川東南涪陵地區(qū)構(gòu)造演化與油氣成藏關(guān)系

鄒玉濤　李讓彬　張　新

（中國(guó)石油化工股份有限公司勘探分公司研究院）

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川東南涪陵地區(qū)構(gòu)造演化與油氣成藏關(guān)系

鄒玉濤李讓彬張新

（中國(guó)石油化工股份有限公司勘探分公司研究院）

摘要利用地震、地質(zhì)資料，系統(tǒng)分析了川東南涪陵地區(qū)印支期至今構(gòu)造演化特征及其對(duì)油氣聚集的控制作用。研究認(rèn)為涪陵地區(qū)印支期—燕山早期構(gòu)造抬升呈現(xiàn)南北高，中部低的鞍狀特點(diǎn)、晚燕山期開始擠壓，至喜山期擠壓作用最活躍。結(jié)合涪陵地區(qū)沉積埋藏史，認(rèn)為海相上組合各層系油氣成藏受構(gòu)造作用控制，整體經(jīng)歷了印支期—燕山早期古油藏形成、燕山中晚期古氣藏發(fā)育和喜山期氣藏調(diào)整改造的過程，但不同層位不同圈閉類型受構(gòu)造控制作用不同。圖9參9

關(guān)鍵詞涪陵地區(qū)構(gòu)造演化油氣成藏

0　引言

涪陵地區(qū)位于四川盆地川東高陡斷褶帶中部，構(gòu)造樣式特殊，歷來為地學(xué)界所關(guān)注。地質(zhì)學(xué)者們通過地質(zhì)及地震進(jìn)行過大量的研究工作[1-4]，關(guān)于川東地區(qū)構(gòu)造演化過程存在較大的分歧。涪陵地區(qū)油氣勘探時(shí)間較長(zhǎng)，在背斜和向斜區(qū)海陸相多個(gè)層位均獲得工業(yè)氣流，且具有較大的勘探前景，但目前關(guān)于構(gòu)造演化對(duì)油氣成藏的控制作用研究較少，各層位油氣聚集規(guī)律認(rèn)識(shí)不夠充分。本文以地震資料為基礎(chǔ)，試圖通過川東涪陵地區(qū)構(gòu)造特征分析，厘定印支期至今構(gòu)造演化過程，探討構(gòu)造演化與油氣成藏關(guān)系，指導(dǎo)該區(qū)下一步油氣勘探工作。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

川東高陡斷褶帶西以華鎣山斷裂為界與川中隆起相鄰，東至川鄂邊境的齊岳山斷裂帶，由一系列弧形山脈組成，區(qū)域構(gòu)造線主體走向NNE，向北轉(zhuǎn)變?yōu)镹EE并收斂（圖1）。山體是以二疊系—三疊系為核心的背斜，兩翼極不對(duì)稱，一般緩翼地層傾角20°～30°，陡翼地層傾角40°～70°或地層直立倒轉(zhuǎn)，山脈之間寬廣的谷地是侏羅系組成的向斜（圖1），構(gòu)造上和地貌上都呈現(xiàn)典型的隔擋式。研究區(qū)位于川東高陡斷褶帶中部，地處重慶市忠縣、墊江和梁平三個(gè)行政縣管轄，且研究區(qū)周邊發(fā)育多個(gè)氣田，縱向勘探層位多。研究區(qū)橫跨多個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，北起黃泥塘構(gòu)造南段，南抵黃草峽構(gòu)造和焦石壩構(gòu)造，中部包括茍家場(chǎng)構(gòu)造，整體處于萬州復(fù)向斜區(qū)。

圖1　川東南涪陵地區(qū)構(gòu)造綱要圖

四川盆地經(jīng)歷了早古生代克拉通坳陷、晚古生代克拉通裂陷、中新生代前陸坳陷幾個(gè)演化階段。印支期初具盆地雛形,后經(jīng)喜山期強(qiáng)烈的壓扭性斷褶活動(dòng)改造而形成現(xiàn)在的構(gòu)造格局。期間川東地區(qū)沉積厚逾萬米的海相和陸相沉積蓋層[5]，受縱向上發(fā)育的2套主要膏鹽滑脫層（寒武系、雷口坡組—嘉陵江組）及1套次要泥頁(yè)巖滑脫層（志留系）影響，川東地區(qū)縱向上構(gòu)造形成、演化具有差異性，構(gòu)造形態(tài)截然不同。因此，多期構(gòu)造活動(dòng)復(fù)合疊加，多套滑脫層聯(lián)合影響，形成川東復(fù)雜的復(fù)背斜與復(fù)向斜相間排列的隔檔式褶皺面貌[6]。

