川西坳陷回龙构造雷口坡组天然气成藏条件

胡 烨，陈迎宾，王彦青，袁晓宇

(1.中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214126；2.常州工学院，江苏 常州 213032)

0 引 言

近几十年来，中国石化在川西地区的油气勘探集中于中生代陆相层系，并取得了良好的油气勘探成果，而对于海相油气的勘探程度相对较低，探区内钻至海相地层的钻井很少。近年来，在邻区的磨溪、威远、中坝等海相地层发现了规模气田[1-2]，揭示了在具有类似油气地质背景的川西探区海相层系很有可能存在规模的油气藏。中国石化西南油气分公司在川西探区龙门山前金马-鸭子河构造带上针对海相层系部署的彭州1、羊深1井等探井经测试获得了高产天然气，实现了川西探区龙门山前雷口坡组四段天然气勘探的突破[3]。与此同时，部署在梓潼凹陷、新场构造带、成都凹陷的潼深1、川科1、都深1等井在雷口坡组均钻遇优质储层并见到良好天然气显示，证实了川西雷口坡组的巨大勘探潜力。

前期研究及勘探成果表明，川西雷口坡组在印支早期川西整体隆升的过程中遭受了大面积、大幅度剥蚀，在雷口坡组顶部形成了风化壳溶蚀缝洞型的储层[4]；回龙地区因长期处于构造高部位及强变形区，容易形成裂缝型的储层；川西龙门山前雷口坡组的突破肯定了雷口坡组微生物参与成岩的孔隙型白云岩储层，结合前人对川西地区沉积相的研究成果[5-6]，回龙地区也应发育相同相带的白云岩储层；而回龙构造位于川西坳陷东坡，一直是油气运移指向区；结合钻探、三维地震资料解释及邻区勘探研究成果认为，回龙构造雷口坡组具有良好的天然气成藏条件，是川西地区雷口坡组扩大勘探的一个重要领域。

1 研究区概况

回龙构造位于四川盆地川西坳陷东部斜坡与川中隆起衔接部位。构造以北隔黄鹿向斜与丰谷-高庙子构造带相望，以南为中兴场向斜，东邻东部斜坡与川中隆起衔接，其西部知新场-石泉场-合兴场地区由于受龙门山推覆作用形成南北向构造带，而紧邻知新场-石泉场东部的回龙工区构造形变相对较弱。通过对回龙构造三维地震数据资料解释发现，回龙构造雷四段顶面不整合特征明显且雷四段遭受了强烈的差异分化剥蚀作用，雷口坡组整体上发育早期正向构造，且不整合面发育范围与构造高部位叠合较好。综合区域油气地质研究及邻区最新勘探成果分析认为，回龙构造雷口坡组具有优越的天然气成藏条件，回龙地区勘探潜力巨大，是川西地区雷口坡组天然气勘探的有利目标。

2 天然气成藏条件分析

2.1 构造发育特征及圈闭条件

通过三维地震资料解释发现，回龙构造雷口坡组各段顶面构造形态相似，整体呈现北西低南东高的构造形态。回龙构造雷口坡组共解释出25条断层(图1)，均为逆断层，其中F1、F2断裂规模较大，控制了构造的形成与展布。根据断裂产状可划分为2组：一组是近东西向断裂，一组是北东—南西断裂。近东西向共有8条断裂，平面上呈弧型、反“S”型展布，产状较陡，控制了雷口坡组早期构造的形成，主干断层F1上下2盘为2个大型的鼻状构造，且在断层上盘，向东扬起的基础上，沿主干断层发育一系列正向构造。北东—南西共有17条断裂，平面上呈平直型、弱弧型展布，大多平行或雁列式展布，主干断层F2与次生或派生断层形成多个断块，这些断层调整并促成了雷口坡组现今构造形成及空间展布特征。

图1川西回龙三维雷四段顶面构造及圈闭

F1断裂形成于印支晚期，从展布形态看可能与新场构造同期形成，称为回龙断裂。F1断裂在回龙三维工区也是规模最大的断裂，由西向东呈反“S”型展布，延伸长度近20 km。断面近北倾向，自下而上，产状变化不大，但断距逐渐增大，范围为0～150 m。断层向上断穿整个雷口坡组，最浅断达须家河组三段，向下最深断至二叠系。断层上下盘发育一系列平面上与之斜交或平行的羽状派生或次生断裂，剖面上构成了“Y”字型断裂组合及正花状构造样式(图2)。

