陳 剛，范厚江，楊 丹，歐 蓉

（宜賓學院質量管理與檢驗檢測學部，四川宜賓644007）

川西坳陷東坡中侏羅統(tǒng)沙溪廟組氣藏為川西地區(qū)第2大中淺層氣藏，多為構造-巖性氣藏[1].從已獲產的氣藏解剖發(fā)現(xiàn)氣藏分布具有差異性，與構造分布及其活動具有相關性[2-4]，但各次級構造帶含氣富集差異性控制因素認識不足，為氣藏的開發(fā)評價及建產選區(qū)帶來極大難度.

國內外開展的大量研究指出，斷裂性質、斷裂樣式、斷面形態(tài)、斷裂演化、斷裂內部結構及其封閉性等均對油氣聚集具有重要的控制作用[4-10].基于這樣的背景和研究現(xiàn)狀，查明川西坳陷東坡的構造特征差異對天然氣富集的影響作用，特別是斷裂構造對油氣的運聚富集與破壞逸散作用、以及古構造演化與油氣成藏過程的關系等重要問題，明確構造差異對氣藏的約束作用和控制規(guī)律，為推測潛在有利氣藏富集區(qū)，認識天然氣富集規(guī)律和增儲上產將產生積極作用.

1 構造背景

川西坳陷位于四川盆地西部龍門山前，呈北東向展布，西以安縣-都江堰斷裂與龍門山沖斷帶為界，東以龍泉山-南江一線為界，南以峨眉-滎經斷裂與川滇南北構造帶為界，北至米倉山前緣.川西坳陷分為北、中、南三段，其中中段具有“三隆兩凹一斜坡”的格局，包括龍門山前構造帶、知新場構造帶、孝泉-豐谷構造帶、成都凹陷、梓潼凹陷和中江斜坡6個區(qū)帶[11].川西坳陷東坡位于川西坳陷中段東部斜坡與川中古隆起的過渡斜坡地帶.

川西坳陷東斜坡主要發(fā)育NNE 向、NEE 向和NW 向構造，包含高廟子、豐谷、永太、知新場-石泉場、中江-回龍等區(qū)塊，研究區(qū)面積2 350 km2，共涉及四個構造區(qū)帶，其中高廟子、豐谷區(qū)塊屬于孝泉-豐谷NEE 向構造帶[12]，永太、中江及回龍區(qū)塊屬于中江斜坡帶，主要包括黃鹿向斜和中江-回龍構造，知新場-石泉場區(qū)塊屬于知新場-石泉場南北向構造帶（圖1）.

2 構造變形特征

2.1 構造發(fā)育分布

總體上東坡地區(qū)構造顯示出“三隆夾一凹”的特征[1]，“三隆”即西部知新場-合興場南近北向構造帶、東部中江-回龍構造鼻、北部高廟子-豐谷構造鼻，“一凹”為中部黃鹿向斜，構造高點位于南部石泉場.西部的知新場-合興場近南北向構造帶斷裂發(fā)育，斷裂走向主要為NNE 和SN 向.從構造帶的形態(tài)樣式看，構造帶主要發(fā)育為兩條主斷裂夾持一個背斜構造，這兩條夾持背斜的斷裂多向下終止于嘉陵江組-雷口坡組滑脫層，向上分別終止于上侏羅統(tǒng)、白堊系以及地表.此斷褶構造在不同區(qū)段可能再被內部的斷裂分割成多個斷塊、斷背斜（圖2）.

圖1 川西坳陷東坡構造綱要圖

區(qū)內軟弱層主要有嘉陵江組-雷口坡組膏鹽巖、須家河組泥巖、自流井組-千佛崖組泥巖.其中嘉陵江組-雷口坡組膏鹽巖對變形影響作用最為深刻，須家河組泥巖，自流井組-千佛崖組泥巖對構造變形約束作用較小，其影響推測可能主要是在泥巖軟弱層內存在韌性剪切作用，部分斷裂在泥巖段內斷距有一定的減小，直至終止.受軟弱層影響卷入構造變形的地層主要是須家河組及其以上地層（圖2）.

