四川盆地中三疊統雷口坡組天然氣勘探方向

周進高 辛勇光 谷明峰 張建勇 郝毅 李國軍 倪超 呂玉珍

1.中國石油勘探開發研究院杭州地質研究院 2.西南石油大學 3.中國石油天然氣集團公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室

四川盆地中三疊統雷口坡組天然氣勘探方向

周進高1,2,3辛勇光1,3谷明峰1張建勇1,3郝毅1李國軍1倪超1呂玉珍1

1.中國石油勘探開發研究院杭州地質研究院 2.西南石油大學 3.中國石油天然氣集團公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室

2008年以來,在四川盆地LG地區中三疊統雷口坡組頂部風化殼取得勘探突破,揭開了雷四段巖性氣藏的勘探序幕。為尋找近期雷口坡組天然氣勘探的方向,對該區雷口坡組各層段殘余地層分布特征、巖相古地理的恢復、儲層類型和分布以及氣藏解剖等進行了綜合分析。通過井震結合的層序格架下的沉積儲層、成藏等綜合分析,認為:①該區雷口坡組殘余地層厚度一般為600～1 200 m,川西凹陷保存較全,華鎣山斷裂以東地區剝蝕強烈,沿瀘州—開江古隆起整個雷口坡組已被剝蝕殆盡;②雷口坡期四川盆地為障壁蒸發澙湖沉積,由雷一—雷四期,膏鹽湖中心從川中南充地區,逐漸擴大至簡陽,最后遷移至鹽亭—蒲西地區,圍繞膏鹽湖分布白云巖坪及顆粒灘;③發育風化殼巖溶型白云巖和顆粒白云巖2類儲層,前者分布在大川中地區,后者分布于川中磨溪—廣安地區及龍門山前緣帶;④存在構造氣藏和巖性氣藏2種氣藏類型;⑤雷口坡組頂部風化殼和雷一、雷三段顆粒灘是有利勘探領域,大川中地區(包括LG和九龍山地區)是風化殼勘探的主要方向。

四川盆地 中三疊世 勘探方向 風化殼 儲集層特征 巖相古地理 氣藏類型 顆粒灘

中三疊統雷口坡組是四川盆地潛在的重要勘探層系。該層系勘探始于20世紀60年代,據不完全統計,迄今鉆達雷口坡組探井有1 400口,但針對雷口坡的鉆井不多,且分布不均。2008年以前,雷口坡組勘探主要圍繞構造高點展開,陸續發現了中壩、臥龍河和磨溪3個氣田及觀音場、羅渡溪2個含氣構造[1];2008年以來,在四川盆地LG地區雷口坡組頂部風化殼取得突破,揭開了雷四段巖性氣藏的勘探序幕。目前,在LG地區已鉆井52口,其中在雷四段試油井有30口,獲工業氣流10口、微氣井5口、水井6口、干井9口,顯示該風化殼領域具有一定的勘探潛力。

1 雷口坡組地層分布情況

四川盆地中三疊統雷口坡組頂部以印支期風化面與上覆須家河組及天井山組為界,底以“綠豆巖”和下三疊統嘉陵江組區分,頂底界線比較清楚[2-4]。縱向上分雷一、雷二、雷三和雷四段4個巖性段,構成4個3級層序,其中雷一、雷二和雷四段主要為白云巖夾膏鹽巖,雷三段為石灰巖夾白云巖和膏鹽,總體為1套碳酸鹽巖和蒸發巖混積序列,殘余地層厚度一般為600～1 200 m[4]。

圖1 四川盆地晚三疊世須家河組沉積前古地質圖

雷口坡組沉積范圍很廣,超出了現今四川盆地的界限,但因后期構造抬升風化剝蝕,各段殘存的范圍有所不同[4]。從圖1看,雷一段除瀘州—開江古隆起被剝蝕殆盡外,其余地區均有分布,殘余地層分布面積約15×104km2;雷二段沿瀘州—開江古隆起區的剝蝕范圍增大,殘存面積縮至12×104km2;雷三段在川東地區幾乎全被剝蝕,主要殘存于華鎣山斷裂以西地區,面積約10×104km2;雷四段僅殘存于華鎣山斷裂以西地區,面積8×104km2。總體看,以瀘州—開江古隆起為軸線,雷口坡組由西向東或由東向西依次遭受剝蝕,形成剝蝕尖滅帶,這些剝蝕尖滅帶有可能發育成大型的巖性地層圈閉。

