四川盆地東部深層鹽下震旦系—寒武系天然氣成藏條件與勘探方向

谷志東，殷積峰，袁苗，薄冬梅，梁東星，張航，張黎（. 中國石油勘探開發(fā)研究院；. 中國石油西南油氣田公司川東北氣礦）

四川盆地東部深層鹽下震旦系—寒武系天然氣成藏條件與勘探方向

谷志東1，殷積峰1，袁苗1，薄冬梅1，梁東星1，張航2，張黎1
（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院；2. 中國石油西南油氣田公司川東北氣礦）

中國石油勘探與生產(chǎn)公司科技項目“四川盆地開江古隆起解剖研究與風(fēng)險勘探目標(biāo)評價優(yōu)選”（101013kt1017001b22）

摘要：基于四川盆地東部（川東）周緣野外露頭與鉆井資料綜合分析，通過對區(qū)內(nèi)逾6×104km2地震資料進行深層構(gòu)造精細解釋，刻畫川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖層平面展布，探討川東深層鹽下震旦系—寒武系天然氣成藏條件，指出近期有利勘探方向。川東深層中下寒武統(tǒng)發(fā)育兩套區(qū)域展布含膏鹽巖層，其是川東區(qū)域性滑脫層，滑脫層之上發(fā)育斷層相關(guān)褶皺，之下發(fā)育寬緩背斜；鹽下發(fā)育6～7排北北東、北東向展布大面積構(gòu)造圈閉。川東深層鹽下具備良好天然氣成藏條件，生儲蓋空間配置好：發(fā)育陡山沱組、燈三段與水井沱組3套烴源巖，以水井沱組為主；發(fā)育燈二段、燈四段與石龍洞組3套風(fēng)化殼巖溶與顆粒灘型儲集層；發(fā)育中下寒武統(tǒng)膏鹽巖與水井沱組區(qū)域性蓋層。川東深層鹽下勘探應(yīng)首選燈四段，石龍洞組與燈二段居次，首選油氣運聚指向區(qū)、埋深適中且遠離盆緣區(qū)域，紅花店—華鎣山北、涼水井—蒲包山—雷音鋪、大天池等3排構(gòu)造是近期最有利勘探區(qū)帶。圖11表1參49

關(guān)鍵詞：四川盆地東部；深層—超深層勘探；膏鹽巖；鹽下油氣藏；震旦系；寒武系；成藏條件；勘探方向

0　引言

油氣勘探目的層由中淺層向深層、超深層延伸已成為必然趨勢[1]，目前全球深層、超深層勘探已獲得許多重要發(fā)現(xiàn)[2]；鹽下油氣資源豐富，勘探潛力巨大，是油氣勘探的重要接替領(lǐng)域，目前全球鹽下油氣勘探也取得了許多重要發(fā)現(xiàn)[3]。寒武系含鹽盆地在全球廣泛分布[4-7]，東西伯利亞臺地與阿曼南部含鹽盆地寒武系蒸發(fā)巖之下發(fā)現(xiàn)了全球最古老的含油氣系統(tǒng)[8-13]，中國塔里木盆地中寒武統(tǒng)鹽下也展現(xiàn)了良好的油氣勘探前景[14]。

目前川東地區(qū)有8口井（天1井、天2井、貓1井、池7井、五科1井、座3井、建深1井與太和1井）鉆揭震旦系—寒武系，8口井中僅座3井與建深1井鉆至下寒武統(tǒng)，其余井鉆至中上寒武統(tǒng)完鉆，測試主要為水層，勘探未取得突破。除盆地邊緣外，川東鉆揭寒武系井深超過4 500 m，推測鉆揭震旦系井深超過6 000 m，屬于深層—超深層范疇。鉆井揭示川東中下寒武統(tǒng)發(fā)育兩套區(qū)域展布的膏鹽巖層[15-17]，如座3井在下寒武統(tǒng)鉆遇厚近60 m的膏鹽巖層，建深1井在中寒武統(tǒng)鉆遇厚逾600 m膏鹽巖層[18]，太和1井在中寒武統(tǒng)也鉆遇厚層膏鹽巖層，五科1井鉆至中寒武統(tǒng)膏鹽巖層完鉆。因此，川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖之下兼具“深層”與“鹽下”特征。

本文基于川東周緣野外露頭與鉆井資料綜合分析，通過對區(qū)內(nèi)逾6×104km2地震資料進行深層構(gòu)造精細解釋，刻畫川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖層平面展布，探討川東深層鹽下震旦系—寒武系天然氣成藏條件，指出近期有利勘探方向，該領(lǐng)域如獲突破將成為四川盆地重要的戰(zhàn)略接替勘探領(lǐng)域。

