魏國齊 楊 威 劉滿倉 謝武仁 金 惠 武賽軍 蘇 楠 沈玨紅 郝翠果
中國石油勘探開發研究院
四川盆地是我國重要的含油氣盆地,面積約18×104km2,是在早期穩定的克拉通海相盆地之上疊加晚期前陸盆地的疊合盆地,沉積了巨厚的震旦系—中三疊統(厚度介于4 000~7 000 m)的海相碳酸鹽巖和上三疊統—始新統(厚度介于2 000~5 000 m)的陸相碎屑巖[1-2]。同時,四川盆地也是我國天然氣工業的搖籃[1,3-4],經過60多年的勘探,已取得了重大成果。截至2017年底,該盆地內已鉆獲氣田120多個,探明天然氣地質儲量約3.69×1012m3,其中探明儲量大于300×108m3的常規氣+致密氣大氣田共20個,探明儲量約2.87×1012m3,占總探明儲量的78%;常規氣+致密氣年產量約305×108m3,85%以上來源于20個大氣田。可見大氣田在全盆地天然氣勘探開發中占有重要地位,對其進行研究十分必要。
四川盆地分層系、分區域的大氣田成藏條件、成因機理和勘探方向的探討較多[5-16];總結全盆地天然氣分布規律的成果較少[17-21],馬永生等[17]總結了四川盆地2008年以前發現的大中型氣田分布規律,提出了勘探方向;張水昌和朱光有[18]2006年從烴源巖角度分析了四川盆地海相天然氣成藏特征與勘探潛力;龍勝祥等[19]2012年分析了四川盆地陸相層系天然氣成藏條件,提出了勘探思路。但近10年來,勘探取得了許多新進展,發現了安岳等多個大氣田;地質上認識有了新變化,提出了如綿竹—長寧克拉通內裂陷、高石梯—磨溪古隆起等新認識[22-23]。因此,隨著資料的增加和勘探的深化,有必要對大氣田分布特征和主控因素進行分析,提出新的大氣田勘探方向。筆者從20個大氣田的地質參數統計出發,分析大氣田分布特征和形成的地質條件,分析大氣田發育的主控因素,評價下一步大氣田勘探的主要方向,以期對四川盆地大氣田勘探產生一定的指導作用,同時也有助于豐富我國大氣田地質理論。
從構造單元(盆地分區)上看,20個大氣田分布于四川盆地的不同構造區域,其中以川中低緩構造帶(川中)最多,發育10個大氣田,占總探明儲量的63.1%;其次為米倉山—大巴山前緣褶皺帶(川東北),發育4個大氣田,占總探明儲量的19.5%;川西凹陷帶(川西)發育3個大氣田,占總探明儲量的10.8%;川東高陡構造帶(川東)發育2個大氣田,占總探明儲量的5.2%;川南低陡構造帶(川南)最少,僅1個大氣田,占總探明儲量的1.4%(圖1、圖 2-a)。

圖1 四川盆地大氣田分布圖
四川盆地已發現的常規氣+致密氣的產層約24個[20],20個大氣田的產層主要分布在7個層系中,分別為侏羅系、上三疊統須家河組、中三疊統雷口坡組—下三疊統嘉陵江組、下三疊統飛仙關組—上二疊統長興組、中石炭統黃龍組、下寒武統龍王廟組和上震旦統燈影組。長興組—飛仙關組大氣田最多(6個),探明儲量占總探明儲量的29.2%;其次為須家河組大氣田有4個,占總探明儲量的28.0%;燈影組和龍王廟組大氣田分別占總探明儲量的15.7%和15.4%(圖2-b)。
從氣田產層中部埋深上看,20個大氣田分布于淺層、中層和深層。埋深小于3 500 m的淺層發現9個大氣田,占總探明儲量的37.2%;埋深介于3 500~5 000 m的中層發現6個大氣田,占總探明儲量的24.9%;埋深大于5 000 m的深層發現5個大氣田,占總探明儲量的37.9%。
