四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組儲(chǔ)層形成與古構(gòu)造演化關(guān)系

李大軍，陳 輝,陳洪德,梁 虹,彭 才,夏 銘,段宏臻

(1.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059； 2.中國(guó)石油 川慶物探公司 物探研究中心，四川 成都 610213；3.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司 青海事業(yè)部，甘肅 敦煌 736202)

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四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組儲(chǔ)層形成與古構(gòu)造演化關(guān)系

李大軍1,2，陳 輝2,陳洪德1,梁 虹2,彭 才2,夏 銘2,段宏臻3

(1.成都理工大學(xué) 能源學(xué)院，四川 成都 610059； 2.中國(guó)石油 川慶物探公司 物探研究中心，四川 成都 610213；3.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司 青海事業(yè)部，甘肅 敦煌 736202)

以鉆井與測(cè)井資料、盆地基干地震剖面及區(qū)域地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，開展了四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組儲(chǔ)層發(fā)育特征及主控因素分析，系統(tǒng)討論了古構(gòu)造演化與茅口組沉積地貌、巖溶地貌及白云石化帶之間的關(guān)系，預(yù)測(cè)了儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)帶。研究認(rèn)為，加里東運(yùn)動(dòng)奠定了中、下二疊統(tǒng)沉積前的基本地貌格局，而峨嵋地幔柱隆升作用則持續(xù)影響了整個(gè)二疊紀(jì)的古地貌演化，使四川盆地西南部成為繼承性古地貌高帶。該區(qū)既是茅口組高能灘體發(fā)育的沉積地貌高帶，也是茅口組頂部風(fēng)化殼巖溶古地貌高地。峨眉地裂運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造張裂活動(dòng)，為茅口組在早期灘體沉積或巖溶改造的基礎(chǔ)上，疊加多期次白云石化及溶蝕作用提供了熱液及酸性成巖流體的運(yùn)移通道，在很大程度上控制了盆內(nèi)茅口組白云巖儲(chǔ)層的分布。

古構(gòu)造；白云巖；茅口組；中二疊統(tǒng)；四川盆地

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，在四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組中已經(jīng)先后發(fā)現(xiàn)了高木頂、自流井、荷包場(chǎng)、陽(yáng)高寺及鹿角場(chǎng)等50余個(gè)氣田或含油氣構(gòu)造，累計(jì)探明天然氣儲(chǔ)量811.68×108m3，顯示了巨大的天然氣勘探潛力[1-2]。目前盆內(nèi)不同區(qū)塊茅口組勘探開發(fā)程度差異較大，其中蜀南地區(qū)勘探程度較高，儲(chǔ)層類型以巖溶型為主，而川西地區(qū)和川北地區(qū)勘探程度則較低，儲(chǔ)層類型復(fù)雜多樣。近年來(lái)，中國(guó)石油西南油氣田分公司為尋找蜀南地區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)層接替領(lǐng)域開展了大量的地質(zhì)研究及勘探工作，并在川西北SYS-HWC構(gòu)造、川中NC構(gòu)造及川東WLH構(gòu)造等多口井鉆遇茅口組白云巖儲(chǔ)層，部分井獲得高產(chǎn)氣流，說(shuō)明除蜀南地區(qū)巖溶儲(chǔ)層外，川西北-川中-川東地區(qū)茅口組白云巖儲(chǔ)層也具有廣闊的勘探前景。相對(duì)于蜀南地區(qū)，這些區(qū)域勘探開發(fā)程度低，目的層段井點(diǎn)稀少，對(duì)沉積相、風(fēng)化殼古巖溶及白云石化作用等儲(chǔ)層發(fā)育主控因素或儲(chǔ)層成因問題仍缺乏整體和系統(tǒng)的研究，導(dǎo)致對(duì)茅口組儲(chǔ)層發(fā)育特征及分布規(guī)律認(rèn)識(shí)不清，從而制約了盆內(nèi)茅口組氣藏的整體勘探開發(fā)進(jìn)程。本文以盆內(nèi)鉆測(cè)井資料、地震及區(qū)域地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，通過地震地質(zhì)綜合研究，詳細(xì)討論了古構(gòu)造演化與茅口組儲(chǔ)層形成的內(nèi)在關(guān)系，預(yù)測(cè)了有利儲(chǔ)層分布區(qū)域，為四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組下一步勘探開發(fā)提供了地質(zhì)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

