四川威遠(yuǎn)震旦系與下古生界天然氣成藏特征

孫 瑋 劉樹(shù)根 王國(guó)芝 徐國(guó)盛

羅志立2 韓克猷3 袁海鋒2 黃文明3

（1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都610059；2.“油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610059；3.中國(guó)石油西南分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，成都610051）

威遠(yuǎn)地區(qū)是四川盆地現(xiàn)今唯一在震旦系至寒武系均有氣藏存在、奧陶系有產(chǎn)氣井存在的地區(qū)。威遠(yuǎn)氣田寒武系氣藏發(fā)現(xiàn)較晚，2004年威42井上寒武統(tǒng)洗象池組上返測(cè)試獲工業(yè)氣流才取得突破。2005年威97井中奧陶統(tǒng)寶塔組上返測(cè)試獲工業(yè)氣流后發(fā)現(xiàn)了寶塔組氣藏［1］。威遠(yuǎn)氣田的這種從下至上（元古宇－下古生界）形成多套氣藏在四川盆地Z－S勘探中較為罕見(jiàn)。但由于先天儲(chǔ)集性能不好和加里東期隆升剝蝕形成“天窗”，制約了寒武和奧陶系的天然氣大規(guī)模成藏。除威遠(yuǎn)氣田外，四川盆地其他地區(qū)Z－S（俗稱“下組合”）勘探效果很差。通過(guò)對(duì)四川盆地下組合的幾個(gè)重點(diǎn)勘探地區(qū)威遠(yuǎn)－資陽(yáng)－安平店、高石梯－丁山構(gòu)造震旦系天然氣成藏條件的對(duì)比分析，在烴源、蓋層和儲(chǔ)集層條件相似的情況下對(duì)應(yīng)的最終成藏結(jié)果卻不同，這與前期古油氣藏的分布有關(guān)，也與后期隆升構(gòu)造調(diào)整有關(guān)。這些都是制約震旦系的成藏關(guān)鍵，也說(shuō)明四川盆地下組合勘探的苛刻性和復(fù)雜性。本文試圖總結(jié)出威遠(yuǎn)氣田震旦系－下古生界的天然氣分布規(guī)律，找出關(guān)鍵的控制因素，對(duì)于Z－S進(jìn)一步勘探有著重要的意義。

1 成藏條件

四川盆地下古生界存在兩套烴源巖 下寒武統(tǒng)和下志留統(tǒng)黑色碳質(zhì)泥頁(yè)巖。從成烴量來(lái)看，分別占四川盆地?zé)N源巖生烴量的34.1%和25.08%，所成烴占整個(gè)四川盆地成烴量的59.18%（黃籍中等，1996）［2］。威遠(yuǎn)地區(qū)及其南部地區(qū)這兩套烴源層均存在（圖1）。過(guò)去在研究烴源時(shí)只注意到了震旦系天然氣的氣體來(lái)源，認(rèn)為主要來(lái)自下寒武統(tǒng)（黃籍中，1993；戴金星，2003）［3，4］，對(duì)于寒武系的天然氣也認(rèn)為來(lái)自下寒武統(tǒng)，但對(duì)于二疊系陽(yáng)新統(tǒng)天然氣并未深入探討其來(lái)源（戴金星，2003，2006）［4，5］。奧陶系氣藏的研究極少，對(duì)于氣源問(wèn)題籠統(tǒng)地劃為震旦系－志留系烴源（尹宏等，2006）［6］。但作者研究表明，奧陶系氣藏與下伏震旦系、寒武系氣藏存在差異，與二疊系氣藏氣體相似，暗示為兩種不同來(lái)源的氣體。

1.1 氣體成分特征

威遠(yuǎn)大部分地區(qū)奧陶系直接與二疊系接觸。為了更好地分析氣體特征，把二疊系的氣體成分也列入表1中。

從威遠(yuǎn)氣田震旦系－二疊系天然氣藏的氣體成分（表1）可知，震旦系與寒武系較為相近，可以劃為一個(gè)系統(tǒng)，奧陶系與二疊系為一個(gè)系統(tǒng)。它們的異同性如下：（1）均為干氣，含少量乙烷，極少含丙烷，無(wú)丁烷及以上重?zé)N；但奧陶－二疊系甲烷含量較震旦－寒武系高。（2）氮?dú)夂侩S著層位向上變低。（3）震旦－寒武系CO2氣含量較高，奧陶系含量較低，二疊系威7井的含量也較低，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅1.8%。（4）氦氣含量也有明顯的分區(qū)，震旦－寒武系氦氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.8%左右，奧陶－二疊系為1%左右。

