四川盆地龙岗东地区台缘带生物礁含气性评价

韩 建

中国石油西南油气田公司重庆气矿

0 引言

油气勘探实践证实，四川盆地上二叠统长兴组生物礁主要围绕开江—梁平海槽两侧分布，在开江—梁平海槽东侧发现了铁山坡、罗家寨、普光、五百梯、大猫坪等生物礁大气田，其西侧北段发现了龙岗、元坝等生物礁大气田[1]。川东地区生物礁已成为继石炭系气藏后重要的产能接替领域[2]，尤其是勘探程度不高的川东地区海槽西侧台缘生物礁，是川东地区主要滚动勘探对象，也是辖区内主要增储上产方向。

针对川东地区海槽西侧台缘生物礁已钻探7口井，钻井证实海槽西侧台缘带生物礁发育、整体规模较其他地区生物礁大，储层较理想，储层整体发育程度优于海槽东侧，但含气性差，7口井中仅1口井测试获纯气，3口井测井及测试成果为上段气层，下段水层，3口井测井及测试成果为水层，可见海槽西侧台缘带生物礁整体含气性不理想，影响了区内生物礁勘探开发步伐。截至2021年底，针对四川盆地长兴组生物礁的报道多，王一刚[3-6]等主要研究了海槽及生物礁的形成 ，周刚[7-8]等研究了生物礁类型特征及演化；王丹[9-10]等研究了生物礁储层特征，徐安娜[11]等研究了生物礁储层发育影响因素。含气性方面报道少，通常认为生物礁为“一礁一藏”特征，但通过区内生物礁勘探开发发现区内生物礁含气性复杂，受多方面因素影响。

本文基于区内地震、钻井和测井资料，从台缘生物礁沉积及储层发育因素入手，分析了储层展布，结合区内构造及断裂展布特征，深入剖析川东地区海槽西侧生物礁含气特征，总结生物礁含气性控制因素，指导生物礁井位目标部署及优选，助推川东地区海槽西侧生物礁勘探开发，为川东地区老气田稳产奠定基础。

1 沉积相带、生物礁及储层特征

1.1 沉积相带展布特征

四川盆地在二叠纪长兴期拉张背景下基底断块差异升降分化出深水海槽[12-15]。根据长兴组沉积时期水动力条件、沉积环境等，在川东、川北地区长兴组沉积相可划分为海槽相、陆棚斜坡相、台缘带、碳酸盐开阔台地相。

1.1.1 海槽相

该相是最大浪击面以下的深水环境沉积，经薄片鉴定，海槽内发育硅质岩、黑色泥岩，远离物源呈“饥饿”沉积，地层厚度薄，约30 m。

1.1.2 陆棚斜坡相

该相是在晴天浪底之下沉积浅海陆棚环境，主要发育钙藻、有孔虫 、棘屑、腕足屑等泥粒岩类石灰岩。这类富生屑的石灰岩色深、常含数量不等的燧石结核、硅质条带。

1.1.3 台缘相

在陆棚斜坡相和开阔台地相之间，水温和盐度适宜，养分充分，有利于造礁生物生长繁殖，海绵、苔藓、水螅等造礁生物在内的群落高度发育，于是形成了沿海槽边缘呈狭窄带状展布，宽约1～3 km的台缘带生物礁发育区。台缘带生物礁常具有生物骨架结构，骨架间充填灰泥及颗粒，以黏结岩、骨架岩及障积岩为主。生物礁可进一步分为礁基微相、礁核微相、礁坪微相。礁基和礁间主要为生屑灰岩，礁坪主要为白云岩，白云岩常发生重结晶作用，晶间孔、粒间孔及溶蚀孔洞丰富。生物礁体厚度变化大，数米至上百米。结合沉积时期古地貌，通过地震和钻井资料证实，海槽西侧台缘生物礁发育，沿台缘断续分布；由于沉积时古地貌等差异，海槽西侧台缘生物礁较东侧台缘礁规模更大、沿台缘分布连续性更好。

1.1.4 碳酸盐岩开阔台地相

该相带沉积物主要为灰色至浅灰色中层—块状的生屑、颗粒灰岩，少见燧石条带和结核，可见平行层理和波状层理。这些特征表明其沉积时水体较浅,常受波浪作用的影响。地层厚度常小于 200 m。