二疊系沉積前，受加里東運(yùn)動(dòng)與云南運(yùn)動(dòng)隆升作用影響，四川盆地長(zhǎng)期遭受剝蝕，形成準(zhǔn)平原化的緩坡型沉積基底。早二疊世初期，在廣泛海侵背景下沉積了一套碳酸鹽緩坡沉積，分別超覆于石炭系、泥盆系、志留系及奧陶系之上。早二疊世末期，受東吳運(yùn)動(dòng)抬升作用影響，中二疊統(tǒng)遭受不同程度剝蝕，茅口組頂界形成區(qū)域性不整合面，發(fā)育風(fēng)化殼巖溶縫洞型儲(chǔ)層。中二疊統(tǒng)自下而上可分為棲霞組和茅口組，四川盆地內(nèi)茅口組厚約119～508 m，平均為237 m，自下而上可劃分為茅一段至茅四段4個(gè)巖性段。茅口組儲(chǔ)層巖性主要為生屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r及眼球狀結(jié)構(gòu)灰?guī)r，巖性致密，孔隙度一般在2%以下，滲透率常小于0.08×10-3μm2，儲(chǔ)層類型多被認(rèn)為是巖溶型縫洞儲(chǔ)層。近期川西地區(qū)鉆探成果顯示，茅口組二段和三段的顆?；?guī)r經(jīng)白云石化作用形成的晶粒白云巖和云質(zhì)豹斑灰?guī)r儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度一般為1.33%～15.64%，滲透率一般為0.000 13×10-3～685×10-3μm2，具孔隙型和裂縫-孔隙型儲(chǔ)層特征，該類儲(chǔ)層分布特征及規(guī)律也是現(xiàn)階段茅口組勘探和研究的重點(diǎn)。

2 古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)茅口組儲(chǔ)層形成控制作用

前人針對(duì)茅口組儲(chǔ)層特征及受控因素開展了大量研究，普遍認(rèn)為茅口組儲(chǔ)層形成具有一定的繼承性，即沉積是儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)，古巖溶是儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵，后期白云石化作用是儲(chǔ)層改造的重要條件。但在盆地范圍內(nèi)，沉積地貌、古巖溶地貌及熱液白云石化作用帶如何分布、如何控制儲(chǔ)層展布尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

2.1 加里東運(yùn)動(dòng)控制茅口組灘體分布

加里東運(yùn)動(dòng)是二疊系沉積前一次大規(guī)模的構(gòu)造隆升運(yùn)動(dòng)，盆地內(nèi)樂山-龍女寺一帶地層劇烈抬升，導(dǎo)致志留系及下伏地層暴露剝蝕，形成西南高北東低的古地貌格局。海西早中期，樂山-龍女寺古隆起繼續(xù)遭受剝蝕削平，從泥盆系及石炭系分布范圍來(lái)看，其沉積主要集中在川東地區(qū)，表明該時(shí)期盆地仍具有西高東低的古地貌格局，也說(shuō)明云南運(yùn)動(dòng)并未從根本上改變加里東末期的古地貌格局，即加里東運(yùn)動(dòng)已奠定了二疊系沉積前的基本地貌格局。