2　構(gòu)造特征

2.構(gòu)造平面特征

涪陵地區(qū)構(gòu)造呈北東向帶狀展布，展布方向與兩側(cè)的華鎣山斷裂和齊岳山斷裂一致。總體上構(gòu)造軸線向西北方向呈弧形凸出。斷層展布表現(xiàn)為常與構(gòu)造高帶伴生，同走向排列和展布，背斜帶解體為主體構(gòu)造和兩側(cè)潛伏構(gòu)造，平行隆凹相間的構(gòu)造格局。

2.2構(gòu)造形變分層

川東過黃泥塘構(gòu)造南東向地震解釋剖面顯示雷口坡組—嘉陵江組膏鹽層和寒武系膏鹽層等2個(gè)主要滑脫層分隔的地層有著明顯的差異構(gòu)造變形，使之成為上、中、下三個(gè)個(gè)構(gòu)造形變層(圖2)。由于構(gòu)造的分層性，各構(gòu)造層在構(gòu)造樣式、褶皺類型等均存在一定的差異。

圖2　川東構(gòu)造形變層劃分圖

上部構(gòu)造層侏羅系—中三疊統(tǒng)雷口坡組褶皺變形，向斜區(qū)地層平緩，斷褶帶地層高陡，地層傾角大于40°，甚至直立倒轉(zhuǎn)，背斜核部剝蝕較為嚴(yán)重，斷層規(guī)模較小，多發(fā)育于向斜區(qū)；中部構(gòu)造層下三疊統(tǒng)嘉陵江組—寒武系構(gòu)造復(fù)雜，斷層極為發(fā)育，志留系發(fā)育厚層泥頁(yè)巖作為次級(jí)滑脫層，不同時(shí)期斷層發(fā)育具有明顯的分層性。下部構(gòu)造層寒武系以下地層變形相對(duì)較弱，構(gòu)造相對(duì)平緩。

3　構(gòu)造演化特征

3.1印支期演化特征

中三疊世晚期整個(gè)四川盆地結(jié)束了海相沉積，印支運(yùn)動(dòng)在區(qū)域上繼承性形成了瀘州—開江剝蝕古隆起。通過研究區(qū)雷口坡組剝蝕殘余厚度圖顯示涪陵地區(qū)夾持于南北古隆起之間，整體呈現(xiàn)南北高，中部低的馬鞍狀（圖3A）。這一時(shí)期研究區(qū)主要以抬升作用為主，地震剖面顯示雷口坡組厚度中間厚，分別向北向南低角度削截減薄(圖3B)。晚三疊世由于印支運(yùn)動(dòng)使大巴山褶皺回返，包括涪陵地區(qū)在內(nèi)的前緣坳陷沉積了須家河組砂礫巖夾煤系地層，但研究區(qū)古地貌形態(tài)基本沒有改變，上伏須家河組由中部向北向南分別低角度超覆減薄。

圖3　A涪陵地區(qū)雷口坡組殘留厚度等值線圖

圖3　B涪陵地區(qū)NE向測(cè)線地震剖面

3.2燕山期演化特征

侏羅紀(jì)涪陵地區(qū)繼承了印支晚期大巴山前緣坳陷沉積格局，瀘州—開江古隆起在晚三疊世末繼承性低幅度抬升，但整體保持印支期隆起形態(tài)，早侏羅統(tǒng)自流井組珍珠沖段以微角度由中部向北向南分別超覆，地層厚度變化相對(duì)于須家河組較小。同時(shí)在中侏羅統(tǒng)沙溪廟組沉積時(shí)期前，受北側(cè)的大巴山地區(qū)逆沖推覆擠壓作用，在涪陵地區(qū)發(fā)育NW向擠壓斷裂（圖4），斷裂向上斷至下侏羅統(tǒng)涼高山組頂部，向下消失于雷口坡組—嘉陵江組膏鹽層。