2 巖相古地理、儲層特征及氣藏類型

2.1 巖相古地理特征

對于雷口坡組沉積特征,前人已做了大量研究,主要有曾學思等提出的潮坪說[5]、林良彪等提出的臺地說[6]等等。中三疊世雷口坡期,四川盆地周邊發育系列隆起,如東部的江南古陸、西部的康滇古陸、西北部的龍門山島鏈及北部的大巴山島鏈等,僅川西南部與滇黔地區的越北海相連,成為雷口坡期主要的海侵方向,此外,川西北和川北地區存在次要的通道與古特提斯海相通,構成次要海侵方向[4-10]。在上述隆起的障壁作用和干旱炎熱氣候條件共同影響下,四川盆地演化為受障壁的蒸發潟湖沉積環境[11-13]。盆內瀘州—開江水下古隆起[14-16]對區域沉積具有重要控制作用,即隆起西部表現為碳酸鹽巖和蒸發巖混積的雷口坡組相區,而東部則表現為碳酸鹽巖、蒸發巖與陸源碎屑巖混積的巴東組相區[4]。

在露頭、巖心、薄片等研究基礎上,利用530多口鉆井資料以3級層序體系域為單元基本明確其沉積特征:雷一期沉積時膏鹽湖中心位于川北儀隴地區,雷二—雷三期擴大至營山—遂寧一帶,雷四期遷移至鹽亭—蒲西地區;圍繞膏鹽湖分布白云巖坪及顆粒淺灘,而沿川西龍門山前發育障壁灘壩;沿瀘州—開江古隆起以東則主要發育泥質白云巖坪及膏鹽湖。

勘探和研究表明,臺緣障壁灘壩、潟湖邊緣白云巖坪及顆粒淺灘微相是有利的沉積相帶。有利于儲層發育的相帶縱向上4個層段均有分布,平面上也分布較廣,勘探范圍大。如圖2所示,雷一段顆粒灘微相廣泛發育,主要分布在資陽—磨溪—西充地區,面積約3× 104km2。

2.2 儲層特征

發育風化殼巖溶型白云巖和顆粒白云巖2類儲層,前者見于盆地中部地區,以LG雷四段為代表;后者發育于雷一段和雷三段,以中壩氣田最為典型[17],下面分別討論其特點。

圖2 四川盆地中三疊世雷一1期巖相古地理圖

2.2.1 風化殼巖溶型儲層

四川盆地雷頂風化殼儲層自中三疊世沉積以來,經歷了沉積成巖—溶蝕—溶蝕充填等巖溶地質作用,盆地緩慢的整體抬升以及較短的風化剝蝕時間導致其溶蝕作用相對較弱。

從LG地區及川中地區鉆探情況看,構成該類儲層的巖性主要是顆粒白云巖、細粉晶白云巖和含膏模孔泥晶白云巖,其中以顆粒白云巖最好。儲集空間有粒內和粒間溶孔、晶間溶孔和膏模孔及微裂縫,如圖3所示。

圖3 雷口坡組雷四段風化殼巖溶型儲層圖

孔隙度主要分布在1%～5%,最大孔隙度為9.9%,平均孔隙度為 3.22%,孔隙度大于 3%的樣品占50.2%,滲透率大于0.1 mD的樣品占41%,總體屬低孔、中滲儲層。該套儲層分布在風化殼下50 m范圍內,其形成主要受微相和巖溶作用的控制。顆粒灘和白云巖坪是基礎,巖溶改造是關鍵,然而,巖溶作用是把“雙刃劍”,一方面可將儲層改造的更好,另一方面又將儲層改造的非均質性更強。

2.2.2 顆粒白云巖儲層

該儲層主要巖性是砂屑白云巖、鮞粒白云巖、藻砂屑、藻團塊白云巖,儲集空間主要是粒間孔、粒間溶孔,如圖4所示。

圖4 雷口坡組顆粒白云巖型儲層圖

對中壩80井301個樣品分析數據統計顯示,孔隙度主要分布在3%～8%,最小為0.13%,最大孔隙度為25.3%,平均孔隙度為4.25%,孔隙度大于3%的樣品占54.4%,滲透率大于0.1 mD的樣品占85%,優于巖溶型白云巖儲層的物性條件。研究表明,該儲層受顆粒灘微相、回流滲透白云化及溶蝕作用的控制。其中,沉積微相是關鍵,臺緣灘壩顆粒巖單層厚度和累計厚度均較大,是最有利微相,如中46井顆粒巖累計厚度超過80 m;此外,溶蝕作用對儲層孔滲改善值得關注,從青林1井巖心和薄片以及中80井薄片資料看,表生巖溶作用對殘余粒間孔進行過改造,部分“粒間孔”可能是石膏充填物被完全溶蝕后的結果。

