米倉山前帶構(gòu)造特征與油氣成藏綜合評價(jià)研究

楊佩蕓　張慶峰　姜智利

摘? 要：米倉山前帶油氣勘探潛力巨大，但由于構(gòu)造變形強(qiáng)烈，油氣成藏過程復(fù)雜。為此，從該區(qū)構(gòu)造特征分析入手，建立了米倉山基底垂直隆升+側(cè)向擠壓斷褶型構(gòu)造模型，認(rèn)為受揚(yáng)子北緣剛性基底的阻攔形成構(gòu)造楔疊加導(dǎo)致垂直隆升，同時(shí)產(chǎn)生擠壓應(yīng)力，控制了米倉山“扇狀沖斷”的構(gòu)造變形特征;通過對米倉山前典型井與氣田的解剖，建立了米倉山前帶新生古儲(chǔ)-強(qiáng)烈抬升剝蝕型、斷裂通源-斷凹封堵型、近源側(cè)向疏導(dǎo)-高陡倒轉(zhuǎn)破壞型、近源側(cè)向疏導(dǎo)-疊加調(diào)整型與斷裂通源-構(gòu)造穩(wěn)定型五種油氣成藏模式，指出了“構(gòu)造穩(wěn)定、持續(xù)保存”是山前帶油氣富集成藏的關(guān)鍵要素;以構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)，結(jié)合構(gòu)造變形強(qiáng)度和地層流體、地層壓力、包裹體分析等開展動(dòng)態(tài)與靜態(tài)保存條件綜合評價(jià)攻關(guān)研究，指出聯(lián)合走滑擠壓壓扭變形控制保存條件差異性，提出在持續(xù)保存有利區(qū)主要尋找相帶有利、近源充注的原生巖性圈閉氣藏;而在較有利保存區(qū)應(yīng)“動(dòng)中找靜”，避開深淺層壓扭一致變形帶，尋找構(gòu)造-巖性圈閉的方法開展川北構(gòu)造復(fù)雜區(qū)選區(qū)評價(jià)。

關(guān)鍵詞：米倉山前帶;構(gòu)造特征;油氣成藏;保存條件

中圖分類號：P618? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）06-0044-04

Abstract： The oil and gas exploration potential of the Micang Mountain is huge， but due to the strong structural deformation， the hydrocarbon accumulation process is complicated. Thus， starting from the analysis of the structural characteristics of the area， a vertical uplift + lateral compression fault-folded tectonic model of the basement of Micang Mountain was established. It is believed that the formation of structural wedges caused by the rigid basement of the northern margin of the Yangtze causes vertical uplift and produce compressive stress， which controls the structural deformation characteristics of the Micangshan "fan-shaped thrust". Based on the anatomy of typical wells and gas fields in front of Micang Mountain， five types of hydrocarbon accumulation models are established. They are new paleo-reservoir-strong uplift and erosion type， fault pass-through source-faulted concavity block type， near-source lateral grooming-high and steep reverse destruction type and fault through-source-structural stability type. It points out that "structural stability and continuous preservation" are the key elements of piedmont oil and gas accumulation. Based on the division of tectonic units， combined with tectonic deformation strength and formation fluid， formation pressure， inclusion analysis， etc.， a comprehensive evaluation of dynamic and static storage conditions was carried out， and the differences in storage conditions for joint strike-squeeze compression-torsional deformation control were pointed out. It is proposed that the primary lithologic trap gas reservoirs with favorable facies and near-source charging are mainly sought in the favorable area for continuous preservation. However， in the more favourable preservation areas， "looking for stillness while moving" should be adopted. The method， which combines avoiding the uniform deformation zone of deep and shallow lamination with finding the method of structural-lithological traps， aims to carry out the evaluation of the selection of complex areas in North Sichuan.

Keywords： Micang Mountain leading edge; structural characteristics; hydrocarbon accumulation; preservation conditions

引言

四川盆地是我國典型的大型含油富氣疊合盆地，海相天然氣資源豐富，勘探潛力巨大，2000年以來，在盆內(nèi)發(fā)現(xiàn)普光、元壩、磨溪、高石梯等一批大型-特大型氣田[1-2]。在加強(qiáng)盆內(nèi)油氣勘探的同時(shí)，積極組織開展川北構(gòu)造復(fù)雜區(qū)油氣勘探，先后針對海相下組合燈影組及飛仙關(guān)組部署實(shí)施一系列鉆井，未取得勘探突破（圖1）。雖然該區(qū)海相層系基本石油地質(zhì)條件十分優(yōu)越，但受多期次的構(gòu)造改造，天然氣成藏過程與保存條件評價(jià)復(fù)雜。因而有必要對該區(qū)構(gòu)造特征系統(tǒng)分析，結(jié)合不同地區(qū)油氣成藏特征與保存條件差異對比分析，指出有利油氣勘探方向，支撐該區(qū)油氣勘探部署。

