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四川盆地川西坳陷三疊系鹽下超深層油氣成藏條件與勘探方向

2023-12-29 08:12:58李雙建李英強(qiáng)孟憲武王海軍
石油與天然氣地質(zhì) 2023年6期
關(guān)鍵詞:茅口棲霞川西

李雙建,李 智,張 磊,李英強(qiáng),孟憲武,王海軍

(1.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 102206;2.中國(guó)石化 深部地質(zhì)與資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102206;3.中國(guó)石化 西南油氣分公司,四川 成都 610041)

隨著中-淺層勘探開(kāi)發(fā)程度不斷提高,全球油氣勘探向深層-超深層發(fā)展的趨勢(shì)越來(lái)越明顯[1]。從鉆井?dāng)?shù)量和油氣勘探發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量來(lái)看,中國(guó)是全球深層-超深層勘探最活躍的國(guó)家[2]。中國(guó)深層-超深層油氣勘探主戰(zhàn)場(chǎng)在中西部盆地,其中四川盆地作為天然氣最為富集的疊合盆地,勘探取得了大量成果,先后發(fā)現(xiàn)了普光、元壩、川西、安岳和蓬萊等一批深層-超深層海相大型碳酸鹽巖氣藏,探明儲(chǔ)量達(dá)2.5×1012m3。四川盆地7 000 m以深的超深層勘探領(lǐng)域主要分布在川西和川北山前坳陷帶,這些地區(qū)油氣藏歷經(jīng)多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加,地質(zhì)條件復(fù)雜,勘探成本高且難度大,明確規(guī)模優(yōu)質(zhì)烴源巖與儲(chǔ)層的分布規(guī)律及油氣藏動(dòng)態(tài)保存過(guò)程是亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)難題。

2010 年以前,川西坳陷三疊系鹽下超深層油氣勘探活動(dòng)較少,僅于1978 年在梓潼向斜老關(guān)廟構(gòu)造鉆探GJ 井,完鉆井深7 175 m,茅口組獲得4.88×104m3/d 工業(yè)氣流[3],此后該區(qū)的超深層勘探幾乎處于停滯狀態(tài)。直到2014年中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司在川西北雙魚(yú)石構(gòu)造部署的ST1井,在二疊系棲霞組和茅口組獲得工業(yè)突破,測(cè)試分別獲氣87.6×104m3/d 和126.77×104m3/d[4],迄今為止,獲得天然氣探明儲(chǔ)量600×108m3。另外,川中蓬萊地區(qū)震旦系燈影組和茅口組也取得了勘探突破,獲得了超千億方的探明儲(chǔ)量,顯示該區(qū)發(fā)育多套有效的成藏組合,具有較大的勘探潛力。但是受山前帶構(gòu)造變形復(fù)雜和坳陷帶埋藏深的影響,川西坳陷中部三疊系鹽下的勘探至今仍處于摸索階段,尚沒(méi)有鉆井針對(duì)鹽下碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行勘探,其主要原因是對(duì)該區(qū)資源潛力、規(guī)模性?xún)?chǔ)層展布規(guī)律和油氣圈閉類(lèi)型認(rèn)識(shí)不清。本文依據(jù)最新的鉆井和地震資料,進(jìn)一步刻畫(huà)川西坳陷超深層寒武系筇竹寺組、二疊系茅口組和龍?zhí)督M3 套烴源巖的展布,并計(jì)算其生烴潛力;明確了震旦系燈影組、二疊系棲霞組和茅口組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的成因與分布;分析了山前隱伏構(gòu)造和坳陷基底斷裂的構(gòu)造樣式和變形過(guò)程;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)烴源巖生烴、斷裂輸導(dǎo)、圈閉形成的匹配關(guān)系研究,指出了有利勘探方向,以期能為推動(dòng)川西超深層油氣勘探提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

