川西前陸盆地上三疊統須家河組致密砂巖氣藏超壓體系形成演化與天然氣聚集關系

李 偉 王雪柯 趙容容 唐大海 尹 宏 裴森奇

1.中國石油勘探開發研究院 2.中國石油西南油氣田公司勘探事業部 3.中國石油西南油氣田公司川西北氣礦

0 引言

超壓體系指地層流體壓力超過正常靜水壓力的地層系統，多數指地層流體壓力系數大于1.1或1.2的地層[1-3]。世界上主要含油氣盆地都存在不同程度的超壓或異常高壓，中國多數含油氣盆地發育超壓體系，而且超壓體系對油氣的聚集具有重要作用[3-21]。長期以來，含油氣盆地中超壓與油氣的關系也是油氣地質工作者的重點研究內容，而且前人已經提出了異常高壓的眾多形成機制，如：構造擠壓、生烴作用、欠壓實、水熱作用、黏土礦物轉化、超壓傳遞、底辟作用、充氣作用等[3-6]。對于超壓體系形成與演化的歷史也有較多的研究，但是，超壓體系的形成歷史仍然是目前一個重要研究課題。

含油氣盆地中超壓體系形成與演化歷史研究非常有利于開展油氣聚集規律探討，尤其是喜馬拉雅期構造改造十分明顯的四川盆地，一些地質工作者從四川盆地西部上三疊統須家河組（T3x）封存箱的角度或超壓發育特征的角度，簡要探討了這一超壓體系的形成與演化[22-27]。為了進一步深化川西前陸盆地中生界致密砂巖天然氣聚集規律認識與有利勘探區帶預測，筆者以該區氣藏壓力、鉆井液密度以及前人關于包裹體均一溫度研究成果與含烴鹽水包裹體PVT模擬氣藏古壓力恢復成果為基礎，結合須家河組不同含氣區的埋藏史研究與構造運動規律，試圖探索川西前陸盆地須家河組沉積以來超壓體系的發育特征、形成與演化歷史，并探討其與天然氣富集的相關性，以期為川西前陸盆地中生界碎屑巖地層中天然氣大規模聚集的方向提供重要地質依據。

1 川西前陸盆地超壓體系的形成與演化

川西前陸盆地指龍門山造山帶前緣至上揚子克拉通地塊前緣之間的狹長坳陷帶，其主要形成于晚三疊紀，由龍門山造山帶的前緣沖斷帶、川西前緣坳陷帶與川中—蜀南克拉通地塊邊緣繞曲形成的前陸斜坡與前陸隆起等主要構造單元組成[28]。其發育的地層主要有淺海陸棚相的上三疊統馬鞍塘組局限碳酸鹽巖沉積、海陸過渡相的上三疊統小塘子組碳酸鹽巖與碎屑巖交互沉積以及須家河組二段—六段的砂泥巖交互沉積[29-31]。隨后，發育了侏羅系—白堊系的拗陷型盆地沉積與喜馬拉雅期的局限沖積扇與洪泛河湖沉積[29]。川西前陸盆地自形成以來，經歷了印支晚期以龍門山中北段為主的安縣構造運動[31-32]、印支末期以川西北劍閣—廣元地區強烈隆升為主的區域性構造運動[33-34]、燕山中期與晚期川西中部山前帶與峨邊—威遠等地區為主的褶皺構造運動[32-34]、喜馬拉雅期以區域性強烈隆升剝蝕為主的構造運動[32-37]以及喜馬拉雅末期以來川西南部與龍泉山構造帶的強烈沖斷為主的構造運動 [32-34,38]。

川西前陸盆地須家河組天然氣資源十分豐富，目前勘探已發現了37個氣藏與含氣構造，探明天然氣地質儲量超過8 300×108m3，預測與控制天然氣地質儲量約 10 000×108m3，其多以低豐度、大面積的巖性致密氣藏為主（圖1），多數具有超壓或異常高壓特征。其超壓體系的演化經歷了原始超壓體系的形成與消亡、古超壓體系的形成與新生代超壓系統改造等3個發展階段。

圖1 川西前陸盆地須家河組頂界構造概要與氣藏分布圖

1.1 川西前陸盆地中生代古超壓體系的形成

前人對川西前陸盆地須家河組超壓或異常高壓做過大量研究，但是，這些研究多是沉積型與構造型[27,39]古超壓形成機制與現今超壓簡要特征的論述。沉積盆地中的超壓主要有欠壓實增壓、生烴增壓、構造應力增壓等區域性超壓體系的形成機制[7-8,27,39-41]，川西前陸盆地也是如此。