研究認(rèn)為志留系大量剝蝕區(qū)對(duì)應(yīng)二疊系沉積前古隆起區(qū)，在中二疊統(tǒng)沉積期也可能成為繼承性古地貌高帶，從而發(fā)育碳酸鹽淺緩坡的高能生屑灘。圖1是以四川盆地基干地震剖面為基礎(chǔ)，根據(jù)地層削蝕現(xiàn)象確定的志留系大量剝蝕區(qū)，該區(qū)與現(xiàn)有鉆井資料勾繪的茅口組高能灘分布區(qū)域存在較好的疊合關(guān)系，表明志留系大量剝蝕的川西-川中-蜀南地區(qū)是茅口組高能灘相發(fā)育的主要區(qū)域，向北東方向過渡為相對(duì)低能的較深水緩坡環(huán)境，灘體發(fā)育程度逐漸變差。

2.2 東吳運(yùn)動(dòng)與茅口組頂部風(fēng)化殼巖溶古地貌關(guān)系

前人依據(jù)茅口組殘余厚度劃分了茅口組頂部巖溶古地貌單元，認(rèn)為沿瀘州-開江古隆起及其周緣的斜坡帶為風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)[3-4]。結(jié)合區(qū)域地震地質(zhì)資料，通過對(duì)茅口組厚度、沉積相及古地貌演化特征分析，認(rèn)為東吳運(yùn)動(dòng)末期四川盆地的構(gòu)造隆升方式及其與茅口組頂部古巖溶地貌的關(guān)系仍需進(jìn)一步深入討論。

1) 東吳運(yùn)動(dòng)末期茅口組頂部風(fēng)化殼巖溶古地貌對(duì)茅口組早期沉積地貌具有一定的繼承性

中二疊統(tǒng)沉積過程中，除受二疊系沉積前加里東末期古地貌格局影響外，峨嵋地幔柱隆升作用也是控制中二疊統(tǒng)古地貌演化的重要因素。羅志立、何斌等研究認(rèn)為峨嵋地裂運(yùn)動(dòng)開始于中泥盆世，早二疊世主要發(fā)生于鹽源—麗江，晚二疊世進(jìn)入攀西裂谷及其以東的地區(qū)，地幔柱隆升軸部大致位于麗江—大理—攀枝花為中心的三角地區(qū)，幅度大于1 300 m[5-8]。峨嵋地幔柱隆升造成揚(yáng)子板塊西南端茅口組大規(guī)模抬升遭受剝蝕減薄，晚二疊世四川盆地西南部成為峨眉山玄武巖噴發(fā)主體，并向東逐漸減弱,到了川東僅有受斷層控制的個(gè)別噴發(fā)點(diǎn)[9]。至長(zhǎng)興組與飛仙關(guān)組沉積期，四川盆地西南部的川滇古陸仍作為物源區(qū)，由南向北依次發(fā)育陸相-海陸過渡相-臺(tái)地相-海槽相，說(shuō)明早二疊世盆內(nèi)西南高北東低的古地理特征一直持續(xù)到早三疊世，古地貌格局具有較好的繼承性，不同時(shí)期可能存在局部微地貌的調(diào)整。在上述區(qū)域構(gòu)造演化背景下，茅口組沉積末期的東吳構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不會(huì)在短時(shí)期內(nèi)從根本上改變中二疊統(tǒng)的沉積地貌格局，形成綿陽(yáng)-通江古隆起及瀘州-開江古隆起，而更可能是繼承早二疊世的古地貌格局整體抬升，形成盆地西南高、北東低的古地貌特征。

從盆地內(nèi)地震資料來(lái)看，四川盆地基干地震剖面中川西地區(qū)上二疊統(tǒng)底界普遍存在振幅減弱的現(xiàn)象。

圖1 四川盆地加里東末期志留系剝蝕區(qū)與茅口組二段上亞段高能灘體疊合圖Fig.1 Congruent map of massive denudation area of the Siluric strata in the Late Caledonian and distribution area of high-energy bank deposits in the second member of the Maokou Formation in the Sichuan Basin

