赵文智等:从古老碳酸盐岩大油气田形成条件看四川盆地深层震旦系的勘探地位

刊出时间: 2020-03-06

作者简介:赵文智,1958 年生,中国工程院院士,正高级工程师,本刊顾问,博士;主要从事石油天然气地质综合研究和科研管理工作。地址:(100083)北京市海淀区学院路20 号。ORCID :0000-0002-2202-8034。

E-mail :zwz@petrochina.com.cn

通信作者:汪泽成,1966 年生,正高级工程师,博士;主要从事含油气盆地构造、油气地质综合研究工作。地址:(100083)北京市海淀区学院路20 号。ORCID: 0000-0002-3904-5017。

E-mail: wangzecheng@petrochina.com.cn




赵文智1 汪泽成1 姜   华1 付小东2 谢武仁1 徐安娜1 沈安江2 石书缘1 黄士鹏1 江青春1

1. 中国石油勘探开发研究院 2. 中国石油杭州地质研究院

摘 要:建设四川大气区亟待寻找天然气资源丰富、勘探潜力大的接替新领域。为此,在系统梳理我国克拉通盆地深层古老海相碳酸盐岩大油气田形成的烃源、储层、成藏组合等条件和大气田分布规律的基础上,分析了四川盆地深层震旦系天然气成藏富集条件,评价了上震旦统灯影组的天然气勘探潜力和有利目标区。研究结果表明:①源灶保持的有效性与规模性,储集体的有效性与规模性,储盖组合的有效性、规模性与近源性是深层碳酸盐岩大油气田形成的必要条件,古隆起、古斜坡与古断裂带是寻找深层碳酸盐岩大油气田的有利区;②该盆地新元古界—寒武系发育3 套优质烃源岩,有机质成熟度仍处于裂解成气的最佳窗口,成气规模大;③该盆地灯影组微生物碳酸盐岩经建设性成岩作用改造,形成有效储集层,大范围分布;④灯影组源盖一体,台缘、台内均具备近源成藏的有利条件。结论认为,四川盆地深层震旦系油气成藏条件良好,是未来天然气勘探的重点接替领域,其中川中古隆起及其斜坡带长期处于天然气聚集的有利部位,规模勘探应高度关注灯四段台缘带、灯二段台缘带、川中古隆起斜坡带灯影组台内丘滩体和川东地区灯影组丘滩体4 个有利领域。

关键词:四川盆地大气区;震旦纪;深层天然气;富集成藏条件;微生物碳酸盐岩;源盖一体;勘探领域



0 引言


四川盆地是典型的富气盆地,蕴藏着常规与非常规两类天然气资源。据2016 年完成的中国石油第四次油气资源评价结果,该盆地常规天然气主要赋存于震旦系—中三叠统碳酸盐岩层系,天然气资源总量为12.7×1012 m3,探明率不足12%,仍处于勘探的早—中期,勘探潜力巨大,是天然气加快发展及西南大气区建设的重点领域。

震旦系是四川盆地常规天然气主力含气层系之一,目前已发现了威远、安岳两个大气田。其中,埋深普遍大于5 000 m 的安岳气田上震旦统灯影组已探明天然气储量近5 000×108 m3,约占安岳大气田储量的50%。目前,深层震旦系勘探程度和认识程度都低,深层震旦系具备哪些天然气成藏富集的有利条件?能否成为规模勘探的重点领域?是目前勘探亟待解答的基础问题。为此,笔者基于对海相碳酸盐岩油气地质与勘探评价的长期研究,系统总结了我国古老克拉通深层碳酸盐岩大油气田形成条件与分布规律,以期为深化认识四川盆地震旦系天然气成藏富集条件、评价有利靶区提供参考。


1 深层古老海相碳酸盐岩大油气田形成条件与分布规律


中国海相碳酸盐岩主要分布在扬子、华北、塔里木等3 大地块,以古生界为主。保存较完整的地层多分布于叠合盆地下构造层,具有时代老、埋藏深、时间跨度大、含油气层系多、成藏历史复杂等特点,其油气勘探始终面临着3 方面科学问题,即:高—过成熟烃源岩晚期生烃的有效性与规模性、古老碳酸盐岩储集层的有效性与规模性、历经多旋回构造运动的油气成藏有效性与规模性。“十一五”以来,以国家油气专项及中国石油重大专项为平台,围绕上述科学问题开展攻关研究,提出了深层海相碳酸盐岩大油气田形成条件与分布规律,在勘探部署中发挥了重要作用。