1.1.1 欠壓實作用形成原始超壓體系

晚三疊世—侏羅紀是川西前陸盆地須家河組欠壓實作用形成超壓體系階段。關于川西前陸盆地須家河組欠壓實超壓體系的形成時間，多數學者認為是侏羅系，欠壓實作用產生的過剩壓力最盛于侏羅紀末[7-8,27,39]。然而，筆者認為不同地區形成時間存在差異，這主要是因不同區域沉積埋藏快慢與時期不同所致（圖2、3）。由于欠壓實形成于生烴作用之前，也就是熱演化程度（Ro）小于0.5%時的沉積埋藏與早成巖階段，其埋藏深度受地溫梯度高低的影響，一般發生在1 500 m以淺的地層中[42-44]。因此，筆者根據川西前陸盆地三疊紀晚期至侏羅紀的古地溫梯度主要區間值介于3.2～2.8 ℃/100 m[45-47]，白堊紀至新生代的古地溫梯度主要區間值介于3.2～1.5 ℃/100 m[45-47]，開展了不同含氣區的埋藏史分析，分析結果認為其欠壓實主要形成于晚三疊世后期—侏羅紀。其中川西坳陷帶的欠壓實主要形成于晚三疊世—早侏羅世。如老關廟須家河組在早侏羅世的地層壓力系數就達到1.34[27]，預測劍閣—九龍山—元壩地區有類似的欠壓實超壓系統形成（圖2）；而平落壩、大邑、新場等地區在三疊紀后期多數達到1 500～2 000 m的埋深，其形成欠壓實超壓體系的時間更早，預測為須家河組沉積的早中期（圖3）。前陸隆起帶及其鄰區欠壓實的形成時間較晚，如威東、荷包場、八角場等地區多在中晚侏羅世才發育欠壓實超壓（圖3）。

圖2 元壩與劍閣地區須家河組氣藏埋藏史與超壓演化史圖

圖3 川西前陸盆地不同氣區須家河組埋藏史與超壓演化史圖

由于川西前陸盆地須家河組還存在生烴增壓的改造，目前不能準確計算須家河組欠壓實作用所形成的古超壓體系的地層壓力系數，即使利用現今須家河組泥巖段測井計算的地層壓力系數，也是不能代表當時的地層壓力系數。因此，筆者根據準噶爾盆地南緣古近系古新統—始新統紫泥泉子組在強烈構造擠壓與欠壓實作用下的地層壓力系數高達2.00～2.30[16-19,48-49]，與無構造擠壓的渤海灣盆地小于2 000 m異常高壓泥巖的地層壓力系數多小于1.35[50]，結合川西前陸盆地三疊紀末—侏羅紀為微弱構造擠壓與欠壓實作用，因此預測須家河組地層壓力系數多低于1.40。川西前陸盆地須家河組欠壓實所形成的超壓體系，其賦存時間的長短與壓實作用、后期生烴作用相關。前人通過包裹體PVT模擬研究認為，Ro=0.75%時（圖2），因壓實作用的影響，元壩4井須家河組欠壓實作用所形成的超壓體系基本消失，如晚侏羅世早期（距今時間約160.8 Ma）的古地層壓力系數僅為1.11[22]；通過數值模擬，侏羅紀須家河組古地層壓力系數多介于1.05～1.12，少量介于1.27～1.34[26]。因此，筆者也認為欠壓實作用所形成的超壓會在生烴高峰到來之前，因壓實成巖而基本消失，至多維持弱超壓狀態，但在厚層泥巖中有欠壓實殘留。

