克拉通內(nèi)裂陷及周緣大型巖性氣藏形成機(jī)制、潛力與勘探實踐
——以四川盆地震旦系—寒武系為例

魏國齊，楊威，謝武仁，蘇楠，謝增業(yè)，曾富英，馬石玉，金惠，王志宏，朱秋影，郝翠果，王小丹

（中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

0 引言

四川盆地是中國重要的含油氣盆地和天然氣生產(chǎn)基地，已發(fā)現(xiàn)20多套油氣產(chǎn)層[1-3]，最近資源評價認(rèn)為其常規(guī)天然氣資源量約16.5×1012m3，潛力巨大。截至2020年底，四川盆地已探明天然氣地質(zhì)儲量約6×1012m3，2020年天然氣產(chǎn)量超500×108m3。震旦系—寒武系是一套全盆地分布的重要天然氣產(chǎn)層，1964年發(fā)現(xiàn)以震旦系燈影組為產(chǎn)層的威遠(yuǎn)氣田，2011年在川中地區(qū)高石梯—磨溪古隆起核部實施的高石 1井在震旦系獲高產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)了安岳特大型氣田[3-5]。截至2020年底，安岳氣田探明天然氣地質(zhì)儲量超過1×1012m3，天然氣年生產(chǎn)能力約 170×108m3，取得了重要的勘探開發(fā)成果。同時針對全盆地震旦系—寒武系構(gòu)造演化、沉積、儲集層、成藏等方面的研究也取得顯著進(jìn)展[6-10]，提出了高石梯—磨溪古隆起和德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷，古隆起和古裂陷控制了安岳大氣田的形成與分布[11-14]，提出了繼承性古隆起核部的古油藏“原位”裂解成藏模式[14-16]，為古隆起勘探發(fā)現(xiàn)發(fā)揮了重要作用。德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷的提出是四川盆地震旦系—寒武系研究的重要進(jìn)展[3,13-14]，雖然存在克拉通內(nèi)裂陷[13-14]、拉張槽[11]、拉張侵蝕槽[17]等認(rèn)識上的爭議，但四川盆地在燈影組沉積期存在構(gòu)造分異，裂陷控制其內(nèi)部及周邊的沉積、儲集層和成藏等得到了共識[6,18-19]。安岳特大型氣田發(fā)現(xiàn)后，尋找第2個“安岳大氣田”成為廣大勘探研究人員必須面對的重大課題。一方面，已發(fā)現(xiàn)安岳特大型氣田的高石梯—磨溪地區(qū)的古今構(gòu)造均處于構(gòu)造高部位，而大川中其他地區(qū)整體處于古隆起的斜坡背景，局部構(gòu)造圈閉不發(fā)育，按已形成的理論認(rèn)識指導(dǎo)勘探難有大的規(guī)模發(fā)現(xiàn)；另一方面，一般認(rèn)為一個地區(qū)一旦有了勘探大發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了主力氣田，同層系的外圍勘探難以再有規(guī)模發(fā)現(xiàn)，勘探可能轉(zhuǎn)向新領(lǐng)域?qū)で笮掳l(fā)現(xiàn)。鑒于四川盆地震旦系—寒武系具有優(yōu)越的天然氣地質(zhì)條件[7-10]，由于不同區(qū)域的成藏條件不同，可形成不同的成藏模式，具有不同的勘探關(guān)鍵因素[3,15]。隨著勘探的深入、資料的增加和認(rèn)識的進(jìn)步[2,20-23]，對德陽—安岳裂陷的演化及其對震旦系—寒武系沉積的控制作用獲得新的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上評價提出的蓬探1井和角探1井分別在燈影組二段（簡稱燈二段）和寒武系滄浪鋪組取得重大突破。蓬探1井于2014年提出、2018年部署、2020年完鉆試氣，該井完鉆井深為6 367 m，燈二段鉆厚635 m，巖性為砂屑云巖、葡萄花邊狀白云巖、泥粉晶白云巖，測井解釋燈二段儲集層 275 m，其中氣層107.6 m，差氣層11.6 m，含氣水層50 m，水層 105.8 m（孔隙度大于 2%），燈二段測試獲超過100×104m3/d的高產(chǎn)氣流。與蓬探1井成藏條件相同、燈二段頂面構(gòu)造低800 m的中江2井，在燈二段解釋儲集層100.6 m、氣層33.6 m、差氣層15.1 m，測試獲氣3.6×104m3/d，揭示裂陷內(nèi)燈二段丘灘體儲集層能形成大型地層巖性氣藏，展示了裂陷內(nèi)燈二段壘控丘灘體巨大的勘探潛力。角探1井于2016年提出、2018年部署、2019年完鉆、2020年滄浪鋪組獲得突破。角探1井燈影組四段（簡稱燈四段）鉆厚348 m（未完），燈四段測井解釋丘灘相優(yōu)質(zhì)儲集層厚177.6 m，孔隙度為2.0%～7.7%，平均孔隙度為3.3%，其中氣層100.3 m，物性整體較好，溶蝕孔洞發(fā)育，儲集層類型主要為孔洞型。測井解釋角探1井燈四段氣水界面為-7 230 m，比磨溪地區(qū)燈四段氣藏氣水界面低近2 000 m[16]，說明其與磨溪地區(qū)燈四段氣藏相對獨立，同時說明川中古隆起北斜坡燈影組臺緣帶丘灘體能規(guī)模成藏。該井滄浪鋪組測井解釋氣層14.5 m/2層，平均孔隙度為4.1%，測試獲氣超過50×104m3/d。顯示了北斜坡多目的層大型巖性氣藏立體成藏的特征。在勘探實踐和地質(zhì)新認(rèn)識的基礎(chǔ)上，本文應(yīng)用新探井、新資料，提出克拉通內(nèi)裂陷及周緣大型巖性氣藏形成機(jī)制與模式，劃分不同類型巖性氣藏勘探有利區(qū)帶，指導(dǎo)勘探實踐。成果對深化四川盆地震旦系—寒武系天然氣成藏地質(zhì)認(rèn)識，豐富深層古老碳酸鹽巖大氣田成藏理論，指導(dǎo)新領(lǐng)域大氣田勘探，具有重要的理論和實踐意義。

