川西坳陷回龍構造雷口坡組天然氣成藏條件

胡 燁，陳迎賓，王彥青，袁曉宇

(1.中國石化石油勘探開發研究院無錫石油地質研究所，江蘇 無錫 214126；2.常州工學院，江蘇 常州 213032)

0 引 言

近幾十年來，中國石化在川西地區的油氣勘探集中于中生代陸相層系，并取得了良好的油氣勘探成果，而對于海相油氣的勘探程度相對較低，探區內鉆至海相地層的鉆井很少。近年來，在鄰區的磨溪、威遠、中壩等海相地層發現了規模氣田[1-2]，揭示了在具有類似油氣地質背景的川西探區海相層系很有可能存在規模的油氣藏。中國石化西南油氣分公司在川西探區龍門山前金馬-鴨子河構造帶上針對海相層系部署的彭州1、羊深1井等探井經測試獲得了高產天然氣，實現了川西探區龍門山前雷口坡組四段天然氣勘探的突破[3]。與此同時，部署在梓潼凹陷、新場構造帶、成都凹陷的潼深1、川科1、都深1等井在雷口坡組均鉆遇優質儲層并見到良好天然氣顯示，證實了川西雷口坡組的巨大勘探潛力。

前期研究及勘探成果表明，川西雷口坡組在印支早期川西整體隆升的過程中遭受了大面積、大幅度剝蝕，在雷口坡組頂部形成了風化殼溶蝕縫洞型的儲層[4]；回龍地區因長期處于構造高部位及強變形區，容易形成裂縫型的儲層；川西龍門山前雷口坡組的突破肯定了雷口坡組微生物參與成巖的孔隙型白云巖儲層，結合前人對川西地區沉積相的研究成果[5-6]，回龍地區也應發育相同相帶的白云巖儲層；而回龍構造位于川西坳陷東坡，一直是油氣運移指向區；結合鉆探、三維地震資料解釋及鄰區勘探研究成果認為，回龍構造雷口坡組具有良好的天然氣成藏條件，是川西地區雷口坡組擴大勘探的一個重要領域。

1 研究區概況

回龍構造位于四川盆地川西坳陷東部斜坡與川中隆起銜接部位。構造以北隔黃鹿向斜與豐谷-高廟子構造帶相望，以南為中興場向斜，東鄰東部斜坡與川中隆起銜接，其西部知新場-石泉場-合興場地區由于受龍門山推覆作用形成南北向構造帶，而緊鄰知新場-石泉場東部的回龍工區構造形變相對較弱。通過對回龍構造三維地震數據資料解釋發現，回龍構造雷四段頂面不整合特征明顯且雷四段遭受了強烈的差異分化剝蝕作用，雷口坡組整體上發育早期正向構造，且不整合面發育范圍與構造高部位疊合較好。綜合區域油氣地質研究及鄰區最新勘探成果分析認為，回龍構造雷口坡組具有優越的天然氣成藏條件，回龍地區勘探潛力巨大，是川西地區雷口坡組天然氣勘探的有利目標。

2 天然氣成藏條件分析

2.1 構造發育特征及圈閉條件

通過三維地震資料解釋發現，回龍構造雷口坡組各段頂面構造形態相似，整體呈現北西低南東高的構造形態。回龍構造雷口坡組共解釋出25條斷層(圖1)，均為逆斷層，其中F1、F2斷裂規模較大，控制了構造的形成與展布。根據斷裂產狀可劃分為2組：一組是近東西向斷裂，一組是北東—南西斷裂。近東西向共有8條斷裂，平面上呈弧型、反“S”型展布，產狀較陡，控制了雷口坡組早期構造的形成，主干斷層F1上下2盤為2個大型的鼻狀構造，且在斷層上盤，向東揚起的基礎上，沿主干斷層發育一系列正向構造。北東—南西共有17條斷裂，平面上呈平直型、弱弧型展布，大多平行或雁列式展布，主干斷層F2與次生或派生斷層形成多個斷塊，這些斷層調整并促成了雷口坡組現今構造形成及空間展布特征。

