梁 霄，劉樹根，夏 銘，孫 瑋，鄧 賓

(1.成都理工大學 油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059； 2.成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059；3.中國石油 川慶鉆探工程有限公司 地球物理勘探公司，四川 成都 610213)

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四川盆地威遠構造震旦系燈影組氣煙囪特征及其地質意義

梁 霄1,2，劉樹根1,2，夏 銘3，孫 瑋1，鄧 賓1,2

(1.成都理工大學 油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059； 2.成都理工大學 能源學院，四川 成都 610059；3.中國石油 川慶鉆探工程有限公司 地球物理勘探公司，四川 成都 610213)

四川盆地威遠構造震旦系燈影組氣藏充滿度僅為25%，與早寒武世拉張槽相隔的高石梯-磨溪構造燈影組則為充滿度近100%的特大型整裝氣田。兩者的區(qū)域背景和生儲蓋組合條件相近，但氣田充滿度出現(xiàn)很大差異。威遠構造2D和3D地震剖面存在較多震旦系—三疊系管狀異常特征，有的出露地表或隱伏淺層之下，分析可能為氣煙囪特征。其主要特征包括：①受氣煙囪效應影響，威遠構造地表三疊系嘉陵江組出露附近河流中有大量氣苗；②上覆寒武系遇仙寺組氣藏、洗象池組氣藏及二疊系陽新統(tǒng)氣藏的天然氣非烴氣體中的氮、氬、氦成分與威遠氣田震旦系燈影組天然氣成分相似，具有燈影組氣藏天然氣上竄特征；③威遠構造震旦系—二疊系壓力系數(shù)均為1.0左右，高石梯-磨溪構造燈影組壓力系數(shù)也為1.0左右，但其上覆層位均為超壓。威遠構造氣煙囪表明，震旦系燈影組氣藏封閉系統(tǒng)基本失效，保存條件較差，天然氣垂向運移，直接影響現(xiàn)今氣藏的規(guī)模。

氣煙囪;天然氣;燈影組;威遠構造;四川盆地

威遠構造位于四川盆地東南部，威遠縣城西北部，早寒武世“綿陽-長寧”拉張槽[1]西側(圖1)，是盆地內樂山-龍女寺隆起帶上的一個巨型穹窿背斜。威遠構造為喜馬拉雅期側向擠壓形成，但定型的具體時期與期次仍存在爭議[2-3]。威遠構造的形成演化經(jīng)歷了多期構造運動(拉張—擠壓—抬升)作用的疊加[4]?，F(xiàn)今威遠構造由于受力作用較大，為盆地內較強改造區(qū)，受基底構造控制。1964年威遠氣田勘探發(fā)現(xiàn)，主力產(chǎn)層為震旦系燈影組。以地表侏羅系底面構造計算，威遠構造閉合面積達1 751 km2。按震旦系頂面計算，構造閉合面積為850 km2。盡管威遠構造為大型穹窿狀背斜，然而震旦系燈影組氣藏探明地質儲量約為400×108m3，充滿度僅為25%。2005年新一輪滾動勘探發(fā)現(xiàn)寒武系遇仙寺組與洗象池組氣藏，但規(guī)模較小。

2011年，高石1井于高石梯-磨溪構造燈影組獲高產(chǎn)天然氣。次年8月，磨溪8井在寒武系龍王廟組同樣獲高產(chǎn)氣流，揭開了四川盆地下古生界自1964年威遠構造燈影組氣藏勘探成功后的又一重大發(fā)現(xiàn)。威遠地區(qū)在40 Ma左右抬升形成現(xiàn)今構造，為盆地內地表除川東高陡構造外唯一出露三疊系嘉陵江組和雷口坡組的區(qū)域。最新研究表明，廣安—龍女寺—磨溪—高石梯—威遠是喜馬拉雅期區(qū)域隆升過程中圈閉溢出點海拔逐漸抬高的燈影組系列圈閉。威遠地區(qū)為現(xiàn)今盆地內燈影組構造最高點, 燈影組天然氣現(xiàn)今存在大范圍長距離的運移[5]。隆升剝蝕作用在威遠構造頂部可能形成了天然氣逸散的“天窗”。地球化學方法難以確定地表氣體是否與深部震旦系燈影組天然氣同源。因此，本文結合國內外氣煙囪研究實例與威遠構造實際地質條件，通過地表與地腹資料相結合，并利用地質、地球物理和地球化學綜合研究方法, 對威遠構造是否有燈影組天然氣形成的氣煙囪及其效應進行探討。

