淺談四川盆地油氣勘探的幾點(diǎn)歷史經(jīng)驗(yàn)

羅 強(qiáng),郭虹兵,徐宏遠(yuǎn)

(成都理工大學(xué) “油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059)

截至2018年底，四川盆地共發(fā)現(xiàn)大型天然氣田(探明儲(chǔ)量>300×108m3)25個(gè)，其中包括4個(gè)頁(yè)巖氣田，占全國(guó)大氣田總數(shù)的35%[1]，探明儲(chǔ)量超千億立方米的超大型氣田9個(gè)[2]。海相氣藏主力產(chǎn)氣層位有震旦系燈影組、寒武系龍王廟組、石炭系黃龍組、二疊系、中-下三疊統(tǒng)等，陸相氣藏主力產(chǎn)氣層位有上三疊統(tǒng)須家河組，侏羅系沙溪廟組、蓬萊鎮(zhèn)組等，而只在下侏羅統(tǒng)大安寨段等少數(shù)幾個(gè)層位產(chǎn)油。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，四川盆地油氣勘探保持著明顯的增速，尤其是2000年之后，相繼發(fā)現(xiàn)了普光、廣安、元壩、安岳等多個(gè)超千億立方米氣田(圖1)。本文回顧了四川盆地部分重要油氣田的勘探發(fā)現(xiàn)歷程，選取了半個(gè)世紀(jì)以來(lái)油氣勘探思路的幾個(gè)重大轉(zhuǎn)變，提出幾點(diǎn)筆者在研究過(guò)程中的幾點(diǎn)思考，擬在為盆地未來(lái)的勘探方向提出有價(jià)值的建議。

圖1 四川盆地大-中型氣田勘探歷程

1 盆地沉積構(gòu)造演化

近年來(lái)，隨著構(gòu)造控油論的逐步完善和發(fā)展，在研究四川盆地含油氣性時(shí)，弄清盆地在地質(zhì)歷史時(shí)期的沉積構(gòu)造演化顯得尤為重要。

四川盆地是一個(gè)多旋回盆地，其地質(zhì)歷史時(shí)期的多期原型盆地在縱向上依次疊置，形成了現(xiàn)今的疊合盆地[3]。這種垂向疊置的高效性得益于上揚(yáng)子地臺(tái)的剛性穩(wěn)定基底，地臺(tái)塊體周緣的板塊拼貼碰撞和拉張裂解活動(dòng)雖在克拉通周緣留下了規(guī)律性的斷裂構(gòu)造體系和沉積充填特征，但未從實(shí)質(zhì)上改變板內(nèi)的沉積盆地特征，從前寒武系結(jié)晶基底上沉積了從震旦系到白堊系乃至新生代的巨厚蓋層。因此，劉樹根等(2018)稱之為周緣活動(dòng)主控下的疊合盆地[4]。

上揚(yáng)子區(qū)基底于晉寧期成核，晚元古代澄江運(yùn)動(dòng)形成最終的結(jié)晶基底。原始的結(jié)晶基底隆凹相間，其上沉積了第一套沉積物陡山沱組和燈影組。燈影組二段沉積末期和燈四段沉積末期分別發(fā)生了桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕和Ⅱ幕，使得燈三段、燈四段和下寒武統(tǒng)的沉積均具有填平補(bǔ)齊的特征。往后的地質(zhì)歷史時(shí)期里，在現(xiàn)今的四川盆地范圍及其周緣地帶都處于上揚(yáng)子地臺(tái)沉積區(qū)，依次經(jīng)歷了加里東和海西兩大沉積構(gòu)造旋回，以及印支運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕活動(dòng)。印支期的第Ⅱ幕構(gòu)造活動(dòng)造成的直接結(jié)果是四川盆地整體由碳酸鹽巖臺(tái)地沉積轉(zhuǎn)為了陸相湖盆-河流相沉積[5]。野外地質(zhì)調(diào)查及盆地地震資料解釋，揭示出四川疊合盆地縱向上發(fā)育至少6套重要的區(qū)域性不整合面[6]，而寒武系與震旦系燈影組之間的不整合面就構(gòu)成了川中下組合油氣運(yùn)移的重要通道。

2 盆地海相油氣勘探

四川盆地海相油氣田主要分布于川東和川南(圖2)，主力產(chǎn)層以川東石炭系和川南二疊系為主，而近年來(lái)川中和川東北的勘探成果顯示，以裂陷槽有利沉積相帶和古隆起的垂向疊合部位也蘊(yùn)藏了巨大的油氣資源，如川中安岳氣田和川東北元壩氣田等。