1.1.2 生烴作用形成古超壓體系

晚侏羅世—白堊紀是川西前陸盆地須家河組生烴增壓作用形成超壓體系的重要階段。關于川西前陸盆地須家河組生烴增壓的論述較多，如：羅嘯泉[51]認為烴源巖Ro=0.9%時，因大量生烴，并大量伴生CO2，在碳酸鹽礦物大量溶解形成次生孔隙發育帶的同時，碳酸鹽礦物溶液向上運移至低溫低壓地層時，碳酸鈣沉淀形成致密頂板，而促使超壓封存箱的形成；王震亮等[27]認為因須家河組滲透性較差，生烴作用特別是天然氣的大量生成導致地層壓力的快速增長；徐國盛等[26]認為須家河組內的生烴作用使地層壓力系數由生烴前的1.10上升為1.16～2.10；張俊武等[22]認為進入生烴高峰期的后期時，雖然包裹體的溫度與壓力都在隨埋深的加大而增加，但其地層壓力系數開始逐漸減小。筆者根據古今地溫梯度、埋藏史與熱演化歷史，結合前人包裹體的研究結果，開展了古壓力的計算。具體步驟為：①根據埋藏史確定包裹體形成時間；②根據包裹體均一溫度與古今地溫梯度、結合埋藏史計算包裹體形成的最大埋深，即包裹體均一溫度除以平均地溫梯度所得數據；③根據埋藏史計算該包裹體形成時所在地層的實際埋深，即包裹體均一溫度在埋藏熱演化史圖中對應的深度；④將包裹體形成的最大埋藏與其地層的實際埋深都轉化為靜水柱高或靜水地層壓力，并用前者除以后者所得值就是古地層壓力。研究結果表明，川西前陸盆地坳陷帶中侏羅世—晚侏羅世因生烴作用形成古超壓體系，其古地層壓力系數多介于1.41～1.69，甚至更高，如新場—孝泉地區個別古地層壓力系數可達1.87[26]；而隆起帶及其鄰區，至白堊紀才開始因生烴作用而形成古超壓體系，其地層壓力系數多介于1.40～1.50（圖2、3、表1）。因此，筆者認為生烴作用所形成的古超壓體系是須家河組現今超壓體系發育的基礎。

表1 川西前陸盆地部分須家河組含氣區古地層壓力系數計算結果與現今地層壓力系數對照表

另外，印支末期—燕山期，雖然構造運動以擠壓為主，構造擠壓所產生的超壓成分也應該存在，但前人開展的有關聲發射測試結果反映，這一時期川西地區因巖石的最大水平主應力遠小于上部負荷應力，巖石變形以垂向壓實為主[39]。因此，此時構造應力所產生的超壓貢獻很小。

由此可知，晚三疊世—侏羅紀的欠壓實作用形成了須家河組最原始的超壓體系，坳陷帶超壓形成于晚三疊世早中期—早侏羅世，前陸盆地隆起及其鄰區的超壓形成于中晚侏羅世；欠壓實形成的超壓多在Ro=0.75%時消失或維持弱超壓狀態。晚侏羅世—白堊紀生烴作用形成了須家河組古超壓體系，這也是現今超壓體系發育的基礎；坳陷帶古超壓形成于中侏羅世—晚侏羅世，隆起帶及其鄰區古超壓形成于白堊紀中期。印支末期—燕山期的構造擠壓作用對須家河組超壓體系形成的貢獻很小。

1.2 川西前陸盆地新生代超壓體系的改造與演化

川西前陸盆地自喜馬拉雅構造運動開始，隨全盆地一起進入區域性擠壓隆升與剝蝕階段[59]。這一階段的構造擠壓、隆升與剝蝕、斷裂形成與活動對須家河組古超壓體系產生了重要影響。筆者以埋藏史研究為基礎，結合前人在古流體包裹體、古構造應力、儲層致密化等方面的分析結果，認為川西前陸盆地須家河組古超壓體系在這一時期經歷了明顯的差異演化。

1.2.1 構造應力作用對古超壓體系形成的貢獻

構造應力作用所產生的流體超壓是古超壓體系形成的重要組成部分。筆者主要依據前人的研究成果來進行討論。雖然川西前陸盆地須家河組在印支末期—燕山期也是擠壓構造背景，但因其最大水平主應力遠小于上部負荷應力，因此其構造應力對超壓的貢獻是不可能與喜馬拉雅期相比的。王震亮等[39]研究認為開放體系的構造應力充分釋放，構造擠壓作用難以引起流體增壓；而較為封閉的流體體系的應力釋放困難且緩慢，構造增壓的貢獻明顯存在，且差異較大。如中壩、平落壩、三和場、大興西、漢王場、三蘇場等構造因斷裂發育，其地層應力比例系數介于0.75～0.92，流體處于開放體系，構造擠壓作用難以引起流體增壓[39]。而川西坳陷帶北部儲層物性極致密且斷裂不發育區構造擠壓增壓較顯著。李軍等[40]通過通南巴—元壩一帶的須家河組鉆井巖心古構造應力測定，認為構造擠壓增壓貢獻介于28%～39%；王震亮等[39]通過老關廟—柘壩場一帶的須家河組鉆井巖心古構造應力測定，認為構造擠壓增壓貢獻介于80%～100%。因此，川西前陸盆地除去喜馬拉雅期斷裂活動頻繁且轉變成開放地層體系的地區外，構造擠壓所產生的流體增壓不同程度的存在，且與儲層致密程度與斷裂發育程度相關。

