四川威遠氣田:幔殼混源成因的典型范例

王佩業,宋 濤,真允慶,3,吳金鳳,巫 靜

(1.江蘇省有色金屬華東地質勘查局,南京210093;2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局814隊,江蘇鎮江212005;3.中國冶金地質總局三局,太原030002)

0 引言

隨著我國改革開放和經濟建設的快速發展,全面落實建設小康社會的宏偉目標,石油、天然氣的產量和儲量短缺越來越成為影響國民經濟可持續發展的制約因素。石油工業“穩定東部、發展西部”的戰略方針要求勘探重點隨之逐步轉移:即在地域上從東部向西部轉移;層系上由陸相地層向海相地層轉移;勘探程度上從淺層往深層轉移。當前勘探海相碳酸鹽巖層系油氣田是“油氣二次創業”[1]的主戰場。

四川威遠氣田發現于1964年。從儲層來說,它是我國乃至世界上最古老的海相碳酸鹽巖層系(震旦系)的大型氣田。因此,深入研究其成因具有重要的理論意義和應用價值。本文從威遠氣田的地質構造演化和天然氣的地球化學特征入手,力圖討論其成因機理。

1 氣田地質特征

四川威遠氣田位于揚子克拉通的四川盆地南部,受控于龍門山及川西—川中基底隆起,經多期、多旋回運動影響,形成大隆大坳的構造格局。川南坳陷以拉張性質為主,而威遠—資陽地區的基底花崗巖亦同時相對抬升。區內地層具有“五多”(儲層多樣性、多個烴源層位、多期生烴、多期成藏和多期改造)的顯著特征。

1.1 烴源層和儲集層

威遠氣田主要儲氣層為震旦系燈影組白云巖層系,地質年齡(600±20)～700 Ma,其上覆有寒武系、奧陶系、志留系、二疊系及三疊系地層,均有天然氣分布,甚至在氣田的基底新元古代澄江期花崗巖裂隙中亦有天然氣產出(圖1B)。

震旦系燈影組主要為白云巖,含有藍綠藻、似紅藻極為豐富,有機質含量較高,經加熱演化成腐泥 型,其有機碳平均為0.18%,氯仿瀝青“A”平均為0.035%,為良好的烴源巖。全層可分為4段;1 518塊巖心測量,平均孔隙度為1.97%,基質滲透率絕大多數小于0.1×10-3μm2,動態計算氣井滲透率為0.1×10-3～3.8×10-3μm2。頂部(Z4)為裂縫段,橫向連接性差;中部巖層為裂縫、空洞、孔洞層段(Z3—Z2),孔隙度 3.73%～4.5%;下部為裂隙、孔洞層段(Z1),橫向變化大,均為很好的儲集層。由于區內分布有4條斷層切割(圖1A),各個層段在縱向上相互貫通,成為全區統一的水動力系統,屬于自生自儲,這是成為大型氣田的主要地質因素之一[5]。

直接上覆的寒武系九老洞組主要由暗色泥巖組成,不僅是威遠氣田的蓋層,而且也是良好的烴源巖(圖1B)。從燈影組儲層中瀝青含有生物標志的10-脫甲基藿烷、甲基藿烷和甾烷的對比,與九老洞組具有相似性。據燈影組20個氣樣,δ(13C1)平均值為-32.55×10-3,威基井九老洞組暗色泥頁巖中干酪根δ(13C干酪根)=-30.45×10-3,可見兩者有著親緣關系[6],可視為寒武系-震旦系含油氣系統(petroleum system)。

上部的二疊系、三疊系地層中亦有烴源巖分布,并見有天然氣,但未形成工業價值的氣田。

圖1 威遠氣田構造平面圖、橫剖面圖(A)及地層柱狀圖(B)(據文獻[3-4]修改)Fig.1 Plan and cross profile(A)and columnar(B)of Weiyuan gasfield