在背斜構(gòu)造找油氣勘探理論的指導(dǎo)背景下，1959年發(fā)現(xiàn)的臥龍河氣田作為典型代表，是我國(guó)最早發(fā)現(xiàn)的大型天然氣田，多套產(chǎn)層總探明儲(chǔ)量為410.38×108m3[7]。令人意外的是，四川盆地元古界海相油氣勘探獲得重大突破較早，1964年發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)氣田，此舉填補(bǔ)了我們對(duì)前寒武系古老儲(chǔ)層含油氣性的認(rèn)識(shí)空白。但威遠(yuǎn)氣田的發(fā)現(xiàn)也具有很大的偶然性，1956年5月開鉆威基井，目的層實(shí)為二疊系灰?guī)r，1964年加鉆至井深2859.39m，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)層最古老的氣藏-威遠(yuǎn)震旦系燈影組氣藏。所以說(shuō)，威遠(yuǎn)氣田的成功發(fā)現(xiàn)并不是在當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的勘探理論指導(dǎo)下完成的，但這種有目的層而不唯目的層的靈活勘探處置方式[8]，在后續(xù)的勘探實(shí)踐中也得到了非常好的印證。如：川東北渡口河構(gòu)造部署的渡1井，是在以石炭系為目的層的鉆探過(guò)程中兼探發(fā)現(xiàn)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞粒灘氣藏的，由此實(shí)現(xiàn)了川東北飛仙關(guān)組氣藏儲(chǔ)量和石炭系氣藏儲(chǔ)量的新老接替，縱向上拓寬了油氣藏采出層位，橫向上為與之毗鄰構(gòu)造的油氣勘探提供了借鑒。如：渡口河構(gòu)造發(fā)現(xiàn)飛仙關(guān)組鮞粒灘相氣藏后，發(fā)現(xiàn)其鄰近的羅家寨構(gòu)造的地震剖面在飛仙關(guān)組內(nèi)部也具有和渡口河構(gòu)造飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層相似的地震異常特征。1999年年末羅家2井和羅家1井先后開鉆，對(duì)飛仙關(guān)祖射孔測(cè)試獲工業(yè)性氣流，發(fā)現(xiàn)了羅家寨氣田[7]。

貫穿盆地南北的桐灣期拉張槽在早寒武世沉積了下古生界最重要的烴源巖，為川中燈影組和龍王廟組等氣藏直接供烴。川西地區(qū)早寒武世為優(yōu)質(zhì)烴源巖有利產(chǎn)區(qū)的深水陸棚相，烴源巖厚度大，品質(zhì)佳，應(yīng)為上覆多套儲(chǔ)層供烴供氣。川西北礦山梁和天井山背斜核部一帶出露的下古生界地層中，有殘余瀝青產(chǎn)出，揭示出下古生界碳酸鹽巖中曾有過(guò)早期的石油聚集，并在后來(lái)的演化中遭受了嚴(yán)重的調(diào)整破化，但這也至少證明早期的下古生界深層碳酸鹽巖油藏具備為淺層圈閉直接供氣(裂解氣)的條件。然而，目前川西勘探證實(shí)，其侏羅系和上三疊統(tǒng)須家河組等主力產(chǎn)層的氣源主要來(lái)自須家河組的多套煤系地層；而下二疊統(tǒng)(舊稱陽(yáng)新統(tǒng))和中下三疊統(tǒng)等主力產(chǎn)層的氣源則可能來(lái)自二疊系內(nèi)部的烴源巖[9]，缺少下寒武統(tǒng)烴源巖作為氣源的發(fā)現(xiàn)。所以，今后川西油氣勘探重點(diǎn)要更加準(zhǔn)確地落實(shí)好地腹復(fù)雜構(gòu)造帶的構(gòu)造樣式，圈閉位置和準(zhǔn)確地刻畫深淺源儲(chǔ)系統(tǒng)間的輸導(dǎo)體系特征。那么，川西古生界深層勘探新突破指日可待。

圖2 四川盆地油氣田分布圖(部分資料據(jù)文獻(xiàn)[10-11]修改)

3 盆地陸相油氣勘探

四川盆地相氣田主要分布于川西和川中(圖2)，主力產(chǎn)層為上三疊統(tǒng)須家河組和侏羅系地層，如廣安氣田和新場(chǎng)氣田等。此外，僅在川中分布有幾個(gè)儲(chǔ)量為千萬(wàn)噸級(jí)別的油田，產(chǎn)油層主要為下侏羅統(tǒng)大安寨段，如公山廟油田。

