川西地區(qū)二疊系火山碎屑巖規(guī)模儲(chǔ)層發(fā)育主控因素與天然氣勘探潛力

謝繼容 李 亞 楊躍明 張本健 劉 冉,3 何青林 王 尉 王宇峰

1.中國(guó)石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院 2.中國(guó)石油西南油氣田公司3.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)院 4. 中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦

0 引言

火山巖油氣藏1887 年首次發(fā)現(xiàn)于美國(guó)加利福尼亞州圣華金盆地，但規(guī)模較小[1]，直至1997 年才在阿根廷油氣產(chǎn)能最高的Neuquen 盆地首次發(fā)現(xiàn)大規(guī)模火山巖油氣藏。此后，隨著火山巖油氣勘探理論與技術(shù)的不斷提升，火山巖油氣藏勘探在世界范圍內(nèi)不斷取得突破。至21 世紀(jì)初，全球已發(fā)現(xiàn)火山巖油氣藏或有油氣顯示300 余處，其中169 處油氣藏儲(chǔ)量已探明[1-3]。由此，火山巖油氣藏作為一類重要的油氣資源類型受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注，成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)與重點(diǎn)。我國(guó)火山巖油氣藏勘探發(fā)展軌跡與國(guó)際基本相似，1957 年在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣首次獲得工業(yè)氣流。此后，從2002 年至今在松遼、渤海灣以及準(zhǔn)噶爾等盆地相繼獲得火山巖油氣勘探的重大突破[1-4]。截至2019 年底，我國(guó)火山巖領(lǐng)域已探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)6.0×108t，探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)到5 800×108m3。上述火山巖油氣勘探進(jìn)展展示出該領(lǐng)域廣闊的勘探前景，目前已成為全球油氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域之一。

四川盆地火山巖油氣勘探始于1966 年，前期探井鉆遇的二疊系火山巖均為致密玄武巖和沉凝灰?guī)r，其中1992 年ZG1 井鉆揭厚逾300 m 玄武巖，測(cè)試獲25.61×104m3/d 工業(yè)氣流[5]，分析為裂縫性氣藏。勘探實(shí)踐表明，四川盆地及其周緣二疊系雖發(fā)育厚層峨眉山大火成巖省溢流形成的玄武巖，野外可觀察到一定規(guī)模的爆發(fā)相火山巖發(fā)育，具備儲(chǔ)層條件，但受當(dāng)時(shí)勘探水平的限制，無(wú)法有效刻畫該盆地內(nèi)火山巖巖相及儲(chǔ)層展布，導(dǎo)致長(zhǎng)期未能取得實(shí)質(zhì)性突破。

直至2018 年12 月，川西地區(qū)YT1 井鉆揭123 m 厚的二疊系火山碎屑巖孔隙型儲(chǔ)層，測(cè)試獲22.5×104m3/d 工業(yè)氣流[6]，首次發(fā)現(xiàn)爆發(fā)相火山巖氣藏；2019 年TF2 井又鉆揭79 m 厚的二疊系火山碎屑巖孔隙型儲(chǔ)層，測(cè)試獲氣4.69×104m3/d。基性火山碎屑巖氣藏的發(fā)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)尚屬首次，實(shí)現(xiàn)了四川盆地火山巖天然氣勘探的重大突破，展現(xiàn)了火山碎屑巖領(lǐng)域良好的勘探前景，但同時(shí)也說(shuō)明對(duì)該盆地內(nèi)火山巖的認(rèn)識(shí)還不清楚，對(duì)其儲(chǔ)層主控因素和分布規(guī)律還需要深入研究和分析。鑒于此，本次研究結(jié)合地質(zhì)、地球物理以及地球化學(xué)等多種手段，重點(diǎn)對(duì)當(dāng)前勘探熱點(diǎn)川西地區(qū)二疊系火山巖儲(chǔ)層及其主控因素進(jìn)行系統(tǒng)研究，以明確儲(chǔ)層分布規(guī)律與規(guī)模，評(píng)估川西地區(qū)火山巖氣藏的勘探潛力，以期為該盆地火山巖氣藏的勘探提供理論和技術(shù)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地位于上揚(yáng)地臺(tái)偏西北一側(cè)，歷經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后形成準(zhǔn)平原化基底[7-8]。中二疊世末期云南、貴州及四川地區(qū)發(fā)生大規(guī)模火山噴發(fā)事件[9]，形成巨厚的超基性—基性火山巖建造，稱為“峨眉山玄武巖”，是國(guó)內(nèi)唯一被國(guó)際學(xué)術(shù)界認(rèn)可的大火成巖省[10]。峨眉山大火成巖省分布以大理—米易為中心，呈環(huán)帶狀減薄，可劃分為內(nèi)帶、中帶、外帶[11]（圖1）。內(nèi)帶巖性較為復(fù)雜，具多個(gè)噴發(fā)旋回特征，旋回底部為厚度變化大的基性火山角礫巖或集塊巖，中部為韻律式變化的玄武巖熔巖流，頂部見較多凝灰?guī)r或沉積巖夾層，形成強(qiáng)烈爆發(fā)—寧?kù)o溢流—間歇性噴溢的活動(dòng)程序[13]。而中帶、外帶巖性較為單一，以高鈦玄武巖為主，主要呈深灰色，為致密狀、斑狀、杏仁狀構(gòu)造；中部或底部夾玄武質(zhì)火山角礫巖或凝灰質(zhì)砂巖[14]。峨眉山玄武巖不整合于中二疊統(tǒng)茅口組石灰?guī)r之上，與上覆上二疊統(tǒng)宣威組呈平行不整合接觸。