1　研究區(qū)地質(zhì)背景

川東泛指四川盆地東部，東南以北東向的齊岳山斷裂和湘鄂西隔槽式褶皺帶毗鄰，西北以北北東向的華鎣山斷裂與川中地塊相鄰，東西寬約170 km[19]，北至南大巴沖斷帶，南至重慶—南川—武隆，總面積約4.5×104km2[20-21]。川東地面構(gòu)造為中國最典型的隔擋式褶皺發(fā)育區(qū)[22-23]，背斜窄長而高陡，延伸長達150～200 km[24]，向斜寬闊而平坦[25]；以北東向、北北東向構(gòu)造為主[20]，是多期構(gòu)造活動復(fù)合、聯(lián)合與疊加的結(jié)果[26]（見圖1），又稱為“川東褶帶”[27]、“川東高陡構(gòu)造”[21]與“川東侏羅山式褶皺”[26]。

川東基底具雙層結(jié)構(gòu)特征，下部為深變質(zhì)結(jié)晶基底，上部由中淺變質(zhì)的冷家溪群與板溪群褶皺基底組成，板溪群常作為“準(zhǔn)蓋層”[28-30]。基底之上沉積厚達萬米的碳酸鹽巖、砂泥巖夾膏鹽巖[26]。川東震旦系之下發(fā)育變質(zhì)基底頂面、板溪群等深層次滑脫層，之上發(fā)育中下寒武統(tǒng)膏鹽巖、志留系頁巖、三疊系嘉陵江組—雷口坡組膏鹽巖等滑脫層[29,31-35]（見圖2）。

2　四川盆地東部寒武系膏鹽巖發(fā)育特征

2.1 膏鹽巖縱向剖面發(fā)育特征

川東寒武系縱向上發(fā)育兩套膏鹽巖，分別位于下寒武統(tǒng)石龍洞組與中寒武統(tǒng)覃家廟組，屬中下寒武統(tǒng)的海退沉積序列[36]，代表從淺灘到潮坪、澙湖向上變淺的沉積序列，屬淺水碳酸鹽緩坡和淺水蒸發(fā)臺地相沉積[37]。自南西向北東方向，膏鹽巖發(fā)育層位由石龍洞組向覃家廟組逐漸變新[38]，膏鹽巖厚度由石龍洞組向覃家廟組逐漸加厚。座3井石龍洞組底部為含云質(zhì)鮞粒灰?guī)r，之上為灰質(zhì)云巖、云巖，中上部發(fā)育厚約60 m的膏鹽巖，膏巖中夾有5層薄鹽巖[38]；建深1井覃家廟組底部為砂屑云巖，中上部見有巨厚含膏鹽巖的致密白云巖與膏鹽巖互層現(xiàn)象，膏鹽巖累計厚達622.5 m，其中純石膏巖9層厚達56.5 m，含膏鹽巖、膏質(zhì)鹽巖和鹽巖累計厚達120 m[17,38]。膏鹽巖主要巖石類型為粉砂質(zhì)白云巖、白云巖與石膏（夾石鹽）互層，露頭以膏溶角礫巖、石鹽假晶、次生石膏為標(biāo)志[16,39]。

圖2　四川盆地東部震旦系—寒武系綜合地層柱狀剖面圖

座3井下寒武統(tǒng)石龍洞組膏鹽巖在測井上響應(yīng)明顯，表現(xiàn)為井徑明顯擴大，說明膏鹽巖受鉆井液影響發(fā)生溶解而形成井徑擴大。受此影響，密度測井曲線值明顯降低、聲波時差值明顯升高，深、淺雙側(cè)向電阻率正差異且淺測向電阻率值明顯減小（見圖3a）。過座3井地震剖面顯示下寒武統(tǒng)膏鹽巖層在地震剖面上具塑性聚集的響應(yīng)特征，沿膏鹽巖層上下形成明顯的 波阻抗反射包絡(luò)面。膏鹽巖層也是一套滑脫層，滑脫 層之上發(fā)育前翼突破斷層傳播褶皺（見圖3b）。