1.2.2 構造運動的差異性對超壓體系演化的影響

構造隆升與地層剝蝕是古超壓體系差異演化的主要成因。由于四川盆地自新生代以來，不同地區隆升與剝蝕的程度不同，必然會對不同區域古超壓體系的演化產生不同的影響。

從圖2與表1可知，劍閣須家河組氣藏與元壩須家河組氣藏東部分別地處九龍山構造的西南翼上傾部位與東南翼下傾部位，其演化規律具有一定的相似性。劍閣須家河組氣藏包裹體計算的白堊紀末期的古地層壓力系數為1.62，而劍閣須家河組氣藏與元壩須家河組氣藏東部現今地層壓力系數分別介于2.15～2.38、1.65～1.82。顯然二者在這一時期的超壓體系經歷了不同構造演化過程。從其埋藏史曲線來看，二者在古近紀緩慢隆升過程中剝蝕了約500 m厚的地層，這對二者超壓改造的影響是相似的，雖有一定流體壓力的釋放，但因儲層致密仍存在較高的超壓流體。新近紀以來，二者因構造隆升導致的地層剝蝕厚度差異十分明顯，劍閣地區經歷了約2 000 m的地層剝蝕，元壩東部區只有約500 m的地層剝蝕，因此在極致密巖石的封堵下，劍閣地區須家河組地層壓力系數上升超過2.15，而元壩東部地區須家河組的地層壓力系數只比白堊紀末的古地層壓力系數（1.62）略有升高。

從圖3與表1可知，前陸盆地坳陷帶的平落壩、新場、大邑等構造與前陸盆地斜坡帶的八角場構造在古近紀具有相似的超壓演化規律，即因都經歷了白堊紀的深埋與較強—強成巖作用，儲層致密化明顯，流體壓力釋放困難，至古近紀地層中仍維持了較多剩余流體壓力，展現出地層壓力系數略有升高的規律。進入新近紀后，由于斷裂發育程度不同，各自超壓發育規律差異較大。沿前陸盆地坳陷帶西南—東北向，地層壓力系數有逐漸增大的趨勢。平落壩構造在新近紀構造活動頻繁，斷裂發育，須家河組泄壓后成了常壓氣藏；大邑構造斷裂與裂縫較發育，地層壓力系數略有降低，介于1.50～1.60；新場構造及其鄰區相對較穩定，小斷裂較發育，斷裂沒有通達淺層，在構造擠壓與封存作用的共同作用下，剩余的流體壓力越來越多，地層壓力系數上升，介于1.70～1.90；而劍閣地區斷層不發育，構造完整，地層壓力系數上升至2.15～2.38；但是，位于川中地區的八角場構造發育1條大斷裂，在擠壓作用與封存作用的聯合作用下，地層壓力系數略有下降，介于1.70～1.80。前陸盆地隆起區由于熱演化程度較低，成巖作用較弱，儲層致密化程度較弱，至白堊紀末期才達到流體超壓的最高值；新生代由于強烈隆升、剝蝕，以及斷裂與裂縫的產生，一直處于泄壓狀態，尤其是新近紀以來成巖作用相對更弱的荷包場構造泄壓更快，現今多為常壓特征；而威東含氣區由于儲層比荷包場構造略致密，熱演化程度也略高于荷包場構造，剝蝕后還剩余了一定的流體壓力，呈現弱高壓狀態，地層壓力系數介于1.30～1.50（圖4）。

須家河組現今超壓體系的平面發育規律與喜馬拉雅期以來形成的斷裂關系十分密切，但與須家河組生氣強度的關系并不明顯。由于生烴增壓是古超壓體系發育的基礎，生氣強度較大的地區應該超壓最發育。但從圖4可以看出，生氣強度最大的川西南大部分地區不存在超壓體系，超壓強度最大的卻發育在生氣強度較小的梓潼坳陷區。這顯然與川西南地區喜馬拉雅晚期以來形成的斷裂[59]較多有關。平落壩—大興場—眉山—資陽等一線以南、華鎣山斷裂帶西側以及江油以北的龍門山山前與米倉山山前等超壓基本不發育，也是強烈構造運動造成。這進一步證明強烈的構造運動破壞了古超壓體系。