1.2 海槽西侧台缘带生物礁储层发育特征

根据岩心及铸体薄片、测井、录井、测试等资料证实，川东地区海槽西侧台缘生物礁储层发育，厚度较大，物性较好，发育裂缝—孔洞型储层。

1.2.1 储集岩特征

岩心观察、薄片鉴定指出长兴组生物礁储集岩包括细—粉晶白云岩、粉晶灰岩、溶孔白云岩、生屑白云岩等，主要储集岩以生物礁组合中的残余颗粒云岩或具颗粒幻影的细—中晶云岩为主。

颗粒白云岩：岩石多呈块状，主要由微—粉晶白云石组成，局部可达细晶级。白云石含量高，可达 90.00 %，成因为礁灰岩或生物碎屑灰岩白云石化形成，岩石白云石化强烈。颗粒包括砾屑、生屑和少量砂屑，以生屑为主。岩石中发育有孔虫、残余棘皮、藻屑、藻纹层等生物残迹。

残余颗粒细—中晶云岩：主要由细—中晶云岩组成，岩石中白云石含量高低不等，主要为成岩时期白云石晶体重结晶形成。

角砾状白云岩：砾屑云岩以角砾岩为主，磨圆度低，棱角明显，大小混杂，多在靠近海槽及断裂形成陡坡的礁前，平均孔隙度为3.20%。

生屑云质灰岩和生屑灰质云岩为长兴组次要储集岩。生屑种类与生屑灰岩基本相同，白云石化作用较强但不彻底，白云石多呈他形、半自形粉—细晶结构，多选择性交代有孔虫、藻屑、苔藓虫及部分基质。

1.2.2 储集空间类型

生物礁储层储集空间类型,包括孔、洞、缝。根据储集空间成因、大小、形态和岩石结构组分的关系等，将其划分为孔隙、孔洞和裂缝三类，其中粒间（内）溶孔、晶间（溶）孔及生物溶模孔为主要储集空间，溶洞、裂缝也发育。

1.2.3 储层物性特征

根据表1可知，川东地区海槽西侧台缘生物礁储层发育，其中LG82井储层最为发育，测井解释储层厚度达到了109.5 m，有效孔隙度达到了6.71%。LG84井测井解释储层厚62.5 m，平均孔隙度达到了4.12%；针对LG82、LG84、TD110井岩心分析指出长兴组孔隙度6.0%～12.0%的样品占总数的15.36%，2.0%～6.0%的储层占总数的83.60%，可见海槽西侧生物礁物性较好（表1）。

表1 川东地区海槽西侧生物礁井测井储层参数统计表

1.2.4 储层类型

对海槽西侧长兴组岩心样品渗透率与孔隙度作相关分析，储层渗透率随孔隙度增加而增加，渗透率和孔隙度具有正相关性，但部分岩心样品表现出孔隙度低、渗透率高的特征，表明裂缝对储层渗透性具有改善作用。同时，通过观察岩心（图1），测井曲线段特征等，也反映储层为裂缝—孔隙（洞）型。

图1 川东地区海槽西侧台缘生物礁岩心及薄片图

1.3 海槽西侧台缘带生物礁储层展布特征

生物礁发育规模和展布受台缘带控制，礁储层发育程度及展布受沉积微相控制[16-18]。台缘带生物礁沉积时受海平面升降旋回影响，在海退时有利于上部高能礁坪滩体发育，并暴露于大气之下，发生淡水淋滤、溶蚀和云化作用，云化率可达76 %，形成生物礁体中早期储层，并为后期储层改造提供有利条件。海槽相—台缘相—开阔台地相方向，生物礁沉积时沉积微相变化极快，生物礁在迎浪面（靠海槽相面）水体能量强，营养物丰富，造礁生物和滩体发育，有利于储层形成；生物礁背浪面（靠近开阔台地相面）水体能量较弱，礁体规模和滩相欠发育，进而储层发育程度不理想。沿台缘带方向，生物礁发育处地貌高，水体能量强，滩体大致沿台缘带分布，进而生物礁储层沿台缘带发育。可见，生物礁储层随礁体沿台缘带较连续分布，海槽相—台缘相—开阔台地相方向礁储层变化快，即礁储层具有较强的方向非均质性。