1 構(gòu)造特征分析

米倉山前構(gòu)造帶經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造擠壓，構(gòu)造樣式復(fù)雜[3]。以斷層相關(guān)褶皺理論為指導(dǎo)，充分運(yùn)用區(qū)域構(gòu)造分析與物理模擬，分析構(gòu)造模型的合理性。構(gòu)造建模與地震解釋過程中強(qiáng)化多項(xiàng)技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用，明確了三大構(gòu)造體系、三種擠壓變形方式形成米倉-大巴山地區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造格局，建立了米倉山基底垂直隆升+側(cè)向擠壓斷褶型構(gòu)造模型（圖2）。

上揚(yáng)子板塊北緣向華北板塊俯沖陸內(nèi)造山，由北向南逆沖的基底拆離斷層受揚(yáng)子北緣剛性基底的阻攔形成構(gòu)造楔，持續(xù)疊加導(dǎo)致垂直隆升，同時(shí)產(chǎn)生的反向擠壓應(yīng)力，控制了米倉山“扇狀沖斷”的構(gòu)造變形特征[4-5]。整體呈北高南低的構(gòu)造形態(tài)，構(gòu)造樣式多樣，斷裂發(fā)育，變形強(qiáng)度由北向南逐次減弱。南北劃分為基底隆起帶沖斷帶、隆起邊緣斷褶帶、前緣隱伏滑脫斷褶帶和凹陷低緩褶皺帶四個(gè)帶（圖2），其中基底隆起沖斷帶以前震旦系為底板的構(gòu)造楔;隆起邊緣斷褶帶由基底隱伏逆沖斷裂形成的斷背斜;前緣隱伏滑脫斷褶帶以寒武系為底板，嘉陵江組膏鹽巖為頂板的斷褶構(gòu)造[6-7];南北單應(yīng)力擠壓形成的米倉山東西向構(gòu)造受龍門山和大巴山疊加+聯(lián)合走滑擠壓改造，具東西強(qiáng)中間弱的變形特征，東段受大巴山與米倉山疊加、聯(lián)合走滑擠壓，為“S”型高陡倒轉(zhuǎn)構(gòu)造，地層抬升幅度大;中段受米倉山單應(yīng)力擠壓，發(fā)育斷褶反沖構(gòu)造，地層未發(fā)生倒轉(zhuǎn);西段受龍門山疊加+左旋走滑改造，隆起邊緣斷褶帶地層抬升幅度大，前緣隱伏北東向九龍山背斜穩(wěn)定。

三種擠壓方式控制四組斷裂體系的展布，兩聯(lián)合走滑擠壓控制壓扭變形（表1）。米倉山單一應(yīng)力擠壓控制東西向斷裂，分布于南江中西部的前緣隱伏構(gòu)造帶;龍門山與米倉山聯(lián)合擠壓控制北東向斷裂，呈雁列式分布于通南巴背斜兩翼及南江東地區(qū);米倉山與大巴山聯(lián)合擠壓控制北西-南東向斷裂，呈掃帚狀或入字型展布，集中分布于母家梁與黑北地區(qū);大巴山疊加擠壓控制北西向斷裂，主要發(fā)育在陸相地層中，疊加早期構(gòu)造之上。

2 油氣成藏保存模式

從氣藏類型、成藏背景與構(gòu)造演化與成藏期次等方面對米倉山前帶典型井或氣田解剖，認(rèn)為早燕山期，米倉山前緣整體為構(gòu)造斜坡部位，低緩褶皺發(fā)育，有利于巖性油藏形成;中燕山期，油藏裂解成氣，向巖性圈閉高部位調(diào)整成氣藏;喜山期，受龍門山、大巴山疊加、聯(lián)合走滑擠壓改造，變形強(qiáng)度大，氣藏調(diào)整破壞，保存條件是核心[8]。建立了米倉山前帶新生古儲(chǔ)-強(qiáng)烈抬升剝蝕型、斷裂通源-斷凹封堵型、近源側(cè)向疏導(dǎo)-高陡倒轉(zhuǎn)破壞型、近源側(cè)向疏導(dǎo)-疊加調(diào)整型與斷裂通源-構(gòu)造穩(wěn)定型五種油氣成藏模式（圖3）。