區(qū)內主要斷裂均分布于西部，東部整體上斷裂構造欠發(fā)育.其中與沙溪廟組烴源疏導有關的斷裂有21 條（按照序號命名為F1～F21），其中溝通油源的主要烴源斷裂為7 條，分別包括F1-1、F1-2、F2、F3、F4、F5、F8，這些斷裂里F2、F3、F4 基本未出露地表（圖1）.將斷裂投影到沙溪廟組頂面來統(tǒng)計斷裂走向延伸長度，發(fā)現(xiàn)多為10 km～40 km 之間.斷裂發(fā)育受區(qū)域上發(fā)育的中三疊統(tǒng)雷口坡組膏鹽巖軟弱滑脫層控制，局部受上三疊統(tǒng)須家河組、下侏羅統(tǒng)自流井組和千佛崖組泥頁巖影響.因此斷裂構造變形主要向下沿膏鹽巖滑脫，個別向下沿自流井組和千佛崖組泥巖等滑脫，向上分別斷開上三疊統(tǒng)及其以上地層.斷裂斷距變化較大，從幾十米到上千米不等，大體上自南向北斷距逐漸減?。ū?）.

圖2 構造解釋剖面

表1 斷開沙溪廟組斷裂特征

2.2 構造變形差異

2.2.1 分帶差異

西部發(fā)育斷裂、褶皺帶，構造變形強烈，斷裂、斷背斜、斷塊發(fā)育，具多期活動特征.東部主要存在高廟子-豐谷和中江-回龍兩個構造鼻，整體構造活動弱.下部發(fā)育斷開膏鹽巖滑脫層至中下侏羅統(tǒng)的盲沖斷裂，上覆地層減弱為平緩褶皺變形，為低幅度鼻狀構造.

高廟子-豐谷構造位于構造平緩區(qū)北部，呈NEE 走向.構造向西延伸在合興場與SN 走向斷褶帶疊加，為向NEE 豐谷區(qū)塊逐漸傾沒、開口向西的鼻狀構造，區(qū)域上看屬于孝泉-豐谷構造帶一部分（圖1）.該構造在中下侏羅統(tǒng)千佛崖組為完整的構造鼻，向上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組幅度逐漸變緩，分化成兩個局部構造高點（圖2a）.中江-回龍鼻狀構造位于構造平緩區(qū)東南部，長軸方向呈NW走向，大致跨中江和回龍兩個區(qū)塊.構造鼻往NW 方向與知新場F3斷裂構造相接，向SE延伸出研究區(qū)，略呈NW 高、SE低的鼻狀構造（圖2c、d）.

綜上所述，東部主要在深部發(fā)育盲沖斷層，淺層轉換為褶皺變形，從斷裂未斷開中侏羅統(tǒng)以上地層、后期缺乏強烈變形來看，變形活動應當在燕山早中期.

值得注意的是，東部已揭示出少數(shù)比較特殊的水下分流河道氣藏，這些河道向西并未與西部斷裂構造有效對接，說明東部有局部小規(guī)模供烴斷裂的存在，這些斷裂可能主要是溝通了須5段-沙溪廟組下部.地震剖面顯示小斷裂產狀陡立，斷距較小，斷裂在須5 段和沙溪廟組有明顯斷點或錯斷，剖面上斷開約半個相位，在自流井組和千佛崖組主要為同向軸發(fā)生撓曲（圖3）.推斷是由于自流井組-千佛崖組泥巖軟弱層層間剪切作用導致斷開特征弱化.平面分布上看小斷裂為NE 走向，延伸長度短，一般在數(shù)公里以內，其展布大致與高廟子-豐谷、中江-回龍兩個構造鼻位置相當.

圖3 川西坳陷東坡東部小斷裂地震解釋剖面

2.2.2 斷裂分層差異

此分層差異并非通常所指多滑脫層分層滑脫變形，而是根據(jù)斷裂斷開層位的差異對天然氣富集的控制作用而進行的劃分.其中特別關鍵的是斷裂斷開層位是否與溝通油源和水下分流河道儲集層匹配.據(jù)此以斷裂斷開層位劃分出：①只斷開滑脫層至沙溪廟組的深層斷裂；②斷入沙溪廟組內部的中部斷裂；③斷穿沙溪廟組至上侏羅統(tǒng)的上部斷裂；④斷至地表或近地表的淺表層斷裂.受多期構造運動和底部滑脫層的控制，深層斷裂和上部斷裂具有顯著差異，中下部受滑脫層影響較大，甚至是經歷了印支晚期以來的構造運動影響，以上陡下緩的滑脫斷裂為主；上部和淺表層基本不受滑脫層直接影響，以高角度逆斷裂為主（圖2a?d）.