圖4 川西前陸盆地須家河組超壓體系與斷裂、生氣強度、氣藏分布等疊合圖

由此可知，川西前陸盆地構造運動的差異性對須家河組超壓體系演化的影響十分明顯。前陸盆地坳陷帶與斜坡帶，在古近紀的隆升與剝蝕期，致密儲層阻滯了流體壓力的釋放，并在構造擠壓下以維持超壓體系與導致地層壓力系數略有增加為特征；至新近紀，因構造運動的差異，斷裂發育區以超壓系統破壞為主，斷裂欠發育區以超壓維持或超壓增強為主。前陸盆地隆起帶與斷裂活動強烈區，在強烈隆升與剝蝕作用下，須家河組持續泄壓，超壓系統遭受不同程度的破壞。

2 超壓體系發育特征與天然氣富集關系

川西前陸盆地超壓體系的發育特征及其與天然氣富集的關系，前人做過較多的研究。王震亮等[27]認為川西坳陷南部為“兩段式”超壓模式，川西坳陷北部為“三段式”超壓模式，梓潼凹陷為超壓最高地區，并提出了山前帶低幅超壓近源成藏與中—低幅超壓多級成藏，及坳陷內超高壓近源成藏3種成藏模式；宋鈺等[8,40]認為元壩—通南巴地區發育封隔型超壓體系，天然氣充注與構造擠壓是超壓發育的主要動力機制等認識；張聞林等[60]認為封存箱頂部是油氣藏形成的有利部位，壓力降低區有利于規模油氣藏形成；羅嘯泉[51]認為后期構造運動對封存箱的改造使天然氣向箱外“混相涌流”，在淺中深層形成了規模次生氣藏；楊克明[61]認為須家河組分為下部和上部兩個成藏組合，下部成藏組合為高壓驅趕與低壓吸拉天然氣成藏模式，上部成藏組合為水溶氣運移釋放與浮力順優勢通道輸導天然氣成藏模式；李偉等[38-39]認為川中地區烴類充注和構造抬升與剝蝕是異常高壓的主要形成機制，等等。由此可知，前人的研究多局限于川西坳陷、川中隆起等具體的氣藏或天然氣聚集區。筆者在此成果基礎上，以川西前陸盆地的主體為基礎開展流體壓力、鉆井液密度、天然氣分布等方面的研究，并編制地層壓力系數平面圖與剖面圖來描述現今超壓發育規律，并以此為基礎討論其與天然氣富集規律的關系。

2.1 川西前陸盆地須家河組超壓發育特征

超壓或異常高壓的定量描述，國內外有多種分類[11]，但都很簡單。為了較準確地描述超壓特征，筆者將地層壓力系數介于0.9～1.2定義為常壓、大于1.2統稱為超壓，其中介于1.2～1.6為弱超壓、介于1.6～2.0為強超壓、大于2.0為極強超壓。川西前陸盆地由于受喜馬拉雅期構造運動的影響，完全改變了由生烴增壓而形成的古超壓體系原始特征。筆者利用須家河組單井壓力測試數據計算的地層壓力系數，并根據地層壓力系數編制了平面分布圖（圖4）；同時利用鉆井液密度結合實際測試地層壓力系數編制了部分過井剖面的超壓體系剖面圖（圖5～7）。

圖5 川西北地區上三疊統超壓體系發育特征與天然氣聚集關系圖

從超壓體系的平面發育特征來看，須家河組的極強超壓主要發育于川西坳陷帶的中北部的洛帶—綿陽—老關廟—九龍山構造南部等地區，強超壓環繞川西坳陷帶及部分斜坡帶發育，弱超壓主要發育于川西前陸盆地的斜坡帶與隆起帶。而川西南斷裂發育區、龍門山山前沖斷帶北部、米倉山山前帶以及華鎣山山前帶為須家河組常壓發育區（圖4）。

