西昌盆地奧陶系大箐組油氣成藏地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

吳長(zhǎng)江 陳雙玲 張祿權(quán) 謝 忱

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司天然氣成藏與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碳酸鹽巖天然氣成藏機(jī)理重點(diǎn)研究室

0 引言

西昌盆地位于四川省西南部，為覆于較活動(dòng)結(jié)晶基底上的較大型盆地[1]，面積約14 200 km2（圖1）。近年來(lái)相鄰四川盆地在海相碳酸鹽巖地層中發(fā)現(xiàn)多個(gè)具有較大規(guī)模整裝氣藏[2-4]。西昌盆地沉積蓋層結(jié)構(gòu)與四川盆地相似，其中奧陶系上統(tǒng)大箐組發(fā)育厚層連片白云巖。但盆地內(nèi)僅有3口井鉆揭?jiàn)W陶系大箐組，且測(cè)試均未獲工業(yè)氣流，總體勘探程度較低。該區(qū)奧陶系大箐組白云巖厚度大，分布面積廣，多見(jiàn)溶蝕孔洞，周邊野外露頭可見(jiàn)瀝青，井下取心多段見(jiàn)氣泡冒出，表明大箐組具有一定勘探潛力。綜合應(yīng)用野外露頭、巖心、測(cè)井等資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)研究區(qū)內(nèi)大箐組沉積相、儲(chǔ)層、烴源、構(gòu)造與保存條件深入研究后，對(duì)大箐組油氣地質(zhì)條件獲得一定的認(rèn)識(shí)，以供該區(qū)下步勘探研究工作借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 西昌盆地構(gòu)造區(qū)劃及地質(zhì)略圖

盆地內(nèi)奧陶系上統(tǒng)大箐組縱向上位于巧家組之上、志留系龍馬溪組之下，與上下地層均為不整合接觸，橫向上與四川盆地寶塔組、臨湘組、五峰組為同期異相沉積（表1，圖2）。大箐組的地層厚度變化較大，自東向西逐漸尖滅，在甘洛縣新基姑、越西縣敏子洛木、普格縣洛烏溝剖面，厚度分別達(dá)449 m、464 m、487 m，XD1與XD3井大箐組厚度分別為314 m、104 m，平面上大致以四開(kāi)斷裂為界，以西地區(qū)大箐組是一套厚度100～400 m灰白色細(xì)—粗晶白云巖，以東地區(qū)逐漸相變?yōu)樯罨疑規(guī)r。

表1 西昌盆地與鄰區(qū)奧陶系地層劃分對(duì)比表

圖2 西昌盆地大箐組綜合柱狀圖

2 沉積相與儲(chǔ)層特征

2.1 沉積相類型

奧陶系大箐組沉積期，西昌盆地以西地區(qū)為康滇古陸，總體沉積背景西高東低，自西向東依次發(fā)育潮坪—砂屑灘—淺海等沉積相類型。受后期抬升剝蝕影響，靠近西部古陸潮坪沉積多被剝蝕殆盡，因此研究區(qū)內(nèi)可見(jiàn)沉積相類型主要為砂屑灘與淺海。

2.1.1 砂屑灘

大箐組沉積期后經(jīng)受多期次白云石化作用和溶蝕作用改造后，顆粒內(nèi)部多為它形晶粒白云石，但部分樣品鏡下觀察仍保留了顆粒殘余結(jié)構(gòu)，是大箐組主要儲(chǔ)集巖（圖3）。上述研究表明西昌盆地西側(cè)處于緩坡高能相帶，水體較淺，在波浪和潮汐作用下發(fā)育大規(guī)模灘體[5]。

2.1.2 淺海

往東至研究區(qū)東部地區(qū)，水體逐漸加深，水體能量逐漸減弱，巖性逐漸發(fā)生相變，往東至布拖地區(qū)主要為灰色與深灰色泥晶灰?guī)r為主，野外及鏡下觀察淺海沉積灰?guī)r不具儲(chǔ)集性。