不同層系斷裂密集程度也具有一定分布規(guī)律，按照中侏羅統(tǒng)沙溪廟組底面、上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組頂面、下白堊統(tǒng)劍門關組分別投影斷層分布，并追蹤了淺表層斷裂（通天斷裂）的分布情況.結果表明沙溪廟組及其以下的深層斷裂發(fā)育相對密集，特別是中西部斷裂由北向南較為密集的收斂于石泉場的F5和F3 相接，幾乎已經囊括了構造帶所有油源斷裂.此外東部小斷裂也密集分布在此層系中（圖4a），這些斷裂集中于須家河組上部-沙溪廟組，多未斷開沙溪廟組頂（圖3）.上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組中主要斷裂分布特征大體上與沙溪廟組一致，但斷裂數(shù)和密度明顯減少，特別是東部平緩區(qū)小斷裂幾近消失（圖4b）.上部斷層在下白堊統(tǒng)劍門關組內以兩“排”展布的SN 走向斷裂為主，NNE 走向分布的斷裂已不如侏羅系中突出（圖4c）.區(qū)內近地表斷裂僅余9 條，所謂近地表斷裂也并非是斷裂整體屬于通天斷裂，可能只是斷裂的某一段，因此分布上看斷裂整體連續(xù)性變弱，延伸長度減小（圖4d）.

圖4 川西坳陷東坡斷裂分層分布圖

2.2.3 分段差異

首先從斷裂走向及幾何學樣式看，斷裂自南向北具有顯著“三分”特征，可分為三個次級構造，即：①NNE 走向反“y”字樣式的石泉場構造；②近SN走向“y”字樣式的知新場構造；③NNE 走向高角度對沖樣式的合興場構造.斷裂由南向北構造變形減弱，斷距逐漸減?。粩嗔延缮隙赶戮彽溺P式逐漸變?yōu)楦呓嵌饶鏇_（圖2）.

石泉場構造位于研究區(qū)西南端，為強烈逆沖的斷裂及其伴生褶皺變形，是現(xiàn)今構造高部位.石泉場構造主要特征與龍泉山構造主體完全一致，屬于川中隆起與川西坳陷之間邊界龍泉山反沖斷裂構造的北延部分（圖2a），所以也稱之為石泉場延續(xù)段.石泉場構造走向總體為NE向，主斷裂傾向為SE向，主要發(fā)育向NW 逆沖的F5斷裂、F3斷裂和向SEE 逆沖的F6、F9 斷裂.其中F5 斷距較大是主斷裂，主斷裂斷距可達2 126 m，向NE 方向轉換為F3 斷裂.F6和F9 是派生斷裂，除F3 外三者均為通天斷裂，形成反“y”字樣式（圖2a、b、c，圖4a）.需要指出的是從斷裂構造樣式及其走向延續(xù)性來看，F(xiàn)3 斷裂與知新場構造主斷裂差異是比較大的，而與F5 斷裂在走向和逆沖方向上完全一致，其區(qū)別僅僅是斷裂逆沖強度向NE 逐漸變?。▓D5）.因此F3斷裂作為F5斷裂NE向延續(xù)部分的屬性更加顯著，將F3 斷裂劃入石泉場構造更為合適.