從超壓體系剖面發育特征來看，不僅不同區域差異較大，而且不同區域的不同構造部位差異更大。例如：前陸盆地龍門山沖斷帶北部、梓潼凹陷與九龍山等構造的超壓特征各不相同（圖5）。龍門山沖斷帶礦山梁構造基本不發育超壓；梓潼凹陷西側以弱超壓為主，展現出超壓強度自上而下加大的特征；梓潼凹陷東側劍閣地區以強超壓—極強超壓為主，剖面上展現出明顯的超壓透鏡狀特征；九龍山構造區—元壩地區以強超壓為主，展現出由九龍山構造主體部位須家河組超壓上弱—中強—下較強，向元壩地區轉變為上弱—下強的超壓特征，而且展示出其超壓強度與烴源巖現今埋深的關系并不明顯。劍閣—九龍山—元壩地區的強超壓—極強超壓的形成，顯然與九龍山構造在喜馬拉雅期的強烈回返有關。

前陸盆地中部鴨子河沖斷帶、坳陷區、龍泉山沖斷帶、安岳—磨溪隆起區也是各不相同（圖6）。鴨子河構造帶的超壓強度展現出自上而下由低增高又降低的變化過程，且以弱超壓—強超壓為主；坳陷區則是自上而下超壓逐漸增強的過程，即由弱超壓增加至強超壓，局部可能達極強超壓；龍泉山構造帶及其鄰區的永深1井與永探1井展示，也是自上而下由弱超壓轉變為強超壓的特征，更重要的是其上傾部位的斜坡區須家河組下部可能發育透鏡狀強超壓；安岳—磨溪隆起區是相對略有變化的弱超壓為特征。

圖6 川西沖斷帶—川中上三疊統超壓體系發育特征與天然氣聚集關系圖

前陸盆地南部的霧中山沖斷帶、灌口—邛崍—熊坡斷裂褶皺帶、龍泉山沖斷帶南段以及隆起區威遠褶皺帶存在更大的差異（圖7）。沖斷帶的霧中山構造須家河組以常壓為特征；坳陷區的灌口—邛崍—熊坡斷裂褶皺帶須家河組以下弱上強的常壓—弱超壓為特征，而泥巖段多數發育弱—強超壓；斜坡區的龍泉山沖斷帶南段須家河組以相對穩定的弱超壓為特征；隆起區的資陽—威遠須家河組以地層壓力系數低于1.05的常壓為主。

圖7 川西南地區上三疊統超壓體系發育特征與天然氣聚集關系圖

由此可知，川西前陸盆地須家河組超壓體系主要發育于構造相對穩定的中北部坳陷帶與斜坡帶，川西南邛崍—熊坡—資陽—威遠以南、龍門山—米倉山山前沖斷帶、華鎣山西側構造運動影響強烈區的古超壓體系遭受破壞，以常壓為特征。從超壓發育的剖面結構特征來看，須家河組多數自上而下超壓強度加大，但在老關廟—九龍山構造帶及其鄰區發育透鏡狀極強超壓、鴨子河構造帶以東的坳陷帶可能存在厚層疊置極強超壓、龍泉山以東的斜坡帶須家河組下部發育透鏡狀強超壓、川中隆起帶須家河組發育弱超壓。現今川西前陸盆地須家河組超壓是在致密巖性阻滯下，以生烴增壓與構造擠壓為主形成的古超壓體系經歷喜馬拉雅期強烈構造運動后的殘余壓力體系。

2.2 川西前陸盆地須家河組超壓與天然氣富集關系

川西前陸盆地由于須家河組超壓體系的復雜演化，其對須家河組天然氣富集有著多種獨特的作用。

1）西強東弱的超壓體系持續發育促進了川中隆起區大面積、低豐度、低含氣飽和度天然氣區的形成。從圖2、3可知，自晚侏羅世至白堊紀末期，是川西坳陷天然氣大規模生成的時期，也是西強東弱的古超壓體系形成與持續發育期。新生代以來，雖然古超壓體系發生不同程度的破壞與分異，但由于川西坳陷須家河組埋深大、地層流體壓力高，仍然可以持續使地層流體向東南部的華鎣山前褶皺斷裂帶運移，不僅在川中—川南過渡帶的隆起區形成須家河組的泄水區，而且形成側向順層壓力梯度遠大于浮力現象[62]。這不僅長期使坳陷帶的大量天然氣順層向東運移至川中地區，而且使川中地區須家河組厚層砂體中的大量水體順層向合川—廣安一線的華鎣山山前低壓斷裂帶排泄，產生水溶氣的減壓脫溶與地層水濃縮脫溶而聚集成藏[62]，形成了安岳、合川、廣安、蓬萊等多個天然氣探明或預測地質儲量超過2 000×108m3的大面積、低豐度致密巖性大氣田（圖4）。因此，須家河組超壓體系的長期持續發育是弱超壓—常壓的隆起帶及其鄰區天然氣順層側向運移與大規模聚集的重要動力。根據這一規律，隆起帶及其鄰區仍然具有尋找大氣田的潛力。