形成20個大氣田的烴源巖主要有4套組合,分別是下寒武統筇竹寺組+上震旦統燈影組、下志留統龍馬溪組、上二疊統+下三疊統、上三疊統須家河組。其中以筇竹寺組+燈影組烴源巖組合為主的共發現4個大氣田,占總探明儲量的31.1%;以上二疊統+下三疊統烴源巖組合為主的共發現大氣田7個,占總探明儲量的31.6%;以須家河組烴源巖為主的發現大氣田7個,占總探明儲量的32.1%;以龍馬溪組烴源巖為主的發現大氣田2個,占總探明儲量的5.2%(圖2-c)。
這4套烴源巖組合中,筇竹寺組+燈影組、龍馬溪組、上二疊統+下三疊統等3套為海相泥頁巖和碳酸鹽巖烴源巖,須家河組為陸相煤系烴源巖。4套烴源巖組合品質好、生氣強度大、分布面積廣,是大氣田發育的物質基礎。如筇竹寺組泥質烴源巖是四川盆地最好的烴源巖之一,其總有機碳含量(TOC)介于0.50%~7.56%,平均值為1.88%;腐泥型干酪根,碳同位素介于-33.3‰~-31.1‰,平均值為-32.1‰;處于高—過成熟生氣階段,鏡質體反射率(Ro)介于1.83%~3.90%;厚度大,介于100~400 m;分布面積大,生氣強度大于20×108m3/km2的面積為12×104km2。該套筇竹寺組烴源巖是震旦系、寒武系大氣田的主要烴源巖[22]。

圖2 大氣田特征統計圖
四川盆地大氣田儲層有兩種類型。20個大氣田中,碳酸鹽巖儲層大氣田有13個,占總探明儲量的68%;致密砂巖儲層大氣田7個,占總探明儲量的32%。碳酸鹽巖儲層以白云巖為主,次為石灰巖,儲層平均孔隙度為3.24%,平均滲透率大部分小于1.5 mD,優質儲層主要受礁灘相和白云石化作用控制。大氣田碳酸鹽巖儲層物性一般較差,儲層孔隙度平均值介于3.2%~12.0%(最大者為普光氣田),滲透率平均值介于0.1~180.0 mD(最大者為普光氣田);大氣田碳酸鹽巖儲層主要類型為裂縫—孔隙(洞)型儲層,有12個,孔隙型碳酸鹽巖儲層大氣田僅有1個;裂縫對儲層的有效性有重要貢獻。
7個陸相大氣田都為致密砂巖儲層,孔隙度平均值介于5.1%~10.2%,滲透率平均值介于0.11~2.64 mD。總體來說,陸相大氣田儲層為低孔低滲、特低孔特低滲儲層,局部發育高孔隙型儲層。據近40 000個須家河組樣品物性資料統計,平均孔隙度為5.22%,一般都小于6%;滲透率主要介于0.01~0.10 mD。優質儲層主要受三角洲水下分流河道砂體和溶蝕作用控制,裂縫在氣田高產中占極其重要地位。
四川盆地區域性大氣田蓋層主要有筇竹寺組泥巖、二疊系泥巖、嘉陵江組+雷口坡組膏鹽巖和須家河組泥巖。大氣田的直接蓋層主要有燈影組泥巖、筇竹寺組泥巖、中寒武統高臺組泥灰巖+膏鹽巖、飛仙關組泥灰巖等。區域蓋層中,中下三疊統膏鹽巖在四川盆地內廣泛發育,高石梯—磨溪地區膏鹽巖厚度超過300 m;二疊系泥巖蓋層在威遠—安岳—合川等地區最厚為200 m,高石梯地區厚度介于40~120 m、磨溪地區厚度介于80~200 m;筇竹寺組泥巖既是優質烴源巖,也是下伏燈影組儲層的良好蓋層,筇竹寺組泥巖蓋層廣泛分布,高石梯—磨溪地區泥巖厚度介于80~150 m。
從氣藏類型上看,四川盆地發育構造、構造—巖性、巖性—構造和巖性等4類大氣田。已發現的20個大氣田中構造—巖性大氣田10個,占總探明儲量的56.1%;巖性大氣田4個,占總探明儲量的31.1%;巖性—構造和構造大氣田較少,所占探明儲量的比例也較小(圖2-d)。近年所探明的大氣田主要為巖性和構造—巖性大氣田。
從氣藏的壓力系統上看,發育常壓、高壓和超高壓等3類大氣田。20個大氣田中,常壓大氣田9個,占總探明儲量的47.4%;高壓大氣田8個,占總探明儲量的33.6%;超高壓大氣田3個,占總探明儲量的19.0%。
通過對20個大氣田氣藏分布、特征和成藏條件等因素分析,筆者認為控制海相大氣田發育的主要因素為克拉通內裂陷和古隆起,控制陸相大氣田發育的主要因素是前陸盆地結構。
