摘要：中國石化勘探南方分公司在川東北地區先后發現了普光氣田和元壩氣田。為弄清兩個氣田的成藏規律，指導該區下一步的油氣勘1探部署，以碳酸鹽巖沉積學、層序地層學、地震地層學等理論為指導，充分利用普光氣田與元壩氣田的地質錄井、測井和高精度三維地震資料，對兩個氣田二疊系長興組、三疊系飛仙關組礁灘儲層巖石學特征、儲集空間類型、物性特征、分布特征等進行了對比分析。結果表明：普光氣田與元壩氣田臺緣相帶儲層發育既有相似性，又有明顯的差異性；儲層發育情況受臺地邊緣相帶控制，普光地區儲層以飛仙關組臺緣灘自云巖為主，元壩地區儲層則以長興組臺緣礁灘白云巖為主。分析其原因后認為，早期古地貌和構造作用以及白云巖化作用的差異可能是造成兩個氣田儲層發育差異的主要控制因素。該研究成果對認識川東北及相似地區的地質規律，指導油氣勘探具有現實意義。
關鍵詞：四川盆地東北部；普光氣田；元壩氣田；臺緣礁灘；儲層特征；對比；差異性；控制因素
2003年在開江-梁平陸棚東緣宣漢-達州地區二疊系長興組-三疊系飛仙關組鉆獲高產天然氣流，發現了普光氣田，其后以普光氣田勘探思路技術為指導，綜合研究認為陸棚西側元壩地區具有發育長興組-飛仙關組礁灘儲層的沉積背景，發現了元壩長興組飛仙關組礁灘地震異常體，2007年元壩長興地區勘探獲得突破，發現了元壩氣田(圖1)[1]。
已有的研究成果表明，儲層是控制川東北地區碳酸鹽巖油氣成藏與聚集的關鍵因素，有利沉積相帶、白云巖化作用、多期溶蝕作用、構造破裂作用和良好的封存環境是深層優質碳酸鹽巖儲層形成的有利因素[2]。位于開江-梁平陸棚東西兩側的普光氣田與元壩氣田在儲層發育特征方面具有一定的相似性[3]，但也存在明顯的差異性，是什么因素造成了兩地區的差異？筆者認為這是關乎深化認識川東北礁灘相儲層、導向油氣勘探部署的關鍵問題之一。
1 儲層特征對比分析
普光地區與元壩地區長興組 飛仙關組均發育臺緣礁灘相儲層，但在儲層厚度、巖性、儲集性能等方面存在差異(表1)，特別是飛仙關組儲層在兩地區差別較大，普光地區飛仙關組儲層表現為厚度大、物性好的特征，探明儲量超過94%，而元壩地區飛仙關組儲層厚度薄、物性較差；但元壩地區長興組儲層的厚度和物性又比普光地區要好，構成了前者的主力儲層[4]。
1.1 儲層巖石學特征
普光氣田與元壩氣田長興組儲層巖石類型以殘余生屑結晶云巖、殘余生物礁結晶云巖、粉細晶云巖為主，發育少量的生物礁灰巖儲層(圖2)。普光地區飛仙關組儲層巖石類型以殘余鮞粒結晶云巖為主(圖3)，糖粒狀云巖及粉細晶云巖次之；元壩地區飛仙關組儲層巖石類型主要為亮晶鮞粒灰巖，僅局部如元壩9井飛二段發育殘余鮞粒結晶云巖儲層。
1.2 儲層儲集空間類型
通過對巖心和薄片的觀察，元壩地區飛仙關組儲層僅局部層段發育較多粒內孔(包括鑄模孔)，少量方解石晶間孔發育(圖4)；普光地區飛仙關組儲層粒內孔極其發育，另有部分殘留的粒間孔和少量晶間孔。長興組儲層在兩地區具有相似性，孔隙主要有兩種類型：①與白云巖化和白云巖重結晶作用相關的晶間孔；②與溶蝕作用相關的粒內孔、生物體腔孔、溶洞等(圖5)。