因此，從氣體成分來(lái)看，可以分為兩個(gè)系統(tǒng)，震旦－寒武系為一個(gè)系統(tǒng)，奧陶－二疊系為一個(gè)系統(tǒng)。陳宗清（2007）［7］認(rèn)為四川盆地志留系烴源巖是上覆儲(chǔ)集層（石炭－二疊－三疊系）的良好烴源巖，威遠(yuǎn)氣田南部此套烴源巖發(fā)育，同樣可為其下伏奧陶系提供烴源。曾慶輝（2006）［8］通過(guò)對(duì)四川盆地下志留統(tǒng)黑色頁(yè)巖生、排烴的研究表明，烴源層中含瀝青質(zhì)，表明有排液態(tài)烴的過(guò)程，而且有機(jī)碳含量高，是生烴、含烴性能很好的烴源巖。

表1 威遠(yuǎn)構(gòu)造震旦系－奧陶系天然氣成分（w／%）對(duì)比Table 1 Comparison of gas ingredients from Sinian to Ordovician in the Weiyuan structure

圖1 二疊紀(jì)前威遠(yuǎn)地區(qū)古地質(zhì)圖和寒武－奧陶系產(chǎn)氣井分布圖Fig.1 Distribution graph of the productive gas wells and paleo－geology map before Permian in the Weiyuan area（據(jù)西南石油管理局資料修改補(bǔ)充）

這種特征與烴源有關(guān)。威遠(yuǎn)震旦系氣田的烴源巖主要為下寒武統(tǒng)黑色泥巖，寒武系氣體成分與其相同，顯示烴來(lái)源一致，是以寒武系為氣源的油裂解氣（孫瑋等，2007）［9］。奧陶－二疊系的天然氣也是油裂解氣；但氣體成分有差異，應(yīng)不是同源。下古生界存在兩套烴源巖，除了下寒武統(tǒng)外，上奧陶統(tǒng)五峰組頁(yè)巖至下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖也是很好的烴源巖（Ⅰ型干酪根，以生油為主）（劉若冰等，2006）［10］。因此，奧陶－二疊系天然氣來(lái)自下志留統(tǒng)。威遠(yuǎn)地區(qū)寒武系與奧陶系整合接觸，下寒武統(tǒng)烴源生成的油氣較易向上和向下進(jìn)入上寒武統(tǒng)和震旦系，但不易于進(jìn)入奧陶系；志留系則夾持于奧陶系與二疊系之間，生成的油氣較易通過(guò)不整合面向上進(jìn)入二疊系、向下進(jìn)入奧陶系（圖1）。

由此，威遠(yuǎn)地區(qū)天然氣可分為兩大類，一類以下寒武統(tǒng)為烴源的震旦－寒武系天然氣；一類是以下志留統(tǒng)為烴源的奧陶－二疊系天然氣。

1.2 震旦系－奧陶系分布特征

威遠(yuǎn)氣田處于樂(lè)山－龍女寺加里東古隆起的南斜坡帶，受加里東運(yùn)動(dòng)的影響，加里東期隆升剝蝕了部分地層（宋文海，1996）［11］。威遠(yuǎn)地區(qū)地層分布都是近北東向，與樂(lè)山－龍女寺古隆起的走向一致（圖1），未剝蝕至寒武系，出露的地層從西向東依次為奧陶系羅漢坡組＋大乘寺組、寶塔組、五峰組和志留系的龍馬溪組。但斷層的分布與地層剝蝕分布正相反，主要是北西向，與構(gòu)造并不一致，說(shuō)明斷層形成時(shí)期與剝蝕期并不一致。

羅漢坡組和大乘寺組在威遠(yuǎn)地區(qū)西邊的厚度僅100多米，向西被剝蝕殆盡，向東逐漸增厚，下部為砂巖與白云巖互層，向上逐漸過(guò)渡到頁(yè)巖夾砂巖；寶塔組為生屑灰?guī)r；五峰組和龍馬溪組為黑灰色頁(yè)巖。