圖1 峨眉山玄武巖地質(zhì)分布圖

四川盆地處于峨眉山大火成巖省的中帶邊緣及外帶，其周緣及內(nèi)部多有火山巖的分布[12-15]（圖1）。前人研究認(rèn)為，峨眉山龍門洞剖面、中坪剖面等野外剖面也可識(shí)別出爆發(fā)相火山角礫巖—溢流相玄武巖—間歇期凝灰?guī)r的組合旋回[16]。

2 巖性特征

2.1 地球化學(xué)特征

2.1.1 主量元素

根據(jù)元素分析結(jié)果[17]，川西地區(qū)二疊系火山巖SiO2含量介于35%～52%，平均值為45.5%；以K2O 和Na2O 為主的堿質(zhì)含量高，含量在4.3%～8.3%之間，平均值為6.1%，主要發(fā)育偏堿性的基性—超基性火山巖（圖2），與峨眉山大火成巖省元素組成具有相似的特征[18-19]，表明川西二疊系火山巖與峨眉山大火成巖省屬于同源。

2.1.2 微量元素

根據(jù)Zr—Zr/Y 構(gòu)造環(huán)境判別圖版（圖3-a）分析可知，川西地區(qū)鉆井取心樣品火山巖中鋯元素的含量較高，與峨眉山大火成巖省東部野外剖面樣品分布范圍一致，均為板塊內(nèi)部噴發(fā)玄武巖；而根據(jù)Th/Hf—Ta/Hf 構(gòu)造環(huán)境判別圖版（圖3-b），川西地區(qū)火山巖屬于陸內(nèi)裂谷、陸緣裂谷拉斑玄武巖以及陸內(nèi)裂谷堿性玄武巖。綜上分析認(rèn)為川西地區(qū)火山巖噴發(fā)環(huán)境與峨眉山大火成巖省的攀西裂谷噴發(fā)環(huán)境相近，整體為大陸板塊內(nèi)部的裂谷噴發(fā)，川西地區(qū)火山巖屬于峨眉大火成巖省的一部分[20-21]。

圖2 四川盆地及周緣二疊系火山巖TAS 圖版

圖3 川西地區(qū)火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解

2.2 巖性特征及儲(chǔ)集性能

2.2.1 巖性特征

廣義的火山碎屑巖可按碎屑含量及成分劃分為火山碎屑熔巖類、正常火山碎屑巖類及火山—沉積碎屑巖類，碎屑按粒徑可分為集塊（大于64 mm）、角礫（介于2 ～64 mm）和凝灰（小于2 mm），盆地內(nèi)火山碎屑以角礫和凝灰為主，少見集塊。沉積—火山碎屑巖類以沉凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)泥巖為主。