2.2 膏鹽巖橫向平面展布特征

野外露頭與鉆井資料揭示上揚子區(qū)中下寒武統(tǒng)兩套膏鹽巖具區(qū)域性展布特征[16-17,38]，但川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖的平面厚度變化特征尚不明確。由于下寒武統(tǒng)石龍洞組與中寒武統(tǒng)覃家廟組縱向上較為接近，在地震剖面上很難將這兩套膏鹽巖層區(qū)分開來，因此筆者統(tǒng)稱之為中下寒武統(tǒng)膏鹽巖?；诟帑}巖在地震剖面上塑性聚集的響應(yīng)特征，筆者對川中—川東逾6×104km2范圍內(nèi)二維、三維地震測線“塑性聚集層”頂、底包絡(luò)面進行層位追蹤，并對這套塑性層厚度進行平面成圖，塑性層厚度變化間接反映了膏鹽巖平面厚度的變化。結(jié)果顯示廣安—渠縣—平昌—線以西的川中地區(qū)不發(fā)育膏鹽巖，以東地區(qū)膏鹽巖具區(qū)域展布特征（見圖4）。川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖受華鎣山斷裂與齊岳山斷裂伸展活動與灘后局限澙湖環(huán)境的影響而形成。

3　四川盆地東部深層構(gòu)造樣式

中下寒武統(tǒng)厚度大且區(qū)域展布的膏鹽巖滑脫層在川東構(gòu)造形變中起到了決定性作用。燕山期，受南東到北西方向擠壓力作用，該套滑脫層上、下形成完全不同的構(gòu)造變形樣式?；搶又习l(fā)育逆沖斷層相關(guān)褶皺，包括斷層轉(zhuǎn)折褶皺、斷層傳播褶皺、疊瓦逆沖褶皺、膝折構(gòu)造與構(gòu)造楔等；受川中剛性塊體阻擋，川東自西向東第1排華鎣山構(gòu)造斷層傾向南東，依次向南東方向的其他幾排構(gòu)造斷層均傾向北西?；搶又掳l(fā)育寬緩背斜，為震旦系甚至褶皺基底受川東基底深層滑脫層活動影響發(fā)生褶皺作用導(dǎo)致（見圖1、圖5）。

基于上述對構(gòu)造樣式的分析，對川東覆蓋范圍達2.5×104km2二維與部分三維地震資料進行整體構(gòu)造解釋，結(jié)果顯示川東寒武系底界發(fā)育北北東向、北東向展布的6～7排深層構(gòu)造，分別為紅花店—華鎣山北、涼水井—蒲包山—雷音鋪、大天池、七里峽—溫泉井、南門場與云安場構(gòu)造（見圖6），構(gòu)造圈閉面積大，展現(xiàn)了川東深層巨大的勘探潛力。

4　四川盆地東部深層鹽下震旦系—寒武系天然氣成藏條件

4.1 烴源巖

4.1.1 震旦系陡山沱組烴源巖

圖3　座3井下寒武統(tǒng)石龍洞組膏鹽巖測井與地震響應(yīng)（GR—自然伽馬；Rd—井徑；Δt—聲波時差；

圖4　川中—川東地區(qū)中下寒武統(tǒng)含膏鹽巖層厚度預(yù)測圖

圖5　川東地區(qū)北西—南東向區(qū)域地震解釋剖面（剖面位置見圖1）

圖6　川東地區(qū)寒武系底界構(gòu)造圖

圖7　川東震旦系—寒武系烴源巖野外露頭照片

圖8　川東震旦系—寒武系烴源巖厚度等值線圖

陡山沱組沉積期，川中地區(qū)為水下隆起區(qū)，屬潮坪相沉積環(huán)境，如女基井沉積泥質(zhì)云巖、石英砂巖夾薄層綠灰色頁巖，地層厚度僅9 m，烴源巖不發(fā)育；自川中向川東，沉積水體逐漸加深，由潮坪相漸變?yōu)殛懪锵?、盆地相沉積，烴源巖逐漸發(fā)育，如城口高燕、明月地區(qū)沉積一套盆地相黑色炭質(zhì)頁巖、灰黑色粉砂質(zhì)頁巖夾薄層含錳頁巖（見圖7a），巫溪康家坪烴源巖厚約20 m，而城口明月地區(qū)厚達百米（見圖8a）。由于陡山沱組烴源巖處于高—過成熟階段，生烴潛量（S1+S2）等指標(biāo)已失去原始地質(zhì)指示意義，因此本文用殘余有機碳含量表征高—過成熟烴源巖的有機質(zhì)豐度。城口縣城—明月鄉(xiāng)公路旁陡山沱組下部黑色頁巖厚約25 m，8個樣品總有機碳含量（TOC）為1.23%～3.58%，平均為1.94%（見圖9a），為好烴源巖。烴源巖干酪根有機碳同位素組成是判斷烴源巖母質(zhì)類型常用方法，梁狄剛等提出用δ13C為?26‰、?29‰作為區(qū)分海相Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ型干酪根的兩個指標(biāo)界限[40]；萬源大竹與城口高燕地區(qū)4個樣品的δ13C值為?33.3‰～?31.5‰，平均為?32.1‰（見表1），為Ⅰ型干酪根，其母質(zhì)主要來源于海洋浮游生物[41]。城口縣城—明月鄉(xiāng)公路旁陡山沱組黑色頁巖8個樣品最高熱解溫度（Tmax）為559～593 ℃，平均為576 ℃（見圖9a）；萬源大竹與城口高燕地區(qū)4個樣品的等效鏡質(zhì)體反射率（Ro）為1.740%～4.032%，平均為3.126%（見表1），處于高—過成熟階段，以生氣為主。綜上，川東地區(qū)陡山沱組發(fā)育一套厚度較?。?～20 m）、有機碳含量高、Ⅰ型干酪根、處于高—過成熟生氣階段的烴源巖。