1.1 烃源岩、分散液态烃及古油藏3 类烃源灶为天然气晚期成藏奠定了资源基础


受古气候、古海洋、古生物群落、古地理环境等因素控制,海相克拉通盆地发育多套大面积分布的优质烃源岩,如塔里木盆地下古生界发育下寒武统、下奥陶统、中奥陶统、上奥陶统4 套烃源岩,总有机碳含量(TOC)超过1.0% 的泥页岩面积达10×104 ~ 30×104 km2。四川盆地海相层系发育上震旦统陡山沱组、下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组、上二叠统龙潭组4 套优质烃源岩,TOC 超过1.0%的泥页岩面积达10×104 ~ 16×104 km2。鄂尔多斯盆地西南部奥陶系发育晚奥陶统平凉组优质烃源岩,面积近3×104 km2 ;下奥陶统马家沟组膏盐岩—碳酸盐岩组合中也发育薄互层泥晶灰岩烃源岩,面积为6×104 ~ 8×104 km2。

高—过成熟度的海相烃源岩普遍经历了早油—晚气的“双峰式”生烃演化历史,有机质成烃充分,具有晚期成藏规模大、天然气资源丰富的特征。一般情况下,有机质生油高峰期对应的成熟度(Ro)为1.0% ~ 1.3%。对于叠合盆地深层的海相烃源岩,长期处于埋深大、地层压力高环境,超压环境对有机质生烃具抑制作用,生油高峰期可推延到Ro为1.4% ~ 1.5%[1]。石油从烃源岩排出经储集层运移到圈闭聚集成藏,这一生烃、运移过程中存在着大量的分散状液态烃滞留在烃源岩及储集层中,前者可称之为源内滞留液态烃,介于40% ~ 60%[2],后者称之为源外半聚—半散状液态烃。原油裂解成气实验表明,液态烃大量裂解成气时机对应的Ro 介于1.6% ~ 3.2%,且单位液态有机质的裂解气量远大于等量干酪根的降解气量[2]。以此为依据,深层海相地层中普遍存在烃源岩、分散液态烃及古油藏3 类气源灶(图1),天然气生成时机较晚,加之与多期构造运动乃至各种成藏要素的有效匹配,决定了天然气晚期成藏的有效性与规模性。



图1 海相碳酸盐岩3 类气源灶示意图


1.2 深层、超深层碳酸盐岩可发育多类型规模储集层


越来越多的深层勘探证实,埋深超过6 000 m 的深层碳酸盐岩仍然发育良好的储集层。如塔北—塔中地区的奥陶系及川北—川西北地区的二叠系—寒武系,埋深介于6 500 ~ 7 500 m 碳酸盐岩储集层孔隙度可达5% ~ 8%。近期完钻的塔北隆起的轮探1 井在井段8 712.0 ~ 8 747.5 m 的震旦系钻遇白云岩储层,孔洞发育,孔隙度介于3.8% ~ 4.1%。

总结深层古老碳酸盐岩规模储层形成与分布规律,归纳如下。


1.2.1 高能环境沉积的滩体奠定了规模储层形成的物质基础


高能环境沉积的滩体主要包括台缘带礁滩体及台内颗粒滩体两类沉积体。其中,台缘带礁滩体表现为单一的台缘礁或台缘滩,也可以是礁、滩复合体,具有厚度大(数十米至数百米)、 条带状分布(宽介于4 ~ 20 km、长可达数百千米)特点,主要见于四川盆地上震旦统灯影组、下寒武统龙王庙组、中二叠统栖霞组、上二叠统长兴组、下三叠统飞仙关组,塔里木盆地奥陶系鹰山组、一间房组和良里塔格组,鄂尔多斯盆地中上奥陶统。

台内颗粒滩体沉积受微古地貌及海平面升降变化控制,可以是单层颗粒滩体较大范围连续延伸,或者是侧向相互交替,垂向叠置发育,分布范围为数千至数万平方千米。主要见于四川盆地震旦系、寒武系、中二叠统茅口组、下三叠统飞仙关组,塔里木盆地寒武系肖尔布拉格组、奥陶系鹰山组和一间房组。