1 裂陷演化及其對規(guī)模儲集體發(fā)育的控制

震旦系是在南華系裂谷盆地之上發(fā)育的第1套穩(wěn)定沉積蓋層，陡山沱組與南華系南沱組灰綠色冰磧巖呈不整合接觸，以陸源濱岸—潮坪、潟湖相沉積為主，沒有形成真正意義上的碳酸鹽臺地[2,22]。燈影組沉積期，上揚子地臺受區(qū)域拉張動力作用[3,16]，形成了德陽—安岳和萬源—達(dá)州克拉通內(nèi)裂陷[24]。德陽—安岳裂陷演化及其對沉積、儲集層和成藏的影響，前人做過大量工作[3,13-14]。隨著資料的增加和研究的深入，本文在前期[13]認(rèn)識的基礎(chǔ)上，認(rèn)為德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷發(fā)育時間是震旦系燈影組沉積期至寒武系龍王廟組沉積期，有關(guān)裂陷發(fā)育的地震、巖石學(xué)特征等標(biāo)志在前期做過大量分析[3,13-14]，本次研究將裂陷演化分為4個階段，分別是形成期（燈影組一段（簡稱燈一段）+燈二段沉積期）、發(fā)展期（燈影組三段（簡稱燈三段）+燈四段沉積期）、充填期（寒武系麥地坪組+筇竹寺組沉積期）和消亡期（寒武系滄浪鋪組+龍王廟組沉積期）（見圖1）。

圖1 四川盆地?zé)舳危╝）、燈四段（b）和寒武系滄浪鋪組下段（c）巖相古地理圖

1.1 裂陷形成期（燈一段+燈二段沉積期）

燈一段+燈二段沉積期，裂陷開始形成，拉張作用使臺地上發(fā)育多條正斷層，形成多排分布的壘塹結(jié)構(gòu)和高低不平的古地貌，形成多個壘控古地貌高帶（見圖1a、圖2a、圖3）。在拉張作用下，相對海平面上升，古地貌高的區(qū)域和古地貌低的區(qū)域沉積物不同。古地貌高的區(qū)域沉積的燈一段+燈二段厚度較大，如高石1井厚550 m，威28井厚523 m，蓬探1井厚約640 m；沉積物以厚層丘灘體碳酸鹽巖為主（見圖 4、圖 5a—圖5c）。古地貌低的區(qū)域燈一段+燈二段厚度小，如資陽1井厚約65 m、高石17井厚約170 m；沉積物以瘤狀泥質(zhì)泥晶白云巖或泥質(zhì)云巖為主（見圖 4、圖 5a—圖5b）。說明燈一段+燈二段沉積期裂陷內(nèi)古地貌相對高的區(qū)域，沉積水體淺，沉積以厚層碳酸鹽巖為主，而古地貌低的區(qū)域，水體較深，為碳酸鹽巖欠補(bǔ)償沉積，沉積物泥質(zhì)含量較高（見圖2—圖4）。

圖2 德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷演化模式圖（剖面位置見圖1a）

圖3 燈二段壘塹發(fā)育特征與壘控丘灘體地震解釋剖面（剖面位置見圖1a）

裂陷形成期，對燈二段的沉積影響較大，前期認(rèn)為裂陷內(nèi)整體為欠補(bǔ)償沉積，以斜坡、陸棚相泥質(zhì)云巖為主[13-14]。本次研究將裂陷內(nèi)由壘控古地貌高之上沉積的丘灘體稱為“壘控丘灘體”。如蓬探1井位于裂陷內(nèi)，燈一段+燈二段厚640 m，巖性主要為藻云巖、砂屑云巖、泥粉晶云巖、砂質(zhì)云巖等，包括丘灘復(fù)合體、砂屑灘、灘間海和云坪等亞相（見圖5b、圖5c、圖 6a），與裂陷兩側(cè)的高石 1、威 28等井在裂陷邊緣的井巖性特征相似（見圖4）。從蓬探1井的取心段來看，如5 739.55～5 770.00 m井段巖性主要為藻疊層石云巖、藻格架云巖、砂屑云巖和泥粉晶云巖，泥粉晶云巖致密，藻云巖和砂屑云巖溶孔、溶洞發(fā)育，溶蝕孔洞中白云石、石英、瀝青等充填物特征與高石1、資5、資28等井的燈二段非常相似（見圖4、圖5a—圖5c）。