圖9　川東地區(qū)陡山沱組—水井沱組地球化學(xué)柱狀圖

表1　川東地區(qū)震旦系—寒武系烴源巖有機地球化學(xué)特征

4.1.2 震旦系燈三段烴源巖

燈三段指燈影組沉積早期末區(qū)域抬升運動后在區(qū)域拉張環(huán)境下所發(fā)育的一套“碎屑巖層”沉積[42]，川東地區(qū)主要為陸棚相、盆地相沉積。城口高燕、休齊地區(qū)沉積了一套藍灰色及黑色薄層泥巖，厚約6 m（見圖7b），TOC值達1.8%，為好烴源巖；城口高燕2個樣品的干酪根有機碳同位素為?36.8‰、?36.6‰，為Ⅰ型干酪根，其母質(zhì)主要來源于海洋自養(yǎng)菌[41]；烴源巖熱解最高溫度達491 ℃，城口高燕2個樣品的Ro值分別為3.412%和2.740%，處于高—過成熟階段，以生氣為主（見表1）。綜上，川東地區(qū)燈三段發(fā)育一套厚度薄、有機碳含量高、Ⅰ型干酪根、處于高—過成熟生氣階段的烴源巖。4.1.3 下寒武統(tǒng)水井沱組烴源巖

下寒武統(tǒng)烴源巖是四川盆地區(qū)域性烴源巖[43]，其分布面積廣、厚度大、有機碳含量高，以腐泥型為主，熱演化達過成熟階段。川東地區(qū)下寒武統(tǒng)水井沱組主要為陸棚相、盆地相沉積，城口、巫溪地區(qū)水井沱組底部沉積黑灰色硅質(zhì)巖夾黑色薄層頁巖，厚約10～20 m（見圖7c），之上為黑色頁巖，厚達百米（見圖7d），再之上為灰綠色粉砂質(zhì)泥巖。城口高觀鎮(zhèn)—休齊石溪河公路旁一背斜核部水井沱組下部未出露，背斜西南翼出露水井沱組中部黑色泥巖，之上與石牌組相接觸。該剖面出露水井沱組黑色泥巖，厚約60 m，16個樣品有機碳含量為0.60%～2.51%，平均為1.43%，為好烴源巖（見圖9b）；城口龍?zhí)锱c明月地區(qū)5個樣品的干酪根有機碳同位素為?34.10‰～?30.40‰，平均為?31.63‰（見表1），為Ⅰ型干酪根，其母質(zhì)主要來源于海洋浮游生物[41]。城口高觀鎮(zhèn)—休齊石溪河公路旁水井沱組黑色泥巖16個樣品最高熱解溫度為512～595 ℃，平均為540 ℃；城口龍?zhí)锱c明月地區(qū)5個樣品的Ro值為1.221%～3.901%，平均為2.756%，處于高—過成熟階段，以生氣為主（見表1）。綜上，川東地區(qū)水井沱組發(fā)育一套厚度大（見圖8b）、有機碳含量高、Ⅰ型干酪根、處于高—過成熟生氣階段的優(yōu)質(zhì)烴源巖。

因此，基于川東周邊鉆井及野外露頭綜合分析，認為川東鹽下震旦系—寒武系發(fā)育陡山沱組、燈三段與水井沱組3套烴源巖，其地球化學(xué)指標(biāo)較為接近，但水井沱組分布范圍廣、厚度大，是該區(qū)最為重要的烴源巖。

4.2 儲集層

結(jié)合四川盆地及其周緣鉆井與露頭資料，認為川東深層鹽下發(fā)育燈二段、燈四段與下寒武統(tǒng)石龍洞組3套主要儲集層，燈二段、燈四段發(fā)育風(fēng)化殼與層間巖溶儲集層，石龍洞組發(fā)育顆粒灘與風(fēng)化殼巖溶儲集層。

