川西南地區(qū)震旦—寒武系天然氣成藏條件分析

摘 要：通過(guò)鉆井、野外剖面及分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為川西南地區(qū)下寒武統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育，有機(jī)質(zhì)豐度高、類型好。發(fā)育洗象池群、龍王廟組、燈影組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，儲(chǔ)集空間主要為溶孔、溶洞及裂縫。發(fā)育區(qū)域性泥質(zhì)蓋層和膏鹽巖蓋層。成藏主控因素研究顯示：相帶和巖溶改造控制優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層展布；排烴期形成的古構(gòu)造高點(diǎn)控制油氣運(yùn)聚；晚期構(gòu)造保存條件是該區(qū)成藏關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：成藏條件；震旦-寒武；川西南

引言

川西南區(qū)塊位于四川盆地西北緣，是四川盆地海相勘探的重要探區(qū)之一。四川盆地為多期原型盆地疊合、多期構(gòu)造改造疊加的共同作用，造就了現(xiàn)今四川盆地縱向上分層、橫向上分塊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征[1-3]。磨溪-高石梯地區(qū)大氣田的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步證實(shí)了震旦系-寒武系的巨大勘探潛力。本文通過(guò)對(duì)于鉆井和露頭資料的分析，結(jié)合分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)川西南地區(qū)烴源、儲(chǔ)層、蓋層及保存條件進(jìn)行探討，深化了該區(qū)油氣成藏條件認(rèn)識(shí)。

1 烴源條件

四川盆地及鄰區(qū)早寒武世發(fā)生大規(guī)模海侵，同時(shí)桐灣運(yùn)動(dòng)、興凱地裂運(yùn)動(dòng)形成古裂陷，形成了持續(xù)的淺水陸棚-深水陸棚沉積環(huán)境，造就了麥地坪組-筇竹寺組這一下古生界最重要的一套烴源巖[1、3]。桐灣運(yùn)動(dòng)末期的隆升剝蝕作用導(dǎo)致麥地坪組只在川西南部分地區(qū)分布，為一套硅質(zhì)巖、磷酸鹽巖、碎屑巖共生互層。區(qū)內(nèi)永福1井麥地坪組厚44m。有機(jī)質(zhì)豐度較高，TOC含量介于0.52%-4.0%之間，為Ⅰ型-腐泥型，有機(jī)質(zhì)成熟度較高，達(dá)到了高-過(guò)成熟度階段。

筇竹寺組整體分析為一套欠補(bǔ)償、較深水、缺氧、強(qiáng)還原環(huán)境條件下沉積的灰黑色泥巖、頁(yè)巖和灰色粉砂質(zhì)泥巖。川西南地區(qū)筇竹寺組烴源巖厚度由東向西減薄，窩深1井和宮深1井大于250m，永福1井厚133m，雷波抓抓巖大于100m，樂(lè)山范店厚度小于50米。西部甘洛暗色泥頁(yè)巖不發(fā)育。（圖1）。

圖1 川西南地區(qū)筇竹寺組烴源巖厚度圖

烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度與烴源巖平面分布類似，受沉積相帶控制明顯。TOC含量一般在0.8%以上，整體上往東依次增大。雷波-馬邊一帶在TOC在1.25%以上；沙灣范店TOC為0.16～2.59%；永福1井巖心平均TOC達(dá)2.21%m。從烴源巖有機(jī)質(zhì)類型來(lái)看，δ13C為-26.68-～-35.4‰，干酪根鏡鑒為I型，優(yōu)質(zhì)烴源發(fā)育。烴源巖總體演化程度較高，主體進(jìn)入過(guò)成熟階段。西部甘洛-昭覺(jué)一線形成烴源巖高成熟區(qū)，Ro大于4.0%。永福1井烴源巖熱演化程度高，平均Ro達(dá)5.06%。北部馬山-樂(lè)山飯店一帶烴源巖成熟較低。

2 儲(chǔ)層條件

2.1 燈影組儲(chǔ)層特征

燈影組沉積期，四川盆地及鄰區(qū)表現(xiàn)為“西高東低”的古地貌特征，隨著燈影期的海平面上升，在陡山沱組沉積基礎(chǔ)上，燈影組沉積期四川盆地形成廣闊的碳酸鹽巖臺(tái)地[4]。川西南地區(qū)以白云質(zhì)為主的廣闊的碳酸鹽巖潮坪上（或 湖中）形成厚達(dá)上千米的白云巖及富藻白云巖。

在桐灣多幕抬升運(yùn)動(dòng)影響下，燈影組丘灘相普遍受到風(fēng)化殼巖溶的改造形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層，從而形成巖溶孔洞儲(chǔ)層。儲(chǔ)集空間主要為溶孔、溶洞，以及裂縫，儲(chǔ)集層以裂縫-孔洞（隙）及溶洞型為主。