川西坳陷位于四川盆地西部,呈NE-SW向展布,西以安縣-都江堰斷裂為界,東以龍泉山斷裂為界,南以峨眉-滎經(jīng)斷裂為界,分別與龍門(mén)山?jīng)_斷帶、川中隆起和川滇構(gòu)造帶相接,北至米倉(cāng)山前緣,面積約4×104km2。沿走向上龍門(mén)山?jīng)_斷帶和川西坳陷大致以臥龍—懷遠(yuǎn)、北川—安縣一線(xiàn)為界劃分為南、中、北3段(圖1a),本文重點(diǎn)討論中段超深層油氣地質(zhì)特征與勘探潛力。

圖1 川西坳陷龍門(mén)山前帶造單元?jiǎng)澐郑╝)與海相地層綜合柱狀圖(b)Fig.1 Map showing the structural unit division(a)of the Longmen Mountains’ piedmont zone,western Sichuan Depression,and the composite marine stratigraphic column(b)

川西地區(qū)沉積了巨厚的震旦系-中三疊統(tǒng)海相沉積建造(圖1b),晚三疊世以來(lái),受古特提斯洋和新特提斯洋閉合引起的一系列造山運(yùn)動(dòng)影響,該區(qū)由前期被動(dòng)陸緣海相沉積進(jìn)入前陸盆地陸相沉積,堆積了厚逾5 000 m 的陸相碎屑巖[5],經(jīng)喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)后全面褶皺形成現(xiàn)今的構(gòu)造擠壓盆地格局。坳陷內(nèi)沉積蓋層總厚在5 000~10 000 m,震旦系-中三疊統(tǒng)是海相碳酸鹽巖沉積,厚度4 000~7 000 m,其中下古生界發(fā)育不完整,缺少中、上寒武統(tǒng)—志留系沉積;上古生界泥盆系—石炭系在西北部殘留,大部分地區(qū)缺失;二疊系發(fā)育完整。中生界中、下三疊統(tǒng)為連續(xù)的海相沉積,且發(fā)育厚層的膏鹽巖,厚度200~500 m,構(gòu)成了優(yōu)質(zhì)的區(qū)域蓋層;上三疊統(tǒng)須家河組是一套由海相過(guò)渡到陸相的沉積建造,以碎屑巖為主,厚度250~3 000 m。侏羅系到新近系為陸相碎屑巖地層,厚度2 000~4 000 m。

川西三疊系鹽下超深層發(fā)育下寒武統(tǒng)筇竹寺組、中二疊統(tǒng)茅口組和上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M3 套烴源巖;發(fā)育震旦系燈影組、二疊系棲霞組和茅口組3 套潛在優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。除了烴源巖層本身可以作為油氣藏蓋層以外,該區(qū)發(fā)育厚層的中、下三疊統(tǒng)膏鹽巖蓋層,形成優(yōu)越的封蓋條件。

2 烴源巖發(fā)育條件

2.1 寒武系

在綿陽(yáng)-長(zhǎng)寧拉張槽被發(fā)現(xiàn)之前,一度認(rèn)為川西地區(qū)不發(fā)育寒武系烴源巖,這也是阻礙該區(qū)超深層勘探的原因之一。隨著綿陽(yáng)-長(zhǎng)寧拉張槽的發(fā)現(xiàn)及其范圍的精細(xì)刻畫(huà),現(xiàn)今已經(jīng)基本明確,川西坳陷超深層發(fā)育厚層深水陸棚相寒武系筇竹寺組頁(yè)巖烴源巖[6-9]。川西地區(qū)緊鄰綿陽(yáng)-長(zhǎng)寧拉張槽,槽內(nèi)下寒武統(tǒng)麥地坪組、筇竹寺組烴源巖極其發(fā)育,主要發(fā)育在寒武系筇竹寺組,干酪根類(lèi)型為Ⅰ型,烴源巖厚度在0~200 m,由東向西逐漸減薄;有機(jī)碳含量(TOC)在0.5 %~4.0 %,向兩側(cè)逐漸降低(表1)。野外露頭江油平武剖面下寒武統(tǒng)泥質(zhì)烴源巖鏡質(zhì)體反射率(Ro)為2.68 %,什邡金河剖面下寒武統(tǒng)泥質(zhì)烴源巖Ro為1.18 %~1.67 %,處于過(guò)成熟演化階段。初步估算寒武系烴源巖生烴強(qiáng)度在20×108~140×108m3/km2(圖2a),具有較大的生烴潛力,是三疊系鹽下海相層系主力烴源巖。