1.2 背斜構造及其演化與控藏關系

威遠氣田受樂山—龍女寺背斜控制,從已施工的工業氣井可以看出,基本圍繞背斜軸部分布,而氣顯示井、水井和氣水合井均分布在背斜的外圍四周(圖 1A)。

資陽位于威遠之北,同屬樂山—龍女寺背斜構造的范圍,但由于兩地所處位置不同,上覆地層缺失有所不一,因而油氣生成亦有明顯差異。從川南地區得知,志留紀末期,寒武紀烴源巖業已生油(R0=0.7%)。在本區震旦系儲集層中,兩地瀝青并不相同。在威遠氣田的威117井、威113井,見到反射率較低的生物降解瀝青,鏡下呈褐黃色;而在資陽鉆井中所見瀝青呈拉長變形,R0值高達3.8%,反映經歷異常高壓,據此可以證明,資陽震旦系儲層中原油已經運移[7]。

不應忽視,在四川盆地西側,海西期峨眉山玄武巖熱幔柱活動無疑會促使寒武-震旦系的烴源巖進入高-過成熟階段[8],生成的天然氣向資陽軸部聚集,產生 相的分異,大約在3 600 m圈閉線附近形成固體瀝青封堵帶(圖2A)。直至燕山期,古隆起軸線南移,構成封堵帶南北兩側的威遠—資中—大足和簡陽—樂至兩大天然氣聚集地帶(圖2B);喜山期,天然氣沿裂縫、斷裂再分配,形成現今的威遠氣田。資陽地區因為喜山期背斜軸部的轉移及抬升,反而成為威遠背斜的西北翼斜坡,僅在小褶曲和巖性圈閉部位存在“殘留型”或“冷凍型”氣藏,所以施工的7口井中只有資1和資3兩口井見到氣藏。威遠地區直到新生代才完成了圈閉,聚集了天然氣,形成大氣田[7]。

圖2 威遠氣田構造演化及氣藏分布略圖[7]Fig.2 Sketch map of tectonic evolotion and distribution of gas pool in Weiyuan gasfield

2 威遠天然氣組成

2.1 天然氣地球化學特征

威遠氣田內地層及花崗巖中均有天然氣顯示(圖1B)。天然氣組分和同位素組成(表1)具有如下特征:

(1)基底花崗巖裂隙的天然氣中 N2高達26.7%,H2和Ar亦比上覆地層要高得多,分別為4.337%和0.205%;δ(13C1)值與其他巖層相似。

(2)震旦系儲層均為干氣,重烴含量低,普遍含微量乙烷。在威遠和資陽主要成分CH4含量尚有不同,威遠為 85.07%～86.80%,而資陽則為82.05%～94.22%;N2含量也相似,威遠為6.26%～8.33%,資陽為 1.10%～11.88%;CO2含量,威遠為4.40%～5.07%,資陽為0.007%～6.594%,波動性很大;而 H2S和Ar含量皆很相似。

(3)威遠天然氣中普遍含 He,含量在0.218%～0.342%之間,具有工業綜合利用價值,資陽雖有He的高含量樣品(0.201%～0.323%),但大部分的樣品含量較低,變化較大;花崗巖裂縫中的天然氣含量亦高(He為0.248%);震旦系之上地層中的天然氣含 He甚微。

(4)區內各地層中天然氣均含H2S,其中威遠的天然氣中 H2S含量較高(0.95%～1.32%),資陽次之,一般為0.76%～0.91%(個別樣為1.372%),變化較大。

(5)威遠天然氣中40Ar/36Ar平均高達7 000;上覆二疊系中天然氣的40Ar/36Ar為2 855～5 232,顯示來源于深部的特點,但3He/4He比值為2.9×10-8,顯示成藏過程中有殼源成分混入。

(6)產于震旦系燈影組天然氣δ(13C1)值均<-31×10-3,與δ(13C2)相差不大 ,而且δ(13C1)<δ(13C2);花崗巖裂縫中天然氣δ(13C1)=-32.35×10-3,δ(13C2)=-31.91 ×10-3,皆具有正碳同位素系列,屬于典型有機成因特征。