F2断裂规模仅次于F1断裂，由北东—南西向呈弱弧型展布，延伸长度约为16 km。断面北西倾向，自下而上断距逐渐增大，范围为0～180 m，产状向下略变缓，断层向上断穿整个雷口坡组，最浅断裂至须家河组三段，向下最深断裂至下三叠统嘉陵江组。与F1断裂相似，断层上下盘发育一系列平面上与之斜交或平行的羽状派生或次生断裂，剖面上构成了“Y”字型断裂组合及正花状构造样式(图2)。F2断裂形成于早白垩世的燕山期构造运动，该时期，回龙地区在这一挤压应力场条件下，地层挤压逆冲形成F2断裂，且随着挤压应力的进一步加强，地层受断面控制褶皱变形，并派生出一系列北东—南西向的分支断层；由于此时期构造应力场方向及性质有所改变，导致F1断裂发生右行压扭变形。

图2回龙三维工区典型构造样式

回龙构造雷口坡组四段可识别出一个三级构造圈闭群，圈闭内部可识别出9个构造高点(图1)。9个构造高点分别位于断块、断鼻之上。断块主要由一级主干断裂与派生的二级分支断裂围成，该类构造高点主要发育于F2断层上盘，主要依附于北东—南西向主干断裂发育。断鼻是此次圈闭评价的主要构造高点类型，其中，1、4、5、7号单个高点面积小且孤立发育；最大的高点范围位于近东西向主干断裂的上盘，命名为6号断鼻，面积达14.43 km2，其次是2号断鼻，面积为10.00 km2。以上2个主要高点性质基本相同，断鼻轴线呈北东—南西向展布，南西端扬起并被近东西向北倾断裂切割封堵，形成断鼻(表1)。

回龙构造雷口坡组圈闭总面积达42.78 km2，该圈闭整体位于南北向构造带回龙地区的高部位，且雷口坡组四段剥蚀特征显著，顶部不整合面的发育区域与构造圈闭相叠合，可形成大规模的构造-古岩溶复合圈闭。

表1 回龙三维区雷四顶面圈闭要素

2.2 烃源岩发育特征及气源条件

金马-鸭子河构造带彭州1井及中坝雷口坡组三段气藏的天然气成因分析及气源对比证明，川西龙门山前带的雷口坡组天然气具有混源气的特征，而气源来源于其下伏的二叠系烃源岩及雷口坡组自身烃源岩[7-9]。在系统整理、分析各项地质资料和前人研究成果的基础上，通过对川西坳陷内邻区最新钻井岩心、岩屑样品及龙门山前野外样品的系统测试证实(表2)，南北向构造带回龙地区二叠系及雷口坡组烃源岩发育良好，回龙构造雷口坡组天然气成藏具有良好的烃源条件。

表2 川西钻井及野外样品烃源岩有机碳含量

回龙地区中二叠统碳酸盐岩烃源岩残余TOC为0.80%～1.00%，烃源岩有效厚度达250 m以上，上二叠统碳酸盐岩TOC为0.40%～0.60%，烃源岩有效厚度约为130 m，中上二叠统碳酸盐岩有机质类型为Ⅰ—Ⅱ1型；中上二叠统泥质烃源岩TOC在整个川西坳陷均较高，大于1.50%，有机质类型为Ⅱ1—Ⅲ型，推测回龙地区中上二叠统泥质烃源岩有效累计厚度约为30 m。

根据最新研究成果证实，川西地区雷口坡组烃源岩形成于有利的生物环境中，雷口坡组烃源岩有机质富集和保存良好，且烃源岩具有较高的转化率，因此，将川西地区雷口坡组碳酸盐岩烃源岩TOC的下限值定为0.20%[10-11]。回龙地区雷口坡组碳酸盐岩烃源岩TOC为0.40%～0.50%，有效烃源岩厚度约为300 m。根据盆地模拟结果，回龙地区中上二叠统烃源岩的生气强度达到了50×108m3/km2以上；雷口坡组烃源岩生气强度达10×108～15×108m3/km2，该区烃源条件优越，气源充足。

