川西坳陷中段須家河組成藏條件及勘探有利區分析

范增輝 歐陽誠 李 樂 王 靜 趙 園

(1.川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司，成都 610213;2.川慶鉆探工程有限公司地質勘探開發研究院，成都 610051)

川西坳陷中段地區位于四川盆地西部，呈北東向展布，西以龍門山為界，北至廣元、旺蒼，東至丹棱、資陽，南至邛崍，面積約2×104km2。構造上，隸屬于揚子地臺西北緣的四川盆地川西坳陷，北以米倉山隆起為界，西以龍門山斷裂為界，南鄰瀘州隆起，東鄰川中隆起，是受揚子準地臺、巴彥喀拉褶皺系、秦嶺褶皺系的多重影響的二級構造單元?；字饕汕罢鸬┫祷鸬貓喝鹤冑|巖系和晉寧期巖漿巖組成，穩定堅硬。在地史演化過程中，沉積了巨厚的震旦紀—古生代—中生代早期海相沉積序列，由于印支期以來北部秦嶺海槽的關閉和龍門山逆沖推覆構造帶的形成，使該區自三疊紀中晚期以來發育了大型前陸盆地陸相沉積，最終完成了“盆山轉換”。喜山期形成了現今的構造格局。

1 地質背景

通過多年的勘探，川西坳陷中段發現了孝泉、合興場、新場、東泰、馬井、洛帶、新都、大邑等十余個氣田和含氣構造，形成了淺層(白堊系、蓬萊鎮組及遂寧組)、中深層(沙溪廟組和千佛崖組)、深層(須家河組)3大勘探開發層系。川西坳陷深層勘探始于20世紀60年代。至90年代，在中壩、合興場、孝泉、平落壩等地區發現了須家河組氣藏。新場氣田發現后，勘探重點轉移至中淺層，本世紀以來，又加強了深層勘探，發現了新場、大邑、邛西等須家河組氣藏及一批新的勘探目標。川西坳陷中段構造單元劃分見圖1。

圖1 川西坳陷中段構造單元劃分圖

2 成藏條件分析

2.1 主要烴源巖特征

(1)發育多套烴源巖。川西坳陷自上三疊統馬鞍塘組至須家河組五段均發育有豐富的有較好生烴能力的烴源巖層。這些烴源巖不僅為須家河組氣藏提供了豐富的烴源，而且也為侏羅系紅層提供了大量氣源。

勘探與研究表明，在川西坳陷發育了多套烴源巖，即馬鞍塘 — 小塘子組烴源巖、須家河組須二段、須三段、須四段和須五段烴源巖。其中馬鞍塘組—須三段為近海型盆地，須四段和須五段為陸相煤系。

烴源巖具有厚度大(表1)、分布廣、有機質豐度高(表2)、品質好及生氣量巨大的特點，并且在川西坳陷各段具有一定差別。

表1 川西坳陷中段上三疊統烴源巖厚度統計表

表2 川西坳陷中段上三疊統烴源巖有機碳含量、類型及成熟度統計表

烴源巖以泥質巖為主，煤層為輔，煤層分布不連續，最大厚度可達10 m。其中須三段沉積厚度最大，主要沉積環境為濱海三角洲平原河漫湖沼，源巖主要以腐殖Ⅲ型干酪根為主，有機碳含量平均為0.82% ～3.34%;馬鞍塘組和小塘子組為海灣、濱海相泥質巖、煤以及少量的碳酸鹽巖，源巖以腐泥I型和混合Ⅱ型干酪根為主，有機碳含量分別為0.81%～1.94%和0.48% ～6.6%。

根據3次資評結果可知，川西坳陷中段須家河組資源量為7.795 5×1011m3，資源探明率僅為0.45%，勘探潛力巨大［1-2］。

(2)烴源巖生排烴持續時間長。川西坳陷各地區由于地質條件差異，特別是各地沉積速率和遭受的構造變動差異，也不可避免地造成各地古地溫和剝蝕厚度上的差異，這些差異直接影響各地烴源巖的生排烴時期，使得生排烴持續時間長，出現多次生排烴高峰期。