（1）新生古儲(chǔ)-強(qiáng)烈抬升剝蝕型：以TX1井為代表，筇竹寺組烴源與下覆燈影組白云巖儲(chǔ)層形成新生古儲(chǔ)的源儲(chǔ)配置，早二疊世至中三疊世筇竹寺組烴源進(jìn)入生油高峰，原油通過不整合面運(yùn)聚，形成古油藏，晚三疊世受深埋作用影響，古油藏裂解形成氣藏，晚三疊世以來，受米倉山多期強(qiáng)烈隆升作用影響，區(qū)域蓋層強(qiáng)烈剝蝕破壞，氣藏散失。

（2）斷裂通源-斷凹封堵型：以JX1井為代表，天然氣主要來源于二疊系烴源巖干酪根裂解氣，早-中侏羅世二疊系烴源進(jìn)入生油高峰，但輸導(dǎo)體系不發(fā)育，且飛一段儲(chǔ)層物性較差，未能形成古油藏;晚白堊世至新生代，米倉山規(guī)模造山，斷裂與裂縫輸導(dǎo)體系發(fā)育，斷背斜型氣藏裂縫氣藏形成。

（3）近源側(cè)向疏導(dǎo)-高陡倒轉(zhuǎn)破壞型：以JX2井為代表，烴源以二疊系大隆組與吳家坪組為主，儲(chǔ)層主要為飛仙關(guān)組底部白云巖，源儲(chǔ)配置關(guān)系具有近源特征;早-中侏羅世烴源進(jìn)入生油高峰，生成的原油通過裂縫等輸導(dǎo)體系側(cè)向運(yùn)聚，古油藏形成;晚侏羅世受深埋作用影響，古油藏裂解形成古氣藏;晚白堊世至今，受米倉山造山作用影響，JX2井區(qū)地層高陡倒轉(zhuǎn)，氣藏散失。

（4）近源側(cè)向疏導(dǎo)-疊加調(diào)整型：以JL1井為代表，烴源以二疊系大隆組與吳家坪組為主，儲(chǔ)層主要為飛仙關(guān)組底部白云巖，源儲(chǔ)配置關(guān)系具有近源特征;早-中侏羅世烴源進(jìn)入生油高峰，生成的原油通過裂縫等輸導(dǎo)體系側(cè)向運(yùn)聚，古油藏形成;晚侏羅世受深埋作用影響，古油藏裂解形成古氣藏;晚白堊世至今，受米倉山-大巴山聯(lián)合擠壓作用影響，氣藏內(nèi)部調(diào)整改造，向構(gòu)造高部位富集成藏。

（5）斷裂通源-構(gòu)造穩(wěn)定型：以河壩氣田為代表，天然氣主要來源于二疊系烴源巖干酪根裂解氣，早-中侏羅世二疊系烴源進(jìn)入生油高峰，但輸導(dǎo)體系不發(fā)育，未能形成古油藏;晚白堊世至新生代，米倉山規(guī)模造山，斷裂與裂縫輸導(dǎo)體系發(fā)育，斷背斜型氣藏裂縫氣藏形成。

通過對山前帶TX1井、JX1井、JX2井、JL1井與河壩場氣田的解剖，明確了米倉山前緣地區(qū)構(gòu)造演化與油氣成藏過程，指出了“構(gòu)造穩(wěn)定、持續(xù)保存”是山前帶油氣富集成藏的關(guān)鍵要素。

3 保存條件綜合評價(jià)

以構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)，結(jié)合構(gòu)造變形強(qiáng)度和地層流體、地層壓力、包裹體分析等開展動(dòng)態(tài)與靜態(tài)保存條件綜合評價(jià)攻關(guān)研究，指出聯(lián)合走滑擠壓壓扭變形控制保存條件差異性，明確了有利油氣保存區(qū)，指出不同區(qū)域油氣選區(qū)評價(jià)研究思路。

3.1 構(gòu)造變形與保存條件

以典型解剖為基礎(chǔ)，結(jié)合斷裂、變形強(qiáng)度與變形特征分析，明確了喜山期聯(lián)合擠壓壓扭變形是導(dǎo)致米倉山前緣地區(qū)保存條件差異大的關(guān)鍵因素。龍門山與米倉山聯(lián)合走滑擠壓控制北東向斷裂，強(qiáng)扭變形區(qū)保存條件差[8];米倉山與大巴山聯(lián)合走滑擠壓控制北西-南東向斷裂，強(qiáng)扭變形區(qū)保存條件差[9-10];米倉山單一應(yīng)力擠壓控制東西向斷裂，保存條件好。