1.3 儲層物性
對普光氣田26口井與元壩氣田10口井巖心物性分析樣品統計的結果發現，兩地區飛仙關組儲層物性差別明顯[5]。長興組儲層孔隙度、滲透率具有一定的可比性，孔隙度最大值分別為27.9%、24.65%，主要介于2%～5%(圖6)，孔隙度介于5%～10%的樣品數普光氣田略高于元壩氣田，滲透率兩地區都集中分布在介于0.02～0.25mD與大于1mD區間。
飛一段-飛二段儲層物性普光地區明顯優于元壩地區：普光地區孔隙度主要介于5%～10%，最大值達28.86%(圖7)，平均值為7.73%，而元壩地區孔隙度則主要介于2%～5%，最大值為14.15%，平均值為3.12%；元壩地區65%樣品的滲透率集中分布在小于0.25mD區間，而普光地區50%以上樣品的滲透率都大于1mD。
飛三段儲層物性在普光地區與元壩地區差異不大，兩地區樣品測試孔隙度集中分布于小于5%區間，滲透率小于0.25mD區間；但普光地區孔隙度介于2%～5%、滲透率介于0.02～0.25mD的樣品數多于元壩地區。整體上飛三段儲層在普光地區的孔、滲條件稍優于元壩地區。
1.4 儲層與沉積相帶
長興組儲層在普光地區縱向分布于該組頂部，橫向分布范圍窄，而元壩地區則發育長興組礁灘復合體與礁后淺灘儲層，分布范圍寬；飛仙關組儲層在普光地區具有縱向加積特征，儲層厚度大，而在元壩地區則具有疊置遷移特征，儲層較普光地區薄但卻具有分布廣的特點[4]。綜合分析結果表明：兩地區長興組-飛仙關組儲層主要發育于臺地邊緣礁灘相帶，臺地邊緣礁灘相儲層主要包括長興組臺地邊緣礁灘復合體、礁后淺灘儲層以及飛仙關組臺地邊緣淺灘儲層，該類儲層的發育有著很強的規律性，沿陸棚東西兩側邊緣分布[6]。
1.4.1長興組臺地邊緣礁灘復合體儲層
該類儲層在元壩、普光地區均有鉆遇，在鐵廠河林場、椒樹塘、宣漢盤龍洞等露頭區有出露，儲層主要發育于早期生屑灘與生物礁生長后期的礁蓋白云巖中[7]。
川東北地區的生物礁主要為臺地邊緣礁，臺地邊緣生物礁是在生物碎屑灘的基礎上，由鈣質海綿、水螅等原地造礁生物所建造的具有抗浪特征的隆起構造，以海綿障積巖為主，骨架巖次之，粘結巖最少[8]。
長興組臺地邊緣礁灘復合體儲層：元壩地區元壩1-側1、2、101、102、204、27、9井有鉆遇，儲層主要發育于生物礁礁蓋白云巖中；在普光地區普光5、普光2、老君1、毛壩3等井有鉆遇。
臺地邊緣礁灘復合體儲層：在川東北地區分布較為廣泛，整體沿著陸棚兩側北西向分布在元壩-龍崗-涪陵地區、黑池梁-分水嶺-普光、老君等地區。
1.4.2元壩長興組礁后淺灘儲層
主要發育在元壩地區，而在普光地區則不發育。長興組臺地邊緣礁后淺灘儲層發育在開闊臺地與臺緣礁帶之間，以元壩地區元壩12井為代表，發育大面積的生屑灘和局部礁丘，生屑灘堆積方式以加積為主，加積生屑灘在高水位體系域發生暴露和部分白云石化后，成為有效儲層，該類型儲層具有厚度大的特點。