基于相控的生物礁及储集层预测技术[19-21]，以LM区块为例，地震精细刻画礁体沿台缘带长约3 km，地震预测储层随生物礁大致沿台缘带展布，实施的TD110井纵向钻遇礁云岩厚度大于128.5 m，测井解释成果有效储层厚达54 m，可见，海槽西侧生物礁规模大，储层沿台缘带连续性较好。海槽东侧台缘带生物礁规模、储层沿台缘带连续性整体较西侧台缘带生物礁小，储层连续性差，储层非均质性更强，导致东侧台缘带生物礁钻井过程中时常失利，需调整目标靶区，甚至调整3次目标靶区才钻遇生物礁及储层，在西侧台缘生物礁钻井过程中未遇见该现象。

2 含气性特征

2.1 生物礁成藏特征

针对开江—梁平海槽台缘生物礁成藏，蒋裕强[22]等基于天然气组分、碳同位素等，指出直接与长兴组接触的下腹二叠系龙潭组是主要烃源层，龙潭组烃源岩于中侏罗世到晚侏罗世早期处于生油高峰期并充注，以断裂为疏导系统，实现古油藏；早白垩世中晚期—晚白垩世中期原油裂解成气，形成生物礁岩性油气藏。

燕山—喜马拉雅期以前四川盆地以水平向构造运动为主，对原有油气藏影响有限。燕山—喜马拉雅期造山运动对川东地区各层系气藏影响大，导致原有油气藏遭调整重新成藏。断层系统发育，主控断层断开志留系—三叠系，甚至“通天”，由于断裂系统发育且开启，部分油气藏甚至遭破坏，进而控制了石炭系、二叠系、三叠系等多套地层含气性。生物礁气藏在该时期一边充足，一边遭遇不同程度的调整，甚至是破坏。川东地区开江—梁平海槽东侧台缘礁规模整体较西侧小，整体含气性好。而海槽东侧生物礁在自身礁体规模、储层展布以及构造（断裂）影响下，含气性差（表2）。

表2 川东地区海槽西侧长兴组生物礁测井、测试成果统计表

2.2 含气性因素分析

2.2.1 构造及断裂对含气性影响

燕山—喜山期造山运动在川东地区形成了7排隔挡式北东—南西向高陡构造带[23-24]，具有背斜隆起狭长，向斜宽缓特征，整个地层近似同心圆褶皱构造展布，构造展布复杂。根据断裂特征可将高陡构造带进一步分为构造主体、陡翼潜伏带、缓翼潜伏带。高陡构造带狭长，地层褶皱强烈，大断裂发育，且断裂延伸远，断裂系统平行于构造带走向。主控断层控制了构造展布格局，常断开志留系—三叠系地层，控制了石炭系、二叠系、三叠系等多套地层含气性，构造陡翼潜伏隆起带构造完整，是油气富集区。

高陡构造带及其断裂走向几乎垂直于台缘带展布，同时断裂系统几乎垂直切过、断开台缘带、生物礁及其随台缘带较连续分布的储层，断层破坏了生物礁气藏，并导致台缘带生物礁（气藏）处于海拔悬殊的高陡构造带各部位。处于构造陡翼潜伏带隆起的生物礁气藏，因断裂欠发育，生物礁气藏调整后，油气在此聚集成藏。处于构造主体位置的生物礁气藏，因此主体构造断裂发育，生物礁气藏遭破坏。构造缓翼常发育单斜构造，上倾方向被断层切割，该处生物礁气藏因此保存条件不理想，导致含气性差。宽缓向斜区构造简单，保存条件好，含气性理想，（图2）。可见构造及断裂控制了储层连续较好的海槽西侧台缘带生物礁含气性。