四川盆地發育晚震旦世—早寒武世綿竹—長寧克拉通內裂陷(以下簡稱綿竹—長寧裂陷)、萬源—達州克拉通內裂陷(以下簡稱萬源—達州裂陷)[23-24]和晚二疊世—早三疊世開江—梁平克拉通內裂陷(以下簡稱開江—梁平裂陷)、鄂西—城口克拉通內裂陷(以下簡稱鄂西—城口裂陷)。20個大氣田中的13個海相大氣田中有12個分布于綿竹—長寧裂縫和開江—梁平裂陷兩側(圖3),可見裂陷對海相大氣田的發育有重要的控制作用。其主要從烴源巖生烴中心、臺緣高能相帶和側向封堵成藏等3方面控制大氣田的發育。

圖3 四川盆地克拉通內裂陷與海相大氣田分布圖
3.1.1 控制烴源巖生烴中心
克拉通內裂陷沉積水體較深,水動力較弱,以泥頁巖沉積為主,厚度相對較大,是優質烴源巖發育區,是烴源巖生烴中心。綿竹—長寧裂陷沉積充填了巨厚的下寒武統麥地坪組+筇竹寺組黑色泥頁巖,如裂陷內部的高石17井麥地坪組+筇竹寺組烴源巖厚度超過400 m,川西北地區的天1井烴源巖厚度超過350 m,川南地區烴源巖厚度介于300~450 m。裂陷外烴源巖厚度明顯減薄,裂陷西側的威遠—資陽地區厚度介于200~300 m,再向西減薄至50~100 m;裂陷東側的高石梯—磨溪地區烴源巖厚度介于120~150 m;除裂陷外的其他地區筇竹寺組烴源巖的厚度介于80~150 m。裂陷內下寒武統烴源巖TOC>2%、生氣強度介于80.0×108~180.0×108m3/km2;裂陷外下寒武統烴源巖TOC平均值為1.0%、生氣強度介于20.0×108~40.0×108m3/km2。研究結果顯示,高石梯—磨溪地區震旦系—寒武系大氣田的烴源巖主要為筇竹寺組[25],可見,綿竹—長寧裂陷控制了震旦系—寒武系生烴中心。萬源—達州裂陷燈三段發育厚層黑灰色泥巖烴源巖,厚度介于20~60 m,較盆地內其他地區燈三段烴源巖厚[24]。
開江—梁平裂陷發育上二疊統大隆組泥質烴源巖,主要為黑色泥質巖,TOC高,平均值為5.86%,烴源巖干酪根主要為腐泥型,少量為混合型;其厚度介于12.5~33.5 m,厚度穩定,其分布受裂陷控制[18];生氣強度介于13.0×108~16.5×108m3/km2,是二疊系烴源巖的有力補充。裂陷外大隆組不發育,相變為以石灰巖、生物礁灰巖(白云巖)為主的長興組。大隆組為裂陷兩側的普光、元壩、龍崗等大氣田提供了部分烴源。
3.1.2 裂陷兩側形成臺緣高能儲集相帶
裂陷兩側發育同沉積斷裂,形成古地貌坡折,在斷裂下盤形成高能相帶,發育大型臺地邊緣丘灘或礁灘相儲集體,為大氣田的形成提供了儲集空間。如綿竹—長寧裂陷兩側(周緣)發育燈二段、燈四段大型臺地邊緣相帶,巖性主要為藻/砂屑云巖、藻凝塊云巖、疊層石云巖、藻紋層云巖等;燈二段臺緣丘灘體厚度介于100~300 m、燈四段臺緣丘灘體厚度介于100~200 m,臺內丘灘體厚度一般小于100 m;臺緣丘灘體孔隙度平均值為3.94%、滲透率平均值為0.62 mD,臺內丘灘體孔隙度平均值為3.46%、滲透率平均值為0.46 mD。可見,臺緣丘灘體比臺內丘灘體儲層品質好。萬源—達州裂陷與綿竹—長寧裂陷類似,在裂陷周緣發育燈二段臺地邊緣丘灘體,可形成較好的儲集體。
四川盆地北部發育開江—梁平裂陷和鄂西—城口裂陷,沿裂陷發育3條長興組—飛仙關組臺緣礁灘帶,臺緣礁與臺緣灘基本疊合,沿裂陷呈帶狀或斜列狀分布。在裂陷周緣已發現臺地邊緣生物礁灘分布于五百梯、天東、石寶寨、鐵山坡、普光、元壩、龍崗、羅家寨、渡口河等地區,臺緣礁主要發育于長興組的中上部、臺緣灘主要發育于飛仙關組下部,礁灘體厚度大,一般超過100 m,如普光5井臺緣礁灘厚約500 m。臺緣礁灘經歷白云石化作用和溶蝕作用,形成溶蝕孔隙型白云巖儲層,礁灘儲層縱向疊置,橫向沿裂陷成排成帶分布。長興組生物礁儲層厚度介于20~70 m,孔隙度介于4%~6%;臺緣鮞灘儲層厚度介于20~60 m,孔隙度介于4%~10%。裂陷以外的臺內地區,長興組—飛仙關組都不發育規模性儲集體。