川西南永福1井燈影組儲(chǔ)層巖性為粉晶-細(xì)晶白云巖、藻白云巖。發(fā)育少量晶間溶孔，部分被碳質(zhì)瀝青充填，鏡下發(fā)育少量成巖期-表生作用形成的溶孔及晶間孔（圖2、3）。區(qū)內(nèi)雷波和甘洛物性測(cè)試結(jié)果顯示，孔隙率平均0.54和1.39%；滲透率小，平均僅0.22和0.012。儲(chǔ)集空間以粒間溶孔、裂縫為主。另外，窩深1井和宮深1井均鉆遇較好的巖溶儲(chǔ)層，日產(chǎn)水69方和400方。

圖2 井深4950.00m含碳質(zhì)白云巖

層位：燈影組，正交光10×10

圖3 井深5098.00m藻白云巖

層位：燈影組，單偏光10×10

2.2 龍王廟組儲(chǔ)層特征

龍王廟組沉積期的沉積繼承了早中寒武世的沉積格局，構(gòu)造上仍是北西高、南東低的緩坡，地殼相對(duì)穩(wěn)定，康滇古陸也無(wú)能力向海盆輸送大量的陸源物質(zhì)，發(fā)育清水碳酸鹽的 湖-潮坪沉積[5、6]。

龍王廟組儲(chǔ)層主要發(fā)育在高能淺灘相帶，顆粒灘相作為龍王廟主要的儲(chǔ)集相類型；另一方面，白云石化作用和溶蝕作用是改造儲(chǔ)層儲(chǔ)集能力的主要因素，白云石化作用增加了巖石強(qiáng)度，抑制壓溶和膠結(jié)作用，有利于孔隙保存。

龍王廟組區(qū)域上儲(chǔ)層巖性為溶孔白云巖、溶孔砂屑白云巖、溶孔鮞粒白云巖、鮞?；?guī)r、粒屑灰?guī)r。金石1井龍王廟組儲(chǔ)層巖性為溶孔微晶-細(xì)晶白云巖、溶孔殘余砂屑鮞粒白云巖，測(cè)井孔隙度為3.9%。區(qū)內(nèi)永福1井未鉆遇臺(tái)內(nèi)淺灘有利沉積相帶，基質(zhì)物性差，后期儲(chǔ)層改造差。鄰區(qū)威遠(yuǎn)地區(qū)溶孔砂屑、鮞粒云巖孔隙度2.64～9.45%。

2.3 洗象池群儲(chǔ)層特征

洗象池群是中晚寒武世海退背景下沉積的產(chǎn)物，構(gòu)造格局與早寒武世龍王廟基本未變化，但海水逐漸變淺，陸源物質(zhì)缺失，整體以潮坪-局限臺(tái)地相為主。在區(qū)域上形成灰色、深灰色白云巖，粉砂質(zhì)白云巖的沉積地層，局部夾少量細(xì)砂巖、粉砂巖或頁(yè)巖。

洗象池群經(jīng)歷了早期白云石化、表生成巖作用，成巖后大范圍地區(qū)被抬升暴露，是區(qū)域上一個(gè)重要的不整合面。在該區(qū)大范圍發(fā)育溶蝕孔洞，為一套以滲流溶蝕為主要控制因素的溶蝕孔洞型儲(chǔ)層。

野外觀察的金陽(yáng)、抓抓巖、大巖洞、長(zhǎng)坪和范店剖面均發(fā)育溶蝕孔洞。宮深1井和窩深1井巖石溶蝕孔洞發(fā)育，儲(chǔ)層類型為古巖溶孔、粒間孔隙、晶洞及裂隙，孔隙度0.11～12.57%，平均1.19～3.21%，為較好的儲(chǔ)集層。區(qū)內(nèi)永福1井洗象池群巖性為微晶-粉晶白云巖，取心及薄片溶蝕孔洞欠發(fā)育。

3 蓋層條件

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育泥質(zhì)巖蓋層和膏鹽巖蓋層，膏鹽巖蓋層主要分布在中下寒武統(tǒng)。

（1）下寒武統(tǒng)筇竹寺組-滄浪鋪組泥質(zhì)巖蓋層

下寒武統(tǒng)蓋層由筇竹寺組及滄浪鋪組下段泥質(zhì)巖、泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)粉砂巖組成，累計(jì)厚度達(dá)80-200m，由西向東變薄，泥質(zhì)巖連續(xù)厚度一般在5-40m左右，其中筇竹寺組泥質(zhì)巖分布穩(wěn)定，厚度大，質(zhì)地較純，其封蓋性能較好。