3.2 地層流體與保存條件

米倉山前帶鉆井揭示該區(qū)地層水總礦化度低，變質(zhì)系數(shù)與脫硫系數(shù)高，反映從盆內(nèi)向山前保存條件變差。其中強(qiáng)扭變形帶JX2井地層水總礦化度小于30g/l，變質(zhì)系數(shù)大于1.2，脫硫系數(shù)大于15，表明該區(qū)保存條件破壞。中扭變形帶JL1井地層水礦化度在30-50g/l之間，變質(zhì)系數(shù)在1.1左右，脫硫系數(shù)在5.8左右，表明該區(qū)保存相對較好。弱扭變形帶鉆井地層水礦化度大于50g/l，變質(zhì)系數(shù)小于1，脫硫系數(shù)小于5，表明該區(qū)保存條件好。

3.3 地層壓力與保存條件

實(shí)鉆表明，山前帶地區(qū)地層壓力系數(shù)平面分布呈分區(qū)分帶特征。位于強(qiáng)扭變形帶的JX2井地層壓力系數(shù)低，揭示該區(qū)保存條件破壞;中扭變形區(qū)JL1井、XHC1井地層壓力系數(shù)1.39～1.48之間，反映該區(qū)保存條件相對變好;弱扭變形帶鉆井地層壓力系數(shù)大于1.59，最大可達(dá)2.28，表明該區(qū)保存條件好。

3.4 包裹體分析與保存條件

流體包裹體均一溫度與鹽度能反映歷史時(shí)期地層流體特征，如山前帶中、強(qiáng)扭變形帶次生包裹體均一溫度較盆內(nèi)低緩褶皺帶低，反映晚期構(gòu)造抬升剝蝕作用對中、強(qiáng)扭變形帶的改造作用。另一方面，包裹體鹽度也可反映油氣保存條件，如保存條件相對較差地區(qū)，受大氣淡水改造作用，包裹體鹽度相對較低（小于6%）。

綜合評價(jià)認(rèn)為南江東-黑池梁北、母家梁沖斷帶或強(qiáng)壓扭變形帶保存差，黑池梁-馬路背中-強(qiáng)壓扭變形帶保存較好，南江中西部、河壩場-元壩弱壓扭變形帶保存好。在上述保存條件總結(jié)評價(jià)分析基礎(chǔ)上，提出在持續(xù)保存有利區(qū)主要尋找相帶有利、近源充注的原生巖性圈閉氣藏;而在較有利保存區(qū)應(yīng)“動(dòng)中找靜”，避開深淺層壓扭一致變形帶，尋找構(gòu)造-巖性圈閉的方法開展川北構(gòu)造復(fù)雜區(qū)選區(qū)評價(jià)。

4 結(jié)束語

（1）在區(qū)域構(gòu)造背景分析基礎(chǔ)上，結(jié)合重磁電震資料，開展川北構(gòu)造復(fù)雜區(qū)構(gòu)造特征分析，建立了米倉山基底垂直隆升+側(cè)向擠壓斷褶型構(gòu)造模型，認(rèn)為上揚(yáng)子板塊北緣向華北板塊俯沖陸內(nèi)造山過程中，持續(xù)疊加導(dǎo)致垂直隆升，同時(shí)產(chǎn)生的反向擠壓應(yīng)力，控制了米倉山“扇狀沖斷”的構(gòu)造變形特征，具有縱向上三層，南北分帶、東西分段的變形特征。

（2）通過對米倉山前帶井的解剖，明確了米倉山前緣地區(qū)構(gòu)造演化與油氣成藏過程，建立了米倉山前帶新生古儲(chǔ)-強(qiáng)烈抬升剝蝕型、斷裂通源-斷凹封堵型、近源側(cè)向疏導(dǎo)-高陡倒轉(zhuǎn)破壞型、近源側(cè)向疏導(dǎo)-疊加調(diào)整型與斷裂通源-構(gòu)造穩(wěn)定型五種油氣成藏模式;指出了“構(gòu)造穩(wěn)定、持續(xù)保存”是山前帶油氣富集成藏的關(guān)鍵要素。

（3）以構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)，結(jié)合構(gòu)造變形強(qiáng)度和地層流體、地層壓力、包裹體分析等開展動(dòng)態(tài)與靜態(tài)保存條件綜合評價(jià)攻關(guān)研究，指出聯(lián)合走滑擠壓壓扭變形控制保存條件差異性。提出在持續(xù)保存有利區(qū)主要尋找相帶有利、近源充注的原生巖性圈閉氣藏;而在較有利保存區(qū)應(yīng)“動(dòng)中找靜”，避開深淺層壓扭一致變形帶，尋找構(gòu)造-巖性圈閉的方法開展川北構(gòu)造復(fù)雜區(qū)選區(qū)評價(jià)。

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