川西南地區震旦—寒武系天然氣成藏條件分析

摘 要：通過鉆井、野外剖面及分析化驗數據分析，認為川西南地區下寒武統優質烴源巖發育，有機質豐度高、類型好。發育洗象池群、龍王廟組、燈影組優質儲層，儲集空間主要為溶孔、溶洞及裂縫。發育區域性泥質蓋層和膏鹽巖蓋層。成藏主控因素研究顯示：相帶和巖溶改造控制優質儲層展布；排烴期形成的古構造高點控制油氣運聚；晚期構造保存條件是該區成藏關鍵。

關鍵詞：成藏條件；震旦-寒武；川西南

引言

川西南區塊位于四川盆地西北緣，是四川盆地海相勘探的重要探區之一。四川盆地為多期原型盆地疊合、多期構造改造疊加的共同作用，造就了現今四川盆地縱向上分層、橫向上分塊的地質結構特征[1-3]。磨溪-高石梯地區大氣田的發現，進一步證實了震旦系-寒武系的巨大勘探潛力。本文通過對于鉆井和露頭資料的分析，結合分析化驗數據，對川西南地區烴源、儲層、蓋層及保存條件進行探討，深化了該區油氣成藏條件認識。

1 烴源條件

四川盆地及鄰區早寒武世發生大規模海侵，同時桐灣運動、興凱地裂運動形成古裂陷，形成了持續的淺水陸棚-深水陸棚沉積環境，造就了麥地坪組-筇竹寺組這一下古生界最重要的一套烴源巖[1、3]。桐灣運動末期的隆升剝蝕作用導致麥地坪組只在川西南部分地區分布，為一套硅質巖、磷酸鹽巖、碎屑巖共生互層。區內永福1井麥地坪組厚44m。有機質豐度較高，TOC含量介于0.52%-4.0%之間，為Ⅰ型-腐泥型，有機質成熟度較高，達到了高-過成熟度階段。

筇竹寺組整體分析為一套欠補償、較深水、缺氧、強還原環境條件下沉積的灰黑色泥巖、頁巖和灰色粉砂質泥巖。川西南地區筇竹寺組烴源巖厚度由東向西減薄，窩深1井和宮深1井大于250m，永福1井厚133m，雷波抓抓巖大于100m，樂山范店厚度小于50米。西部甘洛暗色泥頁巖不發育。（圖1）。

圖1 川西南地區筇竹寺組烴源巖厚度圖

烴源巖有機質豐度與烴源巖平面分布類似，受沉積相帶控制明顯。TOC含量一般在0.8%以上，整體上往東依次增大。雷波-馬邊一帶在TOC在1.25%以上；沙灣范店TOC為0.16～2.59%；永福1井巖心平均TOC達2.21%m。從烴源巖有機質類型來看，δ13C為-26.68-～-35.4‰，干酪根鏡鑒為I型，優質烴源發育。烴源巖總體演化程度較高，主體進入過成熟階段。西部甘洛-昭覺一線形成烴源巖高成熟區，Ro大于4.0%。永福1井烴源巖熱演化程度高，平均Ro達5.06%。北部馬山-樂山飯店一帶烴源巖成熟較低。

2 儲層條件

2.1 燈影組儲層特征

燈影組沉積期，四川盆地及鄰區表現為“西高東低”的古地貌特征，隨著燈影期的海平面上升，在陡山沱組沉積基礎上，燈影組沉積期四川盆地形成廣闊的碳酸鹽巖臺地[4]。川西南地區以白云質為主的廣闊的碳酸鹽巖潮坪上（或 湖中）形成厚達上千米的白云巖及富藻白云巖。

在桐灣多幕抬升運動影響下，燈影組丘灘相普遍受到風化殼巖溶的改造形成優質儲層，從而形成巖溶孔洞儲層。儲集空間主要為溶孔、溶洞，以及裂縫，儲集層以裂縫-孔洞（隙）及溶洞型為主。

川西南永福1井燈影組儲層巖性為粉晶-細晶白云巖、藻白云巖。發育少量晶間溶孔，部分被碳質瀝青充填，鏡下發育少量成巖期-表生作用形成的溶孔及晶間孔（圖2、3）。區內雷波和甘洛物性測試結果顯示，孔隙率平均0.54和1.39%；滲透率小，平均僅0.22和0.012。儲集空間以粒間溶孔、裂縫為主。另外，窩深1井和宮深1井均鉆遇較好的巖溶儲層，日產水69方和400方。

圖2 井深4950.00m含碳質白云巖

層位：燈影組，正交光10×10

圖3 井深5098.00m藻白云巖

層位：燈影組，單偏光10×10

2.2 龍王廟組儲層特征

龍王廟組沉積期的沉積繼承了早中寒武世的沉積格局，構造上仍是北西高、南東低的緩坡，地殼相對穩定，康滇古陸也無能力向海盆輸送大量的陸源物質，發育清水碳酸鹽的 湖-潮坪沉積[5、6]。

龍王廟組儲層主要發育在高能淺灘相帶，顆粒灘相作為龍王廟主要的儲集相類型；另一方面，白云石化作用和溶蝕作用是改造儲層儲集能力的主要因素，白云石化作用增加了巖石強度，抑制壓溶和膠結作用，有利于孔隙保存。

龍王廟組區域上儲層巖性為溶孔白云巖、溶孔砂屑白云巖、溶孔鮞粒白云巖、鮞粒灰巖、粒屑灰巖。金石1井龍王廟組儲層巖性為溶孔微晶-細晶白云巖、溶孔殘余砂屑鮞粒白云巖，測井孔隙度為3.9%。區內永福1井未鉆遇臺內淺灘有利沉積相帶，基質物性差，后期儲層改造差。鄰區威遠地區溶孔砂屑、鮞粒云巖孔隙度2.64～9.45%。