圖5 知新場F3斷裂沿走向斷距變化折線圖

知新場構造南部與石泉場構造相接，北部與合興場構造相連，構成總體呈SN 走向的構造隆起帶.該構造帶由兩條主斷裂夾持的褶皺構造組成，局部被伴生斷裂及褶皺改造.構造變形強度由南向北逐漸緩和，且構造帶自南向北逐漸變寬（圖2b）.知新場構造南部和北部略有差異，南部受石泉場構造NE延續(xù)段構造變形影響較大，在兩套斷裂變形系統(tǒng)疊加效應的作用下，知新場斷背斜受到多條斷裂交切而主逆沖方向不顯著，表現(xiàn)出構造變形的干涉特征（圖2c）.知新場南部主要發(fā)育向西逆沖的F1-2、向SEE 逆沖的F2 南段（NNE 走向段）、F7、F8 等.因為石泉場構造的F3 斷裂在知新場南部延伸發(fā)育仍舊較強，斷距可達845 m.F3斷裂在知新場南部向下斷入雷口坡組滑脫層，向上均斷入遂寧組，在中下部與F7 或F2 共同組成鏟式對沖樣式.淺層F1-2 和F8 斷裂及其夾持的斷塊形成背沖樣式（圖2c）.

知新場北部由向西逆沖的F1、F1-1、F1-2 和向東逆沖的F2、F8 組成，此外還有逐漸減弱終止的F3北段（SN 走向段）.知新場北部斷裂明顯可分為上下兩組，一是深層的F2、F1，呈鏟狀逆沖發(fā)育，向下斷入滑脫層，向上斷至中上侏羅統(tǒng)；另一組是F1-1、F1-2 和F8，為平直狀的逆斷裂，向下斷入中下侏羅統(tǒng)，向上斷至上侏羅統(tǒng)及其以上（甚至斷至近地表）.知新場北部F3 斷裂逐漸變弱至消失（圖5），盡管逆沖方向保持不變，但斷開層位明顯減少，變?yōu)橄蛳聰嗳腠?段，向上斷入蓬萊鎮(zhèn)組（圖2b）.知新場北部F2斷裂占據(jù)主導變形地位，斷距可達497 m，F(xiàn)1 為其派生斷裂，二者共同組成“y”字樣式背沖.F2和F1兩條斷裂背沖作用下，伴生褶皺變形整體形成箱狀背斜（圖2b）.

合興場構造走向為NNE向，大致與石泉場構造平行延伸.石泉場構造斷裂主要為平直型的逆斷裂，逆沖性質不明顯.斷裂向下斷入須3 段-中下侏羅統(tǒng)，向上斷至上侏羅統(tǒng)及其以上，多數(shù)斷裂斷距較小，以小于50 m 為主.合興場構造主要發(fā)育向NWW 逆沖的F4、F16 和向SEE 逆沖的F15、F17、F19兩組斷裂，兩組斷裂對沖并相互交切，形成“X”樣式組合.斷裂中F4 和F15 延伸長度較之其余相對大，二者向下斷入須3 段，向上斷入蓬萊鎮(zhèn)組和白堊系，二者呈高角度對沖發(fā)育.其中F4 沿傾向產狀有變化，具一定程度坡坪式斷面特征（圖2a）.

3 斷裂構造演化

川西坳陷三疊紀以來經歷的區(qū)域構造運動主要包括：①印支晚期；②燕山早期；③燕山中期；④燕山晚期；⑤喜山期.對于東坡地區(qū)來說主要關注的是燕山中期以來的三期構造運動，這三期構造運動及其變形直接與目標層天然氣富集有關.

區(qū)域上看，中三疊世末期印支早期構造運動中，川西凹陷發(fā)生整體抬升，區(qū)內上三疊統(tǒng)經受不同程度剝蝕，殘余的上三疊統(tǒng)西厚東薄，形成類似箕狀的坳陷特征.印支晚期構造運動使得須家河組地層強烈抬升剝蝕，造成龍門山前侏羅系角度不整合于下伏須五段[13].對于較遠的東坡地區(qū)來說，復原剖面顯示整個研究區(qū)構造相對較為平緩，響應并不強烈.但印支運動期間的變形仍舊奠定了區(qū)內侏羅紀沉積和高廟-豐谷、中江-回龍鼻狀構造的基礎.

燕山早期知新場-石泉場構造開始發(fā)育，孕育了極少數(shù)斷層及其相關褶皺，從而形成早期的低緩斷背斜構造.與須家河組顯著的西厚東薄的展布特征不同，早侏羅紀地層厚度差異不大，顯示出須五段沉積剝蝕以后，早侏羅紀區(qū)內整體平緩.區(qū)內不僅斷裂構造走向為NNE 向和SN 向為主，沙溪廟組水下分流河道的整體走向也基本與構造方向一致，特別是水下分流河道的分布，幾乎全部位于西部構造帶以東，可能就是受限于早期低緩構造和地層.