（2）中下寒武統(tǒng)膏鹽巖蓋層

中寒武統(tǒng)膏鹽巖厚度為30～55m，在雷波抓抓巖一帶以及沿金沙江的金陽(yáng)、永善河口、雷波巖腳一帶可見(jiàn)厚幾十米的透鏡狀石膏層，封蓋性能較好。

4 油氣成藏及其主控因素

4.1 油氣成藏

以區(qū)內(nèi)永福1井為例（圖4），下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖在晚奧陶世進(jìn)入生油門(mén)限，在志留系末期達(dá)到生油高峰期，生成的油氣在早期古隆起控制下形成的古構(gòu)造中運(yùn)聚，形成古油藏。后期受加里東運(yùn)動(dòng)的影響，地層抬升發(fā)生剝蝕，烴源巖生烴停止。印支期，盆地基地?zé)崃鞔蠓壬?，烴源巖熱演化程度的快速增熟，烴源巖進(jìn)入生氣階段。同時(shí)早期形成的原油在深埋熱作用下，裂解生成天然氣。但受峨眉地裂運(yùn)動(dòng)期玄武巖大量噴發(fā)影響，局部地?zé)岷婵驹鰷貙?dǎo)致永福1井區(qū)寒武系烴源巖迅速進(jìn)入高成熟階段（Ro達(dá)5.06%）。晚燕山-喜山期，該區(qū)構(gòu)造變形強(qiáng)烈，保存條件變差，油氣最終未能富集。

4.2 成藏主控因素分析

綜合分析川西南地區(qū)油氣成藏經(jīng)歷了早期油氣聚集，多期油氣成藏，晚期調(diào)整定型的過(guò)程。對(duì)比川中地區(qū)油氣成藏過(guò)程[6、7]，認(rèn)為以下因素是震旦-寒武系油氣成藏的主控因素之一。

（1）優(yōu)質(zhì)烴源巖控制了氣藏的形成與發(fā)育

源巖是油氣成藏最基本的成藏要素。大油氣田的形成與分布往往緊鄰或比鄰烴源灶中心，遵循“源控論”。烴源巖要有一定厚度與分布，且有機(jī)質(zhì)具有晚期成氣的演化特點(diǎn)。

（2）古構(gòu)造、沉積控制了早期油氣成藏

該區(qū)儲(chǔ)層發(fā)育主要受沉積相和成巖作用雙重控制。高能灘與同生-準(zhǔn)同時(shí)期強(qiáng)烈白云石的疊加是儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)，同時(shí)不整合巖溶構(gòu)造控制了古圈閉的形成，古隆起對(duì)巖溶型儲(chǔ)集巖展布具有控制作用。

（3）保存條件控制了晚期油氣藏調(diào)整改造、最終定位

晚燕山～喜山期的抬升剝蝕、斷裂活動(dòng)是影響震旦系-寒武系油藏保存條件的重要因素。構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度從盆緣向盆內(nèi)依次減弱，導(dǎo)致盆緣保存條件復(fù)雜，而盆內(nèi)保存條件相對(duì)較好。盆內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的威遠(yuǎn)氣田、磨溪-高石梯氣田均揭示了良好的保存條件是成藏關(guān)鍵。

總之，川西南地區(qū)震旦-寒武系烴源巖生烴及油氣成藏時(shí)期早，成藏后調(diào)整改造時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，因此，近源、古構(gòu)造背景有利于早期油氣藏形成，保存條件是本區(qū)油氣成藏的關(guān)鍵因素。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）川西南地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖具有面積廣、厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高和有機(jī)質(zhì)類型好的特征，具有良好的烴源條件。

（2）川西南地區(qū)發(fā)育燈影組、龍王廟組、洗象池群三套有利儲(chǔ)層，儲(chǔ)層主要為不整合面巖溶型儲(chǔ)層和高能相帶淺灘型儲(chǔ)層，儲(chǔ)層巖性主要為藻白云巖；砂屑、粒屑白云巖，儲(chǔ)集空間主要為溶孔、溶洞、晶間孔、裂縫等。

（3）川西南地區(qū)發(fā)育具有封蓋性能良好的區(qū)域性泥質(zhì)巖和膏鹽巖蓋層，蓋層分布廣，厚度大，封蓋保存條件較好。

（4）在烴源巖發(fā)育的前提下，古構(gòu)造、沉積是震旦系-寒武系油氣成藏主控因素，持續(xù)的古構(gòu)造背景、良好的保存條件是晚期油氣藏調(diào)整改造、最終定位的主控因素。

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作者簡(jiǎn)介：劉晶，女，碩士研究生，主要從事油氣成藏研究。