圖4 燈影組—寒武系龍王廟組沉積相對比圖（剖面位置見圖1a）

圖5 裂陷內(nèi)和周緣震旦系燈影組典型巖石類型和儲集空間照片

根據(jù)新地質(zhì)認(rèn)識和資料，編制新的燈二段巖相古地理圖（見圖1a）。燈二段沉積期，上揚子臺地周緣為被動大陸邊緣沉積臺地邊緣丘灘體，其規(guī)模比克拉通內(nèi)裂陷邊緣臺緣丘灘體更大，如寧強(qiáng)胡家南壩剖面[23]；這個臺緣帶向外依次發(fā)育廣海斜坡和盆地相沉積，向內(nèi)主要發(fā)育碳酸鹽臺地相沉積，在臺地內(nèi)發(fā)育德陽—安岳和萬源—達(dá)州兩個克拉通內(nèi)裂陷，裂陷邊緣發(fā)育臺緣丘灘帶[15,24]。在德陽—安岳裂陷內(nèi)發(fā)育多排燈二段北西向展布的壘控丘灘體條帶，如蓬探1井、中江2井位于燈二段規(guī)模較大的丘灘體條帶，其特征與高石梯、磨溪地區(qū)臺緣帶典型井相似（見圖6a）[16]。臺地內(nèi)還發(fā)育臺內(nèi)丘灘體、潮坪、潟湖等亞相，潟湖沉積主要發(fā)育于川南地區(qū)和川東地區(qū)，裂陷內(nèi)燈二段巖相古地理特征比早期認(rèn)識[3,24]有了明顯的深化。

圖6 蓬探1井燈二段（a）、角探1井燈四段（b）和滄浪鋪組（c）綜合柱狀圖（GR—自然伽馬；Rt—電阻率；RXO—沖洗帶電阻率）

1.2 裂陷發(fā)展期（燈三段+燈四段沉積期）

燈一段+燈二段沉積后，發(fā)生了桐灣運動Ⅰ幕，臺地整體抬升、海平面下降，燈二段發(fā)生風(fēng)化殼巖溶作用，使燈二段頂面產(chǎn)生大量溶孔、溶洞，形成與燈三段之間的平行不整合。燈三段+燈四段沉積期，臺地拉張作用更加強(qiáng)烈，裂陷進(jìn)一步擴(kuò)展，裂陷內(nèi)燈二段沉積期形成的壘控丘灘帶等沉積整體下沉，裂陷邊界主斷裂更加顯現(xiàn)，形成裂陷邊緣和裂陷內(nèi)古地貌的明顯差異。整體沉降過程中，燈三段為含凝灰質(zhì)的藍(lán)灰色泥巖或暗色泥頁巖，夾泥質(zhì)白云巖，裂陷內(nèi)外厚度都較小，為0.4～60.0 m，高科1井厚約35 m。燈四段由于強(qiáng)烈拉張作用，裂陷內(nèi)海水循環(huán)通暢，北段水體較深，發(fā)育欠補(bǔ)償沉積的泥質(zhì)白云巖和白云質(zhì)泥巖，沉積厚度小且泥質(zhì)含量高，如高石 17井燈三段+燈四段厚約17 m，蓬探1井燈三段+燈四段厚約13.5 m。裂陷東西兩側(cè)發(fā)育兩條大型臺緣丘灘帶，臺緣帶之間的距離可達(dá)150 km，這與早期認(rèn)識基本一致[3,24]。如裂陷東側(cè)高石梯—磨溪地區(qū)沉積厚度為200～300 m，為臺地邊緣的丘灘體沉積（見圖1b、圖4、圖5d、圖5e）。裂陷內(nèi)南段水體較淺，以沉積泥粉晶白云巖為主，燈二段沉積后，由于桐灣運動Ⅰ幕的作用[25]，燈三段沉積前的古地貌高低不平（見圖 7），局部地區(qū)可能發(fā)育藻白云巖和丘灘體。燈四段沉積后，由于桐灣運動Ⅱ幕影響[25]，燈四段頂面被剝蝕，頂面高低不平。通過地震資料推測在裂陷內(nèi)的南段發(fā)育多個燈四段孤立丘灘體（見圖1b），與上覆寒武系麥地坪組泥頁巖呈不整合接觸（見圖7）。

圖7 過裂陷內(nèi)燈四段孤立丘灘體的地震剖面（剖面位置見圖1b）

1.3 裂陷充填期（麥地坪組+筇竹寺組沉積期）

震旦紀(jì)末期，臺地拉張作用變?nèi)酰严輸U(kuò)展結(jié)束，發(fā)生桐灣運動Ⅱ幕，臺地整體上升、海平面下降，臺地整體接受暴露剝蝕。寒武紀(jì)初，海平面快速上升，裂陷內(nèi)以沉積充填為主。首先，在裂陷內(nèi)及周緣沉積麥地坪組，以厚層泥頁巖為主，裂陷內(nèi)古地貌低，沉積厚度大，臺地上沉積厚度小或無沉積；麥地坪組沉積之后，發(fā)生桐灣運動Ⅲ幕，臺地整體抬升，接受剝蝕，形成麥地坪組與筇竹寺組之間的平行不整合。之后，臺地整體又下沉、海平面上升，全盆地沉積巨厚的筇竹寺組泥頁巖，在裂陷內(nèi)，麥地坪組+筇竹寺組厚度巨大（見圖2、圖3），如高石17井厚683 m；裂陷周緣的臺緣和臺地內(nèi)麥地坪組+筇竹寺組泥頁巖較薄，如高石1井厚120 m左右（見圖4），四川盆地大部分區(qū)域麥地坪組缺失。

1.4 裂陷消亡期（滄浪鋪組+龍王廟組沉積期）

麥地坪組和筇竹寺組沉積之后，裂陷基本被填平補(bǔ)齊，裂陷內(nèi)外古地貌高差變小，裂陷進(jìn)入萎縮消亡期，裂陷范圍縮小、深度變淺。到滄浪鋪組沉積期，裂陷內(nèi)古地貌低仍然存在，并影響沉積。滄浪鋪組在裂陷內(nèi)沉積較厚，如高石17井厚203 m、資陽1井厚240 m、蓬探1井厚203 m，裂陷外厚度較小，而高石梯—磨溪地區(qū)滄浪鋪組厚度為150～170 m（見圖4）。由于海平面下降，松潘古陸的陸源碎屑物影響范圍擴(kuò)大，滄浪鋪組沉積早期裂陷西側(cè)以陸源碎屑沉積為主，裂陷東側(cè)以碳酸鹽臺地沉積為主，在裂陷東側(cè)邊緣沉積大面積臺緣顆粒灘（見圖5g、圖5h、圖6c）。滄浪鋪組沉積晚期，海平面繼續(xù)下降，陸源碎屑物影響范圍擴(kuò)大到全盆地，沉積以砂泥巖為主的碎屑巖沉積。龍王廟組沉積期，裂陷的影響范圍進(jìn)一步縮小，僅裂陷中心相對較低，地層厚度相對較大，該時期裂陷基本上已經(jīng)萎縮消亡。