通過井震標(biāo)定，認(rèn)為川西北地區(qū)(如秋林—雙魚石一帶)上二疊統(tǒng)吳家坪組碳酸鹽巖地層、川西南地區(qū)(如周公山—龍泉山一帶)上二疊統(tǒng)底部廣泛發(fā)育的峨眉山玄武巖沉積皆為高速層，常與下伏茅口組高速灰?guī)r地層形成弱振幅地震反射特征，代表茅口組沉積末期、上二疊統(tǒng)沉積初期的古地貌相對(duì)高帶。而川東及川北地區(qū)(如大天池及九龍山構(gòu)造)上二疊統(tǒng)下部以龍?zhí)督M的低速泥巖沉積為主，常與下伏茅口組高速灰?guī)r在地震剖面上形成中強(qiáng)振幅反射特征，代表茅口組沉積末期、上二疊統(tǒng)沉積初期的古地貌相對(duì)低帶。上二疊統(tǒng)底界弱振幅反射區(qū)也往往對(duì)應(yīng)志留系大量剝蝕區(qū)及茅口組高能生屑灘發(fā)育區(qū)(圖2)，進(jìn)一步表明中二疊統(tǒng)沉積結(jié)束后，川西地區(qū)繼承早期沉積地貌一直處于古地貌相對(duì)高地，尤其是川西南地區(qū)受峨眉地幔柱隆升影響進(jìn)一步抬升，形成巖溶高地，向川東及川北地區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M低能沉積區(qū)則逐漸過渡為巖溶洼地。此外，盆內(nèi)典型地震剖面中茅口組頂部未見明顯削蝕或區(qū)域性角度不整合現(xiàn)象，表明東吳運(yùn)動(dòng)與加里東運(yùn)動(dòng)的大規(guī)模差異性隆升性質(zhì)不同，可能為規(guī)模相對(duì)較小的整體構(gòu)造抬升，并對(duì)早期古地貌具有一定的繼承性。

圖2 四川盆地格架地震剖面⑤上二疊統(tǒng)底界地震反射特征Fig.2 Seismic reflection characteristics of bottom boundary in the Upper Permian in the framework seismic section ⑤ in the Sichuan Basin

圖3 四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組殘余厚度Fig.3 Residual thickness of the Maokou Formation in the Middle Permian in the Sichuan Basin

2) 茅口組殘余厚度是沉積與剝蝕作用的綜合響應(yīng)

茅口組殘余厚度受沉積作用與剝蝕作用綜合影響，地層厚薄并不僅僅反映構(gòu)造剝蝕的強(qiáng)弱情況。圖3是以四川盆地基干格架地震剖面為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆測(cè)井資料，編制的茅口組殘余厚度圖，圖中紅色區(qū)域代表地層厚區(qū)，藍(lán)色區(qū)域代表地層減薄區(qū)。從該圖可以看出，茅口組殘余地層厚度一般為90～400 m，較厚區(qū)域主要集中在川西南及川西北地區(qū)，向北東地層逐漸減薄。這種變化規(guī)律與圖1中茅口組沉積環(huán)境及灘體分布規(guī)律基本一致，進(jìn)一步說(shuō)明川西地區(qū)處于沉積地貌高帶，碳酸鹽沉積速率高、地層厚度大且生屑灘發(fā)育。而川東及川北地區(qū)處于沉積地貌相對(duì)低部位，碳酸鹽沉積速率低、地層厚度薄、以相對(duì)深水灰?guī)r沉積為主，由此可以考慮盆內(nèi)茅口組厚度變化更多受沉積作用控制，而不是主要受東吳末期構(gòu)造抬升剝蝕作用影響。