實(shí)鉆井成果表明，川西地區(qū)二疊系火山巖儲(chǔ)層巖石類型以爆發(fā)相火山巖為主，包括火山碎屑熔巖及正常火山碎屑巖。火山碎屑熔巖碎屑含量介于10%～75%、熔漿膠結(jié)，碎屑粒徑以凝灰及角礫為主，成分一般與膠結(jié)物熔巖相同或相近，同時(shí)也可見少量玄武巖巖屑、漿屑或玻璃質(zhì)。巖屑多呈棱角狀，形態(tài)不規(guī)則（圖4-a），普遍綠泥石化、碳酸鹽交代；漿屑則多為拉長(zhǎng)狀或雞骨狀。火山碎屑熔巖常具有似流動(dòng)構(gòu)造，是塑性火山碎屑熔巖在流動(dòng)冷凝過(guò)程中形成自碎角礫或塑性火山碎屑變形而成。

火山碎屑巖類碎屑含量大于75%，為巖屑、玻屑、晶屑及玻璃質(zhì)等火山碎屑物質(zhì)堆積熔結(jié)或壓實(shí)固結(jié)而成（圖4-b）。巖屑成分除玄武巖之外，還見大量石灰?guī)r碎屑，為亮晶或泥晶生屑灰?guī)r，可見典型茅口組米其藻及希瓦格?（圖4-c），通常重結(jié)晶作用較強(qiáng)而致原生結(jié)構(gòu)被破壞；石灰?guī)r碎屑多呈棱角—次棱角狀，分選較差，2 ～60 mm 不等，巖心中可見較明顯的石灰?guī)r碎屑，具有下部大，向上逐漸減小的正粒序特征。研究區(qū)火山碎屑巖綠泥石充填作用強(qiáng)烈，且見碳酸鹽巖交代作用。

圖4 川西地區(qū)火山碎屑巖儲(chǔ)層及儲(chǔ)集空間特征照片

2.2.2 儲(chǔ)集物性

川西地區(qū)二疊系火山碎屑巖儲(chǔ)層整體物性屬于高孔隙度、低滲透率儲(chǔ)層。根據(jù)YT1 井火山碎屑熔巖段7 個(gè)巖心全直徑樣品分析，孔隙度介于6.68%～16.48%，平均值為10.26%；23 個(gè)柱塞樣孔隙度介于8.66%～16.85%，平均值為13.71%（圖5-a）；全直徑水平滲透率介于0.518 ～4.430 mD，平均值為2.350 mD，柱塞樣滲透率介于0.031 6 ～0.180 0 mD，平均值為1.850 0 mD（圖5-b），孔隙度與滲透率之間存在較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.77（圖5-c）。根據(jù)TF2 井的火山碎屑巖段24 個(gè)巖心全直徑樣品分析，孔隙度介于4.23%～23.12%，平均值為15.24%；38 個(gè)柱塞樣樣品，孔隙度介于0.78%～26.87%，平均值為15.12%（圖5-a）；38 個(gè)柱塞樣樣品，滲透率介于0.008 1 ～1.040 0 mD，平均滲透率0.170 0 mD（圖5-b），孔隙度與滲透率相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.89（圖5-c），為基質(zhì)孔隙發(fā)育的孔隙型儲(chǔ)層。

圖5 川西地區(qū)二疊系火山碎屑巖物性分布圖

2.3 儲(chǔ)集空間特征

2.3.1 儲(chǔ)集空間特征

川西地區(qū)二疊系火山巖儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間主要為各種次生孔隙和裂縫，原生氣孔經(jīng)歷火山巖后期熱液、地表水和埋藏過(guò)程中盆地流體等因素的影響，大部分已被充填，形成杏仁構(gòu)造，失去對(duì)油氣的儲(chǔ)集能力。

次生孔隙的主要類型包括脫玻化晶間微孔（圖4-d、e）、角礫間溶蝕孔、基質(zhì)溶蝕孔、蝕變礦物溶孔等。其中脫玻化晶間微孔為火山碎屑巖噴出地表后，巖漿迅速冷卻來(lái)不及結(jié)晶，形成大量火山玻璃，后續(xù)降溫過(guò)程中火山玻璃脫玻化形成礦物微晶時(shí)，體積縮小，所形成大量彌散狀的微孔隙[22]。另外脫玻化作用生成的長(zhǎng)石在酸性流體作用下會(huì)發(fā)生溶解。這些與脫玻化作用相關(guān)的孔隙統(tǒng)稱為脫玻化孔隙。角礫間溶蝕孔指粒間孔次生礦物充填后，經(jīng)風(fēng)化淋濾作用或流體溶蝕被再次溶解形成。基質(zhì)溶蝕孔為火山巖基質(zhì)的溶蝕常發(fā)生于基質(zhì)蝕變、脫玻化及凝灰重結(jié)晶的部位，具有孔徑小、成群分布的特點(diǎn)。蝕變礦物溶孔為簾石化、碳酸鹽化、黏土化等作用，蝕變礦物相對(duì)易溶，其經(jīng)過(guò)淋濾和溶蝕可形成溶蝕孔，如綠泥石晶間溶孔等（圖4-f）。