關(guān)于四川盆地滄浪鋪組下段巖相古地理前期研究較少，一般把其作為整體進(jìn)行研究，為以砂泥巖為主的混積臺地沉積[26]。根據(jù)最新的鉆井、露頭和地震資料，針對滄浪鋪組下段的巖相古地理研究，可以看到滄浪鋪組下段殘余地層厚度為0～200 m，裂陷內(nèi)地層厚度較大，綿陽—劍閣一帶厚度超過150 m，裂陷外的臺地上厚度明顯減小，普遍小于100 m。位于裂陷東側(cè)邊緣的角探1井滄浪鋪組下段厚約82 m，主要為厚層鮞?；?guī)r、鮞粒白云巖及粉—細(xì)晶白云巖和砂質(zhì)灰?guī)r（見圖5c）。以德陽—安岳裂陷為界，兩側(cè)沉積體系差別明顯，裂陷西側(cè)主要為混積臺地沉積，發(fā)育碎屑潮坪和混積潮坪；裂陷東側(cè)主要為清水碳酸鹽巖沉積，主要發(fā)育臺地邊緣顆粒灘、開闊臺地、潟湖、臺內(nèi)灘等相帶。臺地邊緣顆粒灘巖性主要為亮晶鮞粒白云巖、亮晶鮞?；?guī)r及結(jié)晶白云巖，預(yù)測裂陷東側(cè)顆粒灘體分布面積約2×104km2，臺地內(nèi)發(fā)育以灰?guī)r灘為主的臺內(nèi)灘（見圖1c）。

2 大型巖性圈閉形成條件

2.1 儲集層條件

關(guān)于四川盆地震旦系—寒武系儲集層特征前期做過大量工作，認(rèn)識到裂陷周緣發(fā)育燈二段臺緣丘灘體、燈四段臺緣丘灘體、龍王廟組臺內(nèi)顆粒灘和洗象池組臺內(nèi)顆粒灘等4套規(guī)模儲集層[3,8,23]，最近新發(fā)現(xiàn)的3套規(guī)模儲集層，一是裂陷內(nèi)燈二段規(guī)模性壘控丘灘體儲集層，二是裂陷內(nèi)燈四段規(guī)模巖溶儲集層，三是裂陷邊緣滄浪鋪組規(guī)模顆粒灘儲集層。儲集層發(fā)育主要受丘灘體或顆粒灘控制，在北斜坡地區(qū)大面積分布，為巖性大氣田形成提供了有效的儲集空間。

裂陷內(nèi)北段發(fā)育燈二段規(guī)模儲集層，其壘控丘灘體與裂陷邊緣的丘灘體特征相似，壘控丘灘體呈多排分布，相對獨立，規(guī)模較大。裂陷內(nèi)燈二段丘灘體儲集層質(zhì)量較好，如蓬探 1井燈二段儲集層巖性主要為泡沫綿層云巖、藻凝塊云巖、藻砂屑云巖，儲集層儲集空間主要為溶洞、溶孔和溶縫，整體為低孔低滲儲集層，儲集層平均孔隙度為3.6%、平均滲透率為3.6×10-3μm2，測井解釋評價儲集層段22層，孔隙度大于2.0%儲集層累計厚度約為260 m（見圖5a）。局部發(fā)育高孔滲段，以針孔狀藻砂屑云巖最好，如 5 726.80～5 851.90 m井段孔隙度較高，測井解釋平均孔隙度為4.3%左右。這類丘灘體儲集層相對獨立，通過地震預(yù)測蓬探1井區(qū)丘灘體面積約1 000 km2，其他相對較小的丘灘體面積共2 000～3 000 km2（見圖1a、圖8）。

裂陷內(nèi)南段發(fā)育多個燈四段孤立的規(guī)模巖溶丘灘體儲集層。燈四段沉積期，裂陷北段欠補(bǔ)償，沉積物薄且泥質(zhì)含量高，基本不能成為儲集層。裂陷內(nèi)南段較北段沉積水體淺，沉積較厚的碳酸鹽巖，古地貌較低的區(qū)域沉積物泥質(zhì)含量較高，古地貌較高的區(qū)域可沉積丘灘體；燈四段沉積后，發(fā)生桐灣運動Ⅱ幕[25]，海平面大幅下降，燈四段頂部全部暴露，發(fā)生風(fēng)化殼巖溶作用，形成大面積相對獨立的巖溶丘灘儲集體。通過地震預(yù)測裂陷內(nèi)南段發(fā)育8個相對獨立的丘灘體，可能是較好的規(guī)模儲集層（見圖8）。

裂陷東側(cè)邊緣新發(fā)現(xiàn)滄浪鋪組規(guī)模顆粒灘儲集層（見圖1c、圖8）。儲集層主要為殘余鮞粒云巖、砂屑云巖、粉晶云巖等，儲集空間主要為粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間溶孔、晶間孔等。角探 1井鉆遇顆粒灘儲集層厚約26 m，孔隙度為3.8%～8.1%，平均值為4.1%；平均滲透率為0.053×10-3μm2。通過對裂陷邊緣井測井解釋數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該套顆粒灘儲集層厚度一般為5～26 m（見圖4c），孔隙度一般為2%～5%，總體屬于低孔低滲碳酸鹽巖儲集層。