1.2.2 建设性成岩作用改造是储层形成的关键


建设性成岩作用包括同生—准同生期的白云石化作用及溶蚀作用,中浅埋藏阶段的白云石化作用及酸性流体溶蚀作用,深埋阶段的埋藏溶蚀、硫酸盐热化学还原作用(TSR)及热液白云石化,抬升剥蚀阶段的各类溶蚀作用等。这些建设性成岩作用对深层储层形成有贡献,但是规模储集层形成主要取决于规模成储期的主导性成岩作用及后期建设性成岩作用的叠加改造[3]。

同生—准同生期以及表生期是碳酸盐岩规模成储的两个关键时期。同生—准同生期,高能环境的礁滩体或颗粒滩体原生孔隙发育。一方面,通过蒸发泵白云石化作用以及渗透回流白云石化作用形成白云岩储集层;另一方面,频繁的短暂暴露,大气淡水淋滤溶蚀作用强烈,溶蚀孔发育。如四川盆地龙王庙组、长兴组、飞仙关组,鄂尔多斯盆地马家沟组。

表生期岩溶作用也是碳酸盐岩规模储层形成的关键成岩作用。这一作用可以发生在短暂的沉积间断期,或者历时较长的地层剥蚀期。存在两大类岩溶储层发育模式(图2):第一类是沿侵蚀面或不整合面分布的岩溶储层,包括风化壳岩溶储层、顺层岩溶储层及层间岩溶储层[4-6],这类岩溶储层通常呈楼房式多层叠置、大面积分布特点,如塔北地区鹰山组;第二类是沿断裂分布的岩溶储层,也称之为断溶体,表现为沿高角度断裂分布(以走滑断裂为主),纵向上多层系缝洞体叠置发育,平面上狭长条状或线性分布,如塔里木盆地塔中—塔北过渡带的奥陶系断溶体[7-8]。



图2 继承性古隆起及斜坡带岩溶发育模式图


1.2.3 深层碳酸盐岩发育3 类规模储集层


基于深层碳酸盐岩储层主控因素的认识,可将深层碳酸盐岩规模储层划分为3 类[3],分别是沉积型储集层、成岩型储集层及改造型储集层。沉积型储集层以生物礁、颗粒滩或礁滩复合体为主体,在台缘、台内均广泛分布。成岩型储集层主要包括埋藏岩溶石灰岩储层和热液白云岩两种主要类型,其分布与深大断裂有关,断裂和不整合面成为埋藏流体或深层热液流体侵入的通道,也为垂向上呈串珠状、平面上呈带状—栅状分布的有效储集体大范围分布创造了条件。改造型储集层主要包括石灰岩潜山(风化壳)岩溶、层间岩溶和顺层岩溶3 类储集层,储集空间主要由不同规模的洞缝系统构成,大型古隆起是岩溶储集层发育的最有利部位,古隆起核心形成潜山型岩溶储集层,围斜部位则形成顺层岩溶储集层,分布范围广。


1.3 有规模的近源成藏组合是深层碳酸盐岩大油气田形成的必要条件,古隆起、古斜坡、古台缘带与古断裂带是油气成藏富集的有利区


统计表明,国外海相碳酸盐岩大油气田主要以构造型圈闭为主,具有丰度高、单体储量大特点。我国海相碳酸盐岩大油气田圈闭类型更为多样,既有构造圈闭型,也有更多的岩性—地层圈闭型及构造—地层复合圈闭型等。单个油气藏储量小,数百个~数千个油气藏群构成大油气田[9]。这一特征的主导因素是海相克拉通盆地构造稳定性及成藏要素组合的大型化分布[10]。

我国克拉通盆地海相碳酸盐岩存在着同构造期成藏组合和跨构造期成藏组合两大类组合型式[11]。同构造期成藏组合强调生油层、储集层均为同一构造期产物,两者在空间分布上具良好的配置关系,能够为某一区带的油气生成与聚集提供烃源。典型实例为四川盆地开江—梁平裂陷侧翼台缘带的长兴组—飞仙关组,裂陷内发育优质烃源岩,而裂陷周缘台缘带发育有利储集体,两者构成最佳的源—储组合。跨构造期成藏组合是指烃源岩、储集层与盖层的形成期不属于同一构造期。该类组合型式多样,源—盖一体的成藏组合是重要的组合类型,在碳酸盐岩大油气田中具有重要地位,已发现的鄂尔多斯盆地奥陶系风化壳气藏(石炭系—二叠系煤系是主力烃源岩)、四川盆地震旦系气藏(下寒武统泥质岩是主力烃源岩)、龙岗地区中三叠统雷口坡组风化壳气藏(上三叠统须家河组煤系是主力烃源岩),均属于这类成藏组合。