2.3.2 孔喉結(jié)構(gòu)特征

巖心柱塞樣液體飽和法實(shí)測(cè)孔隙度為19.27%的樣品，經(jīng)CT 掃描分析結(jié)果可見，基質(zhì)孔隙發(fā)育且連通范圍廣（圖6），測(cè)試分析表明火山碎屑巖儲(chǔ)層雖然具有一定的非均質(zhì)性，但儲(chǔ)集空間發(fā)育段其孔隙分布面積大、連通性好。壓汞分析結(jié)果表明，火山碎屑巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)普遍分選較好[16]，但孔喉半徑小，最大孔喉孔隙半徑僅為0.4 ～0.7 μm，壓汞曲線呈中細(xì)歪度。因此，連通性好的微孔隙是火山碎屑巖最主要的儲(chǔ)集空間類型。

圖6 TF2 井巖心柱塞樣CT 掃描分析圖

2.4 儲(chǔ)層縱橫向展布

火山巖巖性橫向變化快，在四川盆地不同地區(qū)巖性呈現(xiàn)較大差異[17]。川西成都—簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)火山巖類展布較為穩(wěn)定，具有橫向可對(duì)比性，整體上發(fā)育火山碎屑巖類、火山熔巖及侵入巖，總厚度一般介于120 ～300 m（圖7-a），總體呈現(xiàn)出內(nèi)部厚、邊緣薄的特征。本區(qū)火山巖儲(chǔ)層主要為火山碎屑熔巖及火山巖碎屑巖，縱向上發(fā)育在火山巖段中上部（圖7-b），火山碎屑熔巖段厚度一般介于39 ～45 m，其下發(fā)育50 ～100 m 厚的含灰?guī)r碎屑的火山碎屑巖，僅局部井區(qū)火山碎屑熔巖段不發(fā)育。

3 儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

3.1 斷裂控制爆發(fā)相火山巖發(fā)育

圖7 川西地區(qū)火山巖縱橫向展布特征圖

重力水平總梯度異常資料顯示，川西簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)發(fā)育北東、北西兩組基底斷裂，并且在斷裂交匯處剩余磁力正異常高，形態(tài)呈圓形[23]。通常磁力高異常區(qū)指示了近火山口相的主要分布位置，而本區(qū)磁力異常高區(qū)與爆發(fā)相火山巖發(fā)育區(qū)具有高度重合性，因此認(rèn)為簡(jiǎn)陽(yáng)爆發(fā)相火山碎屑巖發(fā)育區(qū)屬近火口區(qū)，總體受基底斷裂交匯中心的控制。而成都—簡(jiǎn)陽(yáng)以南地區(qū)一般只發(fā)育一組北東向展布的斷裂，沿?cái)嗔延芯€性分布的磁力異常高值，指示了沿?cái)嗔研纬闪严妒絿姲l(fā)，因此爆發(fā)相火山碎屑巖儲(chǔ)層不發(fā)育。

3.2 噴發(fā)旋回控制儲(chǔ)層的縱向分布

通過(guò)川南地區(qū)二疊系野外火山巖剖面觀測(cè)，單個(gè)噴發(fā)旋回通常以爆發(fā)相火山角礫熔巖開始（高能量），平均孔隙度達(dá)5%以上。向上逐漸轉(zhuǎn)為溢流相致密玄武巖（低能量），頂部通常發(fā)育氣孔、杏仁狀玄武巖，向上氣孔逐漸變多變大，由于氣孔充填作用影響，玄武巖平均孔隙度僅為2.21%。總之，火山角礫熔巖物性條件較玄武巖好，尤其頂部遭受風(fēng)化的爆發(fā)相火山角礫熔巖，其平均孔隙度可達(dá)8.24%。