圖1川西回龍三維雷四段頂面構造及圈閉

F1斷裂形成于印支晚期，從展布形態看可能與新場構造同期形成，稱為回龍斷裂。F1斷裂在回龍三維工區也是規模最大的斷裂，由西向東呈反“S”型展布，延伸長度近20 km。斷面近北傾向，自下而上，產狀變化不大，但斷距逐漸增大，范圍為0～150 m。斷層向上斷穿整個雷口坡組，最淺斷達須家河組三段，向下最深斷至二疊系。斷層上下盤發育一系列平面上與之斜交或平行的羽狀派生或次生斷裂，剖面上構成了“Y”字型斷裂組合及正花狀構造樣式(圖2)。

F2斷裂規模僅次于F1斷裂，由北東—南西向呈弱弧型展布，延伸長度約為16 km。斷面北西傾向，自下而上斷距逐漸增大，范圍為0～180 m，產狀向下略變緩，斷層向上斷穿整個雷口坡組，最淺斷裂至須家河組三段，向下最深斷裂至下三疊統嘉陵江組。與F1斷裂相似，斷層上下盤發育一系列平面上與之斜交或平行的羽狀派生或次生斷裂，剖面上構成了“Y”字型斷裂組合及正花狀構造樣式(圖2)。F2斷裂形成于早白堊世的燕山期構造運動，該時期，回龍地區在這一擠壓應力場條件下，地層擠壓逆沖形成F2斷裂，且隨著擠壓應力的進一步加強，地層受斷面控制褶皺變形，并派生出一系列北東—南西向的分支斷層；由于此時期構造應力場方向及性質有所改變，導致F1斷裂發生右行壓扭變形。

圖2回龍三維工區典型構造樣式

回龍構造雷口坡組四段可識別出一個三級構造圈閉群，圈閉內部可識別出9個構造高點(圖1)。9個構造高點分別位于斷塊、斷鼻之上。斷塊主要由一級主干斷裂與派生的二級分支斷裂圍成，該類構造高點主要發育于F2斷層上盤，主要依附于北東—南西向主干斷裂發育。斷鼻是此次圈閉評價的主要構造高點類型，其中，1、4、5、7號單個高點面積小且孤立發育；最大的高點范圍位于近東西向主干斷裂的上盤，命名為6號斷鼻，面積達14.43 km2，其次是2號斷鼻，面積為10.00 km2。以上2個主要高點性質基本相同，斷鼻軸線呈北東—南西向展布，南西端揚起并被近東西向北傾斷裂切割封堵，形成斷鼻(表1)。

回龍構造雷口坡組圈閉總面積達42.78 km2，該圈閉整體位于南北向構造帶回龍地區的高部位，且雷口坡組四段剝蝕特征顯著，頂部不整合面的發育區域與構造圈閉相疊合，可形成大規模的構造-古巖溶復合圈閉。

表1 回龍三維區雷四頂面圈閉要素

2.2 烴源巖發育特征及氣源條件

金馬-鴨子河構造帶彭州1井及中壩雷口坡組三段氣藏的天然氣成因分析及氣源對比證明，川西龍門山前帶的雷口坡組天然氣具有混源氣的特征，而氣源來源于其下伏的二疊系烴源巖及雷口坡組自身烴源巖[7-9]。在系統整理、分析各項地質資料和前人研究成果的基礎上，通過對川西坳陷內鄰區最新鉆井巖心、巖屑樣品及龍門山前野外樣品的系統測試證實(表2)，南北向構造帶回龍地區二疊系及雷口坡組烴源巖發育良好，回龍構造雷口坡組天然氣成藏具有良好的烴源條件。