因晚三疊世川西龍門山的崛起，上揚(yáng)子板塊西緣發(fā)生地質(zhì)歷史上最重要的構(gòu)造轉(zhuǎn)換，四川盆地由海相沉積逐漸過(guò)渡為陸相沉積[5]。按照一般的勘探經(jīng)驗(yàn)，四川盆地油氣勘探也應(yīng)該是先淺層后深層的，可為什么上世紀(jì)五六十年代在川內(nèi)進(jìn)行的兩次石油大會(huì)戰(zhàn)-“川中會(huì)戰(zhàn)”和“開氣找油”都以失敗告終，陸相淺層勘探遲遲不能打開局面，直到上世紀(jì)接近尾聲才在川西發(fā)現(xiàn)諸如中壩(1973年)和新場(chǎng)(1985年)這樣的中-大型氣田？究其根本，是當(dāng)時(shí)勘探理論無(wú)法滿足復(fù)雜的盆地油氣地質(zhì)條件，對(duì)油氣儲(chǔ)層類型，圈閉條件，運(yùn)移通道等油氣成藏重要載體的認(rèn)識(shí)不夠全面。四川盆地兩大石油會(huì)戰(zhàn)期間所鉆探井確實(shí)發(fā)現(xiàn)了不少油氣顯示，但當(dāng)時(shí)還沒(méi)有裂縫-孔隙型氣藏的概念，也就無(wú)法解釋和解決探井測(cè)試產(chǎn)量高、產(chǎn)量下降快的問(wèn)題，因而導(dǎo)致了會(huì)戰(zhàn)失利[12]。

長(zhǎng)期以來(lái)，四川盆地因其廣泛分布的陸相紅層而備受油氣勘探者的詬病，原因是以侏羅系為代表的陸相氧化紅層被認(rèn)為難以具備形成油氣生成和保存條件。據(jù)研究，四川盆地陸相地層中發(fā)育5套烴源巖，分別為上三疊統(tǒng)須家河組一段、二段、三段、五段和下侏羅統(tǒng)，具備形成有效烴源的條件。厚度分布特征上須家河組烴源巖與下侏羅統(tǒng)烴源巖具有大致相反的趨勢(shì)，即須家河組烴源巖在盆地內(nèi)西厚東薄，下侏羅統(tǒng)烴源巖在盆地內(nèi)西薄東厚[13]。但由于川東高陡區(qū)褶皺變形強(qiáng)烈，高部位的侏羅系地層遭受了嚴(yán)重的剝蝕，因而四川盆地淺層陸相找油氣的重點(diǎn)目標(biāo)自然落在了川中和川西。中壩氣田位于川西龍門山山前斷褶帶，中二疊統(tǒng)雷口坡組和上三疊統(tǒng)須家河組構(gòu)成中壩氣田的兩大氣藏。中壩氣田氣藏不同于川西凹陷其他氣田的最大特點(diǎn)是其埋深較淺，中壩氣田須家河組氣藏平均埋深3000m左右，而川西中段的新場(chǎng)氣田須家河組氣藏最大埋深已超過(guò)5000m。埋藏深度相對(duì)較淺而儲(chǔ)層本身相對(duì)致密的前提下，氣藏更容易得到有效保存。致密化儲(chǔ)層給勘探帶來(lái)困難的同時(shí)，也會(huì)對(duì)生產(chǎn)開發(fā)形成一定挑戰(zhàn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，以上三疊統(tǒng)須家河組和中上侏羅統(tǒng)為主的陸相碎屑巖地層，天然氣探明儲(chǔ)量約占全盆地總探明儲(chǔ)量的30%[14]，并且隨著近年來(lái)川中廣安、合川等大型氣田的發(fā)現(xiàn)，四川盆地淺層陸相碎屑巖油氣藏的勘探成果還會(huì)有巨大的突破。

5 總結(jié)

(1)勘探堅(jiān)持有目的層而不唯目的層，加大多層系立體勘探力度，重視油氣新發(fā)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)老區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)，新區(qū)縱橫向拓寬。

(2)重視油氣輸導(dǎo)體系。四川盆地滿盆含氣，多層系含氣特征指示我們，要更加注重輸導(dǎo)體系在連通"深源淺儲(chǔ)"過(guò)程中的重要作用。

(3)深淺結(jié)合，深中找淺。以川西陸相油氣勘探為例，把隱伏逆沖斷塊構(gòu)造、構(gòu)造-巖性圈閉油氣藏視為重點(diǎn)勘探目標(biāo)，川西仍是四川盆地陸相油氣勘探的指向區(qū)。