川西南莲花山地区雷三段储层特征与天然气勘探潜力

2020-03-29王旭丽辛荣跃樊仕海孙志昀田云英

天然气技术与经济 2020年1期

刘柏王旭丽辛荣跃樊仕海孙志昀田云英唐明

（中国石油西南油气田公司川西北气矿，四川江油 621709）

0 引言

中三叠统雷口坡组一直都是四川盆地的重点勘探层系之一，由底至顶分为雷一段、雷二段、雷三段和雷四段[1]，已发现中坝、磨溪等3个气田以及观音场、龙岗等多个含气构造，产层主要发育在雷一段、雷三段及雷四段的顶部[1-5]，发育颗粒滩、颗粒滩+岩溶两类储层[6-9]。近年来，川西中部地区CK1井、PZ1井和YS1井雷口坡组相继获得突破[10]，估算雷口坡组烃源岩形成的可供聚集的天然气资源量超过1.1×1012m3[11]，川西南部地区GK003-5井和XT1井雷四段获工业气流，进一步揭示出该盆地雷口坡组巨大的天然气勘探潜力。

1 沉积特征

川西南部地区雷口坡组沉积时期总体表现为环境闭塞、沉积水体浅的特征，以局限台地—蒸发台地相为主。由于周边造山带构造隆升、挤压的影响，尤其是东南面江南古陆的隆升、雪峰古陆的急剧升起并向西北推覆、泸州—开江水下隆起形成的影响，台地整体由西高东低逐渐演化为东高西低的古地理格局。中三叠世末，受印支运动影响，四川盆地整体抬升，形成了区域性不整合面，雷四段遭受过不同程度的剥蚀[12-13]；雷四段顶部颗粒滩+岩溶储层沿龙门山山前带展布，主要分布于雾中山、高家场、灌口、桑园及白马庙地区，雷三段颗粒滩多分布于雾中山—高家场—莲花山—周公山一带（图1）。

图1 川西南部地区雷三段沉积相平面展布图

川西南部地区雷三段沉积期岩性以浅灰—灰白色藻屑、砂屑白云岩、云质灰岩及灰质云岩为主。靠近龙门山前缘带雷三段下部为褐灰色粗粉晶残余砂屑藻团粒白云岩，中部为褐灰色粗粉晶残余藻团粒白云岩互层，向上渐变为浅褐灰色针孔白云岩夹隐晶—微晶白云岩，顶部为浅灰—褐灰色细粉晶白云岩与藻团粒白云岩互层。

2 储层特征

莲花山地区雷口坡组发育蒸发台地—局限台地相。雷一段和雷二段岩性为泥质白云岩、膏质白云岩和膏岩间互沉积，沉积颜色浅、含泥质重、反映水体浅、水动力条件弱，主要发育潮间坪、潮下坪亚相，雷二段上部岩性为灰岩，为潮下坪的灰坪沉积；雷三段岩性以藻屑、砂屑白云岩及灰质白云岩为主，水体变深，水动力条件变强，是重要的成滩期，以砂屑滩微相为主，为储层的主要发育段；雷四段岩性以大套膏岩夹薄层膏质白云岩为主，主要发育蒸发潮坪—潮间坪，根据其受潮汐的影响程度和沉积产物可划分为膏坪夹云坪、萨布哈、膏云坪等沉积微相（图2）。

2.1 岩石学特征

莲花山地区雷三段岩性主要发育含泥质白云岩、膏质白云岩、藻屑白云岩、砂屑白云岩及灰质白云岩（图3），储层主要为藻屑和砂屑白云岩。砂屑白云岩的颗粒以砂砾屑为主，砂屑和砾屑均由泥粉晶白云石组成，其中砂屑分布较均匀。白云石普遍具重结晶现象，溶蚀孔隙发育。粒间多被亮晶白云石、膏质和云泥基质及硅质组分半充填和全充填，经过强白云石化和重结晶作用改造的颗粒白云岩仅见颗粒残余结构。藻屑白云岩的藻屑由蓝绿藻粘结泥—粉屑白云石颗粒构成，藻类可局部相互粘连构成粘连结构，颜色以褐灰、灰黑色为主，多呈薄层状和透镜状。孤立藻团块之间多由粉晶白云岩构成，颜色相对较浅，晶粒大小也较藻团块粗。粘连的藻团块之间多由亮晶方解石、白云石或膏质充填，后经溶蚀作用形成较多的藻粘连格架孔。