礁后淺灘的發育受早期微地貌控制，此時生物礁并未形成規模，未對礁后形成障壁作用，生屑灘儲層的發育主要受到其微地貌高低所控制；后期受礁體相對位置與水動力條件控制，生物礁已經形成規模對礁后起到障壁作用，此時生屑灘水動力強度受到迎風面礁體影響，直到礁生長后期在礁后形成局限環境。通過元壩地區過元壩12、11、102、1-側1、101井近南北相剖面儲層發育情況對比，也很好地說明了生屑灘儲層與礁灘復合體儲層的發育關系——生屑灘儲層發育在礁生長早期，與生物礁早期儲層可以相對比，在礁生長過程中礁后淺灘儲層也有發育，但到生物礁生長晚期發育礁蓋白云巖儲層時，元壩12井沉積演化為礁后局限環境，儲層不發育。
1.4.3飛仙關組臺地邊緣淺灘儲層
川東北地區飛仙關組總體為一個向上變淺的沉積序列，由陸棚(斜坡)-開闊臺地-局限臺地-蒸發臺地轉變。在這個大的層序格架下，儲層發育情況，與海平面升降密切相關，但海平面的升降，又對不同古地貌背景下的沉積物的控制作用不同[8]。
在普光地區發育厚層鮞粒灘壩，構成普光氣田的主要儲層；而元壩地區則發育大片的鮞粒灘，但單層厚度較小，橫向變化快。普光地區飛一段-飛二段主要由鮞粒云巖、石灰巖組成，飛三段由石灰巖夾膏巖和白云巖組成，儲層主要分布于飛一段-飛二段的鮞粒云巖和粉-細晶云巖中，儲集厚度大、分布廣、物性好；元壩地區飛仙關組以兩個大的向上變淺的旋回為特征，飛一段-飛三段儲層主要分布在飛二段-飛三段的鮞粒灰巖中，儲集性能總體較差。
總起來看，普光地區儲層主要發育飛仙關組，具有厚度大、物性好的特點；元壩地區儲層主要發育長興組，具有面積大、礁后灘發育的特點。
2 儲層發育差異性控制因素探討
臺地邊緣相帶控制了該區長興組和飛仙關組儲層發育。在對大量地質和地震資料研究的基礎上，分析認為：普光地區與元壩地區儲層發育差異是早期沉積古地貌差異、中期構造作用演化差異與白云巖化程度差異等共同作用的結果。古地貌、構造作用差異控制了礁灘的沉積與早期的大氣淡水溶蝕的差異，白云巖化程度的差異控制了儲層晶間孔隙與孔隙后續的溶蝕擴大。
2.1 早期“東陡西緩”的沉積構造差異控制了長興組礁灘相儲層的發育
運用二維、三維地震資料與鉆井資料相結合對元壩、普光地區長興組-飛仙關組沉積時期沉積充填模式進行了分析(圖8)，結果認為：兩地區長興期沉積主要受早期古地貌控制，元壩地區長興組沉積早期由臺地沉積逐漸演化為深水沉積，坡度緩(僅3°～5°)，斜坡寬，這也就造就了早期生屑灘沉積在一個環境相似的范圍內疊置遷移，灘體發育面積大，在生物生長過程中逐漸形成最為適合生物生長的位置發育成為生物礁快速沉積，礁后灘發育；同時側向快速遷移，生物礁分布面積大；而普光地區長興組沉積早期，臺地-斜坡有明顯的坡折，坡度大(15°左右)，適合生物生長的范圍被局限在一定的范圍，礁灘沉積具有垂向加積特征，礁后灘不發育(圖8)。在地震剖面上元壩地區發育前積體，而普光地區前積體則不發育。
綜上認為，長興期元壩坡緩有利于大面積礁灘儲層發育；普光陡坡發育臺緣鮞灘儲層，礁后灘不發育。
2.2 中期東西構造演化差異控制了飛仙關組儲層的發育