圖8 德陽—安岳裂陷內(nèi)及周緣規(guī)模儲集層展布與巖性氣藏勘探有利區(qū)

裂陷邊緣燈二段、燈四段臺緣丘灘體在北斜坡區(qū)大面積發(fā)育（見圖8），其厚度大、儲集層質(zhì)量好，與高石梯、磨溪地區(qū)燈二段、燈四段臺緣丘灘體儲集層相似[3]。如角探1井鉆遇燈四段厚約350 m，丘灘體厚約280 m，由2個厚層藻丘和顆粒灘復(fù)合疊加而成，巖性組合主要為砂屑云巖、藻凝塊云巖、藻疊層云巖和藻粘結(jié)云巖。與高石梯—磨溪臺緣帶丘灘體儲集層十分相似，角探1井燈四段測井解釋儲集層厚約166 m（見圖6b），孔隙度平均值為3.5%。北斜坡地區(qū)裂陷邊緣燈二段、燈四段丘灘體儲集層和滄浪鋪組顆粒灘儲集層大面積疊置，為該區(qū)的規(guī)模成藏提供了充足的儲集空間。

2.2 巖性圈閉類型和形成條件

德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷及周緣震旦系—寒武系發(fā)育的烴源巖、儲集層和蓋層形成了 4套有利成藏組合（見圖9），規(guī)模成藏條件的有效配置形成了裂陷內(nèi)巖性和裂陷邊緣巖性等2類圈閉。

2.2.1 裂陷內(nèi)巖性圈閉

這類圈閉發(fā)育于德陽—安岳裂陷內(nèi)，儲集層主要為裂陷內(nèi)北部的燈二段壘控丘灘體和裂陷內(nèi)南部的燈四段獨立溶蝕丘灘體，烴源巖主要為裂陷內(nèi)的下寒武統(tǒng)麥地坪組+筇竹寺組泥頁巖，還可能有震旦系陡山沱組、燈三段泥質(zhì)烴源巖，直接蓋層為燈三段泥質(zhì)巖和麥地坪組+筇竹寺組泥頁巖，形成較好的源儲蓋組合（見圖9）。燈三段泥質(zhì)烴源巖和寒武系麥地坪組+筇竹寺組泥質(zhì)烴源巖從上面、周圍完全包圍燈二段獨立的壘控丘灘體和燈四段孤立巖溶丘灘體儲集層，形成相對獨立地層巖性圈閉（見圖9）。如蓬探1井燈二段巖性圈閉氣藏，局部背斜構(gòu)造圈閉面積約為90 km2、圈閉幅度約200 m；測井解釋氣水界面為-5 550 m，以此為界面形成的圈閉面積為145 km2，測井解釋實際氣柱高度為230 m，顯示其為典型的地層巖性圈閉。

2.2.2 裂陷邊緣巖性圈閉

這類圈閉發(fā)育于裂陷邊緣，儲集層主要為燈二段、燈四段的臺緣丘灘體和滄浪鋪組臺緣顆粒灘，燈三段泥頁巖、筇竹寺組泥頁巖和滄浪鋪組上段泥巖既是烴源巖又是直接蓋層，在裂陷邊緣形成多套規(guī)模源儲蓋層大面積疊置發(fā)育的特征（見圖9）。在臺緣丘灘體（顆粒灘）儲集層的側(cè)面主要由泥頁巖和致密層封堵，形成丘灘體（顆粒灘）巖性圈閉。①在臺緣帶向裂陷方向，主要由裂陷內(nèi)巨厚的麥地坪組+筇竹寺組泥頁巖與儲集層側(cè)向?qū)佣鸱舛伦饔?，也可?cè)向供烴（見圖9）；②在臺緣帶向臺地方向，丘灘體（顆粒灘）主要與局限臺地相的泥質(zhì)白云巖側(cè)向?qū)?，泥質(zhì)白云巖孔滲條件很差、非常致密，能起到側(cè)向封堵作用（見圖9）；③沿臺緣帶向古隆起核部方向，主要由丘灘體（顆粒灘）之間的致密層封堵，由于垂直于臺緣帶發(fā)育系列斷裂，斷裂將臺緣帶分隔成高低不平的古地貌，古地貌高部分發(fā)育丘灘體（顆粒灘）、低部位發(fā)育致密層，致密層將丘灘體（顆粒灘）分隔成相對獨立的地質(zhì)體[16]，其周圍全部為致密體，從而形成丘灘體（顆粒灘）巖性圈閉。在成藏早期與這類巖性圈閉與高石梯—磨溪地區(qū)丘灘體構(gòu)造位置相似，位于較高部位，有利于油氣的聚集和成藏；由于后期構(gòu)造運動，現(xiàn)今位于古隆起北斜坡區(qū)，以巖性圈閉為主（見圖10）。如角探 1井滄浪鋪組顆粒灘氣藏，該氣藏位于現(xiàn)今構(gòu)造斜坡區(qū)，該區(qū)角探1井、川深1井滄浪鋪組氣層底界海拔分別為-6 597.5，-7 159.5 m，表明兩口井是兩個獨立的氣藏，上傾方向有斷裂和臺緣顆粒灘之間的致密巖性帶封堵，顯示了斜坡構(gòu)造背景下構(gòu)造巖性氣藏特征。

圖9 裂陷及周緣震旦系—寒武系源儲蓋組合與巖性圈閉模式圖（—寒武系高臺組；—寒武系龍王廟組；—寒武系滄浪鋪組；—寒武系麥地坪組；—寒武系筇竹寺組；Z2d—震旦系燈影組）

