣品表現(xiàn)出孔隙度低、滲透率高的特征，表明裂縫對儲層滲透性具有改善作用。同時(shí)，通過觀察巖心（圖1），測井曲線段特征等，也反映儲層為裂縫—孔隙（洞）型。

圖1 川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣生物礁巖心及薄片圖

1.3 海槽西側(cè)臺緣帶生物礁儲層展布特征

生物礁發(fā)育規(guī)模和展布受臺緣帶控制，礁儲層發(fā)育程度及展布受沉積微相控制[16-18]。臺緣帶生物礁沉積時(shí)受海平面升降旋回影響，在海退時(shí)有利于上部高能礁坪灘體發(fā)育，并暴露于大氣之下，發(fā)生淡水淋濾、溶蝕和云化作用，云化率可達(dá)76 %，形成生物礁體中早期儲層，并為后期儲層改造提供有利條件。海槽相—臺緣相—開闊臺地相方向，生物礁沉積時(shí)沉積微相變化極快，生物礁在迎浪面（靠海槽相面）水體能量強(qiáng)，營養(yǎng)物豐富，造礁生物和灘體發(fā)育，有利于儲層形成；生物礁背浪面（靠近開闊臺地相面）水體能量較弱，礁體規(guī)模和灘相欠發(fā)育，進(jìn)而儲層發(fā)育程度不理想。沿臺緣帶方向，生物礁發(fā)育處地貌高，水體能量強(qiáng)，灘體大致沿臺緣帶分布，進(jìn)而生物礁儲層沿臺緣帶發(fā)育?？梢?，生物礁儲層隨礁體沿臺緣帶較連續(xù)分布，海槽相—臺緣相—開闊臺地相方向礁儲層變化快，即礁儲層具有較強(qiáng)的方向非均質(zhì)性。

基于相控的生物礁及儲集層預(yù)測技術(shù)[19-21]，以LM區(qū)塊為例，地震精細(xì)刻畫礁體沿臺緣帶長約3 km，地震預(yù)測儲層隨生物礁大致沿臺緣帶展布，實(shí)施的TD110井縱向鉆遇礁云巖厚度大于128.5 m，測井解釋成果有效儲層厚達(dá)54 m，可見，海槽西側(cè)生物礁規(guī)模大，儲層沿臺緣帶連續(xù)性較好。海槽東側(cè)臺緣帶生物礁規(guī)模、儲層沿臺緣帶連續(xù)性整體較西側(cè)臺緣帶生物礁小，儲層連續(xù)性差，儲層非均質(zhì)性更強(qiáng)，導(dǎo)致東側(cè)臺緣帶生物礁鉆井過程中時(shí)常失利，需調(diào)整目標(biāo)靶區(qū)，甚至調(diào)整3次目標(biāo)靶區(qū)才鉆遇生物礁及儲層，在西側(cè)臺緣生物礁鉆井過程中未遇見該現(xiàn)象。

2 含氣性特征

2.1 生物礁成藏特征

針對開江—梁平海槽臺緣生物礁成藏，蔣裕強(qiáng)[22]等基于天然氣組分、碳同位素等，指出直接與長興組接觸的下腹二疊系龍?zhí)督M是主要烴源層，龍?zhí)督M烴源巖于中侏羅世到晚侏羅世早期處于生油高峰期并充注，以斷裂為疏導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)古油藏；早白堊世中晚期—晚白堊世中期原油裂解成氣，形成生物礁巖性油氣藏。

燕山—喜馬拉雅期以前四川盆地以水平向構(gòu)造運(yùn)動為主，對原有油氣藏影響有限。燕山—喜馬拉雅期造山運(yùn)動對川東地區(qū)各層系氣藏影響大，導(dǎo)致原有油氣藏遭調(diào)整重新成藏。斷層系統(tǒng)發(fā)育，主控?cái)鄬訑嚅_志留系—三疊系，甚至“通天”，由于斷裂系統(tǒng)發(fā)育且開啟，部分油氣藏甚至遭破壞，進(jìn)而控制了石炭系、二疊系、三疊系等多套地層含氣性。生物礁氣藏在該時(shí)期一邊充足，一邊遭遇不同程度的調(diào)整，甚至是破壞。川東地區(qū)開江—梁平海槽東側(cè)臺緣礁規(guī)模整體較西側(cè)小，整體含氣性好。而海槽東側(cè)生物礁在自身礁體規(guī)模、儲層展布以及構(gòu)造（斷裂）影響下，含氣性差（表2）。