T3m+t-T3x2油氣成藏系統的生、排烴高峰期有3個，分別為T3x4沉積時期、J2s時期和J3p時期;T3x3-T3x4油氣成藏系統的生、排烴高峰期有3個，在時間上分別為 T3x4時期、J2q-J2s時期和 J3p時期。

可見，烴源巖生排烴持續時間長，從印支中晚期一直延續到燕山期。

2.2 儲集層特征

須家河組砂巖十分發育，砂巖/地層比平均在47.34%～84.38%，主要發育于須二段、須四段(表 3)。

(1)須二段。須二段沉積早中期，川西坳陷的沉積是小塘子組沉積末期海退序列的繼承和發展，其中新場地區主要發育三角洲—湖泊沉積體系，隨著龍門山半島的繼續上升，河流沉積更為發育，在河流入湖處形成河控三角洲沉積體系。沿龍門山造山帶前緣連續發育有數個規模較大的辮狀河三角洲沉積體系。須二晚期，在繼承早期古地理面貌的基礎上，一方面周邊的旺蒼—南江地區和長寧—瀘州一帶出現了大面積的剝蝕區;另一方面受盆地向西南方向翹傾的構造沉積影響而使盆地南部的淺湖沉積面積擴大，湖盆地邊緣的沖積平原 — 三角洲沉積體系寬度明顯變窄并向古陸方向退縮。

孝—新—合—豐地區須二段沉積屬于江油—綿陽—德陽大型辮狀河三角洲沉積體系前緣亞相帶的南側主體部位，多套進積型三角洲分支河道砂體疊加毯狀砂或河口砂壩，儲集性較好;須二段在整體超致密背景下仍發育多套非均質性較強的裂縫—孔隙型以及部分孔隙型儲層，具備形成大中型氣田的良好儲層條件。

(2)須四段。須四段是須家河組上、下2個“成盆期”分界的開始，以“安縣運動”為顯著標志。須四段沉積早期，川西坳陷總體以發育扇三角洲沉積體系為主，普遍發育礫巖;其后隨著基準面不斷上升和湖水位上漲達最大湖泛期，以發育淺湖沉積環境為主，晚期伴隨基準面下降，盆地邊緣辮狀河向湖盆方向推進過程中，川西坳陷主要發育辮狀河三角洲沉積體系，向南逐漸過渡為濱湖沉積環境，向東部豐谷地區局部層段發育曲流河三角洲沉積體系。

表3 新場—豐谷地區須家河組砂體厚度統計表

孝泉—新場—合興場—豐谷地區須四段屬于安縣—綿陽—德陽大型扇三角洲—辮狀河三角洲—曲流河三角洲沉積體系前緣亞相帶的北側主體部位，亦以水下分流河道廣泛發育和砂質沉積作用非?；钴S為主要特征。砂地比30% ～50%，地層旋回特征非常清楚，界面清晰，易于橫向對比。

另外，須五段和須三段也發育有儲層段。

須五段儲層:在孝泉、新場地區主要發育于須五段的上部和中部，而在須五段下部，新場地區基本不發育厚度大于5 m的砂巖，但孝泉地區則較為發育;在合興場地區，砂巖儲層則主要發育于須五段中下部。

須三段。合興場地區砂巖儲層主要發育于該段的中上部，其次為下部;孝泉、新場地區砂巖儲層以新場發育程度最高，孝泉發育差。

2.3 蓋層

統計表明區域蓋層之一的須三段平均厚度為800 m左右，在坳陷中段可超過1 000 m，其中泥頁巖所占厚度(泥地比)均大于50%。須五段泥地比一般都大于50%，即在須五段中有200 m左右的泥頁巖蓋層。

這些泥頁巖層連續分布在整個坳陷內，而且它們的突破壓力較高，達10～15 MPa，因此這2套區域性蓋層都具有很強的封蓋能力，可以作為優質蓋層，另外，須二段、須四段內部還發育有良好的直接蓋層。因此川西坳陷須家河組氣藏具有良好的區域封蓋條件?？傊?，須家河組泥巖縱向層系較多、橫向分布穩定，對天然氣分布具有明顯的控制作用。