圖10 北斜坡區(qū)裂陷邊緣丘灘體大型巖性氣藏成藏演化模式（剖面位置見圖1b）

3 大型巖性氣藏成藏模式與演化

3.1 成藏模式

3.1.1 裂陷內(nèi)丘灘體巖性氣藏成藏模式

在燈四段沉積期，德陽—安岳裂陷在四川盆地內(nèi)的發(fā)育范圍很大，面積約5×104km2，裂陷內(nèi)北段燈影組主要為燈一段+燈二段，而燈三段+燈四段很薄或者全部缺失。儲集層主要為燈二段的臺緣丘灘體，丘灘體經(jīng)歷了桐灣Ⅱ幕運動[25]，形成較好的巖溶儲集層，同時使燈二段的頂面凹凸不平，形成相對獨立的丘灘體，面積不等，多個成排發(fā)育（見圖1a、圖9），這類儲集體質(zhì)量好、相對獨立。裂陷內(nèi)的寒武系麥地坪組+筇竹寺組泥頁巖既是烴源巖、又是蓋層，厚度一般為200～500 m，生烴強(qiáng)度普遍大于50×108m3/km2。烴源巖從上面、周邊包圍相對獨立的丘灘儲集體，形成地層巖性圈閉。烴源巖生成的油氣從上、側(cè)面向臺緣丘灘體儲集層運移，并聚集成藏，同時，也可能有震旦系陡山沱組、燈三段烴源巖由下向上供烴。通過地震預(yù)測這類臺緣丘灘體面積為3 000～4 000 km2，最大的丘灘體面積約1 000 km2（見圖1a、圖9）。裂陷內(nèi)南段燈四段孤立的丘灘體儲集層地震相呈雜亂塊狀反射、頂面凸凹不平，呈現(xiàn)巖溶風(fēng)化殼特征；其上覆地層呈平直連續(xù)反射，為巨厚的筇竹寺組烴源巖，與北段的燈二段壘控丘灘體一樣，有良好的生儲蓋組合，可形成規(guī)模巖性氣藏。此類氣藏由于相對獨立，在后期構(gòu)造演化過程中，以整體升降為主，孤立丘灘體中聚集的油氣能被很好的保存。

3.1.2 北斜坡區(qū)裂陷邊緣丘灘體巖性氣藏成藏模式

關(guān)于德陽—安岳裂陷的特征和作用已經(jīng)比較清楚[11-12]，其燈二段和燈四段臺緣帶的刻畫也較清晰，提出了古隆起核部高石梯—磨溪地區(qū)臺緣丘灘體古油藏“原位”裂解成藏模式[15]。而古隆起斜坡區(qū)的臺緣丘灘體、儲集層、烴源巖和蓋層等條件與古隆起核部相同，不同的是早期位于古隆起核部、后期位于古隆起斜坡部位，其構(gòu)造巖性氣藏的形成與安岳大氣田有較大的不同。裂陷邊緣的燈二段、燈四段臺緣丘灘體與裂陷內(nèi)筇竹寺組泥質(zhì)烴源巖可形成良好的側(cè)向?qū)雨P(guān)系，為儲集層提供充足的氣源，也起到側(cè)向封堵作用，同時其燈四段上覆的筇竹寺組泥巖既是烴源巖、也是直接蓋層。裂陷內(nèi)和裂陷邊緣的筇竹寺組泥質(zhì)烴源巖可由下向上，為裂陷邊緣滄浪鋪組下段顆粒灘儲集層提供氣源，滄浪鋪組上段的泥質(zhì)粉砂巖可作為直接蓋層，形成顆粒灘巖性氣藏（見圖 9）。斜坡區(qū)上傾方向封堵主要靠致密巖性體，在裂陷邊緣，由于臺緣帶丘灘體之間古地貌相對低的區(qū)域沉積以泥質(zhì)云巖為主的致密層，能對臺緣丘灘體上傾方向起到側(cè)向封堵作用[16]。

3.2 成藏演化

從北斜坡區(qū)裂陷內(nèi)燈二段和裂陷邊緣滄浪鋪組已發(fā)現(xiàn)氣藏的天然氣特征（見表 1），與高石梯、磨溪地區(qū)燈影組和龍王廟組天然氣特征[3,9,15]對比發(fā)現(xiàn)：①北斜坡區(qū)裂陷內(nèi)燈二段和裂陷邊緣滄浪鋪組的天然氣主要來源于寒武系麥地坪組+筇竹寺組泥頁巖，震旦系泥質(zhì)烴源巖和碳酸鹽巖烴源巖也有一定貢獻(xiàn)；②天然氣主要為原油裂解氣，與高石梯—磨溪地區(qū)震旦系、寒武系可能有相似的形成演化特征[3,15,27-33]。

表1 蓬探1井燈二段和角探1井滄浪鋪組天然氣特征[33]

裂陷內(nèi)燈二段壘控丘灘體、燈四段孤立巖溶丘灘體被寒武系烴源巖緊密包圍，形成一個獨立的成藏體系，烴源巖成熟后產(chǎn)生的液態(tài)烴從多個方向進(jìn)入丘灘體儲集層，形成油藏；由于該區(qū)后期斷裂不發(fā)育，以整體垂直運動為主，油藏一直被包圍在丘灘體儲集層內(nèi)，裂解成氣藏，并被保存至今。