2.2 包裹體地球化學特征

據戴金星(2003)[4]采自威28井、威117井中5個花崗巖樣品的石英和長石包裹體研究,包裹體由90%的氣、液包裹體和10%純氣體包裹體組成,從它們相互關系可以確定為2次熱液活動,形成了不同性質的包裹體;烷烴氣和稀烴氣并存,稀烴氣含量大于烷烴氣含量,屬在還原環境中產生,而且碳數多的比碳數少的碳氫化合物氣體含量要高得多,與燈影組中天然氣顯然有所不同。

表1 威遠氣田天然氣組分和同位素組成Table 1 Natural gas components and isotopic composition of Weiyuan gas field

王鶴年等(1991)[9]專門對本區所有儲氣巖層的包裹體進行了研究。儲集層中的包裹體主要產于巖石裂隙充填物的石英或方解石之中,它既有孤立零星分布的原生包裹體,也有成群、成串排列的次生包裹體,后者分布很廣,測得均一溫度為200～240℃。包裹體主要可分為含氣態烴的氣相+液相包裹體(LW+GHY)、氣態烴包裹體(GHY+LW,GHY＞LW)2種;次要為含液態烴包裹體,多見于重結晶方解石及孔洞中,常呈孤立狀零星分布,多為原生包裹體。對伴生的氣、液包裹體測得均一溫度均<160℃。若按所含成分可分為含液態烴的液相包裹體(LW+GHY)、含液態烴的氣、液包裹體(GHY+LW+G,LW＞GHY)和含瀝青液態烴氣態包裹體(SHY+LHY+GHY,GHY≤LHY)3類。

綜合儲氣巖層的包裹體成分資料(表2,表3,表4)可以看出:

(1)震旦系燈影組白云巖中包裹體的CH4含量較高,其孔、洞充填物中包裹體高于裂隙中包裹體的含量,表明至少具有2次成藏作用和運移過程,而且前期形成包裹體的還原參數(CH4+CO)/CO2大于后期形成包裹體,均在還原環境中進行。

(2)震旦系白云巖中包裹體的CH4含量高于上覆二疊系、三疊系巖石的包裹體,而且還原系數均大于所有圍巖。

(3)威遠氣田與川中油田的包裹體一樣,其鹽度w(NaCl)=4.3%～17.2%,p H值均大于8(花崗巖中包裹體除外),Eh均為負值,有利于成藏作用。

(4)威遠氣田液相包裹體中的陽離子主要為Mg2+和Ca2+,陰離子主要為 HCO-3和Cl-,裂隙充填包裹體的F-,Cl-含量比孔洞充填包裹體的含量高,顯示盆地流體活動印跡。

3 成因淺析

威遠氣田的成因問題早已引起石油地質學家的關注,至今仍眾說紛紜。歸納起來有4種觀點:一是氣源來自燈影組含藻白云巖,即“自生自儲”論;二是氣源來自上部寒武系九老洞組(筇竹寺組)的暗色泥巖,即“上生下儲”論;三是氣源來自深部幔源,即“無機成氣”論;四是氣源既與殼源又與幔源有關,即“混源”論。各種成因觀點都有一定的地質依據,本文贊同“混源”論——即殼?；煸闯梢蛴^點。

表2 威遠氣田包裹體的主要成分[9]Table 2 Anaiyses of fluid inclusions from the Weiyuan gas field[9]

表3 威遠氣田包裹體氣態烴(C1—C4)分析結果[9]Table 3 Gaseous bydrocarbon composition(C1—C4)of fluid inclusions from the Weiyuan gas field

表4 威遠氣田包裹體液相成分[9]Table 4 Liquid Composition of fluid inclusions from the Weiyuan gas field

