川東北元壩地區長興組油氣藏成藏模式

（中石化勘探南方分公司研究院，四川 成都6100411）

川東北元壩地區二疊系長興組是四川盆地重要的勘探層系。隨著勘探開發一體化不斷推進，長興組礁灘相的成藏模式已日臻完善。筆者對川東北元壩地區長興組油氣藏成藏模式進行了研究，為元壩地區油氣勘探提供參考。

1 油氣成藏背景

1.1 區域構造演化

川東北地區在傳統的大地構造上屬于上揚子地臺的一部分，與四川盆地構造演化一陽，共經歷了6個旋回，即揚子旋回、加里東旋回、海西旋回、印支旋回、燕山旋回和喜馬拉雅旋回。晚印支-早燕山期、晚燕山期-早喜山期的構造活動主要控制了川東北地區的北東向構造的形成與分布，而晚喜山期構造活動對前期構造進行了疊加改造，形成了北西向的構造，上述2類構造疊加對川東北地區的構造格局以及川東北地區的油氣藏的聚集、調整改造有著重要影響[1]。元壩地區位于川東弧形褶皺帶的九龍山背斜構造帶南端，南為川中低緩構造帶，北東與通南巴背斜構造帶相鄰。整體位于3個大型正向構造的銜接部位，受3個構造的遮擋，構造變形弱，斷裂不發育。其古構造雛形形成于加里東期，后受燕山、喜山運動的影響，最終定型為低緩構造帶的構造面貌。

1.2 沉積特征

元壩地區二疊系長興組沉積相帶自北西-南東向展布，呈現陸棚-臺地相間格局，主要有開闊臺地相、臺地邊緣礁灘相、臺地邊緣淺灘相、臺地前緣斜坡相、陸棚相5類沉積相[2]。長興組臺地邊緣淺灘相處于開闊臺地及臺地邊緣礁灘相帶之間，是長興中期邊緣礁發育初始期至尚未形成障壁之前的高能沉積，淺灘發育于早期開闊臺地生屑灘及礁丘之上，高出臺地背景，受海流作用強烈并頻繁暴露。

2 油氣成藏條件

2.1 烴源條件

川東北地區主要發育有3套烴源巖：①下寒武統筇竹寺組底部的黑色碳質頁巖；②下志留統龍馬溪組底部的黑色硅質碳質頁巖；③上二疊統龍潭組、大隆組的泥巖和泥灰巖[3]。上二疊統龍潭組、大隆組烴源巖是長興組氣藏的主力烴源巖，巖性為碳質泥巖及黑色泥質巖、含泥灰巖，有機碳含量0.5%～11.1%。干酪根類型屬混合型，有機質處于過成熟演化早期階段，生烴強度大。

2.2 儲集層特征

元壩地區長興組儲層為臺地邊緣礁灘沉積，生物礁厚數米至上百米，礁與灘共生，是礁組合與礁發育相關的礁灘相顆粒巖，經膠結充填白云石化、溶蝕作用后形成[3]。儲層巖石類型較復雜，以細-中生屑白云巖、粉-亮晶含云生屑灰巖及亮晶生屑灰巖為主。

儲集空間以晶間溶孔、溶洞為主，其次為膏溶孔、生物溶孔、殘余粒間孔、殘余生物格架孔及裂縫等，發育少量晶間孔。儲集類型為裂縫-孔隙型。

儲層物性以低中孔、中低滲為主，平均孔隙度5.71%，平均滲透率0.6238×10-3μm2，平均有效儲集層厚度58.75m。受沉積和成巖作用影響，儲集層橫向上具有較強非均質性。

2.3 蓋層條件

川東北地區發育陸相與海相2種類型的區域蓋層，陸相蓋層巖性為泥質巖與致密砂巖組合，其中純泥巖厚1800m以上，占該段地層厚度的40%以上，最大單層厚度25～30m；海相蓋層為中-下三疊統膏鹽巖，厚度在300～550m之間，主要發育于下三疊統嘉陵江組及中三疊統雷口坡組，在元壩地區廣泛穩定分布。該類膏鹽巖具有較大的塑性，在構造壓力的影響下，仍能保持側向的連續性，具有較強的封閉能力。

2.4 圈閉條件

元壩長興組氣藏在平面呈北西向分布，展布主要受臺地邊緣礁灘相白云巖儲層及礁后生屑灘儲層沉積相帶的控制。該氣藏在一定的古構造高背景上，形成由臺地邊緣展布的長興組生物礁灘及礁后生屑灘疊置而成的巖性圈閉，該圈閉的最高部位為-5680m，氣藏底界為-6540.8m，含氣高度大于860.8m。