裂陷邊緣高石梯—磨溪地區(qū)的燈二段、燈四段臺緣丘灘體的成藏過程比較清楚[3,29-32]，北斜坡區(qū)的燈二段、燈四段、滄浪鋪組臺緣丘灘體（顆粒灘體）與高石梯—磨溪地區(qū)的臺緣丘灘體成藏條件、天然氣來源基本相同，但構(gòu)造演化早中期一致、晚期差別較大，故成藏演化有一定的相似性，也有較大的不同。其成藏可分為 4個階段。①儲集層形成階段。儲集層形成時，整條臺緣帶古地貌高的區(qū)域，水體能量高，以沉積微生物丘灘和顆粒灘為主，經(jīng)歷層間巖溶等成巖作用的改造，形成特征相似的優(yōu)質(zhì)丘灘體儲集層；古地貌低的區(qū)域，水體能量低，以沉積泥質(zhì)含量較高的泥質(zhì)白云（灰）巖為主，經(jīng)成巖作用演化成致密體。將臺緣丘灘體或顆粒灘分隔成多個相對獨立的大型丘灘（顆粒）儲滲體。整個臺緣帶形成的規(guī)模儲集層體特征相似、相對獨立（見圖 10a）。②油藏形成階段。通過對高石1、磨溪8等井的埋藏史、烴源巖演化史等“三史”模擬發(fā)現(xiàn)[3,9]，二疊系沉積前和沉積后各有一次生烴高峰，生成大量的液態(tài)烴進(jìn)入儲集層，形成油藏。由于儲滲體相對獨立，形成的油藏也相對獨立（見圖10b），在形成油藏階段，整個臺緣帶丘灘體能整體成藏。③油藏裂解成氣藏階段。通過“三史”實驗?zāi)M顯示，侏羅紀(jì)，油藏開始大量裂解成氣藏，由于該區(qū)構(gòu)造運動以整體沉降為主，油藏裂解的時間段基本一致，在該階段油藏完全裂解成氣藏（見圖 10c）。④氣藏形成保存改造階段。侏羅系沉積后，油藏基本全部裂解成氣藏，喜馬拉雅構(gòu)造運動對研究區(qū)進(jìn)行了較強(qiáng)烈的改造，由于威遠(yuǎn)地區(qū)大幅隆起，形成了中間高、兩側(cè)低的現(xiàn)今構(gòu)造形態(tài)，研究區(qū)除高石梯—磨溪地區(qū)和威遠(yuǎn)地區(qū)位于構(gòu)造高部位外，其他地區(qū)均為斜坡區(qū)。在喜馬拉雅構(gòu)造運動過程中，氣藏有一定的改造和破壞。由于大部分區(qū)域大斷裂不發(fā)育，氣藏直接蓋層條件較好，致密層側(cè)向封堵作用強(qiáng)，單個臺緣丘灘體氣藏得以較完整地獨立保存至今（見圖 10d），在斜坡區(qū)形成多個氣水界面相差較大的大型巖性氣藏[16]。如在北斜坡區(qū)角探1井燈四段氣藏氣水界面海拔為-7 230 m，而高石梯—磨溪地區(qū)燈四段氣藏氣水界面海拔為-5 230 m，相差2 000 m。

4 有利勘探區(qū)帶和前景

通過對德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷及周緣壘控丘灘體、臺緣丘灘/顆粒灘等儲集體特征和成儲機(jī)制的分析，預(yù)測評價有利規(guī)模儲集層分布，結(jié)合烴源巖、蓋層分布特征和構(gòu)造演化、氣藏演化等特征，綜合評價裂陷內(nèi)、裂陷邊緣兩類6個有利區(qū)。

4.1 裂陷內(nèi)有利區(qū)

4.1.1 裂陷內(nèi)北段燈二段地層巖性氣藏有利區(qū)

通過對裂陷發(fā)育期構(gòu)造沉積環(huán)境的精細(xì)解析，燈二段沉積期在裂陷內(nèi)發(fā)育多期臺緣和臺緣丘灘體儲集層，其丘灘體和儲集層特征與裂陷邊緣高石梯—磨溪地區(qū)的臺緣丘灘體沉積儲集層特征相似。裂陷內(nèi)燈二段壘控丘灘體被寒武系烴源巖包圍，能規(guī)模成藏。通過二維、三維地震資料精細(xì)解釋，評價裂陷內(nèi)蓬萊地區(qū)燈二段壘控丘灘體面積約1 000 km2，裂陷內(nèi)其他燈二段壘控丘灘體面積2 000～3 000 km2（見圖8Ⅰ-1），其成藏條件優(yōu)越，預(yù)測資源潛力超5 000×108m3。

4.1.2 裂陷內(nèi)南段燈四段地層巖性氣藏有利區(qū)

通過地震資料對裂陷內(nèi)南段燈四段孤立巖溶丘灘體進(jìn)行了預(yù)測，優(yōu)選出9個巖溶丘灘體，面積約2 000～3 000 km2（見圖8Ⅰ-2）。巖溶丘灘體由于風(fēng)化殼巖溶作用，形成了較好的巖溶儲集層，相對獨立的巖溶丘灘體儲集層體被寒武系烴源巖包圍，可能形成規(guī)模氣藏。在后期構(gòu)造運動中，該區(qū)基本整體升降，早期形成的油氣藏能保存至今，預(yù)測其資源潛力為 3 000×108m3左右。

4.2 裂陷邊緣臺緣丘灘體有利區(qū)

4.2.1 北斜坡多目的層有利區(qū)