基于塔里木、四川及鄂尔多斯等盆地勘探成果,总结古老海相碳酸盐岩大油气田分布规律:①长期继承性发育的大型古隆起及斜坡,发育大面积准层状缝洞型为主的储集层,多套储集层叠置“楼房式”分布,不整合面与断裂构成油气运移的网状疏导体系,有利于碳酸盐岩油气大面积成藏富集,是目前发现大油气田的重点领域,如塔北隆起及南斜坡、塔中隆起及北坡、川中古隆起及斜坡、开江古隆起、鄂尔多斯盆地中央古隆起的东斜坡;②古台缘带一般与同期裂陷或凹陷相邻,源—储组合条件优越,利于形成礁滩型油气藏,呈串珠状分布,如塔中的良里塔格组礁滩油气藏、川中北部及川东北地区的长兴组—飞仙关组礁滩气藏等;③碳酸盐岩层系的大型断裂带往往是碳酸盐岩纵向缝洞型储层集中发育带(即断溶体),最显著特征是断溶体沿断裂分布,远离断裂带储层不发育。同时,断裂沟通油气源形成断溶体油气藏,如塔北与塔中过渡带发现的油气藏。


2 四川盆地深层震旦系大气田形成的有利条件


震旦系是中上扬子地块进入稳定克拉通盆地的第一套海相沉积地层,包括陡山沱组和灯影组。陡山沱组为一套南沱冰期后的海侵期沉积产物,以泥质岩沉积为主,四川盆地腹部地层薄、周缘凹陷厚度大[12]。灯影期是我国南方地区地史上第一次大规模的碳酸盐台地发育期,碳酸盐岩地层厚度可达1 200m,是重要的含油气层系,以往勘探相继发现了中浅层的威远气田、深层的安岳气田。然而,这一层系能否成为规模勘探的主力层系,亟待回答深层、超深层是否具备大面积成藏的有利条件,包括:筇竹寺组优质烃源岩在德阳—安岳裂陷之外的广大地区是否发育?震旦系及其下伏层系是否发育有效烃源岩?深层灯影组储层是否大面积分布?历经多期次构造运动的油气成藏期次与有效性?深层天然气富集有利区在哪?


2.1 下寒武统筇竹寺组发育两套优质烃源岩,裂陷和台地均有分布


下寒武统筇竹寺组是四川盆地下古生界重要的烃源岩层系,也是安岳大气田主力气源岩[13-14]。为了搞清筇竹寺组烃源岩分布规律,充分利用井震信息,开展层序格架控制下的烃源岩评价研究(表1)。


表1 四川盆地筇竹寺组层段划分及烃源岩特征表


研究结果表明,筇竹寺组自下而上可划分为3 个层段(表1),烃源岩主要发育在筇一段和筇二段。筇一段分布在德阳—安岳裂陷内,为海侵初期产物,岩性以黑—深灰色泥岩、页岩为主,厚度介于50 ~ 300m,地震剖面表现为强连续反射且向裂陷翼部超覆;有机碳丰度高,TOC 介于0.5% ~ 5.0%,平均值为1.98%,是筇竹寺组烃源岩主力层段(图3-a)。筇二段全盆地分布,为最大海侵期产物,以黑—深灰色碳质页岩、泥岩为主,厚度介于50 ~ 200 m。裂陷内厚度较大,介于100 ~ 200 m ;川中台内厚度介于50 ~ 100 m,TOC为0.4%~ 3.1%,平均值为1.68% (图3-b)。筇三段为高位体系域沉积产物,受川中古隆起西部物源供应影响,粉砂质泥岩、泥质粉砂岩明显增多,TOC 一般小于1.0%,烃源岩质量总体偏差。