表1 川西地區(qū)超深層烴源巖特征及地球化學(xué)參數(shù)Table 1 Characteristics and geochemical parameters of ultra-deep source rocks in the western Sichuan Basin

圖2 川西地區(qū)烴源巖重點(diǎn)發(fā)育層系生烴強(qiáng)度等值線(xiàn)Fig.2 Contour maps depicting the hydrocarbon-generating intensities of major source rock intervals in the western Sichuan Basin

2.2 二疊系

川西地區(qū)在中二疊統(tǒng)茅口組和上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M均發(fā)育碳酸鹽巖和泥巖烴源巖。由于區(qū)內(nèi)尚無(wú)鉆井揭示,利用地震資料又難以預(yù)測(cè),因此對(duì)這兩套烴源巖的評(píng)價(jià)主要依據(jù)野外露頭和川中、川西北的鉆井資料。

中二疊世茅口組沉積期,川西坳陷主體為碳酸鹽緩坡沉積相區(qū),碳酸鹽巖烴源巖全區(qū)均有分布,平面上連片發(fā)育,分布穩(wěn)定,厚度大,一般沉積厚度均超過(guò)50 m[10]。受古地貌控制,有效烴源巖由南西向北東方向逐漸增厚,TOC呈現(xiàn)出同樣的趨勢(shì),川西坳陷中部綿竹漢旺剖面TOC為0.43 %~2.55 %,10個(gè)樣品平均值為1.83 %,估算該套烴源巖的生烴強(qiáng)度為5×108~30×108m3/km2(表1)(圖2b),在川西坳陷中部主要為5×108~10×108m3/km2[11]。

晚二疊世龍?zhí)督M沉積期,研究區(qū)沉積相帶有所改變,東北部為盆地-臺(tái)緣相區(qū),在綿竹-南充一線(xiàn)為開(kāi)闊臺(tái)地相區(qū),在大邑-資陽(yáng)一線(xiàn)為混積潮坪-局限臺(tái)地相區(qū)。碳酸鹽巖烴源巖連片分布,沉積中心主體在川西的什邡金河及川中的武勝-渠縣地區(qū),分布范圍大,一般沉積厚度均超過(guò)50 m,沉積中心的什邡—金河一線(xiàn),有效烴源巖厚度超過(guò)150 m;武勝-渠縣一帶,有效烴源巖厚度超過(guò)150 m,均是烴源巖的重要分布地區(qū)。泥質(zhì)烴源巖全區(qū)分布,烴源巖厚度一般在10~20 m,厚度發(fā)育分布區(qū)在什邡—綿陽(yáng),有效烴源巖厚度大于20 m[12]。干酪根類(lèi)型為Ⅱ1型,估算該套烴源巖的生烴強(qiáng)度為5×108~50×108m3/km2,在川西坳陷中部主要為10×108~20×108m3/km2(表1;圖2c)。

3 儲(chǔ)層發(fā)育條件

3.1 震旦系燈影組

四川盆地?zé)粲敖M分布廣泛,總體為一套碳酸鹽巖沉積,是盆地范圍內(nèi)最古老的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層,屬于藻屑白云巖沉積,自下而上可以分4 段,盆地內(nèi)殘余厚度300~1 200 m,燈影組儲(chǔ)層分布在燈四段和燈二段。在綿陽(yáng)-長(zhǎng)寧拉張槽發(fā)現(xiàn)之前,整個(gè)四川盆地?zé)粲敖M被認(rèn)為是局限臺(tái)地沉積[13]。在綿陽(yáng)-長(zhǎng)寧拉長(zhǎng)槽發(fā)現(xiàn)并確定之后,越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為,燈影組發(fā)育兩期臺(tái)緣丘灘[14-17]。微生物巖丘灘和多期多級(jí)巖溶控制了燈影組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的發(fā)育[18-23]。