飛仙關組儲層主要受到沉積時期構造作用差異性影響，飛仙關組沉積總體可以分為兩個階段，初期川東北地區受盆地西北部摩天嶺擠壓掀斜作用影響(譚欽銀等)，陸棚西北部沿二郎廟-上寺-五權一帶隆起為臺地邊緣，在元壩地區表現為水體變深，這也造就了元壩地區飛仙關期早期古地貌比普光地區低，元壩地區飛一-飛二時早期主要沉積了一套泥晶灰巖；而普光地區構造穩定連續沉積了一套鮞粒云巖；在接下來的沉積過程中，元壩臺地邊緣從西北部逐漸向東南部遷移，鮞粒灘也隨之向陸棚遷移；在普光地區相對穩定，總體表現為垂相加積的沉積特征，沉積了巨厚的鮞粒云巖儲層。
2.3 晚期統一臺地均一化
飛仙關期晚期川東北地區表現為臺地均一化，飛三時早期川東北地區陸棚基本填平，演化為均一的臺地相沉積。進入飛四時期，發育蒸發臺地相膏巖沉積。
2.4 白云巖化差異
普光、元壩地區白云巖化程度存在較大差異，長興組兩地區都發育了礁蓋云巖儲層，具有相似性；但飛仙關組普光地區發育巨厚的鮞粒云巖儲層，元壩地區則主要為鮞粒灰巖儲層，白云巖化程度較弱。
綜合兩地區鉆井及鄰區鉆井資料分析，鮞粒白云巖的分布與蒸發臺地關系密切。從飛一段-飛二段白云巖的區域分布可以發現，鮞粒云巖主要分布在開江-梁平陸棚東側，連片的塊狀鮞粒云巖儲層主要分布在富石膏沉積的川東北碳酸鹽巖蒸發臺地邊緣相區，在普光地區和東部的渡口河、羅家寨地區以及盤龍洞露頭區形成了一個鮞粒云巖發育區；向陸棚方向白云巖化作用逐漸減弱，如毛壩1、川1付85、川岳84井和渡4井一帶沉積環境主要為陸棚相的灰深灰色灰巖、含泥灰巖和泥灰巖；陸棚相區的層狀一塊狀鮞粒巖幾乎都是致密灰巖；而在陸棚西側元壩地區的元壩2井飛一段、飛二段為鮞粒灰巖和泥晶灰巖互層，整個元壩地區的飛仙關組極少見到白云巖，僅在東側靠近龍崗地區的元壩9井、元壩10井有鉆遇，龍會、鐵山、七里和天東等地區也發育鮞粒灰巖，不發育白云巖。
研究認為，飛一段-飛二段優質鮞粒云巖儲層的白云巖化，與同期通江-開縣蒸發臺地的鹵水相關。正是這一時期的濃縮海水或鹵水，攜帶了大量鎂離子，通過一定渠道進入了先前的鮞粒灰巖中，并使之在一定條件下白云巖化，從而形成了現今優質的鮞灘云巖儲層，而這種情況下富鎂流體通常認為是通過“滲透回流”的方式運動并白云巖化的。
3 結論
1) 普光、元壩地區長興組-飛仙關組儲層主要發育于臺地邊緣礁灘相帶，主要包括長興組臺地邊緣礁灘復合體、礁后淺灘儲層及飛仙關組臺地邊緣淺灘儲層，儲層發育有很強的規律性，沿陸棚東西兩側邊緣分布。
2) 元壩型臺緣相儲層主要發育于長興組，具有面積大，礁后灘儲層發育特點，飛仙關組儲層發育較差；普光型臺緣相儲層主要發育飛仙關組，具有厚度大的發育特點，而長興組礁后灘則不太發育。
3) 古地貌和構造作用及白云巖化的差異是造成兩地儲層發育差異的主要因素。
參考文獻
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(本文作者：胡東風 中國石化勘探南方分公司)
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