圖4　拔山寺向斜興隆場(chǎng)地區(qū)下侏羅統(tǒng)斷裂體系

燕山晚期華南板塊內(nèi)部發(fā)生了大規(guī)模的由SE 向NW的推覆作用，從雪峰—江南古陸地區(qū)經(jīng)湘西北至川東，沖斷作用由SE向NW擴(kuò)展，川東地區(qū)NE向構(gòu)造發(fā)育，膏鹽層受擠壓作用開始塑性變形，中形變層構(gòu)造變形主要發(fā)育在這個(gè)時(shí)期，印支期古地貌格局發(fā)生改變，川東排狀構(gòu)造主要形成雛形時(shí)期。

3.3喜山期構(gòu)造演化特征

喜山期時(shí)涪陵地區(qū)乃至整個(gè)四川盆地構(gòu)造演化的重要時(shí)期，盆地沉積蓋層全面卷入褶皺變形，斷裂發(fā)育。研究區(qū)早期構(gòu)造在喜山期進(jìn)一步擠壓加強(qiáng)，斷褶帶背斜形態(tài)由早起寬緩褶皺逐漸演化形成兩翼高角度或倒轉(zhuǎn)褶皺，局部高陡帶背斜核部被喜山期形成的斷裂破壞，上盤地層高角度沖起，通天斷裂發(fā)育，川東構(gòu)造格局基本定型，形成現(xiàn)今復(fù)雜的復(fù)背斜與復(fù)向斜相間排列的隔檔式褶皺面貌（圖5，截取圖1 中b-b’的剖面測(cè)線位置）。

4　構(gòu)造演化與油氣聚集

油氣聚集成藏的關(guān)鍵是烴源、儲(chǔ)集體與圈閉等各種成藏要素的有效匹配。涪陵地區(qū)主要發(fā)育有志留系、上二疊系等兩套海相有效烴源巖。儲(chǔ)集體主要為嘉陵江組淺灘儲(chǔ)層、飛仙關(guān)組鮞?；?guī)r儲(chǔ)層、長(zhǎng)興組礁灘儲(chǔ)層、茅口組和石炭系巖溶儲(chǔ)層。圈閉時(shí)各時(shí)期形成或改造后的構(gòu)造圈閉、巖性圈閉和巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉。結(jié)合涪陵地區(qū)沉積埋藏史，將涪陵地區(qū)油氣聚集分為以下3個(gè)時(shí)期（圖6，截取圖1中b-b’的剖面測(cè)線位置）。

圖5　川東南涪陵地區(qū)SE向測(cè)線構(gòu)造演化剖面圖

圖6　川東南涪陵地區(qū)FL-06-133測(cè)線氣藏演化模式圖

4.1印支期—燕山早期古油藏形成

早二疊世晚期，志留系烴源巖進(jìn)入生油窗，開始向上覆石炭系儲(chǔ)層初次運(yùn)移，隨著沉積蓋層增厚，在中三疊世晚期開始進(jìn)入生排烴高峰期，川東很多地區(qū)的Ro值已演化至1.3%。志留系上覆石炭系儲(chǔ)層聚集形成古油藏，主要分布在涪陵南北兩古隆起周緣。在印支運(yùn)動(dòng)后研究區(qū)隨著蓋層增厚，燕山早期上二疊統(tǒng)和下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖烴源巖開始生油并進(jìn)入生排烴高峰期，Ro值達(dá)到1.0%左右。飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組和茅口組儲(chǔ)層具有近源烴源、獨(dú)立成藏特征，生儲(chǔ)空間匹配關(guān)系較好，發(fā)育巖性古油藏，礁灘儲(chǔ)層分布特征受沉積作用控制，茅口組受古地貌巖溶作用控制。

4.2燕山中晚期古氣藏發(fā)育

燕山中晚期擠壓作用主要以中形變層褶皺變形為主，上形變層褶皺變形作用不強(qiáng)，因此在燕山中晚期，涪陵地區(qū)主要沉降接受沉積，海相烴源巖進(jìn)入大量生氣階段。志留系Ro值從晚侏羅世開始從1.3%迅速演化至2.2%，從白堊紀(jì)開始，大部分地區(qū)的志留系烴源巖有機(jī)質(zhì)Ro值都超過了2.2%，進(jìn)入過成熟期，主要形成干氣；上二疊統(tǒng)烴源巖從白堊紀(jì)開始演化到高成熟晚期—過成熟早期，Ro值介于1.65%～2.30%之間，處于干氣階段[8]。同時(shí)古油藏的液態(tài)烴大量裂解為氣態(tài)烴，印支期—燕山早期古油藏轉(zhuǎn)化為天然氣藏。涪陵地區(qū)石炭系和長(zhǎng)興組儲(chǔ)層中發(fā)育的干瀝青，證明涪陵地區(qū)氣藏多為原油裂解氣。同時(shí)研究區(qū)南北古隆起具有繼承性特征，古油氣藏形成時(shí)期在斜坡位置發(fā)育上傾尖滅巖性油氣藏，在燕山中晚期斜坡位置擠壓構(gòu)造形成新的構(gòu)造高點(diǎn)，古油氣藏運(yùn)移調(diào)整成藏，形成巖性-構(gòu)造復(fù)合油氣藏。同時(shí)中形變層斷裂發(fā)育，溝通嘉陵江組儲(chǔ)層與志留系和二疊系烴源巖，川東地區(qū)嘉陵江組氣藏類型多為巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉，嘉陵江組和下伏二疊系、石炭系同源的可能性較大的可能性較大，即嘉陵江組天然氣以外源為主，具有多源混合的特征。