綜上所述，東吳運(yùn)動(dòng)末期，四川盆地表現(xiàn)為整體構(gòu)造抬升，并繼承早二疊世古地貌格局形成了西南高北東低的古巖溶地貌特征，此時(shí)瀘州—開江一帶并未形成古隆起，而是處于巖溶斜坡-巖溶洼地。盆地內(nèi)巖溶斜坡帶主要位于南充—磨溪—高石梯—鄰水—瀘州地區(qū)，具有北西-南東向展布的特點(diǎn)，該帶茅口組巖溶作用的強(qiáng)弱進(jìn)一步受巖相及巖溶微地貌等因素控制，是盆內(nèi)巖溶儲(chǔ)層發(fā)育最有利的區(qū)域。

2.3 茅口組白云巖儲(chǔ)層形成與峨嵋地裂運(yùn)動(dòng)關(guān)系

1) 茅口組白云巖成因具有混源改造、多期疊加的特點(diǎn)

針對(duì)茅口組白云石化成因及白云巖儲(chǔ)層分布規(guī)律，前人開展了大量研究工作，取得了很大進(jìn)展，但也存在許多不同觀點(diǎn)。金振奎、馮增昭等人認(rèn)為川西南部茅口組塊狀、斑狀白云巖是混合水白云石化成因、玄武巖淋濾白云石化成因或埋藏?zé)嵋喊自剖梢?；張蔭本、王運(yùn)生等認(rèn)為川西北部白云巖是混合水白云石化、構(gòu)造熱液白云石化或埋藏白云石化成因；何幼斌、陳明啟等人認(rèn)為盆地及其周緣地區(qū)發(fā)育的細(xì)晶至粗晶白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r是埋藏白云石化作用形成的[10-16]。由此可見，四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組白云巖往往具有經(jīng)大氣淡水與海水組成的混合水、深部熱(水)液或其他不同時(shí)期富Mg+成巖流體混合改造、多期疊加的特征。

2) 峨嵋地裂運(yùn)動(dòng)為茅口組熱(水)液白云石化及溶蝕作用提供了流體運(yùn)移通道

早中二疊世，受峨嵋地幔柱隆升影響，四川盆地發(fā)生差異隆升，形成西南高、北東低的緩坡型沉積基底，川西南部處于繼承性古地貌高部位。至晚二疊世，川西南部隨地幔柱隆升進(jìn)一步抬升，而盆地中北部地區(qū)地層受到峨眉山玄武巖噴發(fā)產(chǎn)生的巨大沖擊力由南向北離散，并在基底斷裂帶及南秦嶺洋盆擴(kuò)張等因素的影響下[17]，發(fā)生拉張沉陷，產(chǎn)生大量同沉積斷裂帶，形成臺(tái)槽相間的古地貌格局。近年來(lái)，在川西北—川中—川東地區(qū)沿15#基底斷裂帶附近的多口鉆井中發(fā)現(xiàn)了茅二段白云巖儲(chǔ)層。汪華等人研究認(rèn)為該套白云巖儲(chǔ)層受熱次盆微相控制，具有熱水成因性質(zhì)[18]，即茅口組沉積期川北地區(qū)可能已經(jīng)進(jìn)入構(gòu)造拉張活躍期，深部熱水沿深大斷裂向上運(yùn)移，使茅口組發(fā)生次生白云石化。上二疊統(tǒng)沉積期，隨著張裂活動(dòng)的增強(qiáng)，茅口組沉積隨上覆地層拉張沉陷，形成塹壘相間的古地貌格局。大量斷裂及斷塊可為深部熱液及成巖流體提供運(yùn)移通道，尤其是開江-梁平海槽及川中臺(tái)內(nèi)凹槽，它們與北西-南東向的兩組基底斷裂帶存在一定疊合關(guān)系，是發(fā)生熱液白云石化最為可能的區(qū)域。圖4是利用四川盆地21條地震格架線刻畫的晚二疊世拗拉槽分布特征。從目前鉆井情況來(lái)看，位于開江-梁平海槽及川中臺(tái)凹兩側(cè)古地貌高帶的ST1井、NC1井、GC2井、MX31-X1井及W67井等均鉆遇茅口組二段白云巖儲(chǔ)層，并獲高產(chǎn)氣流，進(jìn)一步證實(shí)了基底斷裂帶及晚二疊世拗拉槽對(duì)茅口組白云巖的發(fā)育具有重要的控制作用。