4.2.1 震旦系燈影組儲集層

燈影組巖性主要為疊層石、層紋石、凝塊石與核形石等所組成的微生物白云巖，以及砂礫屑、粉屑等顆粒白云巖，其有利沉積相帶為臺地丘、灘相復(fù)合體；燈三段的“碎屑巖層”將燈影組縱向劃分為燈二段與燈四段兩套儲集層。川東地區(qū)燈影組發(fā)育臺地相與臺緣相沉積，如湖北利川魚皮澤構(gòu)造利1井燈影組實鉆垂厚達833.5 m，巫溪康家坪燈影組厚達711.0 m，丘灘相發(fā)育，為臺地邊緣相沉積；由利1井向東南方向，鄂參1井鉆遇厚度僅92.5 m，由巫溪康家坪向西北方向，城口明月厚度僅104 m，發(fā)育薄層泥晶灰?guī)r，為斜坡—盆地相沉積（見圖10）。

圖10　城口明月—鄂參圖1　井北西—南東向燈影組對比剖面（剖面位置見圖1）

震旦系燈影組風(fēng)化殼巖溶儲集層的形成受晚震旦世—早寒武世早期3期區(qū)域抬升運動的控制[42]。燈影組沉積早期末，四川盆地及其周緣發(fā)生區(qū)域抬升運動，使燈二段出露地表遭受風(fēng)化剝蝕形成風(fēng)化殼巖溶儲集層；如巫溪土城燈影組屬于臺地邊緣相沉積，燈二段為微生物云巖，之上沉積燈三段灰綠色泥巖，再之上沉積燈四段白云巖，燈二段上部受區(qū)域抬升運動影響發(fā)育風(fēng)化殼巖溶儲集層。震旦紀末、梅樹村組沉積期末，四川盆地及其周緣發(fā)生了兩期區(qū)域抬升運動，有利于燈四段頂部形成巖溶風(fēng)化殼型儲集層；如利1井在燈四段發(fā)育3層厚39 m的風(fēng)化殼巖溶儲集層，溶蝕孔洞發(fā)育。此外，燈影組沉積期間，海平面頻繁升降運動使燈影組暴露于大氣環(huán)境之下，也有利于層間巖溶儲集層發(fā)育。

4.2.2 下寒武統(tǒng)石龍洞組儲集層

川東地區(qū)石龍洞組為深灰色中—厚層狀白云巖、灰黑色中—厚層狀灰?guī)r，具似豹皮狀白云巖花斑特征，縱向上可劃分為5個沉積旋回[44]，每一旋回的高位域均發(fā)育顆粒灘體。川東地區(qū)石龍洞組處于淺水潮下緩坡沉積環(huán)境，緩坡帶內(nèi)局部凹陷區(qū)形成淺水蒸發(fā)巖盆，形成典型的淺水（水下）蒸發(fā)巖[45]，這與地震資料刻畫的石龍洞組膏鹽巖大面積分布相一致（見圖4）。一般蒸發(fā)膏鹽盆周緣顆粒灘體發(fā)育，石龍洞組膏鹽盆周緣有利于高能顆粒灘體發(fā)育，易于形成顆粒灘型儲集層。

川東下寒武統(tǒng)沉積后發(fā)生區(qū)域抬升運動，下、中寒武統(tǒng)之間發(fā)生沉積間斷，兩者之間呈平行不整合接觸[46-47]，有利于石龍洞組巖溶風(fēng)化殼型儲集層發(fā)育，石龍洞組頂部白云巖中常見鳥眼、晶洞、膏鹽假晶等暴露沉積構(gòu)造。重慶石柱雙流壩、彭水牌坊鄉(xiāng)在石龍洞組頂部巖溶洞穴發(fā)育，洞穴高約2～3 m，內(nèi)部堆積巖溶角礫巖。利1井石龍洞組巖心巖溶洞穴發(fā)育，洞穴內(nèi)充填角礫狀溶孔云巖，鉆井過程中見井漏，測井解釋4層儲集層厚17 m，孔隙度最大達22.9%、滲透率最大達445×10?3μm2。