1 氣煙囪及其效應

1.1 “氣煙囪”和“氣煙囪效應”

“氣煙囪”是指流體(塑性流體、天然氣等)自下而上運移，導致區(qū)域地質條件發(fā)生改變的一種地質構造現(xiàn)象，在地震資料上表現(xiàn)為一種異常特征。同時，氣煙囪也是流體、尤其是天然氣運移的重要通道。氣煙囪存在多種模式，有斷裂-裂縫型、壓力封閉失效型、底辟作用(泥火山)型等[6](圖2)?！皻鉄焽栊笔桥c氣煙囪構造伴生的因果地質現(xiàn)象，對石油天然氣地質而言，其最直觀體現(xiàn)在油氣勘探歷史初期所遵循的通過地面油氣苗尋找背斜油氣藏。由于氣體垂向輸導，可能對區(qū)域自下而上多套層系的天然氣組分、壓力系數(shù)和地球化學等特征產(chǎn)生影響。氣煙囪效應分析能作為地震資料證據(jù)的有效補充，證實氣煙囪存在。

圖1 四川盆地威遠構造區(qū)域數(shù)字高程Fig.1 Regional digital elevation map of the Weiyuan Structure in the Sichuan Basin

1.2 海洋和陸地氣煙囪形成機理差異

1.2.1 海洋氣煙囪特征

最初氣煙囪多是在海洋中被發(fā)現(xiàn)的。國內對氣煙囪的研究集中于南海北部灣地區(qū)，尤其以鶯歌海盆地為重點。研究認為，氣煙囪是因流體運移而形成的一種伴生構造，包含垂向泄壓形成的底辟構造與側向泄壓形成的層間伴生構造。由于這種伴生構造曾經(jīng)是熱流體(氣、液)的泄壓通道且形似煙囪，且具煙囪效應，故名“氣煙囪”[7]。該區(qū)域氣煙囪表現(xiàn)為泥底辟作用。由于泥底辟同時也可作為烴源巖，而流體垂向運移與擴散形成油氣滲漏系統(tǒng)，氣煙囪也代表了一種油氣運聚關系[8-11]。

國外對氣煙囪效應研究也集中在海洋勘探領域，并進行了細致分析[12-13]。挪威北海盆地為其代表地區(qū)[14]，該區(qū)域底辟作用強烈，斷裂發(fā)育，油氣逸散形成氣煙囪效應。Heggland(1997)指出，地震資料中的錐形異常特征為深部泥火山成因的氣煙囪，氣體沿斷層與裂縫垂向運移至海底，并擴散至海面[15]。Hansen(2005)以氣煙囪的構造定量特征，將北海盆地氣煙囪分為3類，即弱-低幅度丘狀型、陡峭丘狀型和漸變-不連續(xù)丘狀型[16]。

1.2.2 陸地氣煙囪特征

借鑒海洋氣煙囪研究經(jīng)驗, 國內也開展陸地氣煙囪研究并在勘探中取得了成效。柴達木盆地三湖坳陷第四系生物氣成因氣田——澀北和臺南氣田，認為其為

基底斷裂引發(fā)深部(新近系)氣源巖形成的張性構造薄弱帶，為氣煙囪發(fā)育提供了場所。第四系發(fā)育的飽含高礦化度地層水的泥巖蓋層具有一定的封閉能力，有助于氣煙囪形成。氣煙囪效應連通了三湖地區(qū)深部新近系氣源巖和第四系儲層，對第四系氣藏的成藏起到重要作用[17]。大慶海拉爾盆地貝爾凹陷白堊系氣煙囪的識別分析發(fā)現(xiàn)，連通油源與儲層的較密集微裂縫和小斷層構成氣煙囪，具有T型和S型兩類氣體疏導方式[18]。