隨著安岳大氣田的勘探，高石梯—磨溪古隆起核部燈影組臺緣丘灘體的刻畫十分清楚，向北、向南臺緣帶的發(fā)育特征也基本清楚。通過對大量地震資料的研究，對古隆起北斜坡燈二段、燈四段臺緣進(jìn)行了精細(xì)評價，其中燈四段臺緣帶與古隆起核部區(qū)域相比，臺緣帶由10～15 km變寬到約20～30 km，厚度也有所增加[15]。燈二段與燈四段臺緣帶不重合，燈二段臺緣丘灘體位于燈四段沉積期的裂陷內(nèi)，其頂部埋深比燈四段頂面深300 m左右（見圖8Ⅱ-1）。燈四段臺緣帶丘灘體在成儲和主體成藏期，古構(gòu)造特征與古隆起核部的高石梯—磨溪地區(qū)基本相同。臺緣帶上傾方向，由于燈四段臺緣帶受近東西向斷裂影響而發(fā)育多個致密帶，將臺緣帶分隔形成多個獨立的丘灘體。獨立丘灘體同期整體成藏，獨立保存[16]。在北斜坡識別多個燈四段丘灘體，其中鹽亭丘灘體面積為2 760 km2。丘灘體疊合面積大于2×104km2，資源規(guī)模在2×1012m3以上。

4.2.2 裂陷西側(cè)燈二段、燈四段臺緣帶

裂陷西側(cè)發(fā)育燈二段、燈四段臺緣丘灘體。燈二段臺緣帶位于燈四段沉積期的裂陷內(nèi)（見圖 8Ⅱ-2），由于臺緣帶較緩，丘灘體規(guī)模相對較小，在資陽地區(qū)鉆井7口，其中資1、資2、資3等3口井獲得工業(yè)氣流，資2井獲天然氣11.3×104m3/d，說明該領(lǐng)域也有較大的勘探潛力。燈四段臺緣帶位于盆地南邊界附近（見圖 8Ⅱ-3），其燈影組頂面構(gòu)造圈閉發(fā)育，但以喜馬拉雅期構(gòu)造為主，已鉆井揭示儲集層發(fā)育，但大量產(chǎn)水，如漢深1、老龍1、窩深1等井，該領(lǐng)域保存條件是關(guān)鍵。

4.2.3 裂陷東側(cè)燈四段臺緣帶南段

裂陷東側(cè)燈四段臺緣帶南段臺緣丘灘體發(fā)育（見圖 8Ⅱ-4），其儲集層特征、成藏條件和演化過程與北斜坡區(qū)（北段）和高石梯—磨溪地區(qū)（中段）較相似[16]，荷深2井獲近20×104m3/d的高產(chǎn)氣流，說明該領(lǐng)域有較大的勘探潛力。

4.3 勘探前景

蓬探 1井的突破，證實裂陷內(nèi)燈二段多排壘控丘灘體巖性氣藏能規(guī)模成藏。裂陷內(nèi)燈二段受斷裂控制的壘探丘灘體條帶2～3排，預(yù)測丘灘體總面積2 000～3 000 km2；其中蓬探1井所在的丘灘體面積約1 000 km2，資源潛力約（3 000～5 000）×108m3，勘探潛力巨大。角探 1井揭示高石梯—磨溪古隆起北斜坡多層臺緣丘灘體含氣，勘探潛力較大。通過地震資料刻畫，角探1井所在的燈四段臺緣丘灘體面積約2 760 km2，滄浪鋪組9個顆粒灘體預(yù)測面積約2 300 km2，茅口組3個灘體預(yù)測面積約2 560 km2，總資源潛力約1×1012m3。

裂陷內(nèi)和周緣發(fā)育多套儲集層，包括燈二段、燈四段、滄浪鋪組和龍王廟組等4套孔隙型儲集層，裂陷內(nèi)寒武系烴源巖厚150～450 m，源儲對接，成藏條件好。已有角探1井和蓬探1井等多口井獲高產(chǎn)，展現(xiàn)了巨大的勘探潛力。因此，裂陷內(nèi)和裂陷周緣震旦系—寒武系是未來油氣勘探發(fā)現(xiàn)和獲得規(guī)模儲量的重要領(lǐng)域，已形成一個多層系大型巖性氣藏立體成藏的大場面，未來有望再發(fā)現(xiàn)（2～3）×1012m3的特大氣區(qū)。

5 結(jié)論

德陽—安岳克拉通內(nèi)裂陷發(fā)育不同時期、不同類型的大型丘灘體。發(fā)育期，在裂陷內(nèi)發(fā)育多組斷裂，形成燈二段多排壘控丘灘帶；發(fā)展期，在裂陷邊緣發(fā)育燈四段規(guī)模臺緣丘灘帶，由于風(fēng)化殼巖溶作用，裂陷內(nèi)發(fā)育燈四段孤立丘灘體；萎縮期，裂陷東側(cè)發(fā)育滄浪鋪組臺緣顆粒灘。

燈二段、燈四段、滄浪鋪組和龍王廟組等 4套規(guī)模丘灘體儲集層與裂陷內(nèi)外發(fā)育的筇竹寺組烴源巖及燈影組泥質(zhì)灰（云）巖等多套烴源巖大面積疊合，形成良好的生儲蓋組合，灘間致密巖性體在側(cè)向和上傾方向封堵，形成先油后氣、單個氣藏獨立保存的大型巖性氣藏成藏模式。

綜合評價 6個大型巖性氣藏有利勘探區(qū)帶，分別是裂陷內(nèi)北部燈二段壘控丘灘體、南部燈四段孤立巖溶丘灘體，裂陷東側(cè)北斜坡燈二段、燈四段、滄浪鋪組臺緣丘灘體，裂陷西側(cè)邊緣燈二段、燈四段臺緣丘灘體等。蓬探1井和角探1井多層獲得高產(chǎn)氣流，在兩個有利區(qū)實現(xiàn)勘探突破，未來有望再發(fā)現(xiàn)（2～3）×1012m3的特大氣區(qū)。