表2 川東地區(qū)海槽西側(cè)長興組生物礁測井、測試成果統(tǒng)計(jì)表

2.2 含氣性因素分析

2.2.1 構(gòu)造及斷裂對含氣性影響

燕山—喜山期造山運(yùn)動在川東地區(qū)形成了7排隔擋式北東—南西向高陡構(gòu)造帶[23-24]，具有背斜隆起狹長，向斜寬緩特征，整個(gè)地層近似同心圓褶皺構(gòu)造展布，構(gòu)造展布復(fù)雜。根據(jù)斷裂特征可將高陡構(gòu)造帶進(jìn)一步分為構(gòu)造主體、陡翼潛伏帶、緩翼潛伏帶。高陡構(gòu)造帶狹長，地層褶皺強(qiáng)烈，大斷裂發(fā)育，且斷裂延伸遠(yuǎn)，斷裂系統(tǒng)平行于構(gòu)造帶走向。主控?cái)鄬涌刂屏藰?gòu)造展布格局，常斷開志留系—三疊系地層，控制了石炭系、二疊系、三疊系等多套地層含氣性，構(gòu)造陡翼潛伏隆起帶構(gòu)造完整，是油氣富集區(qū)。

高陡構(gòu)造帶及其斷裂走向幾乎垂直于臺緣帶展布，同時(shí)斷裂系統(tǒng)幾乎垂直切過、斷開臺緣帶、生物礁及其隨臺緣帶較連續(xù)分布的儲層，斷層破壞了生物礁氣藏，并導(dǎo)致臺緣帶生物礁（氣藏）處于海拔懸殊的高陡構(gòu)造帶各部位。處于構(gòu)造陡翼潛伏帶隆起的生物礁氣藏，因斷裂欠發(fā)育，生物礁氣藏調(diào)整后，油氣在此聚集成藏。處于構(gòu)造主體位置的生物礁氣藏，因此主體構(gòu)造斷裂發(fā)育，生物礁氣藏遭破壞。構(gòu)造緩翼常發(fā)育單斜構(gòu)造，上傾方向被斷層切割，該處生物礁氣藏因此保存條件不理想，導(dǎo)致含氣性差。寬緩向斜區(qū)構(gòu)造簡單，保存條件好，含氣性理想，（圖2）?？梢姌?gòu)造及斷裂控制了儲層連續(xù)較好的海槽西側(cè)臺緣帶生物礁含氣性。

圖2 川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣帶生物礁含氣模式圖

實(shí)鉆資料證實(shí)構(gòu)造及斷裂控制了海槽西側(cè)臺緣帶生物礁含氣性。TD110井處于大天池構(gòu)造帶東側(cè)陡翼潛伏構(gòu)造軸部，且在長興組頂界構(gòu)造圖上處于構(gòu)造高部位，二疊系構(gòu)造完整性好，該井鉆遇厚層生物礁及儲層，測試獲高產(chǎn)純氣。LG84井處于七里峽高陡構(gòu)造帶東側(cè)陡翼潛伏與寬緩向斜區(qū)之間，二疊系地層具有微隆構(gòu)造特征，該井測井解釋成果為上部氣層，下部水層，上段測試獲氣0.5 104m3/d。M004-C1、LG82、LG83井處于高陡構(gòu)造不同部位，依次是構(gòu)造主體、西側(cè)緩翼構(gòu)造區(qū)和東側(cè)陡翼潛伏構(gòu)造區(qū)，各井均鉆遇生物礁及良好儲層，但井位目標(biāo)所在生物礁（氣藏）被上傾主控?cái)鄬忧懈?，生物礁氣藏遭破壞，無保存條件，測井和測試成果均產(chǎn)水。

2.2.2 儲層非均質(zhì)性對含氣性的影響

生物礁之間發(fā)育礁間水流通道，礁間水流通道處生物礁不發(fā)育，并將相鄰礁體分割，因此臺緣帶發(fā)育若干個(gè)獨(dú)立的生物礁體，生物礁儲層也隨礁體沿臺緣帶斷續(xù)展布。此外，受沉積時(shí)古地貌差異及后期成巖作用影響，海槽西側(cè)生物礁儲層雖沿臺緣帶較連續(xù)發(fā)育，但生物礁儲層沿臺緣仍具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，特別是規(guī)模較小的生物礁。生物礁儲層非均質(zhì)性，及儲層有限范圍內(nèi)的斷續(xù)分布使生物礁成為巖性氣藏，儲層邊界控制了生物礁氣藏邊界。