1.2.3 海洋和陸地氣煙囪形成機理差異

通過比較海洋和陸地氣煙囪特征，發(fā)現(xiàn)兩者氣煙囪形成機理有所不同。

對于海洋氣煙囪，首先，地層發(fā)生在新生界古近系、新近系和第四系，壓實作用低，密度低，含水飽和度高，容易受外力作用發(fā)生變形。其次，氣煙囪構造多為泥底辟構造，柱狀性高溫、高壓流體(天然氣)，突破隔離層向上垂直運移，灌入上覆密度低的古近系、新近系和第四系，氣體可直達海底，或隱伏淺層蓋層之下。若氣源充足，氣體不斷向上運移，頂部蓋層持續(xù)遮擋，形成背斜型氣藏。

陸地氣煙囪通道與圍巖地層巖性物理參數(shù)(密度、速度、孔隙度和滲透率等)沒有發(fā)生明顯改變。首先，國內除柴達木盆地三湖坳陷生物氣氣藏是第四系外，其余均為中生界和古生界，壓實作用強，密度高，固結成巖，不容易受外力作用發(fā)生變形。其次，氣煙囪構造多為裂縫-斷層輸導性構造，深層氣體通過裂縫-斷層輸導，可直達地表形成氣苗，或隱伏淺層蓋層之下形成氣藏。陸地氣煙囪通道與圍巖地層巖性物理參數(shù)差異較小。

1.3 海洋和陸地氣煙囪特征判別差異

氣煙囪對烴類而言是一種特殊的流體運移通道，氣體垂向運移，上、下地層壓力系數(shù)趨于平衡。氣煙囪頂部氣體富集，導致氣煙囪頂界面與上覆蓋層間波阻抗差異明顯，在地震剖面上多表現(xiàn)連續(xù)強振幅反射。

圖2 Cartwright氣煙囪(流體輸導系統(tǒng))模式分類[6]Fig.2 Classification of gas chimney(seal bypass systems)by Cartwright[6]a.斷裂-裂縫型氣煙囪流體以斷裂為輸導體系，遇沉積蓋層聚集形成的凸起構型，未連通地表；b.底辟-泥火山型氣煙囪流體在沉積蓋層中發(fā)生底辟作用，垂向運移，并繼續(xù)沿上部斷裂系統(tǒng)逸散，在深部表現(xiàn)為埋藏泥火山；c.管狀輸導(封閉失效)型氣煙囪流體通過滲透性地層垂向擴散，在深部形成寬緩的凸起構型，整體表現(xiàn)為柱狀或管狀“模糊帶”

若氣源充足，氣體不斷向上運移，頂部蓋層持續(xù)遮擋，這時頂部氣體向地層兩側擴散，氣煙囪頂界面波阻抗異常面積易發(fā)生增大，而底界面深部地震資料分辨率降低，一般較難識別[19]。氣煙囪內部由于含氣導致地層連續(xù)性變差，在地震剖面上總體表現(xiàn)為區(qū)域性弱振幅、弱連續(xù)性，同相軸突變雜亂。當內部氣體局部富集，會造成區(qū)域段部分界面因波阻抗差異而具有強震幅反射。同時，氣體充注導致層速度降低，在地震剖面上易具有下拉現(xiàn)象。當氣體充注量達到臨界值后可能導致地層向上發(fā)生弧形破碎，同相軸在垂向上可能出現(xiàn)上提。