2.3 储集条件

最新钻探及沉积相研究表明，川西龙门山前的台缘滩和坳陷内新场等区域的台内滩发育雷口坡组滩相孔隙型储层，但分布范围有限且规模较小。由于受到早期印支运动的影响，川西雷口坡组被整体抬升，而雷口坡组四段遭受了差异风化剥蚀，在其顶部发育了古风化壳岩溶缝洞型的储层。该类储层形成于含颗粒晶粒白云岩及晶粒白云岩中，分布在川西大部分地区，厚度大，物性及含气性好。川西坳陷南北向构造带回龙地区雷三段沉积相带主要为局限-蒸发台地相，而雷四段沉积相类型及空间展布与雷三段基本一致，表现为继承性发育的特征。回龙构造回龙1井钻井揭示雷三段上部发育深灰色—灰黑色白云岩、含膏白云岩，主要为潟湖和蒸发潮坪沉积；中下部以大段灰黑色灰岩夹薄层膏盐岩为主，主要发育蒸发潮坪与潟湖的交互沉积；雷四段中亚段主要发育富藻的潟湖与潮坪相，以(含膏)白云岩与膏盐岩互层沉积为主，下亚段则以厚层膏盐岩夹潟湖、蒸发潮坪相的白云岩为主。

回龙1井雷三段钻遇一层裂缝性微含气层，成像测井解释认为，回龙1井雷口坡组裂缝发育；在雷四段钻遇4 687.6～4 700.4m含气层段，该段有效孔隙度为6.5%，渗透率为0.62×10-3μm2，裂缝发育，岩性为富藻的含膏-膏质白云岩，膏溶孔、微生物孔、裂缝十分发育。回龙1井雷四段上亚段被剥蚀，地震剖面揭示回龙构造雷口坡组顶面风化剥蚀强烈，故岩溶型的储层在该区应更为发育，晚期的褶皱变形、断裂的再活动可形成构造裂缝，能进一步改善雷口坡组储层的物性条件。

综合以上分析，结合邻区钻探成果，回龙构造雷三段发育2种类型储集层：①该区受挤压作用强，较易形成裂缝性储层； ②从钻井沉积相类型及岩性组合推断，雷三段蒸发潮坪、潟湖是藻类、嗜盐微生物发育的有利环境，后期微生物参与成岩的孔隙型储层容易形成。雷四段发育3种类型储集层：①暴露剥蚀强度大，与龙门山前川科1井等相似，易发育溶蚀孔洞类型储层；②裂缝性储层；③该区缺失上亚段，与彭州-鸭子河构造雷四上亚段相比较，中亚段发育类似的藻类、微生物参与成岩的孔隙类型，是雷四段最主要的储层类型。

2.4 运移与保存

孝深1井雷口坡组见高温热液成因萤石，新深1井见热液成因天青石，而鸭深1井见低温热液成因闪锌矿，反映出深部热液流体运移至雷口坡组；常量元素和稀土元素分析表明，雷口坡组经历了后生热液流体的蚀变与改造，热液流体运移通道(断裂)同样为下伏海相气源提供了天然气运移的通道。

针对回龙构造天然气成藏，其具有下生上储及自生自储2种供烃方式，生储配置关系良好。区域地震剖面构造解释表明，纵向上，回龙地区发育沟通雷口坡组和下伏二叠系海相层系的烃源断裂；横向上，雷口坡组顶部发育区域性的不整合面，顶部不整合面-烃源断裂可形成良好的运移疏导体系。此外，川西坳陷东坡印支早期以来，长期处于油气运移的指向区，因此，坳陷东坡具有良好的运移条件，自身烃源岩生成的油气及下伏层系产生的油气，均可较好地运移至圈闭或有利储集体中聚集成藏。

对于气藏的形成，烃源岩是基础，封盖保存是关键。从回龙构造雷口坡组上覆地层来看，上三叠统马鞍塘组和小塘子组均发育一定厚度的泥岩，特别是须家河组巨厚的泥岩，为雷口坡组提供了优越的盖层条件。此外，雷口坡组不发育大断裂，有利于雷口坡组油气的保存。