2.2 沉積相平面分布特征

圖3 西昌盆地大箐組砂屑灘鏡下特征圖

區(qū)內(nèi)主要分布砂屑灘與淺海兩種沉積相類型，其中砂屑灘主要分布于西部地區(qū)，縱向上厚度大，普遍在100～300 m，平面上呈帶狀連片分布，巖性主要為晶粒白云巖，是大箐組主要勘探對(duì)象。向東至布拖地區(qū)逐漸相變?yōu)橐曰疑?、深灰色灰?guī)r為主的淺海相（圖4）。

2.3 儲(chǔ)層基本特征

奧陶系大箐組的儲(chǔ)集巖性主要為溶孔白云巖，灰白色為主、灰色次之。巖石類型主要由細(xì)—粗晶白云巖組成，少量粉晶白云巖，可見(jiàn)砂屑幻影。

2.3.1 儲(chǔ)集空間

據(jù)露頭剖面觀察，大箐組白云巖的各類溶蝕孔隙十分發(fā)育。如在盆地北部的乃托與越西褲襠溝剖面，見(jiàn)大箐組灰白色塊狀白云巖的溶蝕孔洞順層發(fā)育，孔洞直徑介于1～3 cm，多被半充填，充填物為方解石和石英。在盆地西北部的南箐剖面，見(jiàn)大箐組灰白色塊狀白云巖的針狀溶孔（洞）極為發(fā)育，特別是在白云巖新鮮表面呈帶狀密集分布，孔徑0.1～0.5 mm，成為較典型的針孔狀白云巖。鏡下與巖心觀察也表明，奧陶系大箐組白云巖的溶蝕孔、洞十分發(fā)育，局部見(jiàn)瀝青充填。在盆地北部的褲襠溝、南部洛烏溝剖面與XD1、XD3井取心段及鏡下觀察，奧陶系大箐組白云巖中普遍見(jiàn)裂縫發(fā)育（圖5）。

2.3.2 物性特征

據(jù)露頭剖面采集16個(gè)大箐組白云巖樣品的物性資料，孔隙度為0.89%～5.87%，峰值為3%～4%、約占樣品總數(shù)的44%，孔隙度大于4%的樣品約占13%，平均孔隙度2.89%。XD1、XD3與PG1井大箐組測(cè)井解釋孔隙度為2.42%～3.86%?？梢?jiàn)，大箐組白云巖儲(chǔ)層總體為低孔、低滲，局部存在相對(duì)高孔隙層段。

圖4 西昌盆地大箐組沉積相圖

綜上所述，大箐組白云巖鏡下見(jiàn)晶間孔、野外及巖心觀察見(jiàn)溶蝕孔洞與裂縫，其白云巖儲(chǔ)層基本特征與四川盆地龍王廟組灘相白云巖儲(chǔ)層特征具有一定相似性[6-7]，分析認(rèn)為大箐組白云巖儲(chǔ)集類型為裂縫—孔洞型。

3 烴源特征

圖5 西昌盆地大箐組儲(chǔ)集空間及瀝青充填特征圖

西昌盆地奧陶系大箐組其上與志留系龍馬溪組厚層暗色頁(yè)巖直接接觸。龍馬溪組形成于陸棚相沉積環(huán)境，為一套優(yōu)質(zhì)烴源層[8-10]。該套烴源厚度自東向西逐漸減薄，厚度0～80 m（圖6）。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，烴源可通過(guò)斷裂垂直運(yùn)移至大箐組白云巖中，形成上生下儲(chǔ)式成藏模式。

據(jù)龍馬溪組露頭采樣分析資料，干酪根在鏡下呈不定型的絮狀，主要屬于Ⅱ1型；部分樣品腐泥組占85%以上，有機(jī)質(zhì)類型屬于Ⅰ型。Ro值為1.27%～3.66%，現(xiàn)已屬于高成熟—過(guò)成熟階段。在布拖剖面與XD1井井下采樣分析資料分析，龍馬溪組烴源巖總有機(jī)碳含量集中在0.93%～1.44%之間，平均1.29%，具有較好生烴潛力（表2）。