海洋地震資料信噪比高，氣煙囪通道與圍巖地層巖性物理參數(shù)差異大，形成強波阻抗界面，地震反射能量強，管狀異常特征明顯，易于識別(圖3a，b)。相對于海洋而言，陸地地震資料相對海洋地震資料信噪比較低，氣煙囪通道與圍巖地層巖性物理參數(shù)差異不大，管狀特征不十分明顯，識別相對較困難(圖3c,d)。

2 威遠構造氣煙囪特征

對于威遠構造這種較復雜山地地震勘探所采集的地震資料而言，由于地表地震地質條件影響，有時地震剖面會出現(xiàn)疑似“管狀”異常，可能為采集或處理“腳印”，容易解釋為氣煙囪現(xiàn)象。由于現(xiàn)今氣煙囪研究無論是在海洋與陸地差異性、地表地層出露年代久遠程度、資料采集難度等方面均與威遠構造存在較大差異，因此在威遠震旦系氣田地震剖面氣煙囪識別中，通過與采集處理人員合作分析地震資料品質，結合區(qū)域地質、構造受力條件與流體、壓力及氣源等可能為氣煙囪效應所影響特征進行綜合分析，力爭提高威遠構造氣煙囪識別的可靠性。

氣苗在實際工作中為氣煙囪判定的最直接證據(jù)，但氣苗僅在區(qū)域河流中容易被發(fā)現(xiàn)并識別。通過對威遠地區(qū)進行野外地質考察，威遠構造核部下三疊統(tǒng)嘉陵江組出露附近河流中發(fā)現(xiàn)了大量氣苗。因此，以威遠構造嘉陵江組出露區(qū)為核心，結合發(fā)現(xiàn)氣苗的位置，通過精細解釋并分析對比地震與鉆井資料，探尋威遠構造氣煙囪及其效應的存在依據(jù)。

2.1 地震剖面

證實氣煙囪的主要依據(jù)即存在地震資料響應。通過對2005年威遠構造采集的34條地震測線與2010年威遠構造核部東南三維資料進行精細對比，結合斷層分析，尋找構造核部周圍，尤其是嘉陵江組出露深部附近地震異常特征(圖4)。地表下三疊統(tǒng)嘉陵江組出露區(qū)附近，正好為二維工區(qū)與三維工區(qū)重疊區(qū)域。因此，對該區(qū)域作為重點研究。

圖3 海洋與陸地地震資料氣煙囪特征異常對比(據(jù)文獻[6,17-19])Fig.3 Comparison of gas chimney characteristics between offshore and onshore seismic data (modified after the references of[6,17-19])a. 瓊東南盆地，地震剖面從深到淺呈現(xiàn)氣煙囪-微洼陷-麻坑的組合樣式；b. 挪威北海盆地，見明顯“管狀”地震資料異常特征；c. 海拉爾盆地，氣煙囪異常特征表現(xiàn)為同相軸上拉現(xiàn)象；d.柴達木盆地，氣煙囪特征較難識別

圖4 威遠構造地震工區(qū)測網(wǎng)Fig.4 Seismic grid of the Weiyuan Structure

資料品質對地震響應的影響可以通過對比二維與三維資料得出一定的認識。例如，二維工區(qū)05WY16線發(fā)現(xiàn)疑似氣煙囪特征，因考慮2D資料激發(fā)條件和精度等原因，為提高特征可信度，通過區(qū)域疊加覆蓋的最新3D資料比較，發(fā)現(xiàn)寒武系與上部陽新統(tǒng)底部同相軸反射特征明顯、連續(xù)，而中間所夾地層有明顯雜亂反射，同相軸微下拉，而兩側反射特征較清晰，證實存在氣煙囪(圖5)。