2.4 茅口組儲(chǔ)層發(fā)育及古地貌演化模式

茅口組儲(chǔ)層發(fā)育主控因素多樣，多期不同影響因素的疊加，導(dǎo)致了茅口組儲(chǔ)層類型及空間分布規(guī)律的復(fù)雜性。從四川盆地二疊系沉積前古地貌特征與茅口組沉積厚度及灘相發(fā)育區(qū)的一致性，茅口組沉積地貌與茅頂巖溶地貌的繼承性，盆地中北部茅口組白云石化帶與基底斷裂帶、晚二疊世臺(tái)槽分布格局的關(guān)聯(lián)性來(lái)看，茅口組儲(chǔ)層發(fā)育與古構(gòu)造演化存在必然的內(nèi)在聯(lián)系?；谏鲜龇治?，選取了地質(zhì)歷史時(shí)期中與茅口組儲(chǔ)層形成密切相關(guān)的幾個(gè)古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，建立了茅口組古地貌演化與儲(chǔ)層發(fā)育模式(圖5)。研究認(rèn)為晉寧運(yùn)動(dòng)期前震旦基底沉陷區(qū)地層在地幔熱柱及熱對(duì)流作用下不斷拉張與沉陷，形成了控制四川盆地基底格局的主要深大斷裂帶，這些基底斷裂帶為晚二疊世峨嵋地裂運(yùn)動(dòng)形成溝通中深層的裂縫及斷裂系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)(圖5a)。加里東差異升降運(yùn)動(dòng)徹底改變了前震旦系—下古生界的古地貌格局，形成了盆內(nèi)西南高北東低的古地貌特征，也奠定了二疊系沉積前的基本地貌格局(圖5b)。海西中期，受峨眉地幔柱隆升影響，川西南地區(qū)進(jìn)一步抬升，為盆內(nèi)中二疊統(tǒng)茅口組高能灘體沉積的有利區(qū)域，盆地東北部為古地貌相對(duì)低部位，整體處于相對(duì)低能環(huán)境，但局部地區(qū)(如臥龍河構(gòu)造)也存在一些古地貌相對(duì)高帶，發(fā)育高能生屑灘，這些早期灘體沉積為后期巖溶及白云石化改造奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)(圖5c)。東吳運(yùn)動(dòng)末期，四川盆地整體抬升遭受剝蝕，并繼承中二疊統(tǒng)沉積格局，川西南部處于巖溶高地，向川中—蜀南地區(qū)過渡為巖溶斜坡，為巖溶儲(chǔ)層發(fā)育最有利區(qū)，川東北位于巖溶洼地，儲(chǔ)層不發(fā)育(圖5d)。海西末期，峨眉地裂運(yùn)動(dòng)進(jìn)入高峰期，川北地區(qū)沿基底斷裂帶展布方向形成臺(tái)槽相間的古地貌格局，當(dāng)這些同沉積斷裂帶與前震旦(晉寧運(yùn)動(dòng))基底斷裂帶溝通，則可形成熱液或多期成巖流體運(yùn)移通道，茅口組沉積物可受深部熱液及后期酸性成巖流體影響，沿沉陷區(qū)邊緣發(fā)生熱液白云石化及溶蝕作用，形成優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層(圖5e)。

圖4 四川盆地晚二疊世拗拉槽分布特征Fig.4 Distribution characteristics of aulacogen in the Late Permian in the Sichuan Basin

圖5 四川盆地古構(gòu)造演化及茅口組儲(chǔ)層發(fā)育模式Fig.5 Paleostructure evolution and development mode of the Maokou Formation in the Sichuan Basin