2.3 洗象池群儲層特征

洗象池群是中晚寒武世海退背景下沉積的產物，構造格局與早寒武世龍王廟基本未變化，但海水逐漸變淺，陸源物質缺失，整體以潮坪-局限臺地相為主。在區域上形成灰色、深灰色白云巖，粉砂質白云巖的沉積地層，局部夾少量細砂巖、粉砂巖或頁巖。

洗象池群經歷了早期白云石化、表生成巖作用，成巖后大范圍地區被抬升暴露，是區域上一個重要的不整合面。在該區大范圍發育溶蝕孔洞，為一套以滲流溶蝕為主要控制因素的溶蝕孔洞型儲層。

野外觀察的金陽、抓抓巖、大巖洞、長坪和范店剖面均發育溶蝕孔洞。宮深1井和窩深1井巖石溶蝕孔洞發育，儲層類型為古巖溶孔、粒間孔隙、晶洞及裂隙，孔隙度0.11～12.57%，平均1.19～3.21%，為較好的儲集層。區內永福1井洗象池群巖性為微晶-粉晶白云巖，取心及薄片溶蝕孔洞欠發育。

3 蓋層條件

區內主要發育泥質巖蓋層和膏鹽巖蓋層，膏鹽巖蓋層主要分布在中下寒武統。

（1）下寒武統筇竹寺組-滄浪鋪組泥質巖蓋層

下寒武統蓋層由筇竹寺組及滄浪鋪組下段泥質巖、泥質粉砂巖、白云質粉砂巖組成，累計厚度達80-200m，由西向東變薄，泥質巖連續厚度一般在5-40m左右，其中筇竹寺組泥質巖分布穩定，厚度大，質地較純，其封蓋性能較好。

（2）中下寒武統膏鹽巖蓋層

中寒武統膏鹽巖厚度為30～55m，在雷波抓抓巖一帶以及沿金沙江的金陽、永善河口、雷波巖腳一帶可見厚幾十米的透鏡狀石膏層，封蓋性能較好。

4 油氣成藏及其主控因素

4.1 油氣成藏

以區內永福1井為例（圖4），下寒武統筇竹寺組烴源巖在晚奧陶世進入生油門限，在志留系末期達到生油高峰期，生成的油氣在早期古隆起控制下形成的古構造中運聚，形成古油藏。后期受加里東運動的影響，地層抬升發生剝蝕，烴源巖生烴停止。印支期，盆地基地熱流大幅度升高，烴源巖熱演化程度的快速增熟，烴源巖進入生氣階段。同時早期形成的原油在深埋熱作用下，裂解生成天然氣。但受峨眉地裂運動期玄武巖大量噴發影響，局部地熱烘烤增溫導致永福1井區寒武系烴源巖迅速進入高成熟階段（Ro達5.06%）。晚燕山-喜山期，該區構造變形強烈，保存條件變差，油氣最終未能富集。

4.2 成藏主控因素分析

綜合分析川西南地區油氣成藏經歷了早期油氣聚集，多期油氣成藏，晚期調整定型的過程。對比川中地區油氣成藏過程[6、7]，認為以下因素是震旦-寒武系油氣成藏的主控因素之一。

（1）優質烴源巖控制了氣藏的形成與發育

源巖是油氣成藏最基本的成藏要素。大油氣田的形成與分布往往緊鄰或比鄰烴源灶中心，遵循“源控論”。烴源巖要有一定厚度與分布，且有機質具有晚期成氣的演化特點。

（2）古構造、沉積控制了早期油氣成藏

該區儲層發育主要受沉積相和成巖作用雙重控制。高能灘與同生-準同時期強烈白云石的疊加是儲層形成的基礎，同時不整合巖溶構造控制了古圈閉的形成，古隆起對巖溶型儲集巖展布具有控制作用。

（3）保存條件控制了晚期油氣藏調整改造、最終定位

晚燕山～喜山期的抬升剝蝕、斷裂活動是影響震旦系-寒武系油藏保存條件的重要因素。構造活動強度從盆緣向盆內依次減弱，導致盆緣保存條件復雜，而盆內保存條件相對較好。盆內已發現的威遠氣田、磨溪-高石梯氣田均揭示了良好的保存條件是成藏關鍵。

總之，川西南地區震旦-寒武系烴源巖生烴及油氣成藏時期早，成藏后調整改造時間長、強度大，因此，近源、古構造背景有利于早期油氣藏形成，保存條件是本區油氣成藏的關鍵因素。

5 結束語

（1）川西南地區下寒武統烴源巖具有面積廣、厚度大、有機質豐度高和有機質類型好的特征，具有良好的烴源條件。

（2）川西南地區發育燈影組、龍王廟組、洗象池群三套有利儲層，儲層主要為不整合面巖溶型儲層和高能相帶淺灘型儲層，儲層巖性主要為藻白云巖；砂屑、粒屑白云巖，儲集空間主要為溶孔、溶洞、晶間孔、裂縫等。

（3）川西南地區發育具有封蓋性能良好的區域性泥質巖和膏鹽巖蓋層，蓋層分布廣，厚度大，封蓋保存條件較好。

（4）在烴源巖發育的前提下，古構造、沉積是震旦系-寒武系油氣成藏主控因素，持續的古構造背景、良好的保存條件是晚期油氣藏調整改造、最終定位的主控因素。

參考文獻

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作者簡介：劉晶，女，碩士研究生，主要從事油氣成藏研究。