燕山中期南部構造變形開始形成.燕山中期構造主要是繼承的基礎上發(fā)展，斷裂構造發(fā)育比較局限，為斷裂發(fā)育的雛形階段，斷裂總體上表現(xiàn)為隱伏狀態(tài)（圖6 中沙溪廟組沉積前）.燕山中期斷裂主要集中在區(qū)內西南部石泉場和知新場南部，合興場地區(qū)斷裂欠發(fā)育，僅分布有2 條小斷裂，成為后期斷裂發(fā)展的基礎.燕山中期東部大量出現(xiàn)高角度小斷裂，小斷裂分布區(qū)間明顯，位置與兩個構造鼻重合度高，其間為永太向斜斷裂空白區(qū)所分隔，小斷裂發(fā)育應與兩個構造鼻的展布有關（圖7a）.沙溪廟組水下分流河道自北向南呈NNE走向為主，證實燕山中期沙溪廟組沉積期間，區(qū)內古地形為北高、南低，物源來自于北部.但從中上侏羅統(tǒng)厚度較為一致來看，沉積期古地形差異較小，沉積背景基本一致.另外褶皺變形幅度下部比上部要大得多，所以在上侏羅統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組內斷褶構造影響向相對較小，對地層沉積過程控制不明顯（圖6，圖7a）.

燕山晚期構造運動區(qū)域上大規(guī)模抬升，白堊系嚴重剝蝕，區(qū)內僅殘存下白堊統(tǒng).毫無疑問燕山晚期是區(qū)內構造主要發(fā)展時期，斷裂構造自南向北均有發(fā)育，南部石泉場、知新場斷裂強烈繼承發(fā)展，北部合興場新生F4斷裂和F1-1斷裂.受其影響，西南部沿斷裂褶皺帶發(fā)生較強烈的斷隆，形成了對沖、背沖等構造樣式，在其內部密集的斷裂相互交切，構成斷背斜和大量斷塊構造.知新場北部則以斷層相關褶皺為主（圖6白堊系沉積前）.

圖6 知新場構造帶構造演化剖面圖（剖面位置見圖2中CC’）

圖7 川西坳陷東坡古斷裂分期分布圖

喜瑪拉雅構造運動形成自東向西大規(guī)模的構造應力擠壓，受到川西龍門山推覆體向東南方向大規(guī)模擠壓應力的影響，區(qū)內構造強烈發(fā)育并最終定型，西部斷褶帶和東部構造鼻定型.形成斷裂以老斷層繼承活動和上部新生高角度斷層為主，全區(qū)斷裂構造多為繼承發(fā)展，新生斷裂數(shù)量相對較少，主要分布在合興場.此外區(qū)內上白堊統(tǒng)-第三系全部缺失，可見喜山期具有長期持續(xù)隆升的特點（圖7c）.

對斷裂活動規(guī)律的統(tǒng)計分析揭示南部斷裂早期發(fā)育相對密集，晚期發(fā)育相對稀疏；北部斷裂早期發(fā)育局限，晚期發(fā)育相對增多.因此斷裂自南向北除強度減弱外，形成演化也具有逐漸變晚的特點，即不同期斷裂演化及其分布由南向北遷移發(fā)育（圖7a），這與排烴成藏由西南往北東逐漸變晚的認識一致[14].

進一步對斷層形成期次進行分類分析，斷層構造形成演化可分為：①早期活動型，即燕山中期活動的斷層；②早中晚3 期活動型，即燕山中期、燕山晚期和喜山期多期活動的斷層；③早中期2 期活動型，即燕山中期、燕山晚期活動的斷層；④中晚期2期活動型，即燕山晚期-喜山期活動的斷層；⑤晚期活動型，即喜山期形成的斷裂.其中燕山中期開始活動、燕山晚期繼承發(fā)育的一般為鏟式或坡坪式逆沖斷裂，僅在喜山期活動的一般為平直型的逆斷裂.這5種活動類型的斷裂構造對天然氣運移、聚集作用具有不同作用.