4.3 生儲蓋組合及特征

川東深層鹽下震旦系—寒武系發(fā)育兩套區(qū)域性蓋層與一套局部蓋層，兩套區(qū)域性蓋層分別為水井沱組厚層泥頁巖與石龍洞組—覃家廟組厚層膏鹽巖層，局部蓋層為燈三段“碎屑巖層”。水井沱組泥頁巖是川東深層鹽下良好的區(qū)域性蓋層，其在川東逾4×104km2范圍內(nèi)大面積連續(xù)分布，厚度由川中向湘鄂西、川東北逐漸增加，如川中廣探2井厚120 m，湘鄂西鄂參1井、川東北城口地區(qū)厚度超過200 m。石龍洞組—覃家廟組發(fā)育的厚層膏鹽巖是川東深層鹽下最好的區(qū)域性蓋層，如前所述其在川東區(qū)域性展布，且厚度由川中向川東逐漸增加，由幾十米增厚至千余米（見圖4）。燈三段“碎屑巖層”是一套局部性蓋層，厚度較薄且變化較大，由幾十厘米至幾十米不等，不同地區(qū)巖性分別為泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)白云巖與硅質(zhì)巖等[42]。

川東深層鹽下具備良好的生儲蓋配置，縱向自下而上發(fā)育3套生儲蓋組合。第1套生儲蓋組合，陡山沱組與燈三段泥頁巖為烴源巖，燈二段風(fēng)化殼與層間巖溶為儲集層，燈三段泥頁巖為直接蓋層；陡山沱組自下向上為燈二段儲集層提供烴源，而燈三段泥頁巖與燈二段巖溶風(fēng)化殼儲集層呈“填平補齊”式鑲嵌接觸，向其側(cè)向及高部位提供烴源，燈三段泥頁巖是上覆直接蓋層，因此該套生儲蓋組合具有“下生上儲”與“上生下儲”的特征。第2套生儲蓋組合，水井沱組泥頁巖為烴源巖與區(qū)域性蓋層，燈四段風(fēng)化殼與層間巖溶為儲集層；水井沱組泥頁巖與燈四段風(fēng)化殼巖溶儲集層呈鑲嵌接觸，向其側(cè)向及高部位提供烴源，而水井沱組泥頁巖是良好蓋層，該套生儲蓋組合具有“上生下儲”的特征。第3套生儲蓋組合，水井沱組泥頁巖為烴源巖，石龍洞組風(fēng)化殼巖溶與顆粒灘為儲集層，中下寒武統(tǒng)膏鹽巖為區(qū)域性蓋層，具有“下生上儲”的特征。

中下寒武統(tǒng)區(qū)域展布的膏鹽巖層將鹽下、鹽上分隔成相對獨立的含油氣系統(tǒng)，阻礙鹽下生成的油氣向鹽上運移成藏，川東多口井鉆探揭示中上寒武統(tǒng)儲集層發(fā)育，但以產(chǎn)水為主，應(yīng)該是受這套區(qū)域性膏鹽巖蓋層的封堵影響。水井沱組泥頁巖是川東深層鹽下的主力烴源巖，與該套烴源巖密切相關(guān)的第2、3套生儲蓋組合優(yōu)于第1套生儲蓋組合。燈四段風(fēng)化殼巖溶儲集層在四川盆地大面積廣泛分布，而川東石龍洞組顆粒灘相儲集層受膏鹽巖影響發(fā)育變差，因此第2套生儲蓋組合優(yōu)于第3套生儲蓋組合。

5　四川盆地東部深層鹽下震旦系—寒武系勘探方向

川東深層鹽下震旦系—寒武系發(fā)育3套烴源巖、3套儲集層、2套區(qū)域性蓋層和3套生儲蓋組合，具備有利的天然氣成藏條件；川東深層鹽下自西向東發(fā)育6～7排大面積構(gòu)造圈閉，具備了大氣區(qū)形成的有利條件，是四川盆地近期重要的戰(zhàn)略接替勘探領(lǐng)域，但近期的勘探方向還需要深入思考。

從天然氣成藏條件與生儲蓋組合分析，水井沱組泥頁巖是川東深層鹽下最為重要的烴源巖，與該套烴源巖密切相關(guān)的燈四段風(fēng)化殼與層間巖溶、石龍洞組顆粒灘與風(fēng)化殼巖溶是重要的儲集層，但由于石龍洞組上部發(fā)育膏鹽巖層，其儲集層尤其是顆粒灘相儲集層的發(fā)育規(guī)模可能較燈四段差，因此川東深層鹽下應(yīng)選擇燈四段儲集層作為勘探首要目的層，其次為石龍洞組與燈二段儲集層，即首選第2套生儲蓋組合，其次選擇第3套、第1套生儲蓋組合。