图3 四川盆地筇竹寺组有效烃源岩厚度分布图


2.2 新元古界三套优质烃源岩仍处于液态烃裂解成气的最佳窗口


新元古界烃源岩包括灯影组灯三段及陡山沱组、南华系大塘坡组。

灯三段烃源岩为海侵期沉积的富有机质黑色页岩,零星夹薄层灰色云质泥岩。德阳—安岳裂陷内灯三段烃源岩厚度介于10 ~ 30 m,盆地周缘厚度一般介于5 ~ 10 m。有机质丰度相对较高,高磨地区灯三段67 个样品TOC 介于0.5% ~ 4.7%,平均值为0.87%,TOC > 0.5% 的样品占59.8%。干酪根同位素值介于-33.4‰ ~-28.5‰,平均值为-32.0‰,有机质类型为腐泥型。等效Ro 介于3.16% ~ 3.21%,达到过成熟阶段[15]。

陡山沱组二段、四段发育黑色页岩,是主力烃源岩层,主要分布于四川盆地周缘的城口凹陷及鄂西凹陷,黑色页岩厚度介于30 ~ 200 m,四川盆地该套页岩厚度介于5 ~ 10 m[12]。TOC 普遍大于1.0%,部分样品TOC 高达13.8%,其干酪根δ13C 平均值为-31.0‰,等效Ro 一般介于2.1% ~ 2.8%。宜昌地区鄂阳页1 井在陡山沱组钻遇灰黑色含碳泥岩厚度达230 m,TOC 介于1.5% ~ 2.5%,测试页岩气产量为5 460 m3/d,表明陡山沱组页岩气具有良好的勘探前景[16-17]。

需要指出,德阳—安岳裂陷形成始于早震旦世[18],不仅控制了灯三段烃源岩厚值区,而且对陡山沱组烃源岩有控制作用。从剑阁地区地震剖面看,在灯影组底界之下发育强连续性反射层(图4),推测为陡山沱组泥页岩,厚度介于50 ~ 100 m。




图4 剑阁地区 2007jg019 地震剖面地质解释成果图

南华系烃源岩主要发育在大塘坡组,是一套间冰期温润气候的沉积产物。研究成果表明,距今750 ~ 600 Ma 全球发生了“雪球事件”[19-20],间冰期温润气候导致海平面上升及微生物岩发育,沉积的富含有机质页岩成为全球性的优质烃源岩[21]。南华纪,上扬子克拉通东南缘发育裂谷群[22-23],夹持在莲沱组冰碛岩与南沱组冰碛岩之间的大塘坡组以碳质页岩沉积为主,厚度介于0 ~ 100 m,TOC 介于0.2% ~ 3.8%,平均值为2.23%(25 块样品),等效Ro 一般介于2.9% ~ 3.1%,是一套富含有机碳的烃源岩[24]。从重磁力及地震资料解释看,四川盆地可能存在NE 向展布的南华纪裂谷[18],推测发育大塘坡组烃源岩。

上述三套新元古界优质烃源岩有机质热演化程度较高,等效Ro 多为2.1% ~ 3.2%。基于液态烃大量裂解成气时Ro 值介于1.6% ~ 3.2% 的认识,这些烃源岩仍具有晚期成气的潜力,对震旦系天然气资源的形成有一定的贡献。


2.3 深层震旦系灯影组发育台缘与台内两类规模储层


基于地震资料解释编制的寒武系底界构造图揭示四川盆地震旦系埋深除威远—乐山一带小于4 500m 之外的广大地区均超过4 500 m,属于深层范畴的面积超过15×104 km2。深层钻探揭示灯影组储层在埋深介于7 000 ~ 8 000 m 仍发育良好的储层。例如:川中古隆起北斜坡低部位的川深1 井灯影组在井段8 169 ~ 8 410 m 钻遇多套储集层,储层累计厚度为71.4 m,孔隙度介于2.5% ~ 7.8%,平均孔隙度为3.3%,灯影组上部测井解释气层厚度为41.9 m ;川东地区的五探1 井灯四段取心井段7 291 ~ 7 303 m发育藻凝块云岩、砂屑云岩见溶蚀孔洞,孔隙度高达4.5%,平均孔隙度为3.5%。灯影组储层形成主要受控于沉积相及后期建设性成岩作用,高能环境沉积的丘滩体以及准同生—表生期多期岩溶叠加改造对深层储层的形成与保持至关重要,也决定了灯影组储层大面积分布。