4 差異構造變形的油氣意義

關于構造控藏作用（特別是斷裂控藏）有為數(shù)不少的學者進行過探討，從油氣藏圈閉性來看認為構造高點控制油氣富集，從斷裂構造產狀探討認為斷面傾角變化、斷面上凸有利于油氣疏導，還有從斷裂封堵性分析認為斷距、斷層泥涂抹、斷裂結構等多種因素影響油氣運聚.

川西坳陷東坡沙溪廟組天然氣聚集的構造控制因素不外乎上述諸因素起作用，但同時本區(qū)也有其不同之處.勘探研究明確指出區(qū)內沙溪廟組天然氣主要富集在三角洲水下分流河道砂體中，該區(qū)水下分流河道最重要的兩個特點就是河道遷移變化大，河道“窄”[1,15].區(qū)內沙溪廟組上下分成13 個砂組，每個砂組均有多條自東北向西南或自東向西流向的窄河道，這些河道寬度為數(shù)十米至數(shù)百米級別.由于東部缺少溝通油源的斷裂構造，且受“窄”河道的影響，天然氣主要來源于西部斷裂構造帶供烴.考慮到河道疊置等因素，可能存在側向疊置砂體來源的天然氣，但從現(xiàn)有研究看此種情形不應該是主要來源，且即使是側向供烴其最終來源仍舊主要來自西部斷裂構造帶疏導.

西部斷裂構造供烴的窄河道成藏，需要考慮的關鍵因素包括：①河道與斷裂對接情況；②斷裂溝通油源情況；③斷裂是否斷及地表造成天然氣溢散；④斷層產狀對天然氣疏導能力的影響；⑤斷裂活動與生排烴時間匹配情況.

基于上述考慮分別對主要烴源斷裂的上述特征開展分析.研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)沙溪廟組砂巖儲層發(fā)生過3期與油氣成藏有關的流體活動，分別發(fā)生在距今141 Ma～128 Ma (J3-K1)、105 Ma～88 Ma (K1-K2)、83 Ma～68 Ma (K2)，成藏關鍵時刻主要在烴源巖的生烴高峰期130 Ma～68 Ma (K1-K2)，分別對應燕山中期、燕山晚期斷裂活動疏導運移天然氣、喜山期調整破壞的成藏研究認識[14].據(jù)此可以確定早中期活動斷裂與成藏高峰期匹配、喜山期穩(wěn)定斷裂斷開層位在蓬萊鎮(zhèn)組及其以下，斷面發(fā)散、鏟式或坡坪式，變形較強（斷距較大）的斷裂為有利控藏斷裂.早中晚期和中晚期斷裂與成藏高峰期匹配，但斷裂晚期活動可能在淺層具有平直型逆斷裂性質，對氣藏形成破壞調整而次之，僅在晚期活動的斷裂對天然氣富集可能有不利影響，或原生氣藏破壞調整至別處.上述分析與研究區(qū)沙溪廟組13個砂組和典型河道已勘探發(fā)現(xiàn)氣藏符合較好.

5 結論

（1）構造變形具有差異.西部集中發(fā)育斷裂構造，東部發(fā)育構造鼻；下部斷裂和上部斷裂具有顯著不同，中下部以上陡下緩的滑逆沖斷裂為主，上部主要為高角度逆斷裂；自南向北分段發(fā)育，分別為石泉場強烈推覆構造、知新場逆沖斷褶構造、合興場逆斷塊構造.

（2）燕山中期為構造雛形期、燕山晚期為構造主要活動期、喜山期為構造定型期.根據(jù)斷裂活動多期性，可分為5 種活動類型，其中燕山中期開始活動、燕山晚期繼承發(fā)育的一般為鏟式或坡坪式逆沖斷裂，僅在喜山期活動的一般為平直型的逆斷裂，它們對天然氣差異富集具有不同的作用.

（3）早中期活動斷裂斷開層位在蓬萊鎮(zhèn)組及其以下，斷面發(fā)散、坡坪式或鏟式，變形較強（斷距較大）的逆沖斷裂為有利控藏斷裂，早中晚期和中晚期斷裂可能由于喜山期斷裂活動在淺層形成平直型逆斷裂對氣藏破壞調整而次之，僅在喜山期活動斷裂不利于氣藏富集.