從油氣運移的主要方向分析，川東在地質(zhì)歷史時期一直處于樂山—龍女寺古隆起與川東北城口生烴坳陷、湘鄂西生烴坳陷之間的斜坡區(qū)，即處于油氣運移的長期有利指向區(qū)。緊鄰川中地區(qū)的座3井—梁平—開江以西地區(qū)是川東最有利的油氣聚集區(qū)，古油藏原油裂解成氣[48]與烴源巖內(nèi)滯留分散可溶有機質(zhì)在高—過成熟階段生氣[49]是川東深層鹽下兩種主要的氣源供給類型。

從3套儲集層平面發(fā)育規(guī)模分析，受晚震旦世—早寒武世早期3期區(qū)域抬升運動影響，燈四段、燈二段風(fēng)化殼與層間巖溶儲集層在川東大面積廣泛分布；受川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖由川中向川東逐漸增厚影響（見圖4），石龍洞組顆粒灘型儲集層由川中向川東將逐漸變差。因此，緊鄰川中地區(qū)的座3井—梁平—開江以西地區(qū)不僅燈二段、燈四段儲集層發(fā)育，而且石龍洞組顆粒灘型儲集層也相對較好，是川東最有利的勘探地區(qū)。

從構(gòu)造圈閉發(fā)育規(guī)模與埋深分析，川東自西向東發(fā)育的6～7排構(gòu)造圈閉面積均較大，但構(gòu)造圈閉的埋深具有向東南、東北方向逐漸加深的趨勢。如以勘探目的層為燈四段、進入燈影組200 m完鉆計算，川東緊鄰川中地區(qū)的頭3排構(gòu)造鉆探深度在6 600～6 900 m，而向東南、東北方向鉆探深度將逐漸增加到7 500 m左右。因此，從鉆探深度考慮也應(yīng)首選川東的西部地區(qū)構(gòu)造圈閉進行勘探。

從天然氣藏后期保存條件分析，盆地邊緣由于后期構(gòu)造活動性強，保存條件較差，勘探選區(qū)選帶應(yīng)當(dāng)慎重。如盆地邊緣的利1井、丁山1與寧1井等均產(chǎn)水，說明印支運動、燕山運動和喜馬拉雅運動等對盆地邊緣早期形成的天然氣藏產(chǎn)生了明顯的破壞作用。

綜上所述，認為緊鄰川中地區(qū)的第1排紅花店—華鎣山北構(gòu)造、第2排涼水井—蒲包山—雷音鋪構(gòu)造、第3排大天池構(gòu)造等震旦系—寒武系發(fā)育有利的天然氣成藏條件，處于油氣運聚的長期指向區(qū)，且埋深較淺、遠離盆地邊緣，是川東近期最為有利的勘探區(qū)帶（見圖11），建議擇優(yōu)評價進行井位部署。

圖11　川東震旦系—寒武系有利勘探區(qū)帶構(gòu)造圖

紅花店—華鎣山北構(gòu)造為緊鄰川中地區(qū)的第1排構(gòu)造，水井沱組烴源巖厚度大、3套儲集層均發(fā)育，構(gòu)造圈閉面積大，勘探目的層為華鎣山斷裂下盤川中地塊東延地層（見圖5）。以華鎣山北構(gòu)造為例，寒武系底界高點海拔?5 500 m，圈閉閉合度550 m，圈閉面積達140 km2。

涼水井—蒲包山—雷音鋪構(gòu)造為緊鄰川中地區(qū)的第2排構(gòu)造，水井沱組烴源巖厚度大，燈四段、燈二段儲集層大面積發(fā)育，石龍洞組儲集層較發(fā)育。以蒲包山構(gòu)造為例，高點海拔?5 530 m，圈閉閉合度720 m，圈閉面積220 km2。

大天池構(gòu)造為緊鄰川中地區(qū)的第3排構(gòu)造，水井沱組烴源巖厚度大，燈四段、燈二段儲集層大面積發(fā)育，石龍洞組儲集層較發(fā)育，構(gòu)造圈閉面積大。該構(gòu)造高點海拔?5 880 m，圈閉閉合度920 m，圈閉面積達580 km2。