通過(guò)最新的三維地震資料,發(fā)現(xiàn)川西超深層發(fā)育拉張槽兩側(cè)燈二段臺(tái)緣,東側(cè)為知新場(chǎng)-中江-蓬萊臺(tái)緣,為近東西向斷控臺(tái)緣,東西向延伸遠(yuǎn)、南北向展布窄(圖3a,c)。該臺(tái)緣帶PT1 井在燈二段測(cè)試獲得高產(chǎn)氣流,揭示古隆起斜坡區(qū)燈二段具有巖性氣藏獨(dú)立成藏的特征。燈二段儲(chǔ)層巖性主要為藻白云巖、顆粒白云巖,儲(chǔ)集空間以溶蝕孔洞和粒間孔、粒間溶孔為主,通過(guò)周邊鉆井巖心68 組測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)(圖4),儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度為0.07 %~4.99 %(平均2.13 %),基質(zhì)滲透率為0.002×10-3~1.98×10-3μ m2(平 均0.12×10-3μm2),屬于典型的非均質(zhì)、低孔-低滲型儲(chǔ)層[24-25]。拉張槽西側(cè)臺(tái)緣的臺(tái)緣帶位于成都—大邑一帶(圖3b),與威遠(yuǎn)—資陽(yáng)臺(tái)緣帶相連,自東向西臺(tái)緣帶由緩變陡,大邑地區(qū)表現(xiàn)為明顯的陡坡臺(tái)緣帶,沿該臺(tái)緣帶鉆探的Z1 井和ZT1 井也均揭示了藻丘灘疊加巖溶儲(chǔ)層較為發(fā)育,屬于孔洞-孔隙型儲(chǔ)層[26-27]。

圖3 川西地區(qū)震旦系燈影組二段巖相古地理與臺(tái)緣帶地震響應(yīng)特征Fig.3 Lithofacies paleogeography and platform-margin zones’ seismic response characteristics of the 2nd member of the Sinian Dengying Formation,western Sichuan Basin

圖4 川西地區(qū)震旦系燈影組二段儲(chǔ)層孔隙度(a)和滲透率(b)分布頻率直方圖(68個(gè)樣品)Fig.4 Frequency histograms of the porosity(a)and permeability(b)of reservoirs in the 2nd member of the Sinian Dengying Formation,western Sichuan Basin(68 samples)

3.2 二疊系棲霞組

棲霞組儲(chǔ)層受川西龍門(mén)山古裂陷和加里東期古隆起聯(lián)合控制,具有“一緣一帶”分布特征(圖5a),臺(tái)緣帶顆粒灘白云巖主要發(fā)育在龍門(mén)山前緣帶、廣元西北鄉(xiāng)-礦山梁及峨眉-瓦山前緣一帶的生物灘區(qū),厚度5~70 m;廣元西北鄉(xiāng)白云巖累計(jì)厚度達(dá)69 m,寶興西大河厚度也達(dá)68 m,預(yù)測(cè)川西探區(qū)白云巖累計(jì)厚度大多在20~40 m[28-30]。棲霞組儲(chǔ)層巖性主要為藻屑、生屑灰?guī)r、豹斑狀白云質(zhì)灰?guī)r、豹斑狀灰質(zhì)白云巖以及結(jié)晶白云巖,川西坳陷中段的都江堰高川鄉(xiāng)天池剖面棲霞組中上部主要為灰-淺灰色微晶白云巖與淺灰色灰質(zhì)白云巖互層沉積,白云化作用較強(qiáng)。綜合野外剖面和ST1、PT1 等鉆井實(shí)際資料分析,棲霞組發(fā)育層狀孔隙型儲(chǔ)層,主要儲(chǔ)集空間類(lèi)型為晶間(溶)孔、粒間(溶)孔,還發(fā)育溶蝕縫洞、水力破裂擴(kuò)溶縫洞和少量構(gòu)造縫,55 個(gè)樣品統(tǒng)計(jì),孔隙度范圍0.86 %~15.73 %,平均為4.51 %;滲透率范圍0.04×10-3~30.20×10-3μm2,平均為3.43×10-3μm2,總體為低孔-低滲型儲(chǔ)層(圖6)。