1.3 成藏條件

威遠(yuǎn)氣田震旦系的成藏條件用一句話概括就是生儲(chǔ)蓋齊備。即上覆有下寒武統(tǒng)黑色頁(yè)巖作為蓋層，而且沒(méi)有缺失，蓋層條件好；儲(chǔ)層為燈影組白云巖；生油巖為下寒武統(tǒng)黑色頁(yè)巖。這些條件一直都未有大的變動(dòng)，生儲(chǔ)蓋之間的匹配關(guān)系良好（表2，圖2）。

寒武系成藏條件與震旦系相比，具有烴源不缺、儲(chǔ)層復(fù)雜、較好蓋層的特點(diǎn)。寒武系烴源與震旦系烴源一致，儲(chǔ)層是中上寒武統(tǒng)洗象池組白云巖，具有西北薄東南厚的特點(diǎn)，說(shuō)明沉積時(shí)樂(lè)山－龍女寺古隆起已有了隆起的形態(tài)，軸部在威遠(yuǎn)地區(qū)的西北部。儲(chǔ)層為裂縫－孔洞型，非均質(zhì)性較強(qiáng)。蓋層為下奧陶統(tǒng)砂泥巖，封蓋性能較好。與震旦系相比，儲(chǔ)層條件和蓋層條件都要差一些，但也算完備（表2，圖1，圖2）。

奧陶系成藏條件與震旦－寒武系相比要差得多，具有較好烴源條件、儲(chǔ)層復(fù)雜、局部封蓋的特點(diǎn)。奧陶系的烴源層為下志留統(tǒng)，但在這一地區(qū)多已被剝蝕，只在威遠(yuǎn)地區(qū)的東南部還存在，西北部缺失，來(lái)自東南拗陷下志留統(tǒng)的烴源可通過(guò)不整合面運(yùn)移，但要比震旦－寒武系直接與烴源接觸導(dǎo)致的成藏效應(yīng)差一些。儲(chǔ)層為寶塔組灰?guī)r，致密，儲(chǔ)集空間為裂縫－孔隙型。蓋層為上奧陶統(tǒng)五峰組頁(yè)巖和下志留統(tǒng)龍馬溪組，但在威遠(yuǎn)地區(qū)僅局部存在，威遠(yuǎn)中部和西北部直接與二疊系接觸，封蓋能力較差（表2，圖1，圖2）。

2 天然氣成藏系統(tǒng)

威遠(yuǎn)氣田震旦系－下古生界有3套儲(chǔ)集層、2套烴源層和3套蓋層，由下至上組成了由烴源巖控制的2套成藏體系：C－1q／Z2dn／C－1q，C－1q／C－2x／O1d與S1l／O2b／O3w＋S1l。

表2 四川盆地威遠(yuǎn)氣田震旦系－下古生界成藏條件對(duì)比Table 2 The comparison of conditions for gas accumulation of Sinian to Lower Paleozoic in Weiyuan gas field

圖2 威遠(yuǎn)氣田成藏演化圖Fig.2 The revolution map of gas accumulation in the Weiyuan gas field

2.1 下寒武統(tǒng)烴源體系生儲(chǔ)蓋特征

以下寒武統(tǒng)烴源巖組成的成藏體系儲(chǔ)集層有2套。燈影組的生儲(chǔ)蓋組合從位置上看屬于旁生側(cè)儲(chǔ)頂蓋型，從層位上看屬于上生下儲(chǔ)頂蓋型（圖2）。

上覆的下寒武統(tǒng)泥頁(yè)巖是一套富含三葉蟲和小殼動(dòng)物化石的黑色碳質(zhì)頁(yè)巖，有機(jī)質(zhì)的豐度較高，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.197%，以腐泥組為主（徐世琦，2006）［12］。烴源的烴潛量強(qiáng)度很高，平均可達(dá)1.331×1015m3，是四川盆地最好的烴源之一（表3）。