6　結(jié)論

川中—川東逾6×104km2范圍內(nèi)地震資料精細解釋揭示川東中下寒武統(tǒng)膏鹽巖具區(qū)域性展布特征，膏鹽巖層之上發(fā)育斷層相關(guān)褶皺，之下發(fā)育北北東、北東向展布的6～7排大面積寬緩背斜。川東深層鹽下震旦系—寒武系具備有利的天然氣成藏條件：發(fā)育陡山沱組、燈三段與水井沱組3套有機碳含量高、Ⅰ型干酪根、處于高—過成熟演化階段的烴源巖，但以水井沱組為主；發(fā)育燈二段、燈四段風(fēng)化殼與層間巖溶儲集層及石龍洞組顆粒灘與風(fēng)化殼巖溶儲集層；發(fā)育中下寒武統(tǒng)膏鹽巖與水井沱組泥頁巖兩套區(qū)域性蓋層，發(fā)育3套生儲蓋組合，與水井沱組烴源巖密切相關(guān)的第2、3套生儲蓋組合優(yōu)于第1套。川東深層鹽下震旦系—寒武系近期勘探方向：縱向上應(yīng)首選燈四段，其次選擇石龍洞組、燈二段作為主要目的層；平面上緊鄰川中地區(qū)的紅花店—華鎣山北構(gòu)造、涼水井—蒲包山—雷音鋪構(gòu)造、大天池構(gòu)造等發(fā)育有利的天然氣成藏條件，處于油氣運聚的長期指向區(qū)，且埋深較淺、遠離盆地邊緣，是最為有利的勘探區(qū)帶，建議擇優(yōu)評價進行井位部署。

致謝：本文研究過程中得到中國石油勘探開發(fā)研究院趙文智、鄒才能、胡素云、張義杰、汪澤成、管樹巍等專家的大力指導(dǎo)，李秋芬、江青春、翟秀芬、胡英、王春明等參與了部分研究工作；中國石油西南油氣田公司徐春春、沈平、張健、余明清、鐘克修、曹剛、楊光、宋家榮、唐大海、范毅等專家在研究過程中提出了寶貴意見并多次進行有益討論，在此一并表示感謝！

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（編輯 黃昌武）

Accumulation conditions and exploration directions of natural gas in deep subsalt Sinian-Cambrian System in the eastern Sichuan Basin, SW China

Gu Zhidong1, Yin Jifeng1, Yuan Miao1, Bo Dongmei1, Liang Dongxing1, Zhang Hang2, Zhang Li1
(1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China; 2. Northeastern
Sichuan Gas Mine of PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company, Dazhou 635000, China)

Abstract:Based on comprehensive analysis of outcrops and drilling data, and interpretation of more than 6×104km2seismic data, this paper delineates the regional distribution of the gypsum-salt layers in Middle-Lower Cambrian in eastern Sichuan Basin, and discusses accumulation conditions for natural gas in deep subsalt Sinian-Cambrian System in eastern Sichuan Basin, and points out favorable exploration directions. There are two sets of regional gypsum-salt layers in the Middle-Lower Cambrian in eastern Sichuan Basin, which are regional detachment layers, with fault-related folds occurring above and broad anticlines occurring below. There are 6-7 rows of NNE and NE trending large traps developed under the salt. Good space configuration of source rocks, reservoirs and cap rocks provide favorable accumulation conditions for natural gas in the deep subsalt in this region: three sets of hydrocarbon source rocks including Sinian Doushantuo Formation, the third Member of Sinian Dengying Formation, and dominant Cambrian Shuijingtuo Formation; three sets of weathering crust karst reservoirs and grain beach reservoirs including the second and fourth Members of Sinian Dengying Formation, and Cambrian Shilongdong Formation; and the regional cap of gypsum-salt in the Middle-Lower Cambrian and shale in Shuijingtuo Formation. The top target in deep subsalt exploration in eastern Sichuan Basin should be the fourth Member of Dengying Formation, followed by Shilongdong Formation and the second Member of Dengying Formation, and areas on migration direction with appropriate burial depth and being far away from the edge of the basin should be the first choices in exploration. Therefore, the favorable hydrocarbon exploration areas in the near future are the Honghuadian-North Huaying Mountain, Liangshuijing-Pubao Mountain-Leiyinpu, and Datianchi structural belts.

Key words:eastern Sichuan Basin;(ultra-)deep stratum exploration; gypsum-salt; subsalt reservior; Sinian; Cambrian; accumulation condition; exploration direction

收稿日期：2014-02-14 修回日期：2015-02-10

作者簡介：第一谷志東（1979-），男，遼寧凌海人，博士，中國石油勘探開發(fā)研究院工程師，主要從事構(gòu)造地質(zhì)與油氣成藏研究。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號，中國石油勘探開發(fā)研究院石油地質(zhì)研究所，郵政編碼：100083。E-mail: guzhidong@petrochina.com.cn

DOI:10.11698/PED.2015.02.02

文章編號：1000-0747(2015)02-0137-13

文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TE122.1

基金項目：國家油氣科技重大專項“海相碳酸鹽巖油氣資源潛力與大油氣田形成條件、分布規(guī)律研究”（2011ZX05004-001）；