表2 川西鉆井及野外樣品烴源巖有機碳含量

回龍地區中二疊統碳酸鹽巖烴源巖殘余TOC為0.80%～1.00%，烴源巖有效厚度達250 m以上，上二疊統碳酸鹽巖TOC為0.40%～0.60%，烴源巖有效厚度約為130 m，中上二疊統碳酸鹽巖有機質類型為Ⅰ—Ⅱ1型；中上二疊統泥質烴源巖TOC在整個川西坳陷均較高，大于1.50%，有機質類型為Ⅱ1—Ⅲ型，推測回龍地區中上二疊統泥質烴源巖有效累計厚度約為30 m。

根據最新研究成果證實，川西地區雷口坡組烴源巖形成于有利的生物環境中，雷口坡組烴源巖有機質富集和保存良好，且烴源巖具有較高的轉化率，因此，將川西地區雷口坡組碳酸鹽巖烴源巖TOC的下限值定為0.20%[10-11]。回龍地區雷口坡組碳酸鹽巖烴源巖TOC為0.40%～0.50%，有效烴源巖厚度約為300 m。根據盆地模擬結果，回龍地區中上二疊統烴源巖的生氣強度達到了50×108m3/km2以上；雷口坡組烴源巖生氣強度達10×108～15×108m3/km2，該區烴源條件優越，氣源充足。

2.3 儲集條件

最新鉆探及沉積相研究表明，川西龍門山前的臺緣灘和坳陷內新場等區域的臺內灘發育雷口坡組灘相孔隙型儲層，但分布范圍有限且規模較小。由于受到早期印支運動的影響，川西雷口坡組被整體抬升，而雷口坡組四段遭受了差異風化剝蝕，在其頂部發育了古風化殼巖溶縫洞型的儲層。該類儲層形成于含顆粒晶粒白云巖及晶粒白云巖中，分布在川西大部分地區，厚度大，物性及含氣性好。川西坳陷南北向構造帶回龍地區雷三段沉積相帶主要為局限-蒸發臺地相，而雷四段沉積相類型及空間展布與雷三段基本一致，表現為繼承性發育的特征。回龍構造回龍1井鉆井揭示雷三段上部發育深灰色—灰黑色白云巖、含膏白云巖，主要為潟湖和蒸發潮坪沉積；中下部以大段灰黑色灰巖夾薄層膏鹽巖為主，主要發育蒸發潮坪與潟湖的交互沉積；雷四段中亞段主要發育富藻的潟湖與潮坪相，以(含膏)白云巖與膏鹽巖互層沉積為主，下亞段則以厚層膏鹽巖夾潟湖、蒸發潮坪相的白云巖為主。

回龍1井雷三段鉆遇一層裂縫性微含氣層，成像測井解釋認為，回龍1井雷口坡組裂縫發育；在雷四段鉆遇4 687.6～4 700.4m含氣層段，該段有效孔隙度為6.5%，滲透率為0.62×10-3μm2，裂縫發育，巖性為富藻的含膏-膏質白云巖，膏溶孔、微生物孔、裂縫十分發育。回龍1井雷四段上亞段被剝蝕，地震剖面揭示回龍構造雷口坡組頂面風化剝蝕強烈，故巖溶型的儲層在該區應更為發育，晚期的褶皺變形、斷裂的再活動可形成構造裂縫，能進一步改善雷口坡組儲層的物性條件。

綜合以上分析，結合鄰區鉆探成果，回龍構造雷三段發育2種類型儲集層：①該區受擠壓作用強，較易形成裂縫性儲層； ②從鉆井沉積相類型及巖性組合推斷，雷三段蒸發潮坪、潟湖是藻類、嗜鹽微生物發育的有利環境，后期微生物參與成巖的孔隙型儲層容易形成。雷四段發育3種類型儲集層：①暴露剝蝕強度大，與龍門山前川科1井等相似，易發育溶蝕孔洞類型儲層；②裂縫性儲層；③該區缺失上亞段，與彭州-鴨子河構造雷四上亞段相比較，中亞段發育類似的藻類、微生物參與成巖的孔隙類型，是雷四段最主要的儲層類型。