燈影組的蓋層仍是下寒武統(tǒng)。威遠(yuǎn)氣田下寒武統(tǒng)九老洞組泥巖層的突破壓力：威28井為94.4 MPa，威106井為75MPa，具有良好的封蓋條件（孫瑋等，2007）。

儲(chǔ)層為燈影組隱藻白云巖，下部為灰－深灰色灰質(zhì)、泥質(zhì)云巖，中部為灰色葡萄狀結(jié)構(gòu)云巖，上部為灰白色云巖含燧石條帶，為淺海碳酸鹽巖臺(tái)地相（王興志，2000）［13］。四川盆地?zé)粲敖M儲(chǔ)集層屬低孔低滲型。

寒武系洗象池組的生儲(chǔ)蓋組合則是典型的下生上儲(chǔ)頂蓋型，頂部是奧陶系羅漢坡組和大乘寺組蓋層，以下部九老洞組為烴源，在生儲(chǔ)蓋組合關(guān)系上較燈影組有利（圖2）。

表3 威遠(yuǎn)地區(qū)古生界烴源體系對(duì)比Table 3 The comparison of the source systems of Paleozoic in the Weiyuan area

威遠(yuǎn)地區(qū)洗象池組厚150～240m，早期為局限臺(tái)地潮上灰云坪與潮下潟湖沉積，中后期為碳酸鹽潮坪沉積，巖性主要為淺灰色泥晶云巖。儲(chǔ)集體為透鏡狀，側(cè)向分布不穩(wěn)定；儲(chǔ)集類型為裂縫－孔洞白云巖型，屬低孔型，局部層段見(jiàn)微裂縫及溶蝕孔洞層發(fā)育，如安平1井深4 520m以下孔洞發(fā)育段累計(jì)厚度37.86m。

洗象池組成藏系統(tǒng)上覆蓋層是羅漢坡組和大乘寺組。羅漢坡組主要是砂巖，封蓋性并不好；但大乘寺組主要是灰色頁(yè)巖，在威遠(yuǎn)地區(qū)厚160～200m，可起到好的封蓋作用。

2.2 下志留統(tǒng)烴源體系生儲(chǔ)蓋特征

威遠(yuǎn)氣田下志留統(tǒng)烴源體系儲(chǔ)集層下古生界為奧陶系寶塔組，與燈影組相似，都是上生下儲(chǔ)型。

下志留統(tǒng)龍馬溪組烴源巖在樂(lè)山－龍女寺古隆起部分剝蝕，主要為暗色頁(yè)巖層，有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為1.1%（93個(gè)樣），屬I型干酪根，烴潛量值可達(dá)9.79×1014m3，生烴能力僅次于下寒武統(tǒng)（表3）。

南方寶塔組灰?guī)r以“龜裂紋”著名，為淺海深水碳酸鹽巖沉積環(huán)境（許效松，2001）［14］，含大量角石化石。但從物性來(lái)看，寶塔組灰?guī)r巖性致密，孔隙度小于1%，與裂縫一起搭配形成產(chǎn)能（除威遠(yuǎn)氣田外，與之相鄰的川南東深2井寶塔組產(chǎn)層與此相同），儲(chǔ)集層為裂縫－孔隙型。

五峰組和龍馬溪組頁(yè)巖共同構(gòu)成了寶塔組的直接蓋層。這兩套地層在威遠(yuǎn)地區(qū)有缺失，殘厚0～200m，主要分布在威遠(yuǎn)的東南部（圖1）。奧陶系的產(chǎn)氣井威97井即分布在這一區(qū)域。

2.3 下寒武統(tǒng)烴源體系與下志留統(tǒng)烴源體系對(duì)比

綜上所述，威遠(yuǎn)地區(qū)下古生界發(fā)育兩套好的烴源 下寒武統(tǒng)九老洞組和下志留統(tǒng)龍馬溪組暗色頁(yè)巖，均為I型干酪根，生烴能力強(qiáng)，烴源條件較佳。

從儲(chǔ)層方面來(lái)看，埋藏最深的燈影組儲(chǔ)集性能較洗象池組好，洗象池組較寶塔組好。燈影組屬于孔隙－裂縫型，洗象池組和寶塔組都是裂縫－孔洞型，后者如無(wú)裂縫發(fā)育，則不能形成產(chǎn)能。