綜上所述,上述2套儲層的發育條件和區域分布不同,風化殼型巖溶儲層受微相和巖溶作用的控制,縱向上分布在風化殼下數十米范圍內,平面上分布于有利巖相和有利巖溶古地貌單元疊合部位,初步預測LG—營山—西充—遂寧是勘探有利區,勘探面積約2×104km2;顆粒白云巖儲層主要受微相控制,雷一顆粒灘分布于川中磨溪—廣安地區,面積約1×104km2;雷三顆粒灘分布于龍門山前帶,面積約8 000 km2。

2.3 氣藏類型

對已發現的雷口坡組氣藏進行了解剖,結果表明雷口坡組存在構造氣藏和構造—巖性氣藏2種類型,中壩、臥龍河和磨溪氣田屬構造氣藏,而LG雷四段氣藏為構造—巖性氣藏。

2.3.1 構造氣藏

對中壩、臥龍河和磨溪氣田的分析顯示,其氣源來自下伏地層,普遍認為與上二疊統龍潭組有關,表現為天然氣中 H2S含量高,與長興—飛仙關組氣藏類似;儲層為雷三段或雷一段顆粒白云巖,總體屬孔隙型層狀儲層,裂縫對產能有重要貢獻;圈閉類型為背斜或斷背斜,形成于印支末期—燕山期;深切斷裂溝通下伏氣源,構成天然氣運移的重要通道;膏鹽巖層作為直接蓋層,封堵條件優越。

2.3.2 構造—巖性氣藏

對LG雷四氣藏的研究顯示,其氣源來自上覆的須家河組煤系地層,表現為天然氣中不含或含微量的H2S,與須家河組氣藏相似;產層為雷四段第3小層,屬風化殼巖溶成因的裂縫—孔洞型儲層;氣源由上向下“倒灌”或斷層對接及沿不整合面側向運移成藏;上覆須家河組泥頁巖構成區域性蓋層。

3 勘探方向

研究和勘探揭示,雷口坡組頂部風化殼和雷一、雷三段顆粒灘是有利勘探領域。針對風化殼領域,大川中(包括LG和九龍山地區)地區是近期勘探的重點方向(如圖5黃色和粉紅色區域)。主要理由如下:

1)大川中LG—營山—西充—遂寧地區較大面積殘存雷四段,以白云巖坪微相為主,具備風化殼型巖溶儲層發育條件。

2)該區位于巖溶斜坡這樣有利的巖溶古地貌背景上,同時又處于雷口坡組地層剝蝕尖滅帶,有利于形成巖性地層圈閉。

3)該區緊靠川西須家河組生烴凹陷,其上覆有須家河組泥頁巖作區域性蓋層,下有雷三段膏巖作底部封堵層,具有良好的成藏條件。

4)該區目前是須家河組熱點勘探區域,在鉆探須家河氣藏的同時適當加深就可揭露雷四段氣藏,因此該區可將須家河組和雷口坡組的勘探統籌考慮,實行立體勘探,增加勘探成功率。

圖5 四川盆地雷四3亞段有利勘探區塊預測圖

對于雷一段和雷三段顆粒灘領域(如圖6紅色區域),當前勘探應集中于川西的龍門山前構造帶,主要思路是中壩氣田之外找“中壩”。理由為:①該區域是雷三—雷四期臺地邊緣障壁灘壩發育帶,顆粒灘厚度大,有利于優質儲層的發育;②該帶構造比較發育,存在背斜圈閉,同時斷裂深切下伏地層,利于溝通烴源成藏;③該帶上覆須家河組泥頁巖發育,封閉條件好,有利于氣藏的保存。④存在與中壩類似的構造帶,一旦突破,便可成帶展開,勘探效益好。此外,川中磨溪—廣安地區也具備雷一構造氣藏形成條件,值得今后關注。