2）強超壓—極強超壓體系的持續發育確保了致密氣的大面積封存。前人研究結果認為，劍閣—元壩地區自侏羅紀末期以來由于強烈的成巖作用，儲層極其致密，孔隙度介于2%～6%[37,55,63]，而且在源儲交互發育的巖性組合下，與致密儲集體聯合阻滯了流體壓力的釋放。另外，該區須家河組自侏羅紀末期至古近紀一直處于強超壓狀態（圖2），新近紀雖然有構造運動，但主要以褶皺隆升為主，斷穿須家河組的斷裂基本不發育，這十分有利于古超壓流體的持續封存。正是由于整套須家河組的超壓封閉，使得劍閣與元壩地區預測與控制天然氣地質儲量分別超過1 000×108m3與3 000×108m3（圖4）。筆者研究認為，黎雅—老關廟—文星場—柘壩場一帶發現了類似的極致密砂巖天然氣的聚集，有可能也是極致密氣的大面積發育，具備拓展成大型極致密氣聚集區的潛力。根據前人對新場—川合等須家河組氣藏研究結果的認識，須家河組氣藏天然氣是致密砂巖氣，也是近源聚集，具有強超壓特征，超壓封閉作用十分明顯，其中新場構造須家河組探明天然氣地質儲量超過1 200×108m3[61]。因此，川合—黎雅一帶也存在強超壓—極強超壓大面積封存的極致密砂巖氣聚集區。

3）生烴增壓形成的古超壓體系是燕山期—喜馬拉雅期須家河組天然氣聚集成藏的重要動力。側向壓差驅動是坳陷帶褶皺構造天然氣大規模聚集的重要動力。如前人認為新場構造須家河組氣藏是侏羅紀—白堊紀形成的超壓烴源巖，在構造運動產生“斷而未破”的小斷裂與裂縫情況下，天然氣被“高壓驅趕”至須家河組致密儲層中聚集而成；平落壩構造須家河組氣藏是燕山晚期—喜馬拉雅期在逆沖斷裂泄壓成常壓后，使鄰區超壓環境下的天然氣被大量“低壓吸拉”至致密儲層中聚集而成[61]，平落壩—邛西—白馬廟地區天然氣聚集超過500×108m3。實際上，筆者認為這都是在須家河組超壓體系的大背景下，區域性的側向壓差驅動天然氣聚集的結果。因此，沖斷帶—坳陷帶潛在皺褶構造與復合圈閉仍有天然氣大規模聚集的可能，值得重視。