燈影組的蓋層條件最好，下寒武統(tǒng)厚度一般在400m，封蓋能力強(qiáng)；其次是洗象池組，其上大乘寺組厚度也超過(guò)100m。封蓋能力最差的是寶塔組，其上覆五峰組和龍馬溪組頁(yè)巖大面積被剝蝕，僅在威遠(yuǎn)地區(qū)東南部有分布。

因此，從生儲(chǔ)蓋條件上來(lái)看，燈影組最好，洗象池組其次，寶塔組最差，這與三套儲(chǔ)層的產(chǎn)出狀況也一致。

3 成藏過(guò)程

3.1 烴源演化過(guò)程

對(duì)威遠(yuǎn)地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源演化研究較多，一般認(rèn)為其成烴的過(guò)程主要為：加里東運(yùn)動(dòng)前有機(jī)質(zhì)即進(jìn)入成熟，加里東運(yùn)動(dòng)后的隆升停止生烴，二疊紀(jì)－三疊紀(jì)烴源巖由成熟－過(guò)成熟，是油氣的主要生成期，經(jīng)歷了排油和排氣的過(guò)程；早白堊世時(shí)Ro達(dá)3%，成熟度非常高，成烴結(jié)束 （黃籍中，1996）［2］。

志留系烴源巖埋藏較淺，二疊系沉積前還未成熟。三疊紀(jì)時(shí)進(jìn)入成油高峰期，中晚侏羅世達(dá)到高成熟以排氣為主，晚白堊世達(dá)到過(guò)成熟，成烴結(jié)束（黃籍中，1996）［2］。

九老洞組生烴過(guò)程明顯早于龍馬溪組，二疊紀(jì)即進(jìn)入了成熟期，龍馬溪組要到三疊紀(jì)才進(jìn)入成熟期，但最終在晚白堊世前，兩套烴源巖都達(dá)到了過(guò)成熟（圖2）。

3.2 成藏過(guò)程

二疊系沉積之前威遠(yuǎn)地區(qū)一直處于樂(lè)山－龍女寺加里東古隆起的南斜坡帶，此時(shí)即使川南下寒武統(tǒng)烴源成熟并向外排烴，古隆起雖然是好的聚集場(chǎng)所，但由于缺少蓋層條件，油氣不會(huì)大規(guī)模聚集。古隆起形成又抑制了本區(qū)的生烴，所以二疊系沉積前，威遠(yuǎn)地區(qū)并不具備成藏的條件，成藏的主要期次應(yīng)是在二疊系沉積后。

威遠(yuǎn)地區(qū)震旦系－奧陶系的成藏過(guò)程如圖3所示。

a.無(wú)論是九老洞組還是龍馬溪組，在三疊紀(jì)時(shí)都達(dá)到了成熟并向外排烴。這時(shí)排出的油氣主要向當(dāng)時(shí)的高點(diǎn)資陽(yáng)地區(qū)運(yùn)聚，自上而下形成三套古油藏（圖3、圖4）。

圖3 威遠(yuǎn)－資陽(yáng)下組合成藏模式圖Fig.3 The gas accumulation model map of Sinian to Silurian in the Weiyuan－Ziyang area

最下部的是震旦系燈影組古油藏，主要是構(gòu)造圈閉的古油藏，高點(diǎn)位于資陽(yáng)地區(qū)；中部是寒武系洗象池組古油藏，但這個(gè)古油藏屬于巖性－構(gòu)造圈閉，油藏的主體分布在資陽(yáng)與威遠(yuǎn)之間洗象池組未剝蝕的地區(qū)，是一個(gè)由側(cè)向封堵形成的古油藏；最上部是奧陶系寶塔組古油藏，這個(gè)古油藏受蓋層的限制分布范圍更小，主要是在五峰－龍馬溪組頁(yè)巖封蓋的地區(qū)，也是側(cè)向封堵形成的古油藏。洗象池組和寶塔組也受上覆的梁山組的直接封蓋。這一階段形成的這三套古油藏以震旦系規(guī)模最大，寒武系次之，奧陶系最小；震旦系為最完整的構(gòu)造油藏，寒武系和奧陶系都是側(cè)向封堵形成的古油藏。