3.1 殼?；煸闯梢虻牡刭|依據

(1)地殼大幅抬升和背斜南移形成的構造圈閉是威遠大型氣田的重要地質前提。如前所述,威遠與資陽成氣作用的差異是由于背斜構造軸部南移互換的原因。據羅志立(1998)研究[10],本區隆起南移的同時,又大幅度抬升,其高度可達895 m(圖3),構 成如此大幅度隆起和南移,按其成藏動力學分析,可能是與區域內自西向東具有“三江”古特提斯熱幔柱(早古生代—新生代)[11]、峨眉山熱幔柱(東吳運動—印支運動)[8]、華南熱幔柱(燕山運動—喜山運動)[12]所構成的幔柱構造鏈構造運動“大災變”和成藏(礦)作用“大爆發”影響所致。正因為地殼抬升,在樂山—龍女寺背斜的軸部形成巨大空間,為成藏熱液創造了儲、滲通暢的條件,故而形成大型氣田。

圖3 威遠構造樂山—龍女寺古隆起構造演化剖面[10](據1995年四川石油管理局地質勘探開發研究院資料編制)Fig.3 Tectonic evolution section of Leshan-Longnusi paleo-up lift at Weiyuan structure

(2)R0和 He,Ar隨深度有規律地變化是盆地成藏流體活動的特征。從本區地層柱(圖1B)得知,各地層廣泛有天然氣分布。其天然氣的R0(鏡質體反射率)值隨地質時代的更疊有增高的現象,而δ(13C)值亦有變大的趨勢,呈現出負相關關系(圖4A)。各個地層中天然氣的氬(Ar)、氦(He)含量亦隨不同時代的天然氣有所遞增,故而兩元素的變化曲線十分相似(圖4B),這可視為盆地流體活動的有力證據。

(3)天然氣主要組分相對均勻化,甲烷和乙烷碳同位素比較接近的特征是深層混源的特點。威遠天然氣均為干氣,甲烷含量變化不大,在83%～88%之間波動;乙烷含量很低,為0.1%左右,最高不超過0.17%;丙烷幾乎沒有。非烴含量較高,N2為6%～10%,CO2為4%～6%,都與甲烷含量具有良好的消長關系;H2S相對均一,與CO2及He之間存在正相關關系(圖5)。同樣,在碳同位素組成上,甲烷和乙烷的碳同位素亦比較接近,分別為-32.52×10-3和-31.7×10-3,都具有正碳同位素系列(δ13C1<δ13C2)特征[13]。威遠氣田震旦系、寒武系天然氣的δ(13C1)值均落在有機成因范圍內;僅有個別震旦系和下二疊統、以及川南納溪下二疊統的樣品落在無機成因區(圖6)。這些都是盆地流體在高溫條件下殼?；烊诔刹?即有機與無機成因)的重要證據。

圖4 威遠氣田各地層天然氣的 R0(A)和 He,Ar(B)變化趨勢[6,4]Fig.4 Changing trends of R0(A)and He,Ar content(B)of natural gas for each stratigraphic unit in Weiyuan gas field

(4)威遠天然氣的高氦、高氬含量是殼?；煸吹娘@著特征。在威28井2 820～2 905 m,震旦系中天然氣δ(13C1)=-32.53×10-3,δ(13C2)=-31.61×10-3,δ(13CCO2)=-12.51 ×10-3;深部 3 226～3736 m段,花崗巖裂縫中的天然氣δ(13C1)=-32.35×10-3,δ(13C2)= -31.41 ×10-3,δ(13CCO2)=-12.51×10-3。由此得知,二者頗為相似,無疑應是同源的[14];它們的δ(13CCO2)均小于-10×10-3,足可以說明是有機成因的。然而,從 He與Ar來說均是無機成因。由于3He主要來自地幔,4He是放射成因,系地殼中238U,235U和232Th的母體衰變而成,當然地層中原含有放射物質則會受到混染熔融 作用。本區震旦系和二疊系地層的天然氣3He/4He分別為2.9×10-8和 3.03×10-8,相應的R/Ro值為0.021和0.022,這些數據足以闡明有地殼的有機質參與。而36Ar是空氣中的固定值,40Ar受年代積累效應,本區震旦系的威 23井的40Ar/36Ar為7 232,威2井為9 255;二疊系的威5井為2 855,威7井為5 222,三疊系為561,這與鉀的含量有明顯的正相關關系。如威遠氣田震旦系中鉀的含量為1 356×10-6～2 750×10-6,平均 2 191×10-6,寒武系地層為4 440×10-6～9 255×10-6,川南二疊系與三疊系鉀的含量分別為206×10-6和166.8×10-6,元古代花崗巖w(K2O)=4.91%～5.99%,很顯然是與深部流體作用有關[15]。