3 茅口組儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)帶

根據(jù)四川盆地茅口組沉積地貌特征、巖溶地貌特征、古斷裂系統(tǒng)發(fā)育特征及儲(chǔ)層發(fā)育主控因素，將盆內(nèi)茅口組劃分為川西南、川西北、川西—川中—川東及蜀南4大儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)帶(圖6)。其中川西南部受加里東運(yùn)動(dòng)及峨眉地幔柱隆升影響處于繼承性古地貌高地，高能灘體發(fā)育，易于暴露接受大氣淡水林濾，發(fā)生溶蝕及混合水白云石化作用，配合古斷裂帶也可發(fā)生熱液白云石化作用，為地臺(tái)內(nèi)高能灘相白云巖儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)。川西北部中壩—雙魚石—河灣場(chǎng)地區(qū)在中二疊統(tǒng)沉積期，位于上揚(yáng)子地臺(tái)西北緣的臺(tái)緣隆起帶，為繼承性古地貌高帶，高能灘發(fā)育且易于發(fā)生混合水白云石化，為臺(tái)緣高能灘相白云巖儲(chǔ)層發(fā)育的有利區(qū)。川西—川中—川東地區(qū)沿15#斷裂帶附近的區(qū)域位于古巖溶和熱(水)液白云石化作用疊合區(qū)，該區(qū)多口鉆井在茅口組獲氣，儲(chǔ)層類型以白云巖為主，儲(chǔ)層發(fā)育主要受基底斷裂帶及晚二疊世拉張槽控制，為熱(水)液白云巖儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)。蜀南地區(qū)位于茅口組頂部巖溶古地貌的巖溶斜坡帶，區(qū)內(nèi)已鉆遇茅口組的974口井中有580口井發(fā)生了漏失和放空，為盆內(nèi)巖溶儲(chǔ)層最為發(fā)育的區(qū)域，經(jīng)過多年勘探，蜀南地區(qū)茅口組巖溶儲(chǔ)層勘探工作雖已進(jìn)入成熟階段，但不同區(qū)域油氣勘探程度不均，很多區(qū)塊仍有較大的勘探潛力。

圖6 四川盆地中二疊統(tǒng)茅口組儲(chǔ)層有利區(qū)帶Fig.6 Distribution of play fairway in the Middle Permian Maokou Formation in the Sichuan Basin

4 結(jié)論

1) 加里東運(yùn)動(dòng)奠定了中-下二疊統(tǒng)的基本地貌格局，形成了盆內(nèi)西南高、北東低的古地勢(shì)。茅口組沉積期，川西南地區(qū)受峨眉地幔柱隆升作用進(jìn)一步抬升，成為盆地內(nèi)高能灘體發(fā)育最有利的區(qū)域。鉆井資料顯示，川西南地區(qū)茅口組巖性以生屑灰?guī)r為主，白云石化程度往往不高，表明茅口組沉積期，該區(qū)海侵速度略大于地層隆升和灘體生長(zhǎng)速度，大部分灘體沉積后快速被海水淹沒進(jìn)入海底成巖環(huán)境發(fā)生碳酸鹽膠結(jié)作用。東吳運(yùn)動(dòng)末期，四川盆地茅口組雖然整體抬升暴露，但該時(shí)期區(qū)內(nèi)茅口組生屑灰?guī)r孔隙多已被膠結(jié)堵死，無(wú)法接受大氣淡水淋濾發(fā)生溶蝕及混合水白云石化作用，從而無(wú)法為后期建設(shè)性成巖改造保留有效的孔隙空間。因此，川西南地區(qū)尋找茅口組白云巖儲(chǔ)層的關(guān)鍵仍在于尋找茅口組沉積期的微古地貌高帶，即灘體沉積后能充分暴露的區(qū)域，這些區(qū)域配合古斷裂帶可發(fā)生多期溶蝕及次生白云石化作用，形成優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層。