針對三維工區(qū)，Trace155疊前時間偏移剖面在燈影組以上可見撓曲構造，撓曲兩側，同相軸存在較明顯異常，同相軸上、下連續(xù)表現(xiàn)為由強到弱再到強反射。相鄰的Trace257線，寒武系底部構造高點以上可見垂直帶狀分布的同相軸下拉現(xiàn)象，表明層速度較低，可能有氣體充注，或是自下而上有氣體上竄影響，結合地區(qū)二維地震剖面分析，為氣煙囪可能性極大(圖6)。

圖5 威遠構造核部2D和3D疊加區(qū)域地震資料氣煙囪效應典型特征Fig.5 Typical features of gas chimney of the core area of the Weiyuan Stucture with overlapping 2D and 3D acreagea.05WY16疊前時間偏移剖面，氣煙囪特征模糊；b.2010WY3D偏移剖面，氣煙囪特征清晰

裂縫-斷裂作為油氣運移的重要通道，是氣煙囪主要模式之一。威遠構造燈影組頂部發(fā)育四條斷裂(圖6)，其分別位于燈影組氣藏內部1條，邊界外3條。其中，對威遠構造燈影組氣藏影響最大斷層為威遠構造西南傾末端，稱為威1號隱伏逆斷層，該斷裂斷距大，斷面傾向南東，延伸方向北東，長度為13 km，落差范圍為30～170 m，向上斷開上三疊統(tǒng)須家河組底部，向下斷開燈影組頂部，消失于震旦系內部。其次為威2號逆斷層，位于構造東南翼近軸部，斷面傾向北西，斷層延伸方向基本與構造軸線一致，延伸長度為11.5 km，落差范圍為20～90 m，向上消失于奧陶系，向下消失于震旦系。

圖6 威遠構造地表地質特征與氣煙囪氣體逸散關系Fig.6 Relationship between surface geological features and gas escape via gas chimney in the Weiyuan Structurea.威遠構造核部三疊系嘉陵江組出露，見較強變形作用；b.氣苗區(qū)氣體溢散作用強烈；c.威遠構造核部河流中，野外見大范圍氣苗；d.地震資料異區(qū)常以核部為中心向外分散；e.為典型斷裂控制型氣煙囪特征；f.表現(xiàn)為不同地層因氣煙囪運移形成含氣性差異，同相軸具有橫向不連續(xù)特征；g.表現(xiàn)為氣體垂向運移，多套地層因氣體充注導致層速度降低，同相軸具有下拉現(xiàn)象。

綜合地震資料中異常特征表明：①地表出露三疊系區(qū)域，尤其在嘉陵江組與雷口坡組出露區(qū)域，存在大面積地震資料異常(圖6)；②異常特征分布區(qū)域以燈影組氣藏為中心向邊界外分散。燈影組氣藏邊界以外區(qū)域，地震資料異常多與斷裂有關。

2.2 壓力系數(shù)

壓力系數(shù)直觀反映了氣藏現(xiàn)今的地質環(huán)境。威遠地區(qū)作為現(xiàn)今四川盆地燈影組構造高點，燈影組天然氣存在大范圍、長距離運移至威遠構造成藏，因此具有一個相對穩(wěn)定的、壓力系數(shù)近似為1的常壓系統(tǒng)[5]。威遠地區(qū)各層位壓力系數(shù)自下而上較相似，燈影組壓力系數(shù)為1.05，寒武系九老洞組為1.049，

遇仙寺組為1.0，洗象池組為1.003，陽新統(tǒng)為1.02。壓力系數(shù)分析表明，威遠地區(qū)均為常壓-弱低壓環(huán)境，威遠地區(qū)存在一個自下而上相互連通的壓力系統(tǒng)，在氣煙囪效應影響下燈影組天然氣發(fā)生大規(guī)模垂向逸散。