圖5 威遠氣田甲烷,乙烷和非烴類含量關系[13]Fig.5 Relationships of CH4,C2H6and nonhydrocarbon ontents in different stratigraphic units of Weiyuan gas field

(5)盆地流體是成藏作用的重要因素。成藏作用是一項極其復雜的過程,圍巖中的有機成分固然可以提供成藏物質基礎,但來自深部的盆地流體對成藏的貢獻更不應忽視,它們所含包裹體提供了令人信服的信息。王鶴年等(1991)分別測定了震旦系與基底花崗巖中天然氣的包裹體組分(表5)[9]。

在震旦系地層和花崗巖中的天然氣及包裹體烴類成分含量并不相同,如甲烷含量,前者大于后者,而乙烷含量恰恰相反,非烴組分(CO2,N2)后者遠遠大于前者,但二者包裹體的甲烷含量都低于天然氣。據此證明,甲烷和氮氣是與深部成藏流體向上運移貢獻有關。

圖6 川南各氣田甲烷和乙烷碳同位素分布特征[12-13]Fig.6 Distribution characteristics ofδ13C(CH4and C2H6)for different gas field in soth Sichuan basin

(6)氣藏水地球化學特征具有深層混源成因特點。邱蘊玉等(1994)采自威遠氣藏水的水化學特征和同位素組成(表6)顯示:本區天然氣藏水的總礦化度為 50.93 ～76.78 g/L,δ(D水)-δ(18O)同位素組成表明,有天水滲入的變質水。水中有機質是由飽和烴組成,以C20-低碳數化合物為主,還有正烷烴和葵系列化合物均占相當比例,表明成藏具有良好的封閉保存條件。而且是以高碳位出現的nC25,nC27,nC29奇數為優勢,低碳位數 nC14,nC16,nC18,nC20偶數碳僅出現在局部,并含有較豐富的異構烷烴,顯示了晚期裂解烴的特征;圖7中的nC17呈現明顯主峰,這是海相低等菌類母質的標志。因此,認為威遠氣田為多源有機質滲混的結果[16]。

(7)瀝青成分差異反映成藏作用是多期形成。威遠和資陽地區成藏是與背斜構造軸部的演變密切相關(圖2),淺部廣泛分布的瀝青是稠油經高溫變異的產物,是原油運移聚集的證據。前人根據放熱峰(700 ℃),δ(13C)=-38.03 ×10-3和含釩量為0.06%～0.15%,定名為“碳瀝青”。邱蘊玉等(1984)將本區瀝青特征劃分為改造型(A2型)、脫瀝青化型(B型)和熱演化型(A1型)3類。其中以A2型為主,通常以全充填最為普遍,有機碳要高出碳酸鹽巖平均豐度的4～8倍,普遍具有低支鏈、低環烷特征。而高硫芴(Pr)和高植烷(Ph)特征呈現了遭受氧化的烙印;B型瀝青與之相反,類異戊二稀烴及支鏈烷烴(Ph)明顯,富集了結構復雜、分子量較重的組分,是天然氣與油共存的標志;A1型(即俗稱的 “碳瀝青”)的有機組分殘存 Ph＞nC18和高硫芴(Pr)記錄了又一次氧化的特征,屬于高溫、高壓系統中由原油受岐化作用,熱裂解相態轉變成天然氣,故在巖石的孔縫中產出(圖8)。與其相對應,它們的芳烴組成特征如圖9所示,3種類型的瀝青并不雷同[16]。