3 成藏模式

3.1 古油藏形成

1）烴源巖演化 元壩地區烴源巖熱演化成熟史圖顯示(見圖1），印支晚期，二疊系地層埋深達到2500m左右，二疊系古地溫梯度3.0℃／km，古地溫達100℃，鏡質體反射率Ro值超過0.5%，進入生烴門限[4]。進入燕山中期，川東北地區接受前陸盆地快速沉積，二疊系地層深埋達4400m，古地溫度165℃，Ro值達到1.25%，二疊系烴源巖進入生油高峰，隨后該研究區抬升遭受剝蝕，烴源巖生烴作用逐漸停止。

圖1 元壩地區烴源巖油氣演化史

2）輸導條件 在印支運動晚期前，該構造一直處于樂山-龍女寺加里東古隆起的斜坡位置，構造變形弱。進入燕山運動早期，上二疊統烴源巖進入生油高峰，受盆緣造山擠壓影響，發育許多了層間裂縫。根據地震資料精細解釋，在元壩礁灘區發育不少小斷層，有的發育于長興組地層內部，有的貫穿長興組、上至飛仙關組頂部下至下二疊統，如YB3井西側大約5km處發育一斷層，貫穿長興組臺地邊緣礁下至下二疊統。綜合分析該類斷層形成于中三疊世以前，由于該類斷層的存在，增強了二疊系油氣源向長興組儲層運移的通道。

3）古油藏形成 二疊系富含有機質的泥巖、泥灰巖作為烴源巖，在中三疊世進入生烴門限，晚三疊-早侏羅世進入主排烴期。在縱向上，二疊系油氣源可通過斷層向上運移至長興組地層，在層間裂縫發育，儲層內部可通過高角度裂縫、節理面向上運移；在橫向上，油氣源可通過層面、水平裂縫向斷層及儲層運移，儲層內部油氣可通過層面、水平裂縫、高孔滲運載層在橫向上運移。中-下三疊統膏鹽巖蓋層在元壩工區廣泛發育，油氣運移、保存條件和輸導體系在時間和空間上形成有效配置，元壩長興組古油藏得以形成。

3.2 原油裂解氣聚集

燕山中期，元壩古油藏深埋達到4400m，古地溫達到160℃，Ro值大于3.0%，下二疊統烴源巖已進入高成熟演化階段，處于凝析油-濕氣-干氣生烴階段，原油開始發生裂解。隨著油藏深埋增加和古地溫升高，較發育的裂縫與儲集體一起繼續構成有效輸導體系，上二疊統烴源巖進入生氣階段，繼續為氣藏提供氣源，由此古油藏轉化為天然氣藏。

3.3 構造抬升成藏

晚燕山運動中期，米倉山和大巴山先后隆起。元壩地區夾持在米倉山與大巴山2大造山體系之間，但由于受九龍山、通南巴等大型背斜構造的遮擋影響，元壩地區內受力較弱，只造成地層的輕微起伏，三疊系膏鹽巖層表現為相對較弱的抬升與剝蝕，厚度達到200～300m，封蓋保持較好，氣藏得以保存成藏。

4 結 論

1）印支晚期，二疊系烴源巖埋深達到2500m，古地溫達到100℃ ，烴源巖Ro高于0.5%，進入生油門限；進入燕山早期，隨著烴源巖埋深增加和古地溫升高，烴源巖達到生油高峰，形成古油藏。

2）燕山中期，古油藏繼續深埋，古地溫也繼續升高，原油開始裂解成氣，古油藏轉化為天然氣藏。

3）燕山晚期，構造運動對該地區改造少，作為蓋層的三疊系膏鹽巖仍然存在，因而氣藏得以保存成藏。

[1]童曉光 .四川盆地構造演化與油氣聚集 [M].北京：地質出社，1992.

[2]馬永生，牟傳龍，郭旭升，等 .四川盆地東北部長興期沉積特征與沉積格局 [J].地質評論，2006，52（1）：25-29.

[3]梁狄剛，郭彤樓，陳建平，等 .中國南方海相油生烴成藏研究的若干新進展——南方海相四套區域海相烴源巖的分布 [J].海相油氣地質，2008，13(2）：1-16.

[4]王艷飛，肖賢明 .四川盆地東北地區海相古地溫梯度模擬 [J].海相油氣地質，2010，15（4）：57-61.