對比溢出點海拔較低的高石梯-磨溪構造，分析其壓力系數(shù)與高部位威遠構造的差異(圖7)，反映天然氣垂向輸導情況。高石梯-磨溪構造深部震旦系燈影組壓力系數(shù)介于1.06～1.14，其中燈二段壓力系數(shù)平均為1.10，燈四段為1.106，自下寒武統(tǒng)滄浪鋪組開始，至上部龍王廟組、洗象池組、二疊系陽新統(tǒng)均為超壓，壓力系數(shù)介于1.587～1.696，滄浪鋪組最高可達1.9。燈影組上覆含氣層的超壓表明了垂向上較好的保存條件，不具有氣煙囪形成條件。

2.3 地球化學同位素

收集分析威遠構造地球化學同位素數(shù)據(jù)，資料顯示威遠構造震旦系氣藏3口井40Ar/36Ar值分別為4 440，7 332和9 255，平均值為7 009。威26井寒武系40Ar/36Ar值為7 681，略低于震旦系燈影組，至上覆二疊系氣藏2口井40Ar/36Ar值仍高達2 855,5 222，平均值為4 038(表1)，與區(qū)內其他二疊系氣藏截然不同[20](分布區(qū)間340～1 622),3He/4He值由下至上穩(wěn)定。威遠構造寒武系—二疊系氣藏同位素地球化學特征表明燈影組天然氣上竄明顯，表明威遠構造具有氣煙囪發(fā)育特征。

圖7 威遠-高磨地區(qū)壓力系數(shù)剖面對比Fig.7 Comparison of pressure coefficient between Weiyuan and Gao-Mo areas

井號層位取樣井段/mδ13C1/‰40Ar/36Ar3He/4He威5棲霞組1365.76-33.628553.03×10-8威7棲霞組三段1079.495222威26寒武系-32.276811.8×10-8威23燈影組7232威2燈影組2836.5～3005-31.892552.9×10-8威28燈影組-32.1威29燈影組2.8×10-8

對比高石梯-磨溪構造，其震旦系燈影組天然氣40Ar/36Ar值較高，分布區(qū)間為1 132～9 559，平均為4 696；但至龍王廟組40Ar/36Ar值衰減較快，與震旦系相比較低，僅為1 024～1 388，平均為1 229。3He/4He平均值由燈影組7.443×10-8急劇衰減為寒武系龍王廟組2.781×10-8[21]。同位素特征表明燈影組與龍王廟組為上、下兩套不連通、相對獨立的油氣系統(tǒng)。

2.4 非烴氣體組分

根據(jù)對威遠氣田震旦系氣藏、寒武系遇仙寺組氣藏和洗象池組氣藏、二疊系陽新統(tǒng)氣藏等多層系氣藏非烴氣成分對比，發(fā)現(xiàn)威遠氣田燈影組上覆氣藏氣體成分特征與震旦系燈影組氣藏特征具相似性。

四川盆地燈影組氣藏以有機成因油裂解氣為主[22-25]，但具有高含二氧化碳(CO2)、氮(N2)、氦(He)、氬(Ar)等非烴氣體(稀有氣體)特征(圖8)。據(jù)鉆井數(shù)據(jù)：①威遠構造垂向上各氣藏CO2組分含量較高。下組合除威寒101井外，CO2含量可達4.63%～8.39%，平均為5.16%。至二疊系棲霞組—茅口組，含量逐步由4.529%減為2%。②威遠構造燈影組氣藏N2含量普遍為6%～8%，威117井最高可達為15.46%，中寒武統(tǒng)遇仙寺組N2含量介于5.690%(威寒6井)～7.364%(威寒1井)，上寒武統(tǒng)洗象池組N2含量為6%～7%，至威遠構造最上部含氣層二疊系茅口組N2含量平均值仍可達3.2%。威遠地區(qū)非烴氣體N2含量由深部燈影組至淺部二疊系含量逐漸降低，含氣層系氮氣含量遠高于高石梯-磨溪構造相對應層位(分布區(qū)間為0.5%～1%)。③稀有氣體He含量同樣由震旦系燈影組至上部二疊系茅口組平緩減弱。其中，深部燈影組He含量普遍大于0.2%，威34井最高可達0.342%，遇仙寺組(2y)He含量為0.154%～0.217%，洗象池組(2-3x)He含量為0.15%～0.19%，頂部二疊系茅口組He平均含量為0.14%，組分含量呈遞減趨勢變化。威遠構造含氣層系He含量遠高于鄰區(qū)高石梯-磨溪構造對應層位，其燈影組He平均含量為0.06%，龍王廟組(2l)平均含量為0.02%。④威遠構造各含氣層稀有氣體Ar含量均存在異常高值，由深至淺均為10-2百分比量級，個別井寒武系高達10-1百分比量級，均具備工業(yè)開采價值。Ar含量與N2，He由深到淺遞減變化趨勢相一致，頂部二疊系氣藏Ar含量仍高達0.02%，遠高于鄰區(qū)多套含氣層系(川中為0～0.05%，川東最高約為0.15%)。⑤區(qū)域內自流井、黃家場等構造二疊系氣藏氣體成分中含有丙烷、丁烷等重烴類，而威遠氣田陽新統(tǒng)氣藏氣體成分中無丙烷、丁烷等重烴類，其近似于震旦系燈影組天然氣成分特征[26]。