表5 裹體氣相組分與天然氣組分對比表Table 5 Comparison of the gas composition of fluid inclusions with that of natural gas

表6 威遠氣田氣藏水參數[16]Table 6 Parameter table of water in Weiyuan gas field

圖7 威遠氣田震旦系氣藏水中有機質飽和烴組成分布[16]Fig.7 Distribution of organic saturated hydrocarbon composition in Sinian gas reservoir water in Weiyuan gas field

(8)瀝青與油原巖對比具有殼源特征。邱蘊玉等(1984)通過對氣田內鉆井中(如女探5井、女基井的中下寒武統—下奧陶統,磨深1井、窩深1井、陽深2井、座3井的中下寒武統,威28井的寒武系)的多層瀝青研究,認為是二疊系(相當于峨眉山熱幔柱事件)遭受熱演化疊加效應改造而成的“碳瀝青”,故體現了Ph＞nC18和高硫芴(Pr)等微顯表征,記錄了氧化作用的印跡。從取自區內不同鉆井、不同地質時代的黑色頁巖、泥質灰巖(與震旦系燈影組巖性亦很相似)和前述的3種類型瀝青對比來看,它們的芳烴穩定分子化合物曲線基本吻合(圖10),不難看出威遠氣田的形成是與殼源成分有機質參與息息相關。

值得注意的是,威遠天然氣中34S的含量并不高 ,34S/32S=+11.5×10-3～ +14.4×10-3,未見硫酸鹽熱化學 TSR(Thermochemical sulfate reduction)現象[17];對于是否有三疊系膏鹽層滲入的影響,尚需進一步探討。我們認為,主要由于深部流體與震旦系海相碳酸鹽巖中含有大量藻類有關。

3.2 威遠氣田成因淺析

圖8 威遠氣田不同成因類型瀝青飽和烴組成分布對比圖[16]Fig.8 Comparison chart of different genetic asphalt saturated hydrocarbon composition distribution in Weiyuan gas field

杜樂天(1988)早就提出幔汁(H-A-C-O-N-S流體)的概念,也就是指地幔流體中含有氫、鹵素、堿金屬、碳、氧、氮、硫等元素的化合物熱流體[18]。實際上地幔流體是一種以CO2和 H2O為主,同時含有一定量的溶質成分,相對富集大離子等不相容元素的超臨界流體,具有獨特的溶解和運輸能力[19]。本區處于區域熱幔柱鏈的中部,深部受控于地幔流體活躍地帶。威遠—資陽地區受樂山—龍女寺短軸背斜遷移的嚴格制約,在其軸部形成虛脫,構成龐大的空間,無疑為成藏作用提供了良好的條件,這是形成大型氣田的前提。

圖9 威遠氣田不同成因類型瀝青芳烴組成特征對比圖[16]Fig.9 comparison chart of different genetic asphalt aromatic hydrocarbon composition in Weiyuan gas field

一般來講,石油地質界所稱的“盆地流體”包括盆地內部自生流體和外來流體兩部分,前者指無機/有機沉積物壓實和相變釋放出的各種流體;后者包括大氣降水、下滲海水及地幔深部流體。氫、氧同位素的測定結果已證實本區有天水的滲入(表6)。據張永旺等(2009)研究[20],烴源巖-流體相互作用過程中,有機酸的形成機制比較復雜,受干酪根類型、溫度、水的礦化度、p H值等多種因素影響。從威遠烴源巖震旦系燈影組含大量藻類化石及天然氣的化學組分,計算其 H/C原子比介于1.7～0.3之間,O/C原子比介于0.1～0.2之間,屬于Ⅰ、Ⅱ類干酪根。包裹體的形成溫度從80～160℃到200～240℃,成分以烴類為主;包裹體的鹽度w(NaCl)=4.3%～17.2%,大于川中油田的鹽度w(NaCl)=7.1%～11.6%,p H值均大于8,Eh值均為負值[9],故可形成大量的有機酸。深部流體高溫,以醋酸占優勢[21],這對碳酸鹽巖中Ca,Mg,Na元素有一定溶解作用,又為氣體運移和儲存創造了優越條件。同時,隨溫度升高,Si4+離子在溶液中也會增大,呈酸性溶液,其溶解能力最強,在這種高鹽度的地層水與烴源巖作用之后,普遍表現為Mg2+離子明顯沉淀,所以在儲集層顯示了白云巖化。白云巖化的Mg2+來源于上地幔及中地殼[22]。