构造—古地理研究成果表明,受罗迪尼亚超级大陆裂解影响,中—上扬子地区灯影期处于伸展构造环境,碳酸盐岩台地产生构造分异,发育受同沉积断裂控制的台内裂陷,形成“三台两凹”构造—古地理格局。四川盆地以近南北向展布的德阳—安岳裂陷为轴,对称分布着窄条状台缘及宽缓的台地[14,25]。此外,基于地震信息,在川东北地区万源—达州地区发现了一近北东向展布的克拉通内裂陷[26],裂陷之外的广大区域属于陆表海沉积,水体较浅,有利于微生物丘滩体发育。德阳—安岳裂陷侧翼的台缘带高能环境利于微生物丘滩体加积生长,形成厚度较大的丘滩体;面积广阔的台内区域受微古地貌控制,古地形相对较高区发育微生物丘及颗粒滩体,厚度不大,但数量众多、分布广。钻井取心资料证实,无论是台缘还是台地内部,发育的微生物岩基本相似。图5 是2 口井取心段的微生物岩及物性剖面,其中磨溪108 井位于台缘带,磨溪51 井位于台内,微生物岩以藻纹层云岩、凝块石、树枝石和均一石为主。微生物云岩的广泛分布为大面积储层形成奠定了物质基础。从现代海洋及湖泊的微生物碳酸盐岩看,未石化的微生物席孔隙度高达60%,石化的微生物岩孔隙度介于40% ~ 54%,为后期的成岩改造提供了良好的储集空间。



图5 灯四段台缘带与台内微生物岩序列图

晚震旦世—早寒武世发生的桐湾运动对灯影组规模储层的形成与分布起关键作用。研究成果表明,四川盆地的桐湾运动至少有两幕,第一幕发生在灯二段沉积末期,第二幕发生在灯四段沉积末期[27-28]。从运动性质看,表现为隆升造陆运动,形成了两个区域性侵蚀不整合面,有利于大面积岩溶储层的形成。实钻情况看,无论是台缘还是台内,灯四段普遍发育溶蚀孔洞型储层,但台缘带储层厚度可达60 ~ 130 m,岩溶储层距顶面可达200 m,而台内储层主要集中在灯四段上部100 m 范围内,储层厚度介于30 ~ 70 m。造成两者储层厚度差异的主要因素在于地层暴露面与岩溶作用程度的差异导致地层和储层保留多少的不同,裂陷内灯四段地层遭受强烈的侵蚀,几乎丧失殆尽。台缘带丘滩体在灯影组顶面及紧邻裂陷区侧翼斜坡带均遭受岩溶作用,尤其是斜坡带岩溶作用更为有利,最终导致台缘带岩溶深度大、储层厚度大;台内丘滩体仅顶面遭受岩溶作用,岩溶深度远小于台缘带。


2.4 震旦系灯影组具有源盖一体及近源成藏的有利条件


如前所述,四川盆地灯影组发育台缘与台内两种类型的储集体,前者呈条带状沿台缘带分布,后者呈多层系叠置连片分布,纵向上主要分布于灯四上亚段、灯二段上部。两套储集层夹持在下寒武统泥页岩(即是烃源岩也是区域性盖层)、灯三段泥岩(即是烃源岩也是区域性盖层)、陡山沱组泥页岩之间,构成良好的生储盖组合,具有近源成藏的有利条件(图6),奠定了灯影组大面积成藏物质基础。



图6 四川盆地灯影组成藏组合模式图

高磨地区的勘探实践已证实灯四段含气面积为7 500 km2[14]。其中,紧邻德阳—安岳裂陷分布的台缘带丘滩体气藏属于常压岩性—地层气藏,气层厚度大,单井产量高;台内气藏也属于常压岩性—地层气藏,气层厚度小于台缘带气层厚度,单井产量变化大,高产井占比低于台缘带。采用水平井或大斜度井技术,可以大幅提高台内滩单井产量。如,磨溪123井采用大斜度技术,钻遇灯四段上部储层段295.6 m,岩性为藻凝块、藻叠层云岩,其中缝洞型储层厚度为37.2 m,孔洞型储层厚度为209.5 m,孔隙型储层厚度为48.9 m,测试天然气无阻流量95.8×104 m3/d,是邻近直井无阻流量的5 倍。