3.1.3 側向封堵,形成地層巖性氣藏
克拉通內裂陷區域沉積水體較深,沉積物以泥頁巖、泥灰巖為主,既是優質的烴源巖、又是致密層,能對裂陷周緣沉積的臺緣丘灘儲層起到很好的側向封堵作用,為大面積地層巖性氣藏的形成創造條件。如高石梯—磨溪地區燈四段氣藏,由于裂陷內巨厚的筇竹寺組泥頁巖的側向封堵作用,形成地層巖性氣藏。從現今構造看,古構造高部位在威遠—資陽地區,高石梯—磨溪構造處于現今構造的低部位,如果無裂陷區下寒武統厚層泥質巖為高石梯—磨溪構造燈四段地層圈閉上傾方向提供側向封堵,燈四段臺緣丘灘無法大面積成藏(圖4)。

圖4 克拉通內裂陷控制海相大氣田發育模式圖
四川盆地在構造演化過程中,形成了震旦紀—早寒武世高石梯—磨溪[25]、中寒武世—早志留世樂山—龍女寺[26]、晚二疊世末期—晚三疊世瀘州—開江等3期古隆起。13個海相大氣田中有11個分布于高石梯—磨溪、瀘州—開江古隆起上或周緣(圖5),可見古隆起對海相大氣田的形成與分布有重要的控制作用。其主要從臺內高能相帶、巖溶白云巖儲層和長期油氣聚集指向等3方面控制氣藏的形成。

圖5 四川盆地古隆起及海相大氣田分布圖
3.2.1 控制臺內高能相帶
古隆起易發育高能顆粒灘儲集體。古隆起的沉積古地貌相對較高,水體較淺,古隆起周緣發育坡折帶,水體能量較高,沉積厚層顆粒灘,隨海平面的頻繁升降,顆粒灘互相疊置,大面積分布(圖6-a)。如高石梯—磨溪古隆起龍王廟組大面積顆粒灘,巖性為灰色中層中—細晶、細—粉晶殘余顆粒云巖,沉積如砂屑、礫屑和鮞粒等多種顆粒,形成鮞粒灘、砂屑灘、砂礫屑灘和生屑灘等微相,發育交錯層理、沖刷面、粒序層理等沉積構造,灘體厚度介于40~70 m,由多個灘體疊置而成。川東地區黃龍組顆粒灘,其主要發育于樂山—龍女寺古隆起的斜坡區,巖性主要為顆粒云巖和溶孔顆粒云巖,沉積顆粒主要為砂礫屑、藻團塊、有孔蟲屑,生物以有孔蟲為主,層理不明顯,灘體厚度介于10~70 m,由西向東增厚。

圖6 古隆起控制顆粒灘及巖溶白云巖儲層形成模式圖
3.2.2 有利于臺內巖溶白云巖儲層的形成
古隆起上沉積顆粒灘儲集體之后,隨著海平面下降,顆粒灘暴露出海平面,接受大氣淡水淋濾作用,發生同沉積期溶蝕作用,形成多期層間巖溶,產生大量溶蝕孔洞(圖6-b);隨著海平面繼續下降,在大氣淡水巖溶作用發生的同時,由于海水與淡水共同作用,發生蒸發泵和滲透回流白云石化作用,形成準同生白云石化作用和進一步的溶蝕作用,形成優質巖溶白云巖儲層(圖6-c)。如高石梯—磨溪古隆起龍王廟組顆粒灘儲層的儲集空間以粒間溶孔、晶間溶孔、溶洞及裂縫為主,孔縫匹配關系良好,屬于裂縫—孔洞型儲層。孔隙度平均值為4.04%,滲透率平均值為1.39 mD。在古隆起范圍內,儲層厚度介于20~70 m,分布面積約7 000 km2,屬規模性優質巖溶白云巖儲層。
3.2.3 長期繼承性發育,是油氣持續運聚的指向區
古隆起影響上覆地層的沉積和成巖作用,并在后期構造演化過程中,影響古隆起儲層的油氣聚集成藏。高石梯—磨溪古隆起長期繼承性發育,控制震旦系、寒武系油氣成藏[25]。高石梯—磨溪構造燈影組頂面形成具有統一圈閉線向北東東方向傾沒的大型背斜構造圈閉,以海拔-5 010 m計算,共圈閉面積為3 500 km2,閉合度為350 m。該構造在震旦紀隆起形成以來,古隆起核部燈影組頂面及相鄰層系始終發育具有統一圈閉線的巨型構造圈閉,一直處于構造高部位,長期繼承性發育,始終是油氣聚集的指向區。