從圖1B可以看出,寒武系(九老洞組泥巖)—震旦系(燈影組白云巖夾薄層泥巖,陡山沱組泥巖)為同一含油氣系統。上部的寒武系泥巖既是烴源巖,也是隔水屏蔽層,深部的流體在向上運移的過程中,會出現超壓現象,并形成流體相對聚集的超壓流體囊。幕式流體活動是異常超壓盆地中流體活動的主要特點[23],它不僅可以促使同沉積斷裂再次活化[24],又可成為流體二次運移的運移動力,區內(圖1A)分布的4條平移斷裂即是有力佐證。

圖10 威遠氣田瀝青與主力油源巖的芳烴穩定分子化合物分布曲線對比Fig.10 Comparison of stable molecular compounds of asphalt of Weiyuan gas field and aromatic of the main oil source beds

隨著成藏作用溫度的升高,泥巖中的蒙脫石受熱蝕變成為伊利石,使得早期成油產生脫解,在地表不同層位中廣泛分布“碳瀝青”和不同類型(成因)的瀝青即是古油藏的印跡。

綜上所述,從本區天然氣主要組分均勻,包裹體成分為 H2O-CO(CO2)-CH4型,R0值、He和Ar元素隨時代演進顯示出積累效應,基底花崗巖賦存天然氣及其包裹體中亦有CH4成分、古油藏瀝青地球化學類型,特別是威遠氣田天然氣δ(13C1)、δ(13C2)和δ(13CCO2)極為近似等特征,反映威遠氣田的成因機理與四川盆地中地殼的低速層(波速為5.95 km/s)分布有關,天然氣應屬于深層殼?；煸?無機和地殼)成因類型。

4 結束語

四川威遠氣田是我國乃至世界上儲層最古老的大型氣田,詳細研究和了解油氣田的成因對豐富石油地質學理論和深部找藏具有指導意義。

威遠氣田基底花崗巖裂縫中的天然氣雖已引起石油地質學家的重視,但對于成藏機理問題尚有待今后的進一步研究。Dutkiewicz A(1998)在國外太古代砂巖的流體包裹體中發現了液態石油[25],從而使石油存在于古元古代的說法有所改變,而且證實了太古宙盆地生成烴源是廣泛的(Jackson M J,1986)[26]。這些成果對我國當前深部找藏提供了極其珍貴的信息。

沉積盆地是一個巨大的低溫熱化學反應器。盆地中的熱流體必然對沉積盆地的表層沉積、壓實、熱傳遞等作用和油氣的生成、運移、聚集、保存及破壞等過程產生重要作用[27]。所以威遠氣田是“地幔流體與地殼中有機成分相互作用”[28]、有機和無機混源成藏的典型范例。

[1] 劉光鼎.中國油氣資源企盼二次創業[J].地球物理學進展,2001,16(4):2-3.

[2] 湯良杰,呂修祥,金之鈞,等.中國海相碳酸鹽巖層系油氣地質特點、戰略選區思考及需要解決的主要地質問題[J].地質通報,2006,25(9-10):1032-1035.

[3] 徐永昌,沈平,李玉成.中國最古老的氣藏——四川威遠震旦系氣藏[J].沉積學報,1989,7(4):3-12.