b.燕山早中期，燈影組古油藏的石油最先開(kāi)始熱裂解成天然氣，古油藏開(kāi)始向古氣藏轉(zhuǎn)化，大量天然氣在裂解時(shí)形成的高壓下溶解于水中（孫瑋等，2007）［9］。隨后，洗象池組古油藏也步入這一階段（只比燈影組平均淺幾百米）。但由于洗象池組上覆梁山組僅厚10m，大量天然氣向上逸散入二疊系，一部分天然氣溶于水中，一部分形成氣頂。燕山中晚期時(shí)，寶塔組古油藏也進(jìn)入了裂解階段，與洗象池組相似，形成巖性－構(gòu)造古氣藏。

從構(gòu)造形態(tài)和封堵性來(lái)看，此時(shí)燈影組仍是最有利的，形成的古氣藏也最有利，但是最遠(yuǎn)離威遠(yuǎn)地區(qū)，高點(diǎn)在資陽(yáng)地區(qū)；奧陶系受封蓋的限制仍是最小，古氣藏卻是最靠近威遠(yuǎn)地區(qū)；二者之間是寒武系古氣藏。

c.晚白堊世－喜馬拉雅期，威遠(yuǎn)地區(qū)受構(gòu)造抬升的影響，隆升幅度大于資陽(yáng)地區(qū)，圈閉重新調(diào)整，地下的流體勢(shì)發(fā)生了變化。資陽(yáng)－威遠(yuǎn)自下向上的三個(gè)古氣藏全部被破壞且重新分配。震旦系燈影組天然氣脫溶后形成威遠(yuǎn)氣田，洗象池組天然氣藏的形成與燈影組相似，也是天然氣脫溶后形成的氣藏。二者氣體成分相近，可能是形成氣藏的機(jī)理相近，烴源又相同，所以最終成藏后天然氣性質(zhì)也相近。寶塔組天然氣則是由于調(diào)整前古氣藏離威遠(yuǎn)最近，為就近調(diào)整成藏。

圖4 四川盆地構(gòu)造沉降（隆升）史Fig.4 The structure sedimentation（lift）history of Sichuan Basin（圖中威117、女基、資1井曲線據(jù)四川石油管理局經(jīng)校正后編繪）

制約威遠(yuǎn)地區(qū)寒武系和奧陶系成藏的一個(gè)主要原因是儲(chǔ)集層。洗象池組和寶塔組比較致密，儲(chǔ)集性能較燈影組差，須與裂縫搭配才能形成產(chǎn)能。桐灣運(yùn)動(dòng)使燈影組大面積遭受剝蝕，改善了儲(chǔ)集性能。加里東運(yùn)動(dòng)抬升剝蝕僅使得隆起區(qū)頂部?jī)?chǔ)層性能變好，但威遠(yuǎn)并不處于這一地區(qū)，先天儲(chǔ)集性能就不好。這可能也是造成威遠(yuǎn)地區(qū)寒武系和奧陶系雖有氣藏，但分布不均的主要原因。另一個(gè)主要的原因是封蓋條件，由于加里東古隆起的長(zhǎng)期隆升剝蝕，造成志留系、奧陶系和寒武系的剝蝕，寒武系和奧陶系的主要的直接蓋層被剝蝕掉，形成古隆起大型“古天窗”，威遠(yuǎn)地區(qū)下志留統(tǒng)也僅在南部殘余部分下志留統(tǒng)，先天蓋層條件較差，限制了成藏。

4 天然氣成藏比較

四川盆地除了威遠(yuǎn)－資陽(yáng)震旦系成藏外，樂(lè)山－龍女寺古隆起帶的高石梯－安平店和女基井均見(jiàn)氣顯示，是除了威遠(yuǎn)－資陽(yáng)地區(qū)外較被看好的一個(gè)有利區(qū)帶。2005年在川東南以震旦系為目的層鉆的丁山1井和林1井是川東南惟一的2口深井，雖然未獲天然氣，但其地質(zhì)意義重要，因此通過(guò)這三個(gè)地區(qū)的成藏比較可以對(duì)四川盆地下組合有更清晰的認(rèn)識(shí)（圖4）。

