元坝气田雷口坡组古溶沟展布及其对气藏的控制

范志伟

(中国石化 勘探南方分公司，成都 610041)

元坝气田雷口坡组古溶沟展布及其对气藏的控制

范志伟

(中国石化 勘探南方分公司，成都 610041)

在详细论述元坝气田雷口坡组古溶沟形成条件、识别方法及展布特征的基础上，重点剖析了古溶沟对储层、圈闭、流体及油气富集区的影响，提出有利的勘探目标区。剥蚀作用、早期断裂及湿热气候控制了古溶沟的形成；溶沟区具有残留地层薄、上覆地层增厚及潜流带发育等特征，地震剖面上可见“下凹”及“双向上超”等现象。工区内发育4个主要溶沟区，单条溶沟宽度一般在2～3 km，切割深度为30～60 m；岩溶残丘地层保存较全，储集空间发育，为有利目标区。

气藏；古溶沟；雷口坡组；中三叠统；元坝地区；四川盆地

中三叠统雷口坡组是四川盆地最早开采天然气、盐卤的层系之一，盆地内先后探明开发了川东卧龙河构造雷一段气藏、川西北中坝构造雷三段气藏、川中磨溪构造雷一段气藏，此类气藏同属于滩相储层控制的岩性气藏[1]。随着四川盆地油气勘探的不断深入，川西新场、川东北元坝(图1)、龙岗等地区钻井先后在雷口坡组顶部发现了一套白云岩岩溶储层，目前已有多口井在该层系测试获中高产工业气流，取得了良好的勘探效果。

研究发现，该套储层横向上非均质性极强。古地貌是控制储层发育的最关键因素，工区内溶沟与残丘区相间的地貌特征不仅直接影响了储层的展布，更进一步控制着气藏的成藏过程。本文着重研究了该地区岩溶地貌中古溶沟及其展布特征，以便为该层系下一步勘探提供依据。

图1 元坝气田地理位置

1 古溶沟形成条件

1.1 长期剥蚀

雷口坡组顶部长期遭受剥蚀，具有形成古溶沟的先天条件。元坝地区雷口坡组受印支Ⅰ幕运动影响遭受剥蚀[2-4]，不整合面上下的岩性截然不同。不整合面之下为中三叠统雷口坡组，岩性为灰岩、白云岩；不整合面之上为上三叠统须家河组，岩性则为陆相碎屑岩。二者之间缺失以灰岩沉积为主的三叠系中统黄莲桥组、上统马鞍塘组(即天井山群)和垮洪洞组，即缺失三叠系中统拉丁阶、上统卡尼阶及诺利阶下部，时间间断至少约20～26 Ma[4]。

1.2 早期断裂构造及沉积微相

雷口坡组沉积之前，川东北地区构造活动相对平静，至中三叠世末期构造抬升幅度开始逐步加强。此时，元坝地区整体构造变形强度较弱，但在抬升过程中仍然造成了一系列规模较小的断裂。该类断裂多分布于雷口坡组内部，纵向上断穿地层少，一般不延伸至须家河组。断裂存在致使附近岩层破碎强烈，这些破碎带的存在，不仅为地表水的下渗提供了通道，对水体流向也起到导引作用，早期侵蚀面往往沿着破裂构造发育。

雷口坡组沉积期沉积环境相对稳定，均为局限海环境[5]，岩性为潮坪—潟湖相白云岩、灰岩及膏岩。通过区内钻井及地震资料综合分析，雷口坡组各段岩性组合与厚度十分接近。中三叠世晚期，受印支Ⅰ幕运动影响，局部形成褶皱变形，造成了这些地区沉积环境改变，形成沉积洼地，雷口坡组暴露后发展成为溶沟。

1.3 古气候条件

大气降水是形成古溶沟的主要营力。雷口坡组暴露期，四川盆地气候整体表现为温度适中而湿度较大的热带、亚热带海湾气候，大气降水充沛，水量较大[6-8]。充足的雨水沿破裂带和低洼地将地表裸露的岩层破碎、搬运，形成了沟壑纵横的地貌。