[4] 戴金星.威遠氣田成藏期及氣源[J].石油實驗地質,2003,25(5):473-479.

[5] 翟光明.中國石油地質志(卷十二)[M].北京:石油工業出版社,1992.

[6] 陳文正.再論四川盆地威遠震旦系氣藏的氣源[J].天然氣工業,1992,12(6):28-32.

[7] 戴鴻鳴,王順玉,王海清,等.四川盆地寒武系-震旦系含氣系統成藏特征及有利勘探區塊[J].石油勘探與開發,1999,26(5):16-20.

[8] 朱傳慶,田云濤,徐明,等.峨眉山超級地幔柱對四川盆地烴源巖熱演化的影響[J].地球物理學報,2010,53(1):119-127.

[9] 王鶴年,儲同慶,陳來福.四川威遠氣田烴流體包裹體的研究[J].礦物學報,1991,11(4):317-324.

[10] 羅志立,劉順,徐世琦,等.四川盆地震旦系含氣層中有利勘探區塊的選擇[J].石油學報,1998,19(4):1-7.

[11] 候增謙,李紅陽.試論幔柱構造與成礦系統——以三江特提斯成礦域為例[J].礦床地質,1998,17(2):97-113.

[12] 謝桂青,胡瑞忠,趙軍紅,等.中國東南部地幔柱及其中生代大規模成礦關系初探[J].大地構造與成礦學,2001,25(2):179-186

[13] 朱光有,張水昌,梁英波,等.四川盆地天然氣特征及氣源[J].地學前緣,2006,13(2):232-248.

[14] 張虎權,衛平生,張景廉.也談威遠氣田的氣源——與戴金星院士商榷[J].天然氣工業,2005,25(7):4-7.

[15] 王先彬.地球深部來源的天然氣[J].科學通報,1982,27(17):1069-1071.

[16] 邱蘊玉,徐濂,黃華梁.威遠氣田成藏模式初探[J].天然氣工業,1994,14(1):9-13.

[17] 朱光有,張水昌,梁英波,等.川東地區飛仙關組高含量 H2S天然氣TSR成因的同位素證據[J].中國科學(D輯),2005,35(11):1037-1046.

[18] 杜樂天.幔汁 H-A-C-O-N-S流體[J].大地構造與成礦學,1988,12(1):87-94.

[19] 劉叢強,黃智龍,李和平.地幔流體及其成礦作用[J].地學前緣,2001,8(4):131-243.

[20] 張永旺,曾濺輝,張善文,等.烴源巖-流體相互作用模擬實驗研究[J].地質學報,2009,83(3):445-453.

[21] 劉建明,葉杰,劉家軍,等.盆地流體中有機組分的成礦效應[J].礦物巖石地球化學通報,2000,19(3):141-148.

[22] 張景廉,曹正林,于均民,等.白云巖成因初探[J].海相油氣地質,2003,8(1-2):9-115.

[23] 曾治平,倪建華,王敏芳,等.地層熱流體活動與有機成烴的關系[J].西南石油學院學報,2003,25(1):16-20.

[24] 劉建明,葉杰,劉家軍,等.盆地流體及其成礦作用[J].礦物巖石地球化學通報,2000,19(2):85-94.

[25] Dutkiewicz A,Resmussen B,Buick R.Oil preserved in fluid inclusions in A rchaean sandstones[J].Nature,1998,395:385-388.

[26] Jackson M J,Powell T G,Summous R E,et al.Hydrocabon shows and petroleum source rocks in Sediments as old as 1.7×10-9years[J].Nature,1986,322:727-729.

[27] Anderson R N.Sedimentary basin as thermo chermcal reactors[R]∥1990 and 1991 Report of Lamont-Dohecty Geologic Observatory,1992:68-76.

[28] 張景廉,王先彬,曹正林.熱液烴的生成與深部氣藏[J].地球科學進展,2000,15(5):545-552.