2) 盆內(nèi)鉆測(cè)井資料、地震資料及沉積相研究成果表明，峨眉地幔柱隆升活動(dòng)持續(xù)影響整個(gè)二疊紀(jì)古地貌格局，形成了盆內(nèi)西南高，北東低的古地貌格局。該格局具有良好的繼承性，甚至影響了下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組的沉積相分異。從古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)演化的繼承性來(lái)看，茅口組沉積末期，四川盆地地層很難在短時(shí)期內(nèi)發(fā)生地貌反轉(zhuǎn)，形成瀘州-開江古隆起雛形，東吳運(yùn)動(dòng)末期的構(gòu)造隆升運(yùn)動(dòng)更可能是峨眉地幔柱活動(dòng)的一部分，即以盆內(nèi)地層整體抬升為總體特征，并繼承了中二疊統(tǒng)沉積期盆地西南部隆升、東北部沉降的構(gòu)造格局，形成具有南高北低的風(fēng)化殼巖溶古地貌特征。

3) 四川盆地中北部地區(qū)受峨眉地裂運(yùn)動(dòng)的張裂作用影響持續(xù)拉張沉陷，在晚二疊世達(dá)到高峰。茅口組隨上覆上二疊統(tǒng)沉積拉張沉陷，形成塹壘相間的古地貌格局，此時(shí)產(chǎn)生的大量裂縫及斷裂系統(tǒng)不僅為茅口組白云石化提供了熱(水)液運(yùn)移通道，也為后期富二氧化碳及有機(jī)酸等酸性成巖流體提供了運(yùn)移通道，有助于巖層溶蝕及孔隙空間的形成。白云石化作用與溶蝕作用相互促進(jìn)，形成了川西—川中—川東地區(qū)圍繞川中臺(tái)內(nèi)凹槽兩側(cè)古地貌高帶廣泛發(fā)育的優(yōu)質(zhì)白云巖儲(chǔ)層。

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(編輯 董 立)

Relationship between reservoir development in the Middle Permian Maokou Formation and paleostructure evolution in the Sichuan Basin

Li Dajun1,2，Chen Hui2，Chen Hongde1,Liang Hong2，Peng Cai2，Xia Ming2,Duan Hongzhen3

(1.CollegeofEnergyResources,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China；2.PetroChinaCCDCGeophysicalProspectingCompany,Chengdu,Sichuan610059,China；3.CNPCLoggingQinghaiBusinessDivision，Dunhuang,Gansu736202，China)

The development characteristics and main controlling factors of reservoirs in the Middle Permian Maokou Formation in Sichuan Basin were studied based on drilling and logging data,framework seismic sections and regional geolo-gical data.The relationship between paleostructure evolution and formation of geomorphology,karst landform and dolomitization zone of the Formation,was also discussed systematically to predict potential reservoir zones there.Study shows that the Caledonian Movement defined and shaped the fundamental landforms of the Middle & Lower Permian in the Basin and the Emei mantle plume’s uprising exerted a continuous influence on the paleogeomorphology evolution in the whole Permian.As a result,southwestern Basin turned to an inherited paleogeomorphological high.It is not only a sedimentary paleogeomorphological high for the development of high energy bank depositsin the Formation but also a paleogeomorphological high for the development of weathering crust karst on top of the Formation.Emei tafrogeny provided migration pathways of hydrothermal fluid and acid diagenesis fluids for the overprint of multi-stage dolomitization and dissolution on early band deposits and karstification,thus largely controlled the distribution of dolomite reservoirs in the Formation.

paleostructure,dolomite,Maokou Formation,Middle Permian,Sichuan Basin

0253-9985(2016)05-0756-08

10.11743/ogg20160515

2015-11-23;

2016-08-31。

李大軍(1977—)，男,博士研究生、高級(jí)工程師，地震地質(zhì)。E-mail:Lidajun.sc@cnpc.com.cn。

中國(guó)石油西南油氣田分公司科研計(jì)劃重大科技專項(xiàng)(2013ZD01-02)。

T2121.2

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