2.5 川中古隆起及斜坡长期处于油气聚集的有利部位

四川盆地川中古隆起是一个长期继承性发育的大型古隆起,震旦纪末期已具雏型,寒武—奥陶纪演化为同沉积古隆起[29],奥陶纪末期的郁南运动古隆起基本定型[30],志留纪末期的广西运动古隆起最终定型。海西期,除晚二叠世长兴期出现短暂的拉张作用形成开江—梁平海槽之外,四川盆地构造相对稳定,沉积地层厚度变化不大,下伏的震旦系古隆起整体被深埋,但古隆起的演化总体表现出一定的继承性和稳定性。从筇竹寺组烃源岩成烃演化看,二叠纪—早中三叠世为成油高峰期,因而古隆起及其宽缓斜坡区成为石油聚集的有利部位,聚集于岩性—地层圈闭中,并构成岩性—地层型古油藏群。到晚三叠世—侏罗纪,受川西—川北前陆坳陷巨厚沉积影响,古隆起西翼被深埋,此时古油藏液态烃原位裂解形成古气藏。只要不被后期断裂破坏,古气藏持续保存至今。成油期和成气期油气运聚数值模拟结果表明古油藏分布的有利区涵盖了四川盆地中西部地区(图7-a),古气藏分布有利区主要集中在印支期古隆起及其斜坡区,但川西—川北坳陷区仍保留部分古气藏(图7-b)。




图7 四川盆地成油气高峰期灯影组顶界油气运聚模拟结果图

要注意的是,燕山晚期—喜马拉雅期在四川盆地周缘山系的强烈挤压作用下,形成了著名的威远背斜构造,背斜高部位震旦系顶面与高磨地区震旦系顶面埋深落差达2 500 m,川中古隆起最终定型。受其影响,震旦系古气藏出现调整,威远背斜形成背斜气藏,背斜翼部陡坡带形成地层—构造复合型气藏,但由于构造调整、改造甚至破坏作用,圈闭充满度普遍较低。古隆起中东段的高石梯—磨溪—龙女寺地区,构造变形较弱,形成受低幅度构造圈闭控制的地层—构造复合型气藏。古隆起北斜坡带则主要以地层—岩性型气藏为主,可能存在着较复杂的气水关系。

灯影组成藏历经多期次烃类充注,这一过程在高磨地区灯影组储层流体包裹体均一温度得到验证,尽管包裹体均一温度分布范围从92 ℃到236 ℃,但主要分布介于100 ~ 140 ℃和160 ~ 190 ℃两个区间,前者形成于二叠纪—早三叠世,后者主要形成于中晚三叠世—侏罗纪,大于200 ℃的主要形成于燕山—喜马拉雅期。


3 灯影组天然气勘探潜力与地位


四川盆地灯影组目前已发现威远、安岳气田,探明储量规模近1.0×1012 m3,待探明储量近2.0×1012 m3,占全盆地常规天然气的20%,是寻找规模资源的重点层系[31-32]。从成藏条件看,大面积烃源岩与大面积储集层构成的成藏组合在盆地范围广泛分布。从埋深看,小于8 000 m 的面积超过14×104 km2,超深层勘探技术日趋完善。因此,四川盆地大部分地区灯影组都可以进行天然气规模勘探。

未来勘探的值得关注的领域与方向有灯四段台缘带、灯二段台缘带、川中古隆起斜坡带灯影组台内丘滩体和川东地区灯影组丘滩体4 个领域。


4  结论


1)深层碳酸盐岩大油气田形成必备4 个有利条件:①源灶保持的有效性与规模性;②储集体的有效性与规模性;③储盖一体的有效性、规模性与近源性;④古隆起、古斜坡与古断裂带有利于大油气田形成。

2)四川盆地震旦系具备形成大气田的成藏有利条件,多套优质烃源岩与大面积储集层构成最佳的成藏组合在盆地范围广泛分布,是未来天然气勘探的重点层系。

3)勘探值得关注领域包括灯四段台缘带、灯二段台缘带、川中古隆起斜坡带灯影组台内丘滩体、川东地区灯影组丘滩体。


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编 辑 陈古明

论文原载于《天然气工业》2020年第2期

基金项目:国家科技重大专项“下古生界—前寒武系碳酸盐岩油气成藏规律、关键技术及目标评价”(编号:2016ZX05004)。