2 古溶沟识别标志

通过本区不整合面上下地层对应关系，依据印模法及残留厚度法，并结合地震资料与岩溶垂向分带特征，能对古溶沟进行较好的识别与刻画[9-10]。

2.1 钻井识别标志

通过区内不同地貌区钻井资料对比分析，处于溶沟区的钻井，主要具有以下几个特征：

(1)由于顶部地层受地表河流冲刷剥蚀严重，残留厚度明显减薄。通过统计，区内存在着多个厚度急剧减薄的区域，这些区域即为古溶沟发育区，如Y11井雷四段二亚段地层残留厚度仅为39 m，而与其相邻的Y12井残留厚度则为90.5 m(图2)。

图2 元坝气田雷四段二亚段残留厚度

(2)由于古溶沟侵蚀造成负向地貌，后期在沉积物填平补齐作用下，上覆须一段与雷四段二亚段残存厚度变化有着良好的对应关系。如果雷四段二亚段地层缺失较多，上覆须一段地层厚度则会明显增厚。通过统计，古溶沟比附近残丘区须一段地层加厚30～50 m，如Y204井须一段地层厚度137 m，其相邻钻井须一段厚度均在90 m左右。

(3)溶沟区钻井一般地势相对较低，为邻近区域内的汇水区，水流多以近水平流形式存在。由于排水通道通畅，水流缺乏向下的动力，溶沟区的钻井一般具有纵向上渗流带不发育，只发育潜流带的特征，该类现象从岩心资料得到了较好的验证。溶沟区钻井岩心常见被方解石或砂泥岩充填的水平溶洞，而溶沟区之外的钻井岩心则均能发现高角度渗流缝[11-12](图3)。

2.2 地震识别标志

根据雷四段顶部各种地貌及岩性组合特征，对溶沟及残丘区地貌进行了地震正演实验。结果表明，溶沟区顶部白云岩储层受到侵蚀，表现出与残丘地貌迥异的地震波反射特征。具体表现为雷四段二亚段底界波峰能量变弱，须家河组底界与雷四段二亚段底界间的波谷变窄；当顶部冲刷严重时，该波谷接近消失，雷四段二亚段底界波峰与须家河组底界趋于合并(图4)。

另外，通过溶沟区地震剖面的地质标定，可发现地震剖面上具有须家河组底界下凹和须一段地层双向上超等地震波形特征。根据以上溶沟区地震响应特征，可以较为准确地确定古溶沟的发育地区及侵蚀深度。

图3 元坝气田溶沟区内、外钻井的岩心扫描照片

图4 元坝气田雷口坡组顶部古地貌正演实验

3 古溶沟的展布特征

根据古溶沟区钻井资料及地震相特征，对元坝地区古溶沟进行了追踪刻画。从刻画结果来看，区内单条溶沟宽度一般在2～3 km，切割深度在30～60 m之间[13]。平面上多条溶沟常相伴出现，形成一个规模较大的溶沟发育区。

元坝地区溶沟区展布方向与古地形倾斜方向一致，主溶沟区沿南北向展布，而分支溶沟多近东西向。溶沟区均发源于北部岩溶高地，中途切割中南部地区，最终汇入阆中及龙岗地区。工区范围内存在4个主要的溶沟发育区，分别为L61、Y205-1、Y11和Y3溶沟区。溶沟区内水系纵横交错，将元坝中南部地区切割成“沟台相间”的地貌(图5)。

图5 元坝气田雷口坡组顶部古地貌

4 古溶沟对气藏控制作用

古溶沟将元坝中南部地区划分为多个规模不等的残丘区，二者组成了正负相间的地貌，从而影响了烃源展布、储层发育、气水分布以及圈闭形成[14-15]，并最终成为控制气藏的决定因素。

4.1 控制早期烃源岩的展布

前人研究表明，雷口坡组本身烃源岩不发育，而下部由于存在多套巨厚膏岩层，深部烃源几乎不可能向上运移，因此，雷口坡组气藏应该属于上覆须家河组气源“侧向成藏”[16-17]。须一段岩性以泥质岩沉积为主，具有良好的生烃能力。溶沟区与残丘区相比，具有较大的容纳空间，能够更多接受泥岩沉积。