根據(jù)盆地內(nèi)及周緣不同類型火山巖疊置及空間展布，分析認(rèn)為川西地區(qū)發(fā)育多期火山活動(dòng)[23]：第一期為近火山口的爆發(fā)相火山碎屑巖，厚度可達(dá)140 m，巖心可見茅口組灰?guī)r角礫，為火山噴發(fā)初期能量強(qiáng)，將通道內(nèi)茅口組石灰?guī)r角礫帶出，同時(shí)形成大量漿屑、玻屑等火山碎屑，極易發(fā)生脫玻化作用形成微孔隙。第二期為火山碎屑熔巖—?dú)饪祝ㄐ尤剩┬鋷r旋回，火山巖中角礫大小、含量相比第一期有所降低且不見石灰?guī)r角礫，以漿屑、玻屑及火山巖巖屑為主；向上能量減弱，轉(zhuǎn)為溢流相玄武巖，且頂部發(fā)育氣孔（杏仁）玄武巖，整體厚度為40 ～75 m 不等，局部地區(qū)本次噴發(fā)旋回不發(fā)育。前兩期噴發(fā)旋回形成的火山碎屑巖，為形成孔隙型儲(chǔ)層的最有利巖石類型。第三期為粒玄巖，厚度可達(dá)120 m，礦物結(jié)晶程度明顯高于頂部隱晶玄武巖，分析認(rèn)為其為火山活動(dòng)后期熔漿能量減弱，無(wú)法突破上覆已噴發(fā)的火山碎屑巖層，而沿著火山碎屑巖與茅口組的接觸薄弱面溢流形成；而最晚期侵入深度相對(duì)較大，結(jié)晶相對(duì)較為完全，形成致密的輝綠玢巖。由于玄武巖、粒玄巖及輝綠玢巖基質(zhì)孔隙度低，無(wú)法形成優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。因此，噴發(fā)旋回控制爆發(fā)相火山巖儲(chǔ)層的形成，儲(chǔ)集物性條件優(yōu)越的爆發(fā)相火山碎屑巖一般發(fā)育在火山旋回早期，控制了有利儲(chǔ)層的縱向分布。

3.3 火山機(jī)構(gòu)控制有利爆發(fā)相平面展布

通過(guò)三維地震可視化雕刻技術(shù)，對(duì)川西地區(qū)火山機(jī)構(gòu)進(jìn)行刻畫（圖8）。成都—簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)火山口、火山錐和熔巖流等火山地貌容易識(shí)別且空間發(fā)育規(guī)模較大，反映出川西地區(qū)火山活動(dòng)劇烈，為大規(guī)模發(fā)育爆發(fā)相的火山碎屑巖儲(chǔ)層提供了地質(zhì)背景。對(duì)比不同地區(qū)火山巖儲(chǔ)層厚度，YT1 井區(qū)距離火山噴發(fā)中心最近，爆發(fā)相火山碎屑巖層厚度最大、旋回最完全；而TF2 井區(qū)距離火山噴發(fā)中心相對(duì)稍遠(yuǎn)，火山碎屑巖儲(chǔ)層發(fā)育厚度相對(duì)小且旋回相對(duì)不完整，缺失第二期次的火山巖；ZJ2 井、ST1 井距離噴發(fā)中心最遠(yuǎn)，因此火山巖厚度小、旋回發(fā)育不完全，難以形成有利儲(chǔ)層。因此火山機(jī)構(gòu)位置、火山作用強(qiáng)度及噴發(fā)期次共同控制了火山巖相的發(fā)育，從而控制了火山巖儲(chǔ)層的平面及縱向展布。