4.1 高石梯－安平店構(gòu)造帶天然氣成藏

有關(guān)高石梯－安平店的天然氣成藏方面已有論述（姚建軍等，2002）［15］，但其主要是從含油氣系統(tǒng)的角度及成藏條件的匹配上來(lái)論述，未從演化和動(dòng)態(tài)的角度來(lái)論述。本文利用近年來(lái)研究的成果，從演化和動(dòng)態(tài)的角度論述其成藏的過(guò)程。

高石梯－安平店－女基井構(gòu)造帶一直是樂(lè)山－龍女寺加里東古隆起的軸線位置，處于構(gòu)造的高部位，頂部志留系被剝蝕，奧陶系殘留下統(tǒng)南津關(guān)組，寒武系可與威遠(yuǎn)－資陽(yáng)地區(qū)對(duì)比。現(xiàn)今測(cè)試高科1井燈四頂部測(cè)試產(chǎn)氣7 000m3／d，安平1井燈四段測(cè)試產(chǎn)氣1 248m3／d，相鄰的女基井燈四段測(cè)試產(chǎn)氣2 690m3／d，南津關(guān)組產(chǎn)氣3.6×104m3／d。

高石梯－安平店的成藏過(guò)程二疊紀(jì)后也可分成3個(gè)階段：

二疊紀(jì)末－三疊紀(jì)初，由于下寒武統(tǒng)烴源成熟并向外排烴，在這一地區(qū)形成古油藏。這一古油藏與資陽(yáng)－威遠(yuǎn)古油藏同時(shí)形成，東西相對(duì)，從安平1井包體均一溫度分布頻率來(lái)看，對(duì)應(yīng)溫度主要是130～170℃。

持續(xù)埋深的過(guò)程中古油藏開(kāi)始裂解，古油藏向古氣藏轉(zhuǎn)化，在侏羅紀(jì)－白堊紀(jì)形成古氣藏，對(duì)應(yīng)包體溫度主要是210～250℃，這時(shí)構(gòu)造未發(fā)生大的變化，與資陽(yáng)－威遠(yuǎn)古氣藏相對(duì)并存。

晚白堊世四川盆地的隆升作用對(duì)于高石梯－安平店地區(qū)垂直隆升作用較之資陽(yáng)－威遠(yuǎn)地區(qū)弱，以安平1井為例，現(xiàn)在燈四頂埋深5 037m。按燈四段包裹體測(cè)溫最后一期均一溫度為240℃，古油藏的埋深應(yīng)在超過(guò)7.5km（地表溫度取15℃，古地溫梯度取30℃／km），因此隆升僅2 463m，較之威遠(yuǎn)地區(qū)隆升4km幅度要小得多。晚白堊世－喜馬拉雅期的隆升使得高石梯－安平店構(gòu)造圈閉變小，古氣藏重新調(diào)整，形成類似資陽(yáng)含氣區(qū)的一個(gè)含氣帶。

4.2 丁山構(gòu)造天然氣成藏（破壞）

丁山構(gòu)造位于川東南地區(qū)，屬酒埡店背斜北西翼。丁山1井震旦系巖心見(jiàn)大量瀝青，說(shuō)明曾有過(guò)油氣聚集形成古油藏。

丁山構(gòu)造二疊紀(jì)成藏過(guò)程分為3個(gè)階段：二疊紀(jì)開(kāi)始時(shí)寒武系烴源巖就已成熟并排烴，在丁山構(gòu)造處形成古油藏。

晚白堊世前，古油藏由于埋深超過(guò)6km，古油藏裂解形成古氣藏。

喜馬拉雅期由于隆升作用，抬升超過(guò)3km，震旦系出露地表，丁山構(gòu)造附近斷層發(fā)育且斷至地表，古氣藏的氣沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移。由于頂部沒(méi)有蓋層覆蓋（寒武系出露地表），天然氣逸散，未能成藏。