圖5 川西地區(qū)二疊系棲霞組二段巖相古地理與儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征Fig.5 Lithofacies paleogeography and reservoirs’ seismic response characteristics of the 2nd member of the Permian Qixia Formation,western Sichuan Basin

圖6 川西地區(qū)二疊系棲霞組儲(chǔ)層孔隙度(a)和滲透率(b)分布頻率直方圖(55個(gè)樣品)Fig.6 Frequency histograms of the porosity(a)and permeability(b)of reservoirs in the Permian Qixia Formation,western Sichuan Basin(55 samples)

通過(guò)三維地震資料,在川西坳陷北部和南部都識(shí)別出了棲霞組顆粒灘儲(chǔ)層(圖5b,c)。與鄰區(qū)PT1 井、PR1 井和雙魚(yú)石氣田優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征相似,為典型“兩谷夾一峰、中部弱波峰”地震響應(yīng)特征[31],由此可見(jiàn),棲霞組儲(chǔ)層在川西超深層具有廣泛發(fā)育的特征。

3.3 二疊系茅口組

長(zhǎng)期以來(lái),二疊系茅口組勘探主要集中在背斜帶巖溶縫洞儲(chǔ)層領(lǐng)域,在蜀南探明儲(chǔ)量超過(guò)812×108m3。近年來(lái),茅口組在川東北和川中等地區(qū)連續(xù)獲得勘探突破,展現(xiàn)良好的勘探前景。除了傳統(tǒng)的巖溶縫洞型儲(chǔ)層以外,還發(fā)現(xiàn)了新的儲(chǔ)層類(lèi)型,包括熱液白云巖、茅三段臺(tái)緣淺灘和茅二段臺(tái)內(nèi)灘等[32-33],越來(lái)越多的高產(chǎn)井呈現(xiàn)出相帶控儲(chǔ)的特征,大大提升了對(duì)茅口組勘探的信心。川西坳陷鄰區(qū)JT1 井鉆遇了茅二段灘相孔隙型白云巖儲(chǔ)層,并獲得112.8×104m3/d 的高產(chǎn)工業(yè)氣流,實(shí)現(xiàn)了茅口組儲(chǔ)層類(lèi)型的新發(fā)現(xiàn),儲(chǔ)集空間以粒間溶孔、晶間溶孔和晶間孔為主[34]。結(jié)合CS1 和NC2 等鉆井巖心觀(guān)察與地震相分析,發(fā)現(xiàn)茅二段儲(chǔ)層受古地貌控制,局部高古地貌部位發(fā)育顆粒灘白云巖疊加準(zhǔn)同生期巖溶,形成孔隙-孔洞型儲(chǔ)層,平均孔隙度為4.9 %。

通過(guò)地震沉積相對(duì)比發(fā)現(xiàn),川西坳陷北部茅口組發(fā)育與JT1 井地區(qū)類(lèi)似的沉積結(jié)構(gòu)與地震響應(yīng)(圖7b)。茅口組上部表現(xiàn)為隆-洼相間的特征,依據(jù)已鉆井的成果分析,丘狀隆起部位為邊緣灘相,表現(xiàn)為茅頂同相軸反射減弱,茅口組內(nèi)部反射相對(duì)雜亂,而隆起之間的低部位為臺(tái)洼相,厚度相對(duì)較薄,茅頂為強(qiáng)軸,內(nèi)部為空白反射(圖7c),依據(jù)多條地震剖面分析,川西坳陷北部發(fā)育NW-SE 向的隆-洼沉積格局,具備形成相控儲(chǔ)層的條件。

圖7 川西地區(qū)二疊系茅口組二段巖相古地理與儲(chǔ)層地震響應(yīng)特征Fig.7 Lithofacies paleogeography and reservoirs’ seismic response characteristics of the 2nd member of the Permian Maokou Formation,western Sichuan Basin