3 勘探有利區分析

3.1 須二段有利區預測

孝泉—新場地區構造形成初期(燕山晚期)與烴源巖生氣高峰和油氣大規模運移時期(燕山晚期)相匹配;構造定型期(喜山期)與最終形成氣藏的時期(喜山期)相匹配。川西坳陷構造發育史分析表明，在孝泉—豐谷北東東構造帶上分布的、與構造帶呈斜交的一系列北東向局部構造(孝泉、新場、羅江、豐谷構造)為燕山、印支期形成，其形成時間早于油氣運移的高峰期，非常有利于油氣的聚集。且孝泉 — 新場地區經歷了多次構造運動，深部斷裂及其伴生的裂縫網絡系統發育，利于天然氣的垂直運移和富集。

可見，孝泉、新場、合興場、豐谷NEE向構造段須二段雖在橫向上存在較大的相變，但鉆井證實須二儲層并不匱乏，且存在物性較好的儲層。與古、今構造位置匹配，在該構造帶上，只要有好的裂縫系統配置，就可能獲得好的油氣產能。

在對合興場—豐谷地區海拔-4 200 m以淺的須二儲層及孝泉 — 新場 — 羅江地區海拔-4 450 m以淺的須二儲層進行預測、含氣性檢測及裂縫預測的基礎上，根據前文成藏主控因素的分析，選擇標準重點考慮古今構造部位+裂縫分布+儲層分布。如果構造圈閉等值線線內存在有利地震相帶和預測裂縫發育部位，為油氣富集的有利部位;如果構造位置相對較低，但裂縫發育且位于有利相帶內，則這個區塊為油氣較有利區。

3.2 須四段有利區預測

孝泉—新場地區雖然須四段儲層非均質性較強，但也存在物性較好的儲層，個別儲層砂體較厚，在橫向上具有較好的連續性，因此決定該段油氣富集的主要因素是構造位置、須五段蓋層分布和沉積的有利相帶。當然有微裂縫發育的部位，可能會進一步改變儲層的物性，使油氣獲得更大的儲集空間。該段油氣有利區預測主要考慮古今構造部位+須五段蓋層+儲層分布+裂縫分布。

選擇油氣富集區的主要原則是，在構造高部位、儲蓋層有利或在構造高部位、油氣較有利相帶、裂縫發育部位為油氣有利區;若構造部位較高但有利相帶較差或有利相帶較好但構造位置相對較低，則該區塊為油氣的較有利區。須四段儲層主要位于新場、羅江地區，在合興場、新盛、豐谷構造高部位亦較發育。

孝泉—豐谷地區須四構造高部位，合興場 —豐谷地區須四鈣屑砂巖地區為須四段儲層發育有利區。

4 結論

(1)研究了川西坳陷須家河組成藏條件，總結出該區油氣富集主要具有三元主控特點:發育多套厚度大、分布廣、有機質豐度高、品質好以及生氣量大的烴源巖;具有砂巖/地層比高、孔滲條件好的砂巖儲層，主要發育于須二段和須四段;區域蓋層連片分布，斷裂發育程度較弱，油氣保存條件良好。

(2)根據湘鄂西古坳陷地區油氣富集規律及成藏條件分析，對古今構造部位+須五段蓋層+儲層分布+裂縫分布進行綜合判別，指出須二段在合興場—豐谷地區海拔-4 200 m以淺的須二儲層、孝泉—新場—羅江地區海拔-4 500 m以淺的須二儲層以及須四段孝泉 — 豐谷構造高部位、合興場—豐谷地區的鈣屑砂巖儲層為有利勘探區。

［1］吳世祥，汪澤成，張林，等.川西地區上三疊統水化學場、水動力場與油氣富集關系研究［J］.石油實驗地質，2002，24(1):61-68.

［2］龍勝祥，朱虹，朱彤，等.中國石化天然氣勘探前景展望［J］.天然氣工業，2008，28(1):17-22.