單就非烴氣組分變化規(guī)律而言，單一的氣組分變化規(guī)律是具有偶然性的，但若多種氣組分變化均具有這種規(guī)律，應表現(xiàn)為必然性。燈影組作為充滿度25%的氣藏，而上覆地層產(chǎn)微氣，因此原理可概括為由于形成氣煙囪，燈影組上覆氣藏為下部氣藏向上輸導后繼續(xù)小規(guī)模成藏，隨著運移勢能不斷降低，只有一部分氣體能繼續(xù)發(fā)生垂向調整。依次類推，垂向上表現(xiàn)為不斷的混合交換、再運移過程。因此，威遠構造存在氣煙囪效應，作為氣藏散失的主要標志，非烴氣體組分百分比在垂向上應當具有依次減小的這一規(guī)律，也應為氣煙囪效應的具體表現(xiàn)。根據(jù)非烴氣體與稀有氣體含量遞減的變化趨勢，分析認為其與壓力系數(shù)、同位素地球化學一道為典型的氣煙囪效應特征，反映出威遠構造燈影組天然氣存在明顯上竄現(xiàn)象，為威遠構造存在氣煙囪的證據(jù)補充。

3 威遠構造氣煙囪形成機理和地質意義

威遠構造氣組分特征、壓力系數(shù)、同位素地球化學等氣煙囪效應的證實，為燈影組天然氣的垂向逸散提供了最充分的證據(jù)。喜馬拉雅期強烈的擠壓運動致使威遠地區(qū)隆升剝蝕幅度大，威遠地區(qū)抬升形成現(xiàn)今構造。大幅度的隆升剝蝕造成四川盆地區(qū)域蓋層嘉陵江組與雷口坡組膏巖遭到剝蝕，威遠構造封蓋強度較大幅度降低，伴隨的是沉積蓋層無法對燈影組氣藏起到封閉作用。威遠構造燈影組氣藏緩慢泄漏，發(fā)育封閉失效型管狀氣煙囪。隆升剝蝕同時，地質作用改造過程中，開始形成自基底至二疊系，部分直通淺層甚至地表的數(shù)條大規(guī)模斷裂，斷裂與裂縫加速連通了最初因區(qū)域蓋層缺失而垂向上緩慢運移的天然氣，使威遠構造上下各氣藏與地表形成具有均一壓力系數(shù)的完整的成藏體系。因此，威遠構造封閉失效型與斷裂-裂縫型氣煙囪為伴生發(fā)育 (圖9)。