圖8 簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)火山機(jī)構(gòu)與火山巖厚度分布圖

3.4 巖性及成巖改造控制儲(chǔ)層孔隙發(fā)育

火山碎屑巖原始儲(chǔ)集空間發(fā)育，在埋藏演化過(guò)程中，伴隨不同類型成巖作用的發(fā)生，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間及發(fā)育程度進(jìn)行改造。膠結(jié)作用和溶蝕作用是對(duì)儲(chǔ)層儲(chǔ)集物性影響最大的兩類成巖作用，膠結(jié)作用主要導(dǎo)致儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間的減少，物性降低；而溶蝕作用則相反，能夠增加儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間，使得儲(chǔ)層物性變好。膠結(jié)作用與溶蝕作用的發(fā)育程度是控制儲(chǔ)層現(xiàn)今物性差異分布的主要原因[24]。本區(qū)膠結(jié)作用以碳酸鹽膠結(jié)作用為主，為飽和碳酸鈣流體沿優(yōu)勢(shì)運(yùn)移通道流動(dòng)沉淀的產(chǎn)物，因而其多充填較大的原始孔隙，特別是在不同噴發(fā)旋回的分界面附近，導(dǎo)致流體活動(dòng)活躍，易造成大量碳酸鹽沉積。溶蝕作用主要受大氣淡水和酸性孔隙流體發(fā)育程度控制，多為沿著斷層運(yùn)轉(zhuǎn)至儲(chǔ)層的酸性流體與易溶礦物如長(zhǎng)石等發(fā)生水巖作用形成，因而，斷裂附近是溶蝕作用最為發(fā)育的位置。綜上所述，在膠結(jié)作用和溶蝕作用的雙重控制下，斷裂發(fā)育地區(qū)的單次噴發(fā)旋回中部是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育的主要位置。

4 川西火山巖氣藏的勘探潛力

4.1 烴源巖特征與油氣來(lái)源

川西地區(qū)二疊系基性—超基性火山巖下伏發(fā)育多套烴源巖層，為油氣大規(guī)模的生成提供了條件。天然氣碳同位素特征是判定天然氣成因的重要參數(shù)之一，通過(guò)對(duì)TF2 井和YT1 井天然氣碳同位素分析可知，甲烷的δ13C1分布區(qū)間為－32.11‰～－2.87‰，而乙烷的δ13C2分布區(qū)間為－33.61‰～－35.25‰（圖9），為典型的油型氣來(lái)源特征，且甲烷、乙烷的碳同位素值與下寒武統(tǒng)烴源巖的碳同位素值相近，表明火山巖氣藏主要來(lái)源于筇竹寺組烴源巖。與此同時(shí)，甲烷和乙烷的碳同位素特征與下寒武統(tǒng)龍王廟組天然氣相似，而龍王廟組氣藏主要由筇竹寺組供烴，從而進(jìn)一步佐證了天然氣來(lái)自筇竹寺組烴源巖。

四川盆地下寒武統(tǒng)烴源巖沉積中心發(fā)育在德陽(yáng)—安岳臺(tái)內(nèi)裂陷內(nèi)部，該裂陷形成于震旦紀(jì)燈影組沉積時(shí)期，受區(qū)域拉張的控制，呈近南北向展布，南北長(zhǎng)320 km，東西寬50 ～300 km[25-28]。槽內(nèi)下寒武統(tǒng)烴源巖以麥地坪組和筇竹寺組泥質(zhì)巖為主，對(duì)燈影組沉積期裂陷填平補(bǔ)齊，地層厚度大。裂陷內(nèi)麥地坪組和筇竹寺組主要黑色泥頁(yè)巖，厚度普遍可達(dá)300 ～450 m，有機(jī)碳平均含量大于2%，兩套烴源巖累計(jì)生氣強(qiáng)度高達(dá)（100 ～180）×108m3/km2，生烴潛力巨大。受志留紀(jì)末期加里東運(yùn)動(dòng)影響，川西地區(qū)下古生界受到強(qiáng)烈剝蝕，二疊系直接與下寒武統(tǒng)滄浪鋪組呈不整合接觸，且成都—簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)的火山巖位于德陽(yáng)—安岳裂陷之上。因此火山巖氣藏具有近源充注的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，二疊系火山巖與筇竹寺組之間發(fā)育多條垂向斷層，高角度斷裂的發(fā)育為油氣大規(guī)模運(yùn)聚提供了有利通道。由此可見，裂陷內(nèi)的厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖為成都—簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)火山巖提供了充足的氣源基礎(chǔ)。

圖9 四川盆地部分地區(qū)碳同位素分布圖

4.2 火山巖儲(chǔ)層有利區(qū)