4.3喜山期氣藏調(diào)整改造

涪陵地區(qū)在喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，高陡構(gòu)造擠壓褶皺隆升強(qiáng)度直接影響保存條件，茍家場(chǎng)和黃泥塘主體構(gòu)造背斜核部出露下三疊統(tǒng)，區(qū)域蓋層被破壞，通天斷裂發(fā)育，保存條件差，現(xiàn)今在高部位鉆探石炭系見水層，未獲得工業(yè)氣流；黃草峽構(gòu)造背斜核部出露上三疊統(tǒng)，保存條件相對(duì)較好，在構(gòu)造高部位二疊系和三疊系多個(gè)層位獲得工業(yè)氣流。高陡構(gòu)造兩翼和向斜區(qū)在褶皺變形過程中區(qū)域蓋層未受到破壞，同時(shí)遠(yuǎn)離通天斷裂，保存條件較好，茅口組、長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)巖性圈閉在構(gòu)造變形過程中只是氣藏內(nèi)部調(diào)整，但氣水界面受現(xiàn)今構(gòu)造所控制，該類型氣藏在向斜區(qū)整體保存條件較好，目前在向斜區(qū)高部位都有工業(yè)氣流突破；喜山期擠壓構(gòu)造形成疊加時(shí)期古油氣藏調(diào)整改造，通天斷裂發(fā)育，黃泥塘高陡構(gòu)造切割古隆起，現(xiàn)今高點(diǎn)石炭系未獲工業(yè)氣流。在構(gòu)造相對(duì)低部位，在燕山期形成的巖性-構(gòu)造復(fù)合油氣藏，在喜山期構(gòu)造疊加作用較弱，進(jìn)一步形成巖性-構(gòu)造復(fù)合氣藏，如新市構(gòu)造新14井在斷鼻突處鉆遇該類型氣藏，日產(chǎn)氣5.96×104m3。

5　油氣富集模式

（1）礁灘體獨(dú)立成藏型

研究區(qū)長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)巖性圈閉在構(gòu)造演化過程中只是氣藏內(nèi)部調(diào)整，氣藏之間相互獨(dú)立，并且氣藏分布未受現(xiàn)今構(gòu)造位置控制，雙15井和臥117井分別鉆遇獨(dú)立臺(tái)洼點(diǎn)礁，且雙15井鉆探位置低于臥117井，但雙15井獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，臥117井產(chǎn)水（圖7,截取圖1中c-c’的剖面測(cè)線位置）。

圖7　過雙15井-臥117井氣藏剖面圖

（2）石炭系構(gòu)造控制型

研究區(qū)石炭系氣藏受沉積作用和構(gòu)造作用多因素影響，氣藏形成演化主要受構(gòu)造作用控制，形成構(gòu)造型和地層-構(gòu)造復(fù)合型等多種氣藏類型。研究區(qū)高陡構(gòu)造多發(fā)育斷穿石炭系的通天斷裂，構(gòu)造主體油氣保存條件較差，在遠(yuǎn)離通天斷裂潛伏構(gòu)造形成構(gòu)造型氣藏如茍西構(gòu)造（圖8,截取圖1中d-d’的剖面測(cè)線位置）；研究區(qū)南北存在石炭系剝蝕區(qū)，經(jīng)晚期擠壓構(gòu)造切割，發(fā)育地層缺失與儲(chǔ)層等高線配置（如新北構(gòu)造）、地層缺失與斷裂配置（如明月峽）或者地層缺失與背斜配置（如建南）等多種地層-構(gòu)造復(fù)合型氣藏[9]。