2.5 成藏要素配置关系与成藏模式

综合上述成藏条件，并结合埋藏史研究，综合分析认为，川西回龙构造具备有利的成藏要素时空配置关系(图3)。川西坳陷回龙构造发育双向供烃有利条件，雷口坡组烃源岩于中晚侏罗世大量生气，龙潭组烃源岩于晚三叠世开始大量生气；回龙构造雷口坡组储层主要为微生物参与的早期成岩作用，形成时间早，后期该区发生过较强烈变形，有利于裂缝型储层的形成；上覆马鞍塘-小塘子暗色泥页岩具有良好的封盖性；该区雷口坡组发育古构造圈闭，形成于雷口坡组沉积末期，形成时间早，在须三段沉积时期圈闭进一步加强，须五段沉积末期定型，圈闭形成时间早于下伏海相层系及雷口坡组烃源岩的大规模生排烃期，有利于油气的早期聚集；回龙地区长期处于川西坳陷斜坡部位，是油气运移的指向区；南北向构造带雷口坡组历经多次构造运动，构造变形强烈，地震解释结果认为，该区无大断裂，且圈闭定形后，未受后期构造运动影响，具备良好的保存条件(图3)。综合分析认为，回龙构造雷口坡组烃源条件、储层、盖层、圈闭、运聚、保存等成藏时空配置关系良好，具备了形成规模天然气藏的优越条件[12-13]。

图3 川西坳陷回龙构造雷口坡组成藏配置关系

3 结 论

(1) 回龙构造二叠系及雷口坡组烃源岩发育，纵向上沟通雷口坡组和下伏二叠系海相层系的烃源断裂及横向上雷口坡组顶部不整合面可作为油气运移的良好运移疏导体系，天然气成藏具有“双源供烃”的良好气源条件。雷口坡组发育局限-蒸发台地相沉积，优质储层发育，且储层形成时间早，具有“下生上储式”、“自生自储式”良好的生储盖组合。

(2) 综合分析认为，回龙构造雷口坡组具有优越的成藏条件，构造圈闭类型好、断鼻圈闭面积大，且雷口坡组顶面岩溶缝洞发育区域与回龙构造高部位相叠合，是下步实施钻探的有利目标区域。

(3) 回龙构造地处川西坳陷的斜坡区，位于构造位置相对最高的南北向构造带，该区的海相目的层最浅，对于扩大整个雷口坡组的勘探范围和勘探领域具有重要意义。

[1] 何鲤，廖光伦.中坝气田雷三气藏分析及有利相带预测[J].天然气勘探与开发，2002，25(4)：19-26.

[2] 黄士鹏，廖凤蓉，吴小奇，等.四川盆地含硫化氢气藏分布特征及硫化氢成因探讨[J].天然气地球科学， 2010，21(5)：705-714.

[3] 陈迎宾，胡烨，王彦青，等.大邑构造雷口坡组四段天然气成藏条件[J].特种油气藏，2016，23(3)：25-29.

[4] 唐宇.川西地区雷口坡组沉积与其顶部风化壳储层特征[J].石油与天然气地质，2013，34(1)：42-47.

[5] 张劲超，赵晨露，杜浩坤，等.川西雷口坡组滩体沉积相研究[J].长江大学学报(自科版)，2013，10(10) ：4-6.

[6] 吕玉珍，倪超，张建勇，等.四川盆地中三叠统雷口坡组有利沉积相带及岩相古地理特征[J].海相油气地质，2013，18(1) ：26-32.

[7] 廖凤蓉，吴小奇，黄士鹏，等.川西北地区中坝气田雷口坡组天然气地球化学特征及气源探讨[J].天然气地球科学， 2013，24(1)：108-115.

[8] 许国明，宋晓波，王琼仙.川西坳陷中段三叠系雷口坡组—马鞍塘组油气地质条件及有利勘探目标分析[J].海相油气地质，2012，17(2)： 14-19.

[9] 许国明，宋晓波，冯霞，等.川西地区中三叠统雷口坡组天然气勘探潜力[J].天然气工业，2013，33(8)：8-14.

[10] 杨克明.四川盆地西部中三叠统雷口坡组烃源岩生烃潜力分析[J].石油实验地质，2016，38(3)： 366-374.

[11] 谢刚平.川西坳陷中三叠统雷口坡组四段气藏气源分析[J].石油实验地质，2015，37(4)： 418-422.

[12] 胡烨，陈迎宾，王彦青，等.川西大邑构造须家河组应力场数值模拟[J].地质科技情报，2015，34(2)：92-97.

[13] 陈迎宾，胡烨，王彦青，等.柴达木盆地鄂博梁Ⅲ号构造深层天然气成藏条件[J].油气地质与采收率，2015，22(5)：34-39，63.