4）生烴增壓與構造擠壓形成的古超壓是侏羅系—白堊系等淺層天然氣規模聚集的重要動力。前人研究認為川西致密碎屑巖生烴增壓和成巖致密化后，構造運動對須家河組封存箱的改造，并在超壓作用下，使天然氣向箱外“混相涌流”，于淺中深層形成了規模次生氣藏[51]；川西前陸盆地須家河組為一異常高壓封存箱，箱內外相差懸殊的壓力差，是天然氣跨層運移持續作用的源動力[64]。川西前陸盆地中氣源來自須家河組的淺層天然氣聚集規模很大。如孝泉、新場、洛帶、中江、平落壩、白馬廟、蘇碼頭等侏羅系—白堊系氣藏已累計發現天然氣地質儲量超過3 000×108m3。如：新場構造侏羅系探明天然氣地質儲量834×108m3；洛帶氣田侏羅系探明天然氣地質儲量為324×108m3；白馬廟氣田侏羅系探明天然氣地質儲量269×108m3、預測天然氣地質儲量670×108m3；中江氣田侏羅系探明天然氣地質儲量 219×108m3、三級天然氣儲量超過 2 000×108m3；平落壩氣田侏羅系探明天然氣地質儲量20×108m3。筆者認為，古超壓體系形成后，燕山期—喜馬拉雅期的改造促進了天然氣的快速向上充注。從受改造較嚴重的平落壩上三疊統須家河組與侏羅系氣藏來看（圖8），其經歷了侏羅紀末期—白堊紀早期（距今時間介于148.4～117.4 Ma）[65]的強超壓環境下的首次油氣充注，天然氣最早由須一段天然氣生成的天然氣聚集于須二段，后期調整到最上部的侏羅系蓬萊鎮組，干燥系數較大（0.94～0.95）、甲烷碳同位素值介于-36.8‰～-35.0‰；而后其經歷了晚白堊世后期（距今時間介于83.0～78.0 Ma）[65]弱超壓環境下熱演化程度略低的天然氣充注，其天然氣為須家河組三段—四段生成的天然氣在須二段—須三段中的聚集，后期調整到侏羅系遂寧組—沙溪廟組，干燥系數偏低（0.93）、甲烷碳同位素值介于-38.3‰～-39.2‰，同時還存在來自須家河組上部須五段相對較低成熟烴源巖所生天然氣的貢獻[66]；最后其經歷了喜馬拉雅期構造隆升泄壓后，充注了來自斷裂下盤弱超壓環境下成熟度更高的須一段烴源巖所生的天然氣（與邛崍斷壘構造于距今時間為14.0 Ma形成的時期相當），干燥系數最大（0.97～0.98）、甲烷碳同位素組成最重（-34.8‰～-32.5‰）。因此，筆者認為，超壓體系發育的環境中，天然氣的運聚不僅存在斷裂帶在浮力作用下的垂向運移，而且還存在壓差驅動，這增加了天然氣幕式運移的頻率，促進了淺層天然氣的規模聚集。因此，在須家河組較強—強超壓體系之上的侏羅系淺層天然氣的規模聚集與更多發現值得期待。

圖8 平落壩氣田中生界—新生界天然氣多期次運移與聚集示意圖

由此可知，川中隆起區持續發育的西強東弱超壓體系促進了大面積、低豐度、低含氣飽和度天然氣區的形成，川西坳陷北部強超壓—極強超壓體系的持續發育確保了致密氣的大面積封存，生烴增壓形成的古超壓體系不僅是須家河組自身天然氣破壞與調整的重要源動力，也是燕山期—喜馬拉雅期須家河組致密砂巖天然氣聚集成藏中壓差驅動的重要動力，還是侏羅系—白堊系等淺層天然氣規模聚集的主要動力。隆起帶及其鄰區還存在較大規模致密巖性大氣田發現的潛力，坳陷帶的川合—黎雅存在大面積極致密砂巖氣聚集的可能，沖斷帶—坳陷帶的皺褶構造與復合圈閉仍是天然氣大規模聚集的有利場所，須家河組超壓體系之上的淺層侏羅系仍具有大面積天然氣聚集的潛力。

3 結論

1）川西前陸盆地須家河組最早于晚三疊世—侏羅紀因欠壓實作用形成了超壓體系，但這一超壓體系多在Ro=0.75%時（三疊紀末—侏羅紀末）消失或維持弱超壓狀態。晚侏羅世—白堊紀的生烴作用形成了須家河組的古超壓體系，坳陷帶的古超壓形成早于隆起帶。

2）川西前陸盆地燕山期—喜馬拉雅期差異構造運動對須家河組超壓體系演化的影響十分明顯。坳陷與斜坡等相對穩定區，超壓體系得以維持并略有增強；隆起帶和斷裂活動強烈區，須家河組持續泄壓，超壓系統遭受不同程度的破壞。

3）川西前陸盆地現今須家河組超壓體系主要發育于川西坳陷的中北部與斜坡帶。須家河組多數地區縱向上自上而下超壓強度加大，但坳陷帶—斜坡帶還發育透鏡狀極強超壓體、厚層疊置極強超壓體、透鏡狀強超壓體。現今須家河組超壓是生烴作用與構造應力聯合形成的古超壓體系經歷強烈構造改造后的殘余壓力體系。

4）超壓體系的持續發育促進了川中隆起區大面積低豐度天然氣區的形成，確保了致密氣大面積封存。須家河組古超壓體系不僅是其自身天然氣破壞與調整的重要源動力，也是其致密砂巖氣聚集成藏中壓差驅動與淺層天然氣規模聚集的重要源動力。坳陷帶與斜坡帶的須家河組近源致密砂巖、以及須家河組較強—強超壓區之上的侏羅系存在大面積致密氣聚集的良好條件，是未來大氣田的重要尋找方向。