圖8　過茍西2井-茍3井氣藏剖面

（3）遠(yuǎn)源斷裂輸導(dǎo)控制型

目前，川東地區(qū)嘉陵江組氣藏分布多于構(gòu)造相關(guān)，嘉陵江組淺灘氣藏?zé)N源主要來自二疊系煤系和碳酸鹽巖，其次為志留系泥質(zhì)烴源巖，油氣運(yùn)移通道為斷裂和裂縫，多為巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉（圖9）。

圖9　過黃草峽氣田氣藏剖面（測(cè)線位置圖1　e-e`）

6　結(jié)論

（1）川東南涪陵地區(qū)經(jīng)歷了印支期—燕山早期構(gòu)造抬升期、晚燕山期擠壓構(gòu)造雛形和喜山期擠壓構(gòu)造活躍期多期次構(gòu)造活動(dòng)復(fù)合疊加，擠壓過程中多套滑脫層聯(lián)合影響，縱向分隔為上、中、下三套構(gòu)造層，各構(gòu)造層構(gòu)造變形存在一定的差異。

（2）川東南涪陵地區(qū)海相上組合各層系油氣成藏受構(gòu)造作用控制，整體經(jīng)歷了印支期—燕山早期古油藏形成、燕山中晚期古氣藏發(fā)育和喜山期氣藏調(diào)整改造。但不同圈閉類型受構(gòu)造控制作用不同，茅口組、長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)巖性圈閉以近源成藏為主，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層橫向非均質(zhì)性強(qiáng)，在構(gòu)造變形過程中以氣藏內(nèi)部調(diào)整為主，但氣水界面受現(xiàn)今構(gòu)造所控制；嘉陵江組氣藏以外源為主，具有多源混合的特征，擠壓作用形成的斷裂和裂縫疏導(dǎo)較為重要；涪陵地區(qū)南北都存在石炭系剝蝕區(qū)，殘留區(qū)厚度大于10 m儲(chǔ)層物性整體較好，橫向連通性較好，因此受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響作用較大，整體在涪陵南部和北部存在巖性-構(gòu)造復(fù)合圈閉，在斜坡位置主要受晚期高陡構(gòu)造切割，形成多種氣藏類型，但現(xiàn)今圈閉含氣性受高陡構(gòu)造保存條件和構(gòu)造位置所控制。

參考文獻(xiàn)：

1胡召齊，朱光，劉國(guó)生，等.川東侏羅山式褶皺帶形成時(shí)代不整合面的證據(jù)[J].地質(zhì)論評(píng),2009.55(1):32-42.

2李辛子，劉彬，武曉玲，等.通南巴地區(qū)膏鹽層分布及其流變學(xué)特征[J].石油與天然氣地質(zhì).2013.34（4）：533-539.

3郭正吾，鄧康齡，韓永輝，等.四川盆地形成與演化[M].北京:地質(zhì)出版社, 1996.48-162.

4李忠權(quán)，冉隆輝，陳更生，等.川東高陡構(gòu)造成因地質(zhì)模式與含氣性分析[J].成都理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.29(6):605-609.

5 Yan D P，Zhou M F，Song H L，Wang X W，John M. Origin and tectonic significance of Mesozoic，thin-skinned to Thickskinned multi-layer over-thrust system within the Yangtze Block SouthChina.Tectonophysics[J]，2003.361:239-254.

6徐政語(yǔ)，李大成，盧文忠，等.渝東構(gòu)造樣式分析與成因解析[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2004. 28（1）：15-22.

7解國(guó)愛，賈東，張慶龍，等.川東侏羅山式褶皺構(gòu)造帶的物理模擬研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2013. 87（6）：773-788.

8王蘭生，李宗銀，沈平，等.四川盆地東部大中型氣藏成烴條件分析[J].天然氣地球科學(xué)，2004. 15（6）：567-571.

9陳宗清.論川東石炭系地層超覆圈閉氣藏[J].天然氣工業(yè), 1990.10（1）：19-24.

（修改回稿日期2015-11-05編輯王曉清）

作者簡(jiǎn)介鄒玉濤，男，1986年出生。碩士，助理工程師；石油地質(zhì)學(xué)專業(yè)。地址：（610041）成都市高新區(qū)吉泰路688號(hào)中國(guó)石化西南科研辦公基地。電話：15228880656。Email:zouyt21@163.com