4 構(gòu)造特征

西昌盆地經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)育多條南北向深大逆斷裂[11]。地腹構(gòu)造受南北向斷層分割，自西向東可劃分出喜德—西昌構(gòu)造帶、米市向斜帶、七里壩背斜帶、黑水河斷裂帶與羅木大山—四開(kāi)構(gòu)造等5個(gè)構(gòu)造帶。喜德構(gòu)造帶位于米②號(hào)斷層上盤，發(fā)育有喜德構(gòu)造。米②與米①下盤為米市向斜帶，該向斜內(nèi)主要發(fā)育有瓦尼潛伏斷鼻。米①與黑②號(hào)斷層上盤為七里壩背斜帶，兩斷層直接控制著該構(gòu)造帶規(guī)模與展布，在該構(gòu)造帶發(fā)育較大的構(gòu)造有七里壩北構(gòu)造。黑水河斷裂帶以東的構(gòu)造由于受黑水河斷裂帶的影響，構(gòu)造較復(fù)雜，褶皺強(qiáng)烈，背斜、向斜高陡狹窄，但總體上呈南北向展布，在該區(qū)域發(fā)育較大的構(gòu)造有羅木大山構(gòu)造（圖7、圖8）。

5 保存條件

5.1 蓋層發(fā)育特征

圖6 西昌盆地龍馬溪組烴源巖厚度等值線圖

表2 西昌盆地龍馬溪組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度表

西昌盆地七里壩背斜構(gòu)造主體及東翼大箐組與上覆志留系龍馬溪組灰黑色頁(yè)巖直接接觸，該套頁(yè)巖厚度普遍大于20 m，平面上穩(wěn)定分布，既是區(qū)內(nèi)重要烴源層，也是良好蓋層，對(duì)下伏大箐組白云巖儲(chǔ)層具有封閉作用（圖6）。另外，西昌盆地侏羅系、白堊系與上三疊統(tǒng)白果灣組泥質(zhì)沉積發(fā)育累計(jì)厚度超過(guò)1 000 m，橫向上分布穩(wěn)定。已有研究成果表明連續(xù)穩(wěn)定分布巨厚泥巖可為區(qū)域良好蓋層[12-15]。

5.2 斷裂對(duì)油氣保存條件影響

西昌盆地發(fā)育多條南北向深大斷裂，其中米②與黑①號(hào)斷裂為通天深大斷裂且見(jiàn)多處來(lái)自地層深部溫泉，表明通天大斷裂附近區(qū)域油氣保存條件較差。位于米市坳陷中部區(qū)域，米①與黑②號(hào)斷層之間七里壩背斜帶構(gòu)造圈閉發(fā)育且未見(jiàn)通天斷裂，油氣保存條件相對(duì)較好。

圖7 西昌盆地大箐組頂界構(gòu)造圖

6 結(jié)論

1）西昌盆地大箐組發(fā)育大套厚層灘相晶粒白云巖，白云巖厚度大，平面上連片分布，溶蝕孔洞較為發(fā)育。

2）上覆龍馬溪組灰黑色頁(yè)巖厚度大，可為大箐組白云巖良好烴源與直接蓋層。

3）大箐組白云巖野外與鏡下均見(jiàn)瀝青，表明大箐組具備油氣成藏條件。

圖8 西昌盆地構(gòu)造剖面示意圖（東西向）

4）位于米市坳陷中部區(qū)域七里壩背斜帶未見(jiàn)通天斷裂，油氣保存條件相對(duì)較好。

綜上所述，西昌盆地大箐組下步勘探應(yīng)圍繞油氣地質(zhì)條件相對(duì)有利的七里壩背斜帶開(kāi)展。