開江古隆起發育寬緩的石炭系大型構造圈閉。中三疊世末開江古隆起上石炭統構造圈閉面積為2 000 km2、晚三疊世為2 060 km2、早侏羅世末為2 135 km2。同時,在三疊紀末古隆起形成時期,志留系烴源巖處于生油高峰期,下伏烴源巖中的烴類沿著孔隙、不整合面和裂縫等通道聚集在古隆起核部構造圈閉形成古油藏;侏羅紀末,志留系烴源巖處于濕氣—干氣演化階段,不斷向古隆起構造圈閉供氣,圈閉內早期聚集的原油也已開始裂解形成古氣藏。燕山期—喜馬拉雅期形成川東褶皺沖斷帶,古氣藏被調整改造,成為川東地區成排成帶的一系列石炭系氣藏,如臥龍河、大天池石炭系大氣田。

圖7 川西前陸盆地結構與陸相大氣田分布圖
關于川西前陸盆地的結構、構造及沉積充填特征,已有系統的研究,前陸盆地結構可以劃分為前陸沖斷帶、前陸凹陷帶、前陸斜坡帶和前陸隆起帶[27-28](圖7)。7個陸相大氣田中3個在凹陷帶、1個在斜坡帶、3個在隆起帶。以隆起帶探明儲量占比最大,為62.4%。前陸盆地結構控制了陸相大氣田的形成與分布,前陸沖斷帶以發育中小型構造氣藏為主,前陸凹陷帶、斜坡帶和隆起帶發育大型巖性氣藏(圖7)。2005年以來,先后在前陸隆起帶探明了廣安、合川、安岳等3個超千億立方米的巖性大氣田。前陸盆地結構從構造背景、源儲組合、圈閉類型和裂縫分布等方面控制大氣田的發育。
我一直在想:貓的身子那么胖,為什么它抓老鼠的時候不會發出一點聲音呢?通過仔細觀察,我發現它的腳下有一層厚厚的肉墊,即使從高處撲向地面的老鼠也能做到悄無聲息,所以老鼠才會猝不及防,最終成為貓的口中食。
3.3.1 提供沉積成藏的構造背景
晚三疊世須家河期,四川盆地為揚子臺地西緣被動大陸邊緣基礎上形成的前陸盆地,其下部為中三疊統及以下的碳酸鹽巖沉積。盆地西緣龍門山前構造活動強烈,形成前陸沖斷帶。從沖斷帶前緣到前陸斜坡隆起帶的廣大地區,構造平緩(地層傾角小于1°),變形弱,在四川盆地內的分布面積為11×104km2,約占現今盆地總面積的61%。整體來說,具有小沖斷、大斜坡的構造特征(圖8),為須家河組砂體大面積展布、烴源巖大面積發育和大面積巖性氣藏成藏提供了構造基礎。

圖8 龍門山前陸盆地結構控制須家河組成藏模式圖
3.3.2 控制源儲蓋大面積疊合的成藏格局
須家河組沉積期,盆地構造活動以垂向升降為主,頻繁的湖侵與湖退,形成廣覆式烴源巖與大面積砂體的互層結構。須家河組沉積前,湖盆基底經歷了剝蝕夷平和填平補齊;沉積期,湖底坡度平緩,坡降較小,沉積受湖平面升降影響較大。湖平面上升期,水體相對較深、分布面積大、陸源碎屑少,大范圍沉積有機質豐富的泥質巖,為主要烴源巖層;湖平面下降期,水體相對較淺、陸源碎屑多,三角洲水下分流河道砂體向湖盆中央推進,沉積大面積的砂體,為主要儲層段。須家河期,經歷了3次大的湖進、湖退過程,沉積3層大面積烴源巖(須一、三、五段)和3層大面積砂體(須二、四、六段)疊置分布。在每一期湖水進退過程中,又發育多期次一級的湖平面變化,致使須家河組主要泥巖層中夾有砂巖沉積、主要砂巖段中夾有泥巖沉積,形成須家河組大面積烴源巖和儲層疊置分布、源儲一體大面積成藏的格局。如川中地區須三段成熟烴源巖厚度大于20 m的面積為5×104km2,其上覆須四段孔隙度大于6%的砂體在川中地區分布面積約5.2×104km2,須五段泥巖厚度普遍大于40 m。這種大面積分布的生儲蓋組合是巖性氣藏大面積成藏的重要基礎。
3.3.3 控制圈閉類型