4 構(gòu)造變形樣式與演化

4.1 山前構(gòu)造變形樣式

龍門(mén)山中段—川西中部自造山帶向盆地方向可依次劃分為基底沖斷帶、準(zhǔn)原地沖褶帶和原地隱伏斷隆帶。基底沖斷帶位于北川-映秀斷裂以西,彭灌雜巖體沖斷至地表。準(zhǔn)原地沖褶帶介于北川-映秀斷裂與安縣-灌縣斷裂之間,構(gòu)造樣式以疊瓦式逆沖斷裂為主,斷裂突破地表,收斂于二疊系底界,局部發(fā)育“y”字形斷裂控制的斷褶。原地隱伏斷隆帶,介于安縣-灌縣斷裂與彭縣斷裂之間,以中-下三疊統(tǒng)含膏鹽層為滑脫層形成雙重變形結(jié)構(gòu),鹽上層系以斷背斜、背沖背斜為主,構(gòu)造相對(duì)寬緩,鹽下層系以基底為滑脫層,構(gòu)造樣式與北段類(lèi)似,在二疊系形成背沖背斜、斷背斜以及斷塊構(gòu)造。這些隱伏構(gòu)造單個(gè)規(guī)模較小,但數(shù)量多、并且相對(duì)完整,是潛在的勘探目標(biāo)(圖8a,b)。

圖8 川西坳陷典型剖面構(gòu)造變形樣式(剖面位置見(jiàn)圖1)Fig.8 Diagrams showing the structural deformation styles of typical sections in the western Sichuan Depression(see Fig.1 for the section location)

4.2 坳陷帶構(gòu)造變形樣式

前期認(rèn)為川西坳陷深坳區(qū)主要為單斜構(gòu)造,缺少必要的油氣輸導(dǎo)和圈閉條件,本次研究根據(jù)三維地震資料識(shí)別出深坳區(qū)三疊系鹽下發(fā)育基底高陡斷裂,局部具有走滑特征(圖8b)。剖面上,走滑斷層斷面高陡直立,多數(shù)斷層向下斷切至基底,向上斷止于中、下三疊統(tǒng),并且具有向上變緩的特征,不同于正斷層與逆斷層上陡下緩的斷面特征。川西坳陷北部膏鹽巖滑脫層上下呈現(xiàn)分層變形特征,走滑斷層大都未影響膏巖層之上的地層變形,揭示走滑斷層主要形成于印支期[35]。川西坳陷南部,受走滑斷層的控制,海、陸相地層及滑脫面統(tǒng)一卷入變形,表明其形成較晚,為喜馬拉雅期構(gòu)造。構(gòu)造樣式上,部分?jǐn)嗔寻l(fā)育正花狀構(gòu)造和半花狀構(gòu)造,走滑斷裂由深部向淺層傳播過(guò)程中多在二疊系-下三疊統(tǒng)撒開(kāi),形成花狀構(gòu)造(圖8a,b),正花狀構(gòu)造的廣泛發(fā)育反映了區(qū)內(nèi)走滑斷裂主要發(fā)育于壓扭性構(gòu)造環(huán)境。

5 油氣成藏條件與有利勘探方向

5.1 生-儲(chǔ)-蓋組合

川西三疊系鹽下發(fā)育統(tǒng)一的膏鹽巖蓋層,不同構(gòu)造部位發(fā)育不同的源-儲(chǔ)組合,山前帶發(fā)育寒武系筇竹寺組烴源巖與棲霞組顆粒灘儲(chǔ)層的源-儲(chǔ)組合,主要為下生上儲(chǔ)、斷層輸導(dǎo)式成藏模式;坳陷帶發(fā)育寒武系筇竹寺組與震旦系燈影組臺(tái)緣丘灘、茅口組臺(tái)洼邊緣高能灘兩組源-儲(chǔ)組合;前者為源-儲(chǔ)側(cè)接式成藏模式,后者為下生上儲(chǔ)、斷層輸導(dǎo)式成藏模式(圖9)。不同的成藏組合,成藏過(guò)程和主控因素略有不同,與烴源巖生烴、斷裂發(fā)育和構(gòu)造變形的匹配關(guān)系密切相關(guān)。

圖9 川西坳陷超深層海相含油氣系統(tǒng)演化模式Fig.9 Evolutionary pattern of the petroleum system in ultra-deep marine sequences in the western Sichuan Depression