2.4 運移與保存

孝深1井雷口坡組見高溫熱液成因螢石，新深1井見熱液成因天青石，而鴨深1井見低溫熱液成因閃鋅礦，反映出深部熱液流體運移至雷口坡組；常量元素和稀土元素分析表明，雷口坡組經歷了后生熱液流體的蝕變與改造，熱液流體運移通道(斷裂)同樣為下伏海相氣源提供了天然氣運移的通道。

針對回龍構造天然氣成藏，其具有下生上儲及自生自儲2種供烴方式，生儲配置關系良好。區域地震剖面構造解釋表明，縱向上，回龍地區發育溝通雷口坡組和下伏二疊系海相層系的烴源斷裂；橫向上，雷口坡組頂部發育區域性的不整合面，頂部不整合面-烴源斷裂可形成良好的運移疏導體系。此外，川西坳陷東坡印支早期以來，長期處于油氣運移的指向區，因此，坳陷東坡具有良好的運移條件，自身烴源巖生成的油氣及下伏層系產生的油氣，均可較好地運移至圈閉或有利儲集體中聚集成藏。

對于氣藏的形成，烴源巖是基礎，封蓋保存是關鍵。從回龍構造雷口坡組上覆地層來看，上三疊統馬鞍塘組和小塘子組均發育一定厚度的泥巖，特別是須家河組巨厚的泥巖，為雷口坡組提供了優越的蓋層條件。此外，雷口坡組不發育大斷裂，有利于雷口坡組油氣的保存。

2.5 成藏要素配置關系與成藏模式

綜合上述成藏條件，并結合埋藏史研究，綜合分析認為，川西回龍構造具備有利的成藏要素時空配置關系(圖3)。川西坳陷回龍構造發育雙向供烴有利條件，雷口坡組烴源巖于中晚侏羅世大量生氣，龍潭組烴源巖于晚三疊世開始大量生氣；回龍構造雷口坡組儲層主要為微生物參與的早期成巖作用，形成時間早，后期該區發生過較強烈變形，有利于裂縫型儲層的形成；上覆馬鞍塘-小塘子暗色泥頁巖具有良好的封蓋性；該區雷口坡組發育古構造圈閉，形成于雷口坡組沉積末期，形成時間早，在須三段沉積時期圈閉進一步加強，須五段沉積末期定型，圈閉形成時間早于下伏海相層系及雷口坡組烴源巖的大規模生排烴期，有利于油氣的早期聚集；回龍地區長期處于川西坳陷斜坡部位，是油氣運移的指向區；南北向構造帶雷口坡組歷經多次構造運動，構造變形強烈，地震解釋結果認為，該區無大斷裂，且圈閉定形后，未受后期構造運動影響，具備良好的保存條件(圖3)。綜合分析認為，回龍構造雷口坡組烴源條件、儲層、蓋層、圈閉、運聚、保存等成藏時空配置關系良好，具備了形成規模天然氣藏的優越條件[12-13]。

圖3 川西坳陷回龍構造雷口坡組成藏配置關系

3 結 論

(1) 回龍構造二疊系及雷口坡組烴源巖發育，縱向上溝通雷口坡組和下伏二疊系海相層系的烴源斷裂及橫向上雷口坡組頂部不整合面可作為油氣運移的良好運移疏導體系，天然氣成藏具有“雙源供烴”的良好氣源條件。雷口坡組發育局限-蒸發臺地相沉積，優質儲層發育，且儲層形成時間早，具有“下生上儲式”、“自生自儲式”良好的生儲蓋組合。

(2) 綜合分析認為，回龍構造雷口坡組具有優越的成藏條件，構造圈閉類型好、斷鼻圈閉面積大，且雷口坡組頂面巖溶縫洞發育區域與回龍構造高部位相疊合，是下步實施鉆探的有利目標區域。

(3) 回龍構造地處川西坳陷的斜坡區，位于構造位置相對最高的南北向構造帶，該區的海相目的層最淺，對于擴大整個雷口坡組的勘探范圍和勘探領域具有重要意義。

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