圖6 雷一1亞段顆粒碳酸鹽巖厚度等值線圖

4 結論

1)中三疊世雷口坡期四川盆地為障壁蒸發澙湖沉積,由雷一—雷四期,膏鹽湖中心從川中南充地區,逐漸擴大至簡陽,最后遷移至鹽亭—蒲西地區,圍繞膏鹽湖分布白云巖坪及顆粒灘。

2)雷口坡組發育風化殼巖溶型白云巖和顆粒白云巖2類儲層,前者分布在大川中地區,后者分布于川中磨溪—廣安地區及龍門山前緣帶。

3)四川盆地雷口坡組存在構造氣藏和巖性氣藏2種氣藏類型。雷口坡組頂部風化殼和雷一、雷三段顆粒灘是有利勘探領域,大川中地區(包括LG和九龍山地區)是風化殼領域的主要勘探方向。

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Direction of gas exploration in the M iddle Triassic Leikoupo Formation of the Sichuan Basin

Zhou Jingao1,2,3,Xin Yongguang1,3,Gu M ingfeng1,Zhang Jianyong1,3,Hao Yi1,Li Guojun1,Ni Chao1,Lü Yuzhen1
(1.H angzhou Geological B ranch of Petroleum Exp loration and Development Research Institute,PetroChina, Hangzhou,Zhejiang 310023,China;2.Southw est Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,China; 3.CN PC Key L aboratory of Carbonate Reservoirs,H angzhou,Zhejiang 310023,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 12,pp.16-19,12/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

The gasexp lo ration of lithological reservoirs in the fourth member of the Leikoupo Formation started in 2008 w ith a breakthrough in gas discovery in the weathering crust of the top Leikoupo Formation of M iddle Triassic in the eastern Sichuan Basin.In order to search for the direction of gas exp lo ration in this area,this paper studies the distribution of remnant strata in each member of the Leikoupo Formation,reconstructs lithofacies paleogeography,identifies reservoir types and distribution,and dissects gas reservoirs.Near-term direction of exp loration is defined based on these comp rehensive research results.a.The remnant strata in the Leikoupo Formation of the Sichuan Basin,generally ranging in thickness from 600 - 1200 m,are relatively comp letely p reserved in the Chuanxi Dep ression,strongly eroded to the east of Huayingshan fault,and almost comp letely eroded on the Luzhou - Kaijiang palaeohigh.b.During the deposition of the Leikoupo Fo rmation,the sedimentary environment was barrier evapo rative lagoon. c.From the deposition of the first member to the fourth member of the Leikoupo Fo rmation,the depocenter of the lagoon migrated p rogressively from Nanchong in the central Sichuan Basin to Jianyang,and finally to Yanting - Puxiarea,and dolomite flat and grain shoal depositswere developed around the lagoon.d.Two typesof reservoirsare identified:one is karstic dolomite reservoirs distributed in the w hole central Sichuan Basin,and the other is granular dolomite reservoirs distributed in the area of Moxi- Guang’an and the f rontal zone of the Longmen Mountain.e.Two types of gas reservoirs,including structural trap and lithologic trap,are identified.f.Theweathering cruston the top Leikoupo Fo rmation and the grain shoals in the first and third membersof the Leikoupo Formation are favo rable exp loration targets,and weathering crust reservoirsare themajor exploration target in the w hole central Sichuan Basin.

Sichuan Basin,Leikoupo Formation,M iddle Triassic,sedimentary reservoir,exp lo ration direction,weathering crust, reservoir characteristic,lithofacies palaeogeography,reservoir type,grain shoal

周進高,1967年生,高級工程師,博士研究生;主要從事碳酸鹽巖沉積儲層和油氣地質評價研究工作。地址: (310023)浙江省杭州市西溪路920號杭州地質研究院。電話:18958060291。E-mail:zhoujg_hz@petrochina.com.cn

周進高等.四川盆地中三疊統雷口坡組天然氣勘探方向.天然氣工業,2010,30(12):16-19.

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.12.004

2010-10-19 編輯 羅冬梅)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.12.004

Zhou Jingao,senio r engineer,born in 1967,ismainly engaged in research of carbonate reservoirs and petroleum geology.

Add:No.920,Xixi Rd.,Hangzhou,Zhejiang 310023,P.R.China

Mobile:+86-18958060291 E-mail:zhoujg_hz@petrochina.com.cn