前陸沖斷帶以發育構造圈閉為主。沖斷帶在長期的演化過程中形成了龍門山逆沖推覆構造[11],發育多種類型的構造圈閉,已落實構造圈閉約40個,呈北北東向多排分布,形成了中壩、礦山梁、天井山、大邑、邛崍等多個成排分布的構造圈閉。龍門山沖斷帶強烈的構造變形控制了川西地區斷裂的發育,在沖斷帶中部和前緣,褶皺核部通天斷層較少,保證了圈閉的完整性。
前陸凹陷帶、斜坡帶、隆起帶以發育巖性圈閉為主。須家河組巖性圈閉主要有兩種成因:①水下分流河道砂體頻繁改道,平面上疊置分布,周圍被湖相泥巖致密層包圍,形成大面積巖性圈閉;②后期成巖作用使一部分砂體致密化,導致儲層非均質性強,形成巖性圈閉。這兩種巖性圈閉在川中地區廣泛發育,在橫剖面上呈透鏡狀,在平面上則呈不規則的條帶狀(圖8)。
川西前陸沖斷帶構造應力集中,儲層中裂縫發育。裂縫主要有兩期,早期裂縫被方解石充填、晚期裂縫被方解石和石英充填,以晚期裂縫為主,龍門山斷裂帶南段裂縫比北段更發育。在致密儲層中裂縫對儲層及產能影響極大,只有當裂縫發育時,儲集性能尤其是滲透率才能得到有效的改善,這些裂縫對形成具商業價值的氣藏有十分重要的作用。
川中地區須家河組砂巖裂縫發育,裂縫主要有水平縫、垂直縫和斜交縫。這些裂縫一般僅斷開須家河組內部一、兩個層段,對天然氣的運移、聚集、成藏起到非常重要作用。裂縫發育區的井,在鉆井中都有明顯的井漏和氣測顯示,試氣過程中產氣量較高。裂縫不發育區的井,單井產氣量低或為干井。裂縫發育不僅提高了儲集層的滲透性,而且增加了儲集空間。
四川盆地天然氣資源豐富、探明程度較低、勘探潛力巨大。通過對大氣田分布與特征分析,結合裂陷、古隆起和前陸盆地對大氣田發育的控制機理,筆者提出四川盆地下一步大氣田勘探方向為5大領域。
四川盆地震旦系和寒武系天然氣資源量為5×1012m3,約占全盆地天然氣(常規氣+致密氣)資源量的30%。截至2017年底,震旦系和寒武系探明天然氣地質儲量為8 500×108m3,三級儲量(預測+控制+探明)超過1.5×1012m3,剩余天然氣資源潛力大,其大氣田勘探有5個有利區。
4.1.1 綿竹—長寧裂陷兩側臺緣帶
裂陷兩側發育燈二、燈四段的臺緣丘灘體[29],發育微生物格架孔,經準同生溶蝕和多期巖溶作用疊加改造,形成裂縫—孔洞、溶洞型優質白云巖儲層,厚度介于120~210 m;裂陷內筇竹寺組+麥地坪組烴源巖厚度介于200~400 m。裂陷東側高石梯—磨溪地區的臺緣丘灘體上已發現安岳大氣田,高石梯—磨溪地區以北臺緣帶分布清楚,成藏條件與高石梯—磨溪地區相似,整體為單斜背景,但臺緣丘灘體之間由潮道分隔成獨立分布的單個丘灘復合體,潮道沉積為致密層,單個丘灘復合體可獨立形成巖性氣藏;高石梯—磨溪地區以南臺緣帶基本清楚,荷深1井鉆井證實本區成藏條件與高石梯—磨溪地區相似,發育多個大型構造圈閉,可能形成大型構造氣藏群。裂陷西側臺緣帶在資陽—威遠地區基本清楚,燈二段臺緣丘灘體為厚層藻/砂屑、疊層石云巖、凝塊石云巖沉積,溶蝕孔洞發育,儲層厚度介于20~150 m;該地區緊鄰裂陷生烴中心,成藏條件好,發育多個低幅度構造圈閉和巖性圈閉。
4.1.2 高石梯—磨溪古隆起斜坡部位
高石梯—磨溪古隆起區構造穩定,現今古隆起斜坡部位早期為古隆起核部,一直是油氣運聚的有利指向區。源儲大面積疊置發育,龍王廟組發育大面積臺內灘,經準同生白云石化及多期巖溶作用,形成優質白云巖儲層,孔隙度平均值為4.8%,厚度介于20~70 m,分布面積為8 000 km2;燈影組也發育大面積臺內白云巖儲層;寒武系洗象池組也發育大面積顆粒灘[14],已有多口井在洗象池組獲氣。燈三段與筇竹寺組烴源巖發育,厚度分別介于10~30 m和80~120 m,烴源充足。雖構造圈閉不發育,但由于碳酸鹽巖儲層的非均質性,具備大面積巖性氣藏發育的條件,也是進行立體勘探的有利區。