4.3 威遠(yuǎn)地區(qū)與高石梯構(gòu)造帶和丁山構(gòu)造帶震旦系天然氣成藏比較

表4為三個(gè)地區(qū)天然氣成藏對(duì)比表，可知烴源相同，儲(chǔ)集層一致，蓋層相同，古油藏到古氣藏的形成也具有一致性，導(dǎo)致成藏差異的主要原因是晚白堊世－喜馬拉雅期的隆升作用。在喜馬拉雅期運(yùn)動(dòng)之前，這些地區(qū)的保存條件都很好，都有古油氣藏的存在。喜馬拉雅期四川盆地總體隆升幅度大于3km，速率高，幅度大（劉樹(shù)根等，2008）［16］。在隆升作用下，一方面改變了古隆起區(qū)域震旦系構(gòu)造格局，古構(gòu)造被破壞（資陽(yáng)、安平店－高石梯），新構(gòu)造形成（威遠(yuǎn)）使得氣藏也最終重新調(diào)整和破壞，形成現(xiàn)今的天然氣狀態(tài)；另一方面，隆升破壞了保存條件，丁山構(gòu)造隆升過(guò)程中，齊岳山斷裂活動(dòng)并斷至地表，破壞了保存條件，最終破壞了先前已存在的油氣藏。

表4 資陽(yáng)－威遠(yuǎn)、安平店－高石梯、丁山構(gòu)造震旦系天然氣成藏對(duì)比Table 4 The comparison of gas accumulations in Sinian in the Ziyang－Weiyuan，Anpingdian－Gaoshiti and Dingshan structures

5 結(jié)論

威遠(yuǎn)氣田存在3套氣藏：震旦系燈影組、寒武系洗象池組和奧陶系寶塔組。但從烴源角度劃分，燈影組和洗象池組都屬于下寒武統(tǒng)烴源體系；寶塔組的烴源則來(lái)自下志留統(tǒng)龍馬溪組。這兩套烴源演化的時(shí)間不同，但都是I型干酪根，在形成天然氣的過(guò)程中有相似性；然而在時(shí)間上有所差異，在形成油氣藏的過(guò)程上也有所不同。

下寒武統(tǒng)烴源成熟向上下排烴注入洗象池組和燈影組形成2套古油藏，2套古油藏先后裂解形成2套古氣藏，古氣藏的天然氣溶于水中，在晚白堊世－喜馬拉雅期隆升過(guò)程中脫溶并向威遠(yuǎn)高點(diǎn)聚集形成了現(xiàn)今燈影組和洗象池組氣田。奧陶系氣藏也經(jīng)歷了古油藏（古氣藏）隆升調(diào)整現(xiàn)今氣藏的過(guò)程。

制約洗象池組和寶塔組成藏的主要因素是儲(chǔ)集性能和封蓋條件。這兩套儲(chǔ)層都很致密，儲(chǔ)集油氣難度較大；同時(shí)，由于古隆起頂部這兩套地層都缺少有效的蓋層，因此尋找好的儲(chǔ)蓋組合發(fā)育區(qū)是關(guān)鍵。

通過(guò)威遠(yuǎn)－資陽(yáng)－高石梯－安平店－丁山構(gòu)造震旦系的成藏對(duì)比，發(fā)現(xiàn)存在很大的差異，烴源、蓋層和儲(chǔ)集層條件相似，對(duì)應(yīng)的最終成藏卻不同，與前期古油氣藏的分布有關(guān)，也與后期隆升調(diào)整構(gòu)造有關(guān)，這些都制約了震旦系的成藏。

綜上所述，四川下古生界的天然氣成藏很復(fù)雜，震旦系和寒武系的烴源來(lái)自下寒武統(tǒng)，奧陶系烴源來(lái)自下志留統(tǒng)，兩套烴源層為下古生界的成藏提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。震旦系燈影組的儲(chǔ)集條件受桐灣運(yùn)動(dòng)的影響，儲(chǔ)集條件優(yōu)越，上覆蓋層未被剝蝕，是最有利的成藏組合，制約勘探主要因素是現(xiàn)今圈閉。寒武系洗象池組儲(chǔ)集條件并不太有利，蓋層下奧陶統(tǒng)在加里東古隆起處被剝蝕，成藏條件較差，制約條件有儲(chǔ)集層和蓋層。奧陶統(tǒng)上覆蓋層下志留統(tǒng)被剝蝕面積較奧陶系更廣，蓋層條件要更差。寶塔組致密灰?guī)r儲(chǔ)集性能最差，制約勘探的條件是儲(chǔ)集層和蓋層。

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