5.2 構(gòu)造變形與烴源巖生烴及斷裂發(fā)育的匹配關(guān)系

從須家河組四段以上的陸相地層超覆在山前隱伏構(gòu)造之上,可以說(shuō)明該構(gòu)造形成較早,受印支期安縣運(yùn)動(dòng)控制,喜馬拉雅期構(gòu)造變形對(duì)先前構(gòu)造具有改造作用,但是受三疊系厚層膏鹽巖滑脫層保護(hù)作用影響,鹽下構(gòu)造保存完整。坳陷內(nèi)高陡斷裂主要切割三疊系鹽下地層,局部地區(qū)壓扭構(gòu)造影響到須家河組變形,但是侏羅系基本不受影響。平面上走滑斷裂具有左行雁列式排列特征,與印支期勉略洋剪刀式閉合形成的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)相吻合,這些證據(jù)都說(shuō)明走滑斷裂初始形成期為印支期。

根據(jù)YS1 井和地震剖面揭示的地層沉積厚度、二疊系烴源巖的熱演化程度,結(jié)合區(qū)域熱流史演化特征[36],恢復(fù)了川西坳陷主要烴源巖熱演化史特征(圖9)。寒武系烴源巖志留紀(jì)末開(kāi)始生油,早三疊世達(dá)到生油高峰期,主要生氣期在早-中侏羅世,原油裂解期在中侏羅世。二疊系烴源巖中三疊世末開(kāi)始生油,晚三疊世須家河組三段沉積末期達(dá)到生油高峰期,中侏羅世為主要生氣期,原油裂解期在侏羅紀(jì)末。

通過(guò)上述主要烴源巖演化過(guò)程、構(gòu)造演化階段及儲(chǔ)層演化的綜合分析,認(rèn)為研究區(qū)主要存在3 期油氣成藏過(guò)程(圖10)。

①早期油氣運(yùn)聚階段:印支中、晚期,在盆地內(nèi)形成寬緩背斜和圈閉雛型,是油氣運(yùn)移的指向帶。印支晚期-燕山早期,區(qū)內(nèi)寒武系、二疊系烴源巖已成熟生成液態(tài)烴,此階段龍門(mén)山前地區(qū)進(jìn)入持續(xù)山前擠壓沖斷,形成寬緩沖斷背、向斜構(gòu)造帶,油氣的排烴期與圈閉的形成期一致。液態(tài)烴生成過(guò)程中排出的富有機(jī)酸流體在有利位置的灘相白云巖內(nèi)發(fā)生溶解作用形成埋藏溶解孔,使灘相白云巖成為孔隙性?xún)?chǔ)層[37]。這些儲(chǔ)層與背斜構(gòu)造配套形成構(gòu)造-地層復(fù)合圈閉,液態(tài)烴運(yùn)移至圈閉中形成油藏。

②天然氣成藏階段:燕山運(yùn)動(dòng)中、晚期,持續(xù)的沉降使烴源巖進(jìn)入氣態(tài)窗,同時(shí)使前期形成的油藏因高溫裂解轉(zhuǎn)變?yōu)闅獠夭⒃趦?chǔ)層中形成焦瀝青,地層水中CO2含量增高,在儲(chǔ)層中發(fā)生溶解形成晚期埋藏溶解孔,改變儲(chǔ)層分布狀況和復(fù)合圈閉的形態(tài),原油裂解氣和干酪根熱解氣共同聚集形成早期氣藏,此時(shí)寒武系和二疊系烴源巖生成的天然氣通過(guò)斷裂、裂縫和不整合面等輸導(dǎo)層向隆起高部位運(yùn)移聚集,氣藏形態(tài)逐漸定型。

③最終定型階段:強(qiáng)烈的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)對(duì)早期氣藏有明顯的改造。抬升、剝蝕作用使氣藏埋藏變淺、溫度降低,同時(shí)巖層經(jīng)受構(gòu)造作用,使構(gòu)造軸部的白云巖層產(chǎn)生較多的構(gòu)造裂隙。這些裂隙和微裂隙起輸導(dǎo)作用,致使天然氣再次向構(gòu)造高點(diǎn)運(yùn)移富集;喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)還使氣藏圈閉形態(tài)改變、高點(diǎn)遷移,從而造成氣藏的調(diào)整、改造,最終定型為現(xiàn)今的氣藏。