4.1.3 綿竹—長寧裂陷內部孤立丘灘體
綿竹—長寧裂陷面積約3×104km2,裂陷內燈二段巖溶白云巖為主要儲層,由于桐灣運動的影響,巖溶作用使燈二段的頂面高低不平,可發現孤立的巖溶丘灘體,儲層質量好;烴源巖為裂陷內巨厚的筇竹寺組泥質烴源巖,烴源巖生成的油氣從上面和側面向巖溶丘灘體聚集,形成巖性氣藏。萬源—達州裂陷內也有可能發育此類孤立巖溶丘灘體。
4.1.4 萬源—達州裂陷周緣燈二段臺緣帶
萬源—達州與綿竹—長寧裂陷具有相類似的構造沉積特征,在萬源—達州裂陷周緣發育燈二段臺地邊緣丘灘體[24],是較好的儲集體。裂陷內部發育厚層優質的燈三段泥質烴源巖,其下伏陡山沱組也可能發育厚層黑色頁巖,城口明月野外剖面揭示陡山沱組厚度為230 m的黑色頁巖,TOC介于0.21%~10.88%,平均值為3.39%。裂陷南側的營山—渠縣地區、裂陷東側的大天池—南門場地區和裂陷西側儀隴-通江地區發育構造圈閉和巖性圈閉。
4.1.5 川東高陡構造勘探區
川東地區發育眾多成排成帶構造圈閉,以高臺組膏鹽巖為滑脫層將地層分為上下兩個構造層,上構造層變形強烈,形成多排構造圈閉帶;下構造層相對穩定,斷裂不發育,形成完整的構造圈閉。儲層主要有燈二段、燈四段、龍王廟組,其中燈二、燈四段儲層與川中臺內的特征相似,龍王廟組在該區發育臺地邊緣灘相沉積,儲層質量好[30]。筇竹寺組和燈三段發育烴源巖,陡山沱組和南華系大塘坡組也可能發育烴源巖[22,31]。烴源巖生成油氣聚集在下構造層中的構造圈閉中,以燈影組和龍王廟組儲層主要目的層,形成大型構造氣藏。
棲霞組—茅口組在四川盆地廣泛發育,地層厚度介于200~400 m,埋深小于6 000 m的面積約13×104km2,天然氣資源量為1.5×1012m3,已探明天然氣地質儲量為960×108m3。早期勘探以蜀南地區構造圈閉中的茅口組巖溶儲層為主。近年來,在川中、川西地區取得突破,川中地區南充1井在茅口組孔隙型白云巖儲層中獲得高產氣流;在川西北地區雙魚石構造帶發現了棲霞組孔隙型白云巖規模氣藏。其大氣田勘探有2個有利區。
4.2.1 川西地區棲霞組—茅口組
川西地區發育棲霞組—茅口組臺地邊緣灘,形成厚層孔隙型巖溶白云巖儲層,有效儲層孔隙度平均值為4.3%,一般厚度介于20~40 m,最厚者超過100 m。烴源巖為中下二疊統和筇竹寺組。大型逆沖構造背景上的構造圈閉成排成帶發育,已在雙魚石地區發現千億立方米規模的構造—巖性氣藏,川西南地區大興場構造也有氣藏發現。川西地區棲霞組—茅口組構造圈閉多,成排成帶分布,可能形成構造—巖性大氣田。
4.2.2 川中地區棲霞組—茅口組
川中地區棲霞組臺內灘相白云巖儲層發育,茅口組發育大面積巖溶和白云巖儲層,多套儲層縱向疊置分布;中下二疊統烴源充足,筇竹寺組烴源可作有效補充,該區位于高石梯—磨溪古隆起和樂山—龍女寺古隆起疊合發育區,構造長期穩定,有利于油氣聚集成藏;南充1井等多口井在棲霞組、茅口組已獲得工業產能,展示該領域良好的勘探前景。
四川盆地長興組—飛仙關組天然氣地質資源量約2.8×1012m3。截至2017年底,長興組—飛仙關組礁灘相相繼發現了普光、元壩、羅家寨、龍崗等大型氣田,已探明天然氣儲量超過9 000×108m3,其大氣田勘探有2個有利區。
4.3.1 開江—梁平裂陷兩側臺緣帶
開江—梁平裂陷兩側臺緣礁灘分布清楚,成藏條件好,在東西兩側已發現普光等6個大氣田。裂陷東側臺緣礁灘疊合發育,向西北延伸到鎮巴地區,儲層厚度大、儲集性好、規模大,氣源充足,斷裂發育,溝通下伏烴源巖。鐵山坡以西的坡西地區構造圈閉成排成帶分布,是下一步最有利的突破區。西側臺緣帶在川西北地區新發現有與元壩地區相似的雁列式臺緣礁灘,在劍閣地區新發現長興組臺緣礁和靠裂陷一側的飛一段臺緣灘,有望發現新的大氣田。