川西地震刻畫結(jié)果顯示，三維區(qū)內(nèi)火山機(jī)構(gòu)特征清晰，發(fā)育火山口、火山錐、熔巖流等火山地貌，可識(shí)別出中心式、多點(diǎn)式及裂隙式3 種火山口類型。簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)主要以沿?cái)嗔训亩帱c(diǎn)式噴發(fā)和中心式噴發(fā)為主，爆發(fā)相儲(chǔ)層集中發(fā)育，實(shí)鉆井鉆遇爆發(fā)相儲(chǔ)層厚度一般介于80 ～160 m，測(cè)井解釋孔隙度為13.2%～22.82%，儲(chǔ)層有效厚度介于35 ～110 m，地震預(yù)測(cè)有利區(qū)面積達(dá)1 750 km2（圖10），具有較大規(guī)模。中江—三臺(tái)地區(qū)以裂隙式噴發(fā)為主的溢流相集中發(fā)育區(qū)，表現(xiàn)為火山巖厚度總體厚度減薄，爆發(fā)相儲(chǔ)層欠發(fā)育，一般僅厚10 m 左右，以溢流相致密玄武巖為主。此外，川西南—蜀南地區(qū)雖然鉆井多鉆遇厚層狀玄武巖，但新地震、非地震資料及野外露頭剖面觀測(cè)結(jié)果均顯示該地區(qū)也有一定規(guī)模的爆發(fā)相火山碎屑巖分布，其儲(chǔ)層分布及發(fā)育規(guī)律值得下一步深入研究。

圖10 YT1 井三維區(qū)爆發(fā)相火山巖儲(chǔ)層分布預(yù)測(cè)圖

4.3 天然氣勘探潛力

如前所述，盆地內(nèi)火山碎屑巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育在火山活動(dòng)早期形成的爆發(fā)相中，縱向上位于厚層火山巖層的中上部。下伏筇竹寺組烴源巖大規(guī)模生排烴后，油氣可沿高角度斷裂直接進(jìn)入上覆的火山巖儲(chǔ)層中。地震刻畫結(jié)果顯示，成都—簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)爆發(fā)相火山巖特征清晰，且具有沿?cái)嗔讯帱c(diǎn)式噴發(fā)特征，展布面積大，在大規(guī)模油氣運(yùn)聚的條件下，該區(qū)火山巖的天然氣資源豐度可達(dá)19.35×108m3/km2。同時(shí)在上覆龍?zhí)督M優(yōu)質(zhì)蓋層和下伏厚層粒玄巖及輝綠玢巖的封堵作用下，現(xiàn)今YT1 井實(shí)測(cè)地層壓力系數(shù)高達(dá)2.22，遠(yuǎn)高于我國(guó)其他地區(qū)火山巖油氣藏的壓力系數(shù)，充分證實(shí)了該區(qū)良好的封蓋條件，同時(shí)也為油氣大規(guī)模聚集提供了保證。綜上所述，“源儲(chǔ)緊鄰—斷層輸導(dǎo)—頂?shù)追舛隆钡某刹啬Ｊ剑瑸樘烊粴庠诨鹕綆r儲(chǔ)層的規(guī)模成藏提供了有利的地質(zhì)條件。因此，川西地區(qū)二疊系火山巖未來(lái)具備良好的天然氣勘探潛力，是四川盆地天然氣規(guī)模勘探和效益開發(fā)的重要對(duì)象之一。

5 結(jié)論

1）四川盆地二疊系基性火山碎屑巖與峨眉山大火成巖省同源，同屬板塊內(nèi)部噴發(fā)。爆發(fā)相的火山碎屑巖為川西地區(qū)有利儲(chǔ)層的巖石類型，儲(chǔ)集空間以脫玻化溶蝕微孔、溶蝕孔為主，孔隙半徑整體較小，分選較好。

2）研究區(qū)兩組近垂直的基底斷裂控制了火山作用中心，火山噴發(fā)旋回控制了儲(chǔ)層的縱向分布，最有利的火山碎屑巖為火山作用早期形成；火山機(jī)構(gòu)控制有利相帶的平面展布，靠近火山噴發(fā)中心的區(qū)帶，有利于形成發(fā)育爆發(fā)相的火山碎屑巖儲(chǔ)層。

3）火山巖天然氣主要來(lái)自于筇竹寺組烴源巖，空間上發(fā)育的多條高角度斷裂為油氣運(yùn)聚提供了通道，上覆龍?zhí)督M提供了優(yōu)質(zhì)蓋層，為火山巖天然氣大規(guī)模運(yùn)聚提供了有利的油氣成藏組合。