4.2 有利于岩溶储集体发育

岩溶阶段，古溶沟是地表和地下水汇聚排泄的主要通道。水体的快速汇集排出，可以有效防止次生矿物沉淀，堵塞储层。被溶沟切割的残丘区，地貌相对较高，岩溶水体补给充分，排泄通畅，溶蚀孔洞发育。以工区西南部Y22井区为例，Y22井位于岩溶残丘主体部位，该井解释气层46.5 m，气产量36×104m3/d，而位于溶沟区的Y204井及Y205-1等井，测井解释未见储层，油气显示微弱，表明残丘主体部位为岩溶储层发育有利区。

4.3 有利于天然气运聚及早期岩性—地层圈闭的形成

至晚三叠世，须家河组开始沉积。由于溶沟区的负向地貌特征，两侧的储层因须一段泥岩封堵而分隔开来，形成独立的储集体，进而发展为多个岩性—地层气藏圈闭。进入中—晚侏罗世，须家河组烃源岩开始成熟生烃[18]，烃类沿溶沟区向两侧运移进入圈闭内部，聚集成藏。

4.4 古溶沟分布对气水分布的影响

雷四段气藏内气、水关系非常复杂，测试及试采过程中，多数井出现了气、水同出的现象。含水层海拔深度相差将近650 m，水层分布与现今构造高低无关，气藏内不存在统一的气、水界面[19]。通过统计水层与不整合面的位置可知，水层离不整合面的距离为9.5～57.5 m，横向变化快。残丘区水体离地表距离较大，靠近溶沟区地带，水体离地表距离则较小。

结合印支期雷口坡组顶部古地貌分析，认为气藏内水体分布受古地貌及岩溶分带控制。岩溶期区内地表、地下水系发育，水量充沛。依靠溶沟的汇水、排水作用，下部潜流带内水体流动性高、连通性好，不易产生次生矿物。溶沟充填后，导致岩溶水体流动、循环受限，次生矿物大量析出，对底部潜流带进行切割、封存[20-21]，形成了地层水顺不整合面分布的状态。

4.5 气藏的主要富集区

古溶沟将元坝中南部地区分割成了多个残丘区。在平缓南倾的古地貌背景上，形成多个大小不一、形态各异的岩溶残丘。岩溶残丘内地层保存全，岩溶期所占地形高，水体补给与排泄充分，储集空间发育。通过钻井所处的古地貌分析，目前获工业气流井均位于残丘地貌，而溶沟区已测试的4口井均为干层。溶沟区与残丘区平面上良好的生储匹配，具备了天然气成藏的优越条件，因此，残丘区为雷四段天然气的主要富集区。

5 结论

(1) 元坝气田雷口坡组古溶沟的形成和展布，受控于早期断裂、沉积微相及丰沛的大气降水。结合钻井及地震相特征，可对古溶沟进行识别和刻画。元坝地区发育了4个主要溶沟区，近南北向展布，切割中南部地区，最终汇入阆中及龙岗地区。

(2)古溶沟是影响早期烃源岩展布、岩溶储层发育、岩性—地层圈闭形成及气水分布的重要因素，并最终控制了气藏分布和天然气富集区带。岩溶残丘内地层保存较全，储集空间发育，为有利目标区。而溶沟区是今后勘探开发过程中应该回避的。

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(编辑 徐文明)

Distribution of ancient ditches in Leikoupo Formation and its control over gas accumulations in Yuanba Gas Field

Fan Zhiwei

(SINOPEC Southern Exploration Branch, Chengdu, Sichuan 610041, China)

Based on the analyses of generation condition, identification method and distribution feature of the ancient ditches in the Leikoupo Formation in the Yuanba Gas Field, the influences of ancient ditches on reservoir, trap, flow and hydrocarbon enrichment were discussed, and several favorable exploration targets were pointed out. Erosion, early fracture and hot and humid climate controlled the generation of ancient ditches. The ditch area was featured by thin residue formation, thickening overlying formation and underflow development. “Concave” and “bidirectional onlap” were identified on seismic sections. There are four main ditch areas in the study area, usually 2-3 km wide for a single ditch, and the cutting depth is 30-60 m. Karst residual hills, which were well-preserved and favorable for reservoir, are potential targets for exploration.

gas reservoir; ancient ditches; Leikoupo Formation; Middle Triassic; Yuanba area; Sichuan Basin

1001-6112(2014)05-0562-05

10.11781/sysydz201405562

2013-05-26；

2014-07-10。

范志伟(1983—)，男，工程师，从事油气地质研究工作。E-mail: fzw_712@163.com。

TE121.3

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