以XL1、LG83井所屬礁體為例，礁體所處的海槽西側(cè)南端長興組沉積時(shí)期坡折帶較緩，生物礁規(guī)模較西側(cè)中北段小，儲層隨礁體連續(xù)展布有限。地震精細(xì)刻畫發(fā)現(xiàn)XL1、LG83分別鉆遇不同礁體，兩礁體之間發(fā)育水流通道。位于陡翼潛伏構(gòu)造翼部較高位置的LG83井鉆遇生物礁及儲層，測試產(chǎn)純水；距離相鄰，構(gòu)造位置更低的XL1井測試上部產(chǎn)氣，下部產(chǎn)水?？梢娫诤２畚鱾?cè)南端生物礁儲層非均質(zhì)性控制了含氣性。

2.2.3 斷裂和儲層共同控制含氣性

以TD110-1所在生物礁為例。TD110-1位于構(gòu)造緩翼較高部位，在該井上傾方向位置，二疊系遭斷層切割，斷開生物礁體，破壞了原生物礁氣藏，天然氣散失；同時(shí)，由于生物礁儲層非均質(zhì)強(qiáng)，在生物礁頂部形成小規(guī)模的巖性圈閉，形成氣頂；因此TD110-1井在長興組測試結(jié)果為上部含氣，下部產(chǎn)水。

根據(jù)上述可知，長興組生物礁氣藏與二三疊系其他氣藏一樣，含氣性受區(qū)內(nèi)高陡構(gòu)造控制，有利于油氣聚集的陡翼潛伏帶隆起區(qū)和保存條件好的寬緩向斜區(qū)生物礁含氣性好，斷裂發(fā)育的主體構(gòu)造和多呈單斜的緩翼區(qū)生物礁含氣性差。海槽西側(cè)臺緣帶生物礁規(guī)模較其他地區(qū)大，儲層隨礁體沿臺緣帶斷繼分布，其連續(xù)性強(qiáng)其他地區(qū)，高陡構(gòu)造強(qiáng)褶皺及斷裂控制下，海槽西側(cè)生物礁氣藏“一礁一藏”特征不明顯，有別于其他地區(qū)。

3 勘探潛力評價(jià)

川東地區(qū)海槽西側(cè)臺緣帶潛力大。多口井鉆井證實(shí)生物礁發(fā)育，且儲層厚度大，物性好。同時(shí)海槽西側(cè)臺緣帶幾乎垂直于高陡構(gòu)造帶（斷裂），正向構(gòu)造發(fā)育，有利于油氣匯集成藏，特別是陡翼潛伏區(qū)。海槽西側(cè)臺緣帶面積約250 km2，根據(jù)TD110井長興組儲量豐度7.69 108m3/km2計(jì)算，資源量取計(jì)算成果一半，約1 000 108m3，資源豐富，是川東比較現(xiàn)實(shí)的滾探區(qū)域。

4 結(jié)論

1）海槽西側(cè)臺緣帶生物礁及儲層發(fā)育，且生物礁及儲層沿臺緣帶斷續(xù)分布，較川東其他地區(qū)生物礁更發(fā)育，儲層厚可達(dá)109.5 m，孔隙度可達(dá)6.71%，為裂縫—孔洞型儲層，儲層沿臺緣帶隨生物礁體斷續(xù)分布，垂直臺緣帶方向礁儲層非均質(zhì)性強(qiáng)。

2）有利于油氣聚集的陡翼潛伏帶隆起區(qū)和保存條件好的寬緩向斜區(qū)生物礁含氣性好，斷裂發(fā)育的主體構(gòu)造和多呈單斜的緩翼區(qū)生物礁含氣性差。

3）海槽西側(cè)生物礁（相帶）與區(qū)內(nèi)高陡構(gòu)造及斷裂幾乎垂直接觸，構(gòu)造及斷裂系統(tǒng)、儲層非均質(zhì)性兩者共同控制了生物礁含氣性。