图2 川东地区海槽西侧台缘带生物礁含气模式图

实钻资料证实构造及断裂控制了海槽西侧台缘带生物礁含气性。TD110井处于大天池构造带东侧陡翼潜伏构造轴部，且在长兴组顶界构造图上处于构造高部位，二叠系构造完整性好，该井钻遇厚层生物礁及储层，测试获高产纯气。LG84井处于七里峡高陡构造带东侧陡翼潜伏与宽缓向斜区之间，二叠系地层具有微隆构造特征，该井测井解释成果为上部气层，下部水层，上段测试获气0.5 104m3/d。M004-C1、LG82、LG83井处于高陡构造不同部位，依次是构造主体、西侧缓翼构造区和东侧陡翼潜伏构造区，各井均钻遇生物礁及良好储层，但井位目标所在生物礁（气藏）被上倾主控断层切割，生物礁气藏遭破坏，无保存条件，测井和测试成果均产水。

2.2.2 储层非均质性对含气性的影响

生物礁之间发育礁间水流通道，礁间水流通道处生物礁不发育，并将相邻礁体分割，因此台缘带发育若干个独立的生物礁体，生物礁储层也随礁体沿台缘带断续展布。此外，受沉积时古地貌差异及后期成岩作用影响，海槽西侧生物礁储层虽沿台缘带较连续发育，但生物礁储层沿台缘仍具有较强非均质性，特别是规模较小的生物礁。生物礁储层非均质性，及储层有限范围内的断续分布使生物礁成为岩性气藏，储层边界控制了生物礁气藏边界。

以XL1、LG83井所属礁体为例，礁体所处的海槽西侧南端长兴组沉积时期坡折带较缓，生物礁规模较西侧中北段小，储层随礁体连续展布有限。地震精细刻画发现XL1、LG83分别钻遇不同礁体，两礁体之间发育水流通道。位于陡翼潜伏构造翼部较高位置的LG83井钻遇生物礁及储层，测试产纯水；距离相邻，构造位置更低的XL1井测试上部产气，下部产水。可见在海槽西侧南端生物礁储层非均质性控制了含气性。

2.2.3 断裂和储层共同控制含气性

以TD110-1所在生物礁为例。TD110-1位于构造缓翼较高部位，在该井上倾方向位置，二叠系遭断层切割，断开生物礁体，破坏了原生物礁气藏，天然气散失；同时，由于生物礁储层非均质强，在生物礁顶部形成小规模的岩性圈闭，形成气顶；因此TD110-1井在长兴组测试结果为上部含气，下部产水。

根据上述可知，长兴组生物礁气藏与二三叠系其他气藏一样，含气性受区内高陡构造控制，有利于油气聚集的陡翼潜伏带隆起区和保存条件好的宽缓向斜区生物礁含气性好，断裂发育的主体构造和多呈单斜的缓翼区生物礁含气性差。海槽西侧台缘带生物礁规模较其他地区大，储层随礁体沿台缘带断继分布，其连续性强其他地区，高陡构造强褶皱及断裂控制下，海槽西侧生物礁气藏“一礁一藏”特征不明显，有别于其他地区。

3 勘探潜力评价

川东地区海槽西侧台缘带潜力大。多口井钻井证实生物礁发育，且储层厚度大，物性好。同时海槽西侧台缘带几乎垂直于高陡构造带（断裂），正向构造发育，有利于油气汇集成藏，特别是陡翼潜伏区。海槽西侧台缘带面积约250 km2，根据TD110井长兴组储量丰度7.69 108m3/km2计算，资源量取计算成果一半，约1 000 108m3，资源丰富，是川东比较现实的滚探区域。

4 结论

1）海槽西侧台缘带生物礁及储层发育，且生物礁及储层沿台缘带断续分布，较川东其他地区生物礁更发育，储层厚可达109.5 m，孔隙度可达6.71%，为裂缝—孔洞型储层，储层沿台缘带随生物礁体断续分布，垂直台缘带方向礁储层非均质性强。

2）有利于油气聚集的陡翼潜伏带隆起区和保存条件好的宽缓向斜区生物礁含气性好，断裂发育的主体构造和多呈单斜的缓翼区生物礁含气性差。

3）海槽西侧生物礁（相带）与区内高陡构造及断裂几乎垂直接触，构造及断裂系统、储层非均质性两者共同控制了生物礁含气性。