4.3.2 鄂西—城口裂陷西側臺地邊緣礁灘
露頭、鉆井和地震等資料證實鄂西—城口裂陷西側發育臺緣礁灘,特別是奉探1井發現厚度為148 m的長興組臺緣礁白云巖儲層,孔隙度平均值為4.4%。該區臺緣礁或灘厚度較大,儲層質量好,與烴源巖側向對接好。該區斷裂發育,構造圈閉成排成帶分布,但構造圈閉保存條件較差,構造圈閉之間的向斜區保存條件較好,可能發育大型高豐度巖性氣藏。
四川盆地須家河組分布范圍廣,發育多套廣覆式分布、源儲一體的生儲蓋組合,天然氣地質資源量約3.15×1012m3。截至2017年底,已發現6個以須家河組為主的大氣田,探明儲量超過9 000×108m3,潛力仍很大。特別是前陸斜坡隆起帶,除已發現的廣安、合川、安岳、八角場等大氣田外,在蓬萊、營山、龍崗等地區發現儲量規模較大的含氣區,其大氣田勘探有2個有利區。
4.4.1 前陸斜坡帶
前陸斜坡帶是大面積巖性氣藏有利勘探區,成藏條件優越。①位于生烴中心周圍,烴源巖面積大,有機質豐度高、TOC平均值介于1.32%~2.55%,生烴強度超過20×108m3/km2;②三角洲水下分流河道砂體大面積疊置,與烴源巖形成良好的源儲配置關系;③位于前陸斜坡帶,有利于構造—巖性氣藏的形成;④已發現蓬萊等大氣藏。該區是下一步最有可能發現大氣田的有利區。
4.4.2 前陸凹陷帶
前陸凹陷帶是致密砂巖氣藏有利勘探區。①位于烴源巖生烴中心,烴源巖層位多、厚度大、成熟度高,生烴強度介于50×108~120×108m3/km2;②三角洲水下分流河道砂體大面積疊置,與烴源巖互層或一體;③須一—須五段均可成藏富集,且以高壓氣藏為主,單井產量較高;④在梓潼凹陷、秋林地區已發現氣藏。
四川盆地石炭系主要分布于川東和川中東部地區,面積約4×104km2,石炭系天然氣資源量為1.3×1012m3,已發現兩個大氣田,探明天然氣儲量2 600×108m3,剩余資源量超過1×1012m3,構造圈閉鉆探程度高,其大氣田勘探有1個有利區,即川東高陡構造之間的向斜區。該區高陡構造成排成帶分布,呈現“窄背斜、寬向斜”的特點,目前背斜圈閉大部分被鉆探,大面積的向斜基本未鉆探。該區構造圈閉為晚期構造,構造圈閉形成之前,巖溶白云巖儲層已大面積發育,因此向斜區與高陡構造上的儲層特征相似,主要烴源巖龍馬溪組頁巖在川東地區大面積分布。由此可見,向斜區具有與背斜帶相似的源儲配置,具備形成巖性大氣田的條件。
1)四川盆地已發現的20個大氣田分布在不同構造區域,其中以川中低緩構造帶最多;縱向上大氣田發育在7個層系、以長興組—飛仙關組最多;形成大氣田的4套烴源巖以須家河組烴源巖形成的大氣田最多;大氣田的儲層主要為孔隙型碳酸鹽巖和致密砂巖;以構造—巖性大氣田最多。
2)海相大氣田主要受克拉通內裂陷和古隆起控制,克拉通內裂陷主要從烴源巖生烴中心、臺緣高能相帶和側向封堵成藏等3方面控制大氣田的發育,古隆起主要從臺內高能相帶、巖溶白云巖儲層和長期油氣聚集等3方面控制大氣田的發育,前陸盆地結構從構造背景、源儲組合、圈閉類型和裂縫分布等4方面控制陸相大氣田的發育。
3)四川盆地下一步大氣田勘探為5個領域12個有利區:震旦系—寒武系有利區為綿竹—長寧裂陷兩側臺緣帶、高石梯—磨溪古隆起斜坡部位、綿竹—長寧裂陷內部孤立丘灘體、萬源—達州裂陷周緣燈二段臺緣帶、川東高陡構造區;棲霞組—茅口組有利區為川西和川中地區棲霞組—茅口組;長興組—飛仙關組有利區為開江—梁平裂陷兩側臺緣帶的坡西地區和川西北地區、鄂西—城口裂陷西側臺緣礁灘;須家河組有利區為前陸斜坡帶和前陸凹陷帶;石炭系有利區為川東高陡構造之間的向斜區。