圖9 威遠構造氣煙囪模式Fig.9 Model of gas chimney in the Weiyuan Stucture

兩類氣煙囪致使整個區(qū)域內燈影組氣藏壓力系數(shù)、流體特征和儲氣規(guī)模等大幅度動態(tài)調整，并在威遠構造核部大規(guī)模逸散，形成地表氣苗。然而由于威遠構造處在四川盆地燈影組氣藏差異聚集的最高部位，且為巨型穹窿背斜，具有較大的閉合面積與高度，使得區(qū)域內燈影組天然氣沿桐灣期不整合面源源不斷運移至威遠構造成藏，這也是威遠構造雖然垂向保存條件較差，但仍然具有25%充滿度的最重要原因。

4 結論

1) 陸地氣煙囪與海洋氣煙囪地震反射特征具有差異性。陸地氣煙囪的識別應基于區(qū)域地質特征，綜合分析各種成藏特征，尋找氣煙囪效應規(guī)律，為氣煙囪識別提供更多證據(jù)。

2) 強烈的隆升剝蝕造成三疊系嘉陵江組和雷口坡組區(qū)域蓋層缺失，形成封閉實效型氣煙囪，并與構造擠壓變形形成斷裂-裂縫型氣煙囪伴生發(fā)育，為威遠構造氣煙囪的主要模式。

3) 區(qū)域構造高部位、充足的氣源是威遠構造氣煙囪形成的前提。威遠構造處于四川盆地燈影組成藏系統(tǒng)的高部位，側向上充足的氣源可由桐灣期不整合面，沿龍女寺—磨溪—高石梯—威遠一線源源不斷運移到威遠構造，以氣煙囪形式逸散。

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(編輯 張玉銀)

Characteristics and geological significance of gas chimney of the Sinian Dengying Formation in the Weiyuan Structure,Sichuan Basin

Liang Xiao1,2,Liu Shugen1,2,Xia Ming3,Sun Wei1,Deng Bin1，2

(1.StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China；2.CollegeofEnergyResources，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu,Sichuan610059，China; 3.SichuanGeophysicalCompany,CNPCChuanqingDrillingEngineeringCompanyLimited,Chengdu,Sichuan610213,China)

Fullness coefficient of the Upper Sinian Dengying Fm gas reservoir in the Weiyuan Structure is only 25%，while that in the Gaoshiti-Moxi Structure separated with the former by the Cambrian intracratonic sag is approximately 100%.Though the Dengying Fm in the two structures have similar regional background and source-reservoir-cap assemblage conditions,they have large differences in the fullness coefficient of natural gas reservoir.Abnormal tubular characteristics can be found in the Sinian-Triassic on 2D and 3D seismic profiles of the Weiyuan Structure.Some of them expose on the surface or are subtle under the shallow layer.They are supposed to be the characteristics of “gas chimney”.Their major features are as follows:①Affected by the gas chimney，a large amount of gas seepages can be found in rivers near the Lower Triassic Jialingjiang Formation outcrops of the Weiyuan Structure; ②Non-hydrocarbon gases components such as nitrogen,argon and helium of the gas reservoirs in the Upper Cambrian Yuxiansi Formation,Xixiangchi Formation and Lower Permian Yangxin Formation are similar to the Upper Sinian Dengying Formation in Weiyuan,indicating the upward channeling of gas in the Upper Sinian Dengying Fm; ③ Although the pressure coefficient is 1.0 in the Dengying Formation of Gaoshiti-Moxi Structure,the overlying strata have overpressure.The existence of gas chimneys in Weiyuan shows that the seal system of the Upper Sinian Dengying Fm gas reservoir is basically failed，thus the sealing conditions are poor.The vertical migration of natural gas directly affects the scale of the current gas reservoir of the Weiyuan Structure.

gas chimney,natural gas,Dengying Formation,Weiyuan Structure,Sichuan Basin

0253-9985(2016)05-0702-11

10.11743/ogg20160510

2015-11-23;

2016-06-02。

梁霄(1991-)，男，碩士研究生，石油與天然氣地質學。E-mail:101528356@qq.com。

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2012CB214805)。

TE122.3

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