5.3 油氣成藏主控因素與有利勘探方向

本文在對(duì)川西坳陷油氣成藏條件進(jìn)行了重新評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,結(jié)合鄰區(qū)雙魚(yú)石氣田二疊系棲霞組、蓬萊氣田震旦系燈影組、二疊系茅口組近期勘探突破帶來(lái)的啟示[38-40],認(rèn)為山前帶推覆體下盤(pán)準(zhǔn)原地構(gòu)造、坳陷帶走滑斷裂與高能相帶復(fù)合體和燈影組斷控臺(tái)緣帶是下一步勘探的有利方向(圖10)。

山前帶推覆體下盤(pán)準(zhǔn)原地構(gòu)造形成原生型油氣藏,構(gòu)造形成于印支期且后期相對(duì)穩(wěn)定,勘探目的層主要為二疊系棲霞組、茅口組,其成藏模式為下生上儲(chǔ)、斷裂垂向輸導(dǎo)、膏鹽巖封蓋、構(gòu)造-巖相控藏、原位調(diào)整富集,氣藏成藏的主控因素為構(gòu)造-巖性圈閉側(cè)向封閉性。

坳陷帶走滑斷裂與高能相帶復(fù)合體,主要形成原生改造型油氣藏,主要勘探目的層為二疊系棲霞組、茅口組。高陡斷裂具有“溝源、優(yōu)儲(chǔ)、促聚”的作用,斷裂形成期與寒武系烴源巖生烴期具有良好的匹配關(guān)系,印支期形成原生巖性油藏,燕山期發(fā)生油氣轉(zhuǎn)化,喜馬拉雅期發(fā)生調(diào)整改造,在局部構(gòu)造高部位富集。其成藏模式為下生上儲(chǔ)、斷裂垂向輸導(dǎo)、膏鹽巖封蓋、巖相控藏、原位調(diào)整富集,氣藏成藏的主控因素為臺(tái)內(nèi)灘儲(chǔ)層的發(fā)育程度。

坳陷帶燈影組斷控臺(tái)緣帶,主要形成原生型油氣藏。燈影組丘灘體被寒武系烴源巖包圍,具備優(yōu)越的源儲(chǔ)配置關(guān)系,早期為古隆起區(qū),有利于油氣運(yùn)聚,現(xiàn)今為大型單斜構(gòu)造背景,其成藏模式為側(cè)生旁?xún)?chǔ)、巖性控藏、油藏原位裂解富集。氣藏為巖性圈閉,受巖性致密帶及上傾方向巨厚泥巖有效遮擋的控制。

6 結(jié)論

1)川西超深層三疊系鹽下海相層系發(fā)育多套烴源巖,具備形成大中型油氣田的物質(zhì)基礎(chǔ),其中下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖厚度大,生烴強(qiáng)度高,是最有利的一套烴源巖。

2)川西坳陷內(nèi)發(fā)育震旦系燈影組臺(tái)緣丘灘、二疊系棲霞組-茅口組顆粒灘白云巖等多種類(lèi)型優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層,其中二疊系的儲(chǔ)層分布面積最廣,最具勘探潛力。

3)川西龍門(mén)山山前帶推覆體下盤(pán)發(fā)育鹽下準(zhǔn)原地背斜構(gòu)造,坳陷帶斜坡區(qū)發(fā)育高陡斷裂和走滑壓扭構(gòu)造,主要形成于印支期,與寒武系烴源巖主生烴期具有良好的匹配關(guān)系,具備油氣早期成藏條件。

4)山前帶推覆體下盤(pán)原位構(gòu)造、坳陷內(nèi)與基底高陡斷裂溝通的二疊系高能相帶和震旦系燈影組臺(tái)緣帶,普遍具有原生古油藏形成條件,晚期原位裂解、局部構(gòu)造富集的成藏模式,是下一步勘探有利目標(biāo)。

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