2.2 储层物性特征

图2 莲花山地区LT1井雷口坡组沉积相柱状图

莲花山地区LH2井雷三段取心段位于非储层段，根据14个孔隙度分析样品显示，孔隙度最大值为1.89%，平均值仅为0.98%。川西北部中坝地区多口井在雷三段储层段进行取心，其616个孔隙度分析样品中最大可达14.78%，平均值为3.88%；257个渗透率分析样品中最大值为45.70 mD，平均值为2.08 mD。莲花山地区LH2井、LT1井测井评价孔隙度分别为3.1%、4.7%，表明储集性能优越。

图3 莲花山地区雷口坡组不同类型白云岩显微特征图

2.3 储集空间类型

微观薄片显示，雷三段砂屑、藻屑白云岩和粉晶白云岩中孔隙相对较发育，孔隙类型以溶蚀孔和晶间溶孔较多见，局部发育微裂缝（图4）。

1）溶蚀孔包括粒间溶孔、粒内溶孔及铸模孔。粒间溶孔往往具有较好的孔隙度和渗透率，是雷口坡组重要的储集空间类型，分布于砂屑白云岩、藻屑白云岩颗粒之间，粒缘及胶结物被溶蚀而成，呈不规则港湾状，连通性好。粒内溶孔颗粒以砂屑、砾屑、藻砂屑、生屑为主，主要分布于白云石、方解石等亮晶胶结的颗粒云岩内，孔隙形态不规则，少数被石膏、自生石英或方解石所充填。铸模孔颗粒多为砂屑、生屑、鲕粒或石膏，这类孔隙的形成与选择性溶蚀作用有关；孔隙多呈圆形—次圆形，孔径为0.05～0.10 mm，见少量渗流粉砂充填或石英半充填至全充填。

图4 莲花山地区雷三段储集空间类型图

2）晶间溶孔是一种次生溶蚀孔隙，它主要发育在白云岩中，是由于酸性水沿晶间孔运移并产生溶蚀而形成的，使自形晶白云石的晶体形态变得不规则，并显示出溶蚀港湾状，孔隙形态极不规则，主要分布于泥粉晶白云岩和粉晶白云岩中，是区内主要的储集空间类型之一。受印支期风化和喜山期构造运动影响，雷口坡组微裂缝发育，为一种重要的储集空间类型和流体渗流通道，局部见溶蚀现象。

3 勘探潜力分析

许国明（2013）等人经过多年对雷口坡组气藏烃源的对比分析，认为四川盆地雷口坡组为混源成藏，烃源主要来源于上二叠统煤系地层[12，14-16]，部分来自于须家河组一段，同时雷口坡组发育的富藻碳酸盐岩亦具有主要的补充作用[11，17]。川西地区须家河组暗色泥页岩有机质丰度均大于1.4%，高者可达4.4%，生烃强度介于（70～90）×108m3/km2，莲花山地区须一段发育的灰黑色页岩、黑色页岩为主要烃源岩，其厚度为48.1～54.8 m，烃源条件优越。

盖层的好坏直接影响油气在储集层中的聚集和保存。常见的盖层有泥岩、页岩、膏岩和致密灰岩，其中膏岩的抗压强度最小、硬度较低、塑性系数最大，为最好的盖层。上覆雷四段发育近100 m的膏岩，为雷三段成藏提供了良好的封盖条件。根据盖层阻止油气运移的方式，可把盖层的封闭机理分为物性封闭、异常压力封闭和烃浓度封闭[18]。川西南部地区岩心物性显示膏岩平均孔隙度为1.7%，平均渗透率为1.6×10-5mD，表明研究区主要为物性封闭。结合断层封闭分析可知，雷三段具备良好的封盖条件。

莲花山地区雷三段藻屑、砂屑白云岩厚度约50 m，储集空间发育，钻井过程中多次发生井漏，表明储层储集性能优越。同时，该区发育多个潜伏高点，其累计面积为66.54 km2，闭合高度均大于570 m，为油气储集的良好场所。区内多条断层断至雷口坡组，使得下盘须一段泥页岩与上盘雷三段滩相储层有效对接，有利于须一段生成的烃源岩侧向运移至雷三段聚集成藏（图5）。具有相似成藏模式的新场、灌口等地区雷四气藏以及中坝地区雷三气藏均获得良好的产气效果，新场地区CK1井、灌口地区GK003-5井测试均获高产工业气流，中坝构造雷三气藏提交探明地质储量86.3×108m3[19]。

图5 莲花山地区雷三段烃源、储层匹配模式图

综合分析认为，莲花山地区须家河组烃源岩发育，气源丰富；以溶蚀孔及晶间溶孔为主要储集空间的白云岩，测井平均孔隙度为4.2%，储集性能优越；烃源岩与储层侧向对接，下盘须一段烃源岩生成的油气通过断层侧向运移至上盘雷三段聚集成藏，颗粒滩控制面积超过170 km